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關鍵詞:汽車電氣 設備 課程 教學
一、傳統(tǒng)教學方法的不足及原因分析
1.教材方面的問題
1.1教材不適應本地區(qū)教學設備的需要
中職學校所使用的汽車電氣設備課程教材是國家規(guī)劃的通用教材,照顧全國各地的不同情況,教材中示例一般以東風、解放載貨汽車以及桑塔納、夏利轎車這些國內比較普及的車型為主,有些教材也對豐田、大眾轎車的內容作了一些介紹。而這些車型有些中職學校大多沒有,給教學工作帶來了很多不便,不太適合本地區(qū)的教學需要。
1.2教材內容過于陳舊
汽車電氣設備課程內容的編寫一般還是把汽車電氣設備分為電源系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明和信號系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等五大系統(tǒng),有些版本還有配套的實訓教材和教學光盤。但這些內容過于陳舊,一是上述車型社會的保有量較少;二是汽車的電氣設備已經(jīng)更新?lián)Q代,實現(xiàn)了電子式器件取代了機械式器件。
1.3教材內容理論性過強
中職學校的汽車電氣設備課程教材,無論哪個系統(tǒng),都把系統(tǒng)部件內部結構及工作原理、工作過程作詳細的介紹。如蓄電池的內部結構的組成物質、工作過程的化學反應時內部離子的轉移關系、工作特性曲線;發(fā)電機的工作特性、電子式調節(jié)器工作時內部電子元件的動作關系等都作了詳細的介紹。這些理論難度很大,中職學生根本無法聽懂。
2. 學生方面的問題
2.1學生的基礎知識差
當前,報讀中職學校的學生,基礎知識很差,很多人沒得參加中考,在教學工作中發(fā)現(xiàn),一些學生還沒有建立起電壓、電流、電阻、磁場等基本的電磁概念,更不用說上課時常用到的開路、斷路、短路、短接這些概念了,這就給教學帶來很大困難。
2.2學生的學習主動性差
學生學習缺乏主動性,晚自習時很多學生無所事事,在玩游戲、玩手機,抄作業(yè)現(xiàn)象普遍。這是由于他們基礎差,初中就感覺是被“合格”的,到中職學校來學習也還是沿襲著原來的習慣,希望再一次被“合格”,很少學生能主動學習,特別是書本上的理論知識。
二、教學方法改革探索和實踐
1.改革教學內容
近年來,筆者多次到汽車修理廠及4S 店實習,發(fā)現(xiàn)學校教學的知識和生產(chǎn)實踐存在較大差距。通過與汽車修理廠及4S 店的工程師和一線修理技術員進行交流, 教師應及時收集和整理先進的汽車電器知識, 將其補充到教材中去。其次,《汽車電氣設備》課程要讓學生讀懂電路圖為教學重點, 讓學生知道電路圖的重要性, 以及如何利用電路圖了解電器的控制方式和工作原理,通過電路圖對汽車電器的故障進行診斷和排除,建立最有效和簡單的診斷流程。
2. 改革教學方法
2.1 實施一體化教學模式
(1)構建理實結合的教學模式。在任務驅動或項目引導下,將《汽車電氣設備》理論教學融合到實習、實訓教學之中,使理論與生產(chǎn)實踐融于一體,學生在邊學邊做、教師在邊教邊指導的教學環(huán)境中完成項目的教學目標和教學任務,培養(yǎng)學生的動手能力和專業(yè)技能,達到調動和激發(fā)學生自主學習、主動探究知識的目的。
(2)采取形式多樣的教學方法。以項目為主線,讓學生明確教學目標、教學內容,靈活運用講授法、演示法和練習法等,引導學生進行學習及練習。
1)講授法:在課堂上將項目展開后,通過演示操作及講解相關內容,總結并引出相關概念、原理。根據(jù)教材及職業(yè)能力的需要,由淺入深,由易到難,有重點、系統(tǒng)地傳授知識,使學生在較短的時間內完成系統(tǒng)知識的構建。
2)演示法:在一體化教學進程中,通過教師的示范性操作,使學生獲得具體、清晰、生動、形象的感性知識,加深學生對書本知識的理解,幫助學生形成正確的概念,掌握正確的操作技能。
