電動化和智能網聯化對汽車職業教育的變革需求

◆文/浙江 劉敬忠 金忍冬

目前，汽車動力正由內燃機向電力等新能源驅動過渡，汽車的駕駛技術正經由人工駕駛到機器輔助并希望基于智能網聯技術最終實現無人駕駛的快速發展過程中。職業技術學校除了增設新能源汽車、智能網聯汽車相關專業外，還應在傳統汽車類專業的教學標準中增加電動汽車、智能網聯汽車相關課程，根據不同教育階段和不同專業人才培養目標的差異確定相應的課程教學內容，以使學生的技術技能能夠滿足行業需求。

汽車工業是工業化國家國民經濟的重要支柱，具有產業鏈條長、市場規模大、對國民經濟發展與工業技術創新拉動效應明顯的特點，其發展水平是一個國家技術創新能力和綜合國力的重要體現。汽車工業的發展需要高素質技術技能型人才的有效支撐，職業技術學校作為技能型人才的主要培養場所，必須具有適應行業發展變化的快速應變能力。

一、汽車產業的電動化與智能網聯化趨勢

1.電動汽車產業發展狀況

電動汽車具有高效節能、零排放等突出優點，多國積極出臺相關產業政策和法規，加速推廣電動汽車。2008年國際金融危機后，世界主要汽車工業國家都將電動汽車產業發展上升為國家戰略，視其為發展新興產業和緩解能源、環境危機的重要途徑，并出臺了相關政策措施促進其發展。2022年歐洲主要國家的電動汽車(含BEV、PHEV、HEV)注冊量已經占當年汽車總注冊量的44.1%，并計劃從2035年開始禁售燃油車。

我國在“十二五規劃”中，提出大力發展新能源汽車等戰略性新興產業，重點發展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術。自此，中國的電動汽車產業發展步入快車道。自2015年起，中國的電動汽車產銷量持續保持全球第一，在國內汽車總銷量中的占比由2015年的1.3%持續上升到2022年的25.6%(表1)，向國外特別是歐洲地區的外銷量逐年增加。目前，我國的“三電”系統等關鍵零部件和整車設計制造已具備一定的產業基礎和優勢，成為引領全球汽車產業轉型升級的重要力量。

表1 2015-2022年我國電動汽車在汽車總銷量中的份額

2.智能網聯汽車的研究與推進

21世紀初期，在快速發展的無線通信和互聯網技術的推動下，研究人員開始探索通過車輛與外界進行通信獲取各種有效信息，以提高自動駕駛汽車對環境的感知和操控決策能力。自此，對自動駕駛汽車的研究開始進入智能網聯研究階段。

雖然各國對智能網聯汽車的定義有差異，使用的技術手段也不一致，但是最根本的車輛相關功能是一樣的。智能網聯汽車是在傳統汽車基本功能的基礎上，增加了環境感知、與外界信息交流、決策與車輛控制能力。

美國在智能網聯汽車的研究方面起步較早，20世紀30年代末即開始展望并著手研究智能交通系統(ITS)。20世紀80年代，美國開始有計劃和系統性地研究無人駕駛汽車，多所著名大學都先后加入研發工作中。進入21世紀后，以谷歌為代表的科技公司和以特斯拉為代表的汽車公司紛紛進入智能網聯汽車領域，全球各大汽車公司也加大了智能網聯汽車的開發力度，不斷推動智能網聯汽車技術的進步，并取得多項階段性成果，如圖1所示。

圖1 工業發達國家智能網聯汽車發展的典型事件

目前，美國的智能網聯汽車可以實時廣播自身的相關信息，同時每輛車也都掌握著周圍其他車輛的信息。車輛除了通過車載傳感器感知視野之內的路況，還會與交通信號系統和路側單元“對話”，自動獲知視野之外的路況信息，進行駕駛策略優化，識別并自動避讓視野之外駛來的車輛。其他工業發達國家的汽車公司在其新車型中也逐年提高自動駕駛輔助系統的配置。

我國行政主管部門積極推進有關智能運輸系統相關技術標準的編制工作，2017年12月，工業和信息化部、國家標準化管理委員會聯合組織制定了《國家車聯網產業標準體系建設指南》。2018年12月，工業和信息化部印發《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》。2020年2月，國家發改委、科技部等11部委印發《智能汽車創新發展戰略》。2021年8月，國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會發布國家標準《汽車駕駛自動化分級》。上述各項文件的發布，旨在通過加強頂層設計，全面推動智能網聯汽車產業的持續健康發展。

在政府的推動下，中國的智能網聯汽車產業近幾年取得了驕人的業績，如圖2所示。以百度、阿里、騰訊為代表的中國互聯網公司紛紛進軍自動駕駛汽車產業，開發出了各自的自動駕駛操作系統。眾多的科技公司專注于自動駕駛解決方案、自動駕駛芯片、車聯網、輔助駕駛、車載傳感器、高精度地圖、信息安全、路側設施的研究，部分已實現了產業化。各汽車制造廠也加大了對智能網聯汽車的研發力度，并與各科技公司開展合作，高級駕駛輔助系統(ADAS)的裝車率快速提高。