3)練習法:在教師的指導下進行該項目的操作練習,通過操作練習對理論知識進行驗證。練習時強調操作規(guī)程、操作安全,教師認真巡回指導,加強監(jiān)督。對每名學生的操作次數(shù)、操作速度和操作質量做詳細記錄,以提高學生練習的效果。
(3)分配科學合理的教學時間。教學的時間安排,一方面參照汽車維修企業(yè)檢查維修該項目(汽車電器故障)所需的步驟與時間,另一方面結合學校理論教學的特點和學?,F(xiàn)有設備、場地及學生的基本素質等情況,采用半天(四個課時)作為一個教學單元,其中理論教學占25%,教師示范占20%,學生實際操作占50%,總結、評價占5%左右。另外,每一項目的教學時間只設定參考時間, 以方便教師能夠根據(jù)學生完成任務的情況進行靈活調整。
2.2 采用討論法組織教學
教師根據(jù)班級人數(shù)將學生分為若干小組, 每個小組成員自主選出一位同學作為小組長, 負責小組的活動。小組活動時, 教師一般不加干涉,小組成員可以暢所欲言, 充分交流, 爭取達成共識。這里需要強調的是,課前教師要根據(jù)教學內容由淺入深地設計問題, 然后交給學生分組討論, 學生間、小組間可以自由發(fā)言, 最后在教師的引導下逐步提出合理解決問題的方法。由教師對細節(jié)進行歸納總結。只要老師引導得當, 可以很好地激發(fā)學生參與求知的欲望。這樣學生既掌握了基本知識, 又提高了分析問題解決問題的能力。
2.3 利用多媒體輔助教學
隨著電子技術的發(fā)展, 汽車電器與電子設備不斷更新和增加, 原有掛圖、幻燈片內容很難與新的汽車電氣系統(tǒng)相一致,不能反映出現(xiàn)代汽車電器和電子設備的構造及工作原理。而學校擁有的汽車電器和電子設備實物多數(shù)都較為陳舊,不能滿足現(xiàn)代教學的要求。為了彌補這一不足, 教師可帶領學生到汽車修理廠、4S 店等實地收集相關的圖片和錄像,制作成多媒體課件進行教學,并緊密結合本地區(qū)實情,突出課程的針對性和應用性。
職業(yè)院校汽車電氣設備專業(yè)只有緊跟市場需求不斷調整教學內容,通過改革教學方法和考核方法,才能取得良好的教學效果。除此之外,職業(yè)院校還應該結合院校所用的教學設備緊跟現(xiàn)在社會需求,適應市場發(fā)展的需要。
參考文獻
【關鍵詞】中職 汽車電氣設備課程教學改革
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)07C-0140-03
汽車電氣設備課程是中職學校汽車運用與維修專業(yè)的一門主要專業(yè)課,在教學過程中,學生難學,教師難教,教學效果不佳。于是汽車電氣設備的維修便成為了很多畢業(yè)生的弱項,在很大程度上影響了汽車維修人員的綜合能力,也在一定程度上影響了畢業(yè)生所在學校的聲譽。因此,對汽車電氣設備課程的教學改革勢在必行。本文以柳州市交通學校為例,闡述中職學校汽車電氣設備課程教學過程中所存在的教材和學生兩大方面的問題,提出應對汽車電氣設備課程的教學內容、教學方法、考核方式等進行改革。
一、汽車電氣設備課程教學存在的問題
(一)教材方面的問題
1.教材不適應本地區(qū)教學設備的需要。中職學校所使用的汽車電氣設備課程教材是國家規(guī)劃的通用教材,照顧全國各地的不同情況,教材中示例一般以東風、解放載貨汽車以及桑塔納、夏利轎車這些國內比較普及的車型為主,有些教材也對豐田、大眾轎車的內容作了一些介紹。而這些車型柳州市交通學校大多沒有,給教學工作帶來了很多不便,不太適合本地區(qū)的教學需要。
2.教材內容過于陳舊。汽車電氣設備課程內容的編寫一般還是把汽車電氣設備分為電源系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明和信號系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等五大系統(tǒng),有些版本還有配套的實訓教材和教學光盤。但這些內容過于陳舊,一是上述車型社會的保有量較少;二是汽車的電氣設備已經(jīng)更新?lián)Q代,實現(xiàn)了電子式器件取代了機械式器件。