圖2 中國智能網聯汽車發展的典型事件

二、新趨勢下對職業學校汽車專業畢業生的技術技能需求

電動汽車的組成結構與傳統燃油汽車相比，車身、行走系統差異較小，制動系統、轉向系統等更多地使用了線控技術，特別是電動汽車的動力傳動系統與傳統燃油汽車有著本質的區別。在汽車電動化快速發展的趨勢下，非電動汽車相關專業的學生也需要熟悉電動汽車的基本構造，特別是其電力驅動系統的結構和各部件的 功能。

在汽車智能技術方面，高級駕駛輔助系統早期只應用于高級車，近年來也開始快速應用于中級車，裝用高級駕駛輔助系統的高中級車型快速增長，并正在向普通車型滲透。在2022年9月召開的2022世界 智能網聯汽車大會上，工業和信息化部黨組成員、副部長辛國斌在會上表示，在2022年上半年新銷售的乘用車上，組合駕駛輔助功能的滲透率已升至32.4%。

在《職業教育專業目錄(2021年)》的21個汽車類職業教育專業中，?？频闹悄芫W聯汽車技術和本科的智能網聯汽車工程技術兩個專業為2021年新增設的專業，加上2015年增設的汽車智能技術專業，這3個專業的設置目的是為行業培養智能網聯汽車的高級駕駛輔助系統設計、制造、試驗、檢測與維修的高技術技能人才。

智能網聯汽車技術涵蓋機械工程、電子技術、電力技術、自動控制、物聯網、人工智能、大數據、信息安全、交通運輸等眾多領域，對汽車專業人員的知識與技能結構要求已經大大超出傳統汽車人才。在高級駕駛輔助系統裝車率快速提高的情況下，僅僅依靠汽車智能技術、智能網聯汽車技術和智能網聯汽車工程技術3個專業培養的學生數量已經不能滿足社會的需求。由于傳統專業畢業生在工作中也會直接接觸到高級駕駛輔助系統，所以需要對傳統專業的課程結構進行優化與調整，增加有關智能網聯汽車技術的相關課程。在具體的實施中，不同的教育階段增加的課程和教學內容應該有所區別。

三、汽車類專業開設電動汽車和智能網聯汽車相關課程總體情況

通過檢索一百余所學校汽車類專業的相關介紹、專業人才培養方案等信息，匯總了如表2所示的，目前各學校汽車類專業開設電動汽車和智能網聯汽車相關課程的總體情況。

表2 汽車類專業開設電動汽車和智能網聯汽車相關課程總體情況

從表2中可以看出，中職學校新能源汽車相關專業盡管目前尚未發布國家專業教學標準，但是在課程設置表中都設置有電動汽車相關課程；汽車制造、檢測、維修類專業的國家專業教學標準中設計有電動汽車相關課程，但是并不是所有的學校都開設該課程；其他專業的國家專業教學標準中沒有設計電動汽車相關課程，所有的學校也都沒有開設電動汽車相關課程。至于智能網聯汽車相關課程，已發布的各專業的國家專業教學標準中均未涉及智能網聯汽車相關課程，從獲取的現有信息來看，中職各學校的汽車類專業均未開設該課程。

高職?？瞥?個專業有部分學校沒有開設電動汽車相關課程外，所有學校的其余專業均開設電動汽車相關課程。所有學校的智能網聯汽車技術、汽車智能技術兩個專業均開設智能網聯汽車相關課程，部分學校的汽車電子、新能源、檢測維修類專業開設智能網聯汽車相關課程，所有學校的其余專業均未開設智能網聯汽車相關課程。高職本科所有學校的所有汽車類專業全部開設電動汽車和智能網聯汽車相關 課程。

從樣本總體來看，中職半數以上汽車類專業尚未開設電動汽車相關課程，所有專業均未開設智能網聯汽車相關課程；高職?？拼蟛糠謱W校的大部分汽車類專業已經開設電動汽車相關課程，約半數專業尚未開設智能網聯汽車相關課程；高職本科所有學校的所有汽車類專業均已經開設電動汽車和智能網聯汽車相關課程?；谇笆鲂袠I技術發展與市場需求分析，在電動化和智能網聯大趨勢下，建議尚未開設相關課程的汽車類專業盡快開設相關課程或增加相關內容，以使學生掌握最新汽車技術，具備相關的職業能力，提高畢業生的職業發展競爭力。

四、職業學校汽車類專業應因形勢調整課程的建議

1.電動汽車相關課程開設形式與內容 建議

由于各專業就業面向崗位和對員工技術技能需求的不同，相應的課程教學內容也會有所差異。

中職新能源汽車類專業開設時間較長，課程設置較為成熟，電動汽車相關課程一般設置多門核心課程，至少包括電動汽車構造、動力電池及管理系統、驅動電機及控制等相關內容的課程，教學內容以電動汽車結構和維護保養為主。非新能源類汽車制造、檢測、維修、電子類專業可以設置電動汽車概論課程，課程內容涵蓋電動汽車構造、動力電池與管理、電機與控制系統等，側重于系統的結構與功能。其他專業可以開設電動汽車概論課程，也可以將電動汽車的基本概念、各組成部分的基本功能等內容融合在其他課程中 教學。

高職?？菩履茉雌囶悓I開設時間也較長，對于電動汽車相關核心課程已形成共識，一般包括電動汽車電力電子技術、電動汽車動力電池及管理技術、電動汽車電機驅動技術、電動汽車故障診斷技術等相關內容的課程，教學內容以電動汽車各系統的結構、維修、試驗、檢測和故障診斷基本方法為主。非新能源類汽車智能、電子、制造、檢測、維修類專業可以開設電動汽車構造或者構造與維修課程，主要教學內容涵蓋電動汽車構造、電動汽車電池及管理系統、電動汽車電機及控制系統等，側重系統的結構與功能、基礎維護與保養方法等。其他專業可以開設電動汽車概論或新能源汽車概論課程，內容涵蓋電動汽車的結構組成及各部分的功 能等。

高職本科新能源汽車工程技術專業的電動汽車課程包含多門核心課程，一般包括電動汽車結構與設計、電動汽車電力電子技術、動力電池及能量管理技術、電動汽車電機及控制技術、電動汽車試驗技術、電動汽車整車控制技術、電動汽車故障診斷技術等相關內容的課程，教學內容側重于系統的結構、原理、工程應用設計、試驗檢測方案設計等。其他專業建議開設電動汽車技術或新能源汽車技術課程，教學內容包括電動汽車構造、電動汽車電力電子技術基礎、動力電池技術、電力驅動技術等，側重于系統的工作原理、結構與功能。

2.智能網聯汽車相關課程開設形式與 內容建議

中職汽車檢測、維修和電子類相關專業的智能網聯汽車課程以概論為主，教學內容包括智能網聯汽車的基本概念、智能網聯汽車的各功能系統等，側重于智能網聯汽車的基本結構、各系統的功能和應用場景等。通過課程的學習，使學生了解智能網聯汽車的基本概念、體系結構和各組成部分的功能。其他專業的學生則只需要了解智能網聯汽車的基本概念，可以融合在其他課程中教學。

高職?？浦悄芷囶悓I的智能網聯汽車相關課程一般包括智能汽車傳感器裝調測試、車載網絡及總線系統應用與測試、汽車無線通信與車聯網系統應用與測試、汽車底盤線控系統構造與維修等內容的課程，教學內容側重于系統結構、裝配、調試、標定、測試。通過課程的學習，使學生初步具備智能網聯汽車各系統模塊或元器件的功能分析、部件拆裝與性能檢測能力。非智能汽車類制造、電子、檢修、新能源等專業可以開設智能網聯汽車概論課程，教學內容主要包括智能網聯汽車環境感知傳感器、車載網絡系統、無線通信系統、導航定位系統、底盤線控系統等的相關知識，側重于各系統的結構組成、種類、不同類型的特性與應用等。汽車造型與改裝、汽車營銷方向的專業也可以開設智能網聯汽車概論課程，但應適當降低課程要求，學生僅需熟悉系統的結構和各部分的功能即可。

高職本科智能網聯汽車工程技術專業的智能網聯汽車相關核心課程一般包括智能網聯汽車體系結構、智能汽車感知技術與應用開發、汽車線控技術與應用開發、車載網絡技術與應用開發、汽車無線通信與車聯網技術、自動駕駛軟件系統與程序設計、智能網聯汽車裝調與測試等。通過課程的學習，應使學生掌握智能網聯汽車智能駕駛系統的結構組成、工作原理及相關技術措施，具備智能網聯汽車的裝調與測試能力，并具備一定的系統開發與設計能力。其他專業可以開設智能網聯汽車技術課程，內容包括智能網聯汽車環境感知技術、車載網絡系統、無線通信系統、定位導航技術、智能決策技術等，側重于技術的工程應用與性能測試。通過課程的學習，學生應基本具備各系統的功能分析與基本測試能力。

五、結語

從第一輛汽車誕生至今，汽車技術經歷了多次變革，但是對汽車性能影響最為深遠的還是始于20世紀50、60年代的微電子技術在汽車上的廣泛應用。一方面，在發動機、底盤和車身上應用電子控制技術有效提升了汽車的綜合性能。另一方面，將人工智能技術應用于汽車，并借助于通信技術和智能交通系統，使汽車變得更智能，能夠輔助駕駛員完成很多工作，減輕駕駛員的勞動強度，并逐漸朝著自動駕駛方向發展。

在汽車的發展過程中，動力技術路線的重大變化則是電動汽車的推廣與應用。由于石油資源日漸短缺和全球環境保護的需要，促使各主要汽車工業國家積極研發新能源汽車。在政府的強力推動下，經過多年的發展，中國的電動汽車產業已位居世界前列，電動汽車的使用有效降低了城市地區的尾氣排放量，并推動了各相關技術的進步。

現代汽車技術交叉關聯著眾多學科領域，是現代先進科技的高度集成。每一次重大的技術進步和產業結構調整，都會催生出新的專業，傳統專業的教學標準也應相應進行調整以適應變革的需要。