3.教材內容理論性過強。中職學校的汽車電氣設備課程教材,無論哪個系統(tǒng),都把系統(tǒng)部件內部結構及工作原理、工作過程作詳細的介紹。如蓄電池的內部結構的組成物質、工作過程的化學反應時內部離子的轉移關系、工作特性曲線;發(fā)電機的工作特性、電子式調節(jié)器工作時內部電子元件的動作關系等都作了詳細的介紹。這些理論難度很大,中職學生根本無法聽懂。
(二)學生方面的問題
1.學生的基礎知識差。當前,報讀中職學校的學生,基礎知識很差,很多人沒得參加中考,在教學工作中發(fā)現(xiàn),一些學生還沒有建立起電壓、電流、電阻、磁場等基本的電磁概念,更不用說上課時常用到的開路、斷路、短路、短接這些概念了,這就給教學帶來很大困難。
2.學生的學習主動性差。學生學習缺乏主動性,晚自習時很多學生無所事事,在玩游戲、玩手機,抄作業(yè)現(xiàn)象普遍。這是由于他們基礎差,初中就感覺是被“合格”的,到中職學校來學習也還是沿襲著原來的習慣,希望再一次被“合格”,很少學生能主動學習,特別是書本上的理論知識。
二、汽車電氣設備課程教學改革的探索
基于汽車電氣設備課程教學中存在的不足,課程的教學必須加以改革。
(一)教學內容的改革
1.重新認識中職教育的教學核心。鑒于目前中職學校學生的基本情況,學生畢業(yè)后不太可能從事技術性強的工作,大多數(shù)所能從事的主要是一線裝配工,稍好一些的可從事維修人員,結合以工作過程為向導的教學模式,我們首先來了解一線汽車維修人員維修汽車的工作過程。在汽車維修4S店,前臺服務顧問接到有故障的車輛,問清故障現(xiàn)象后填寫好相關故障單據(jù)交給維修人員,維修人員所做的工作就是對相關零部件好壞做判斷及電路故障分析。如果是相關部件的損壞,就直接更換相關部件;如果是電路故障(斷路、短路、竄線、接觸不良)就要找出相應的故障點做相應的處理。主要工作只有兩個核心:一是零部件好壞的判斷,二是電路的故障分析,教學也要圍繞這兩個核心來展開。
2.根據(jù)學校實際情況選擇教學車型。以柳州市交通學校為例。該校與上汽通用五菱汽車有限公司有很好的合作關系,校內的五菱汽車也多,所以選擇五菱微型車作為教學的主要車型。從實訓設備的配置到具體的電路圖分析都以五菱微型車為主,汽車電氣設備的組成、結構原理和故障診斷與檢修方法均以五菱為例,同時介紹本地常見車型的電氣設備與五菱車電氣設備的主要區(qū)別,使學生達到融會貫通、舉一反三的目的。
3.合理選擇教學內容。汽車電氣設備課程教材介紹的大多是以東風、解放載貨汽車以及大眾車系為主打車型。對已顯得過時知識,如發(fā)電機的調節(jié)器,在發(fā)電機工作原理的教學內容中作簡單介紹;而傳統(tǒng)的點火系統(tǒng),則說明這個內容要在電控發(fā)動機構造與維修這門課中講解,本門課就不再講述。對于理論性較強的內容,如蓄電池充放電過程中的化學反應、離子的轉移過程、充放電特性;發(fā)電機的三相發(fā)電過程、整流過程、電壓調節(jié)過程等只作一般性介紹,內部具體的工作過程就不再講述。
對于汽車空調系統(tǒng),以前,乘用車也不一定有空調,很多的教材只是把汽車空調作為輔助系統(tǒng)作一個簡單的介紹?,F(xiàn)在,汽車空調已是乘用車的標準配置,它的熱力學原理很難理解,但一般的操作并不難,主要為充注制冷劑、檢漏、抽真空。汽車空調既是一個密封的機械系統(tǒng),在車上是分散的,不好觀察,特別是產(chǎn)生冷氣的蒸發(fā)器,一般都在副駕駛前的儀表板內,看不見,所以其機械部分的教學用汽車空調臺架來教學較為理想。同時汽車空調又有一個比較復雜的電氣控制系統(tǒng),而且對汽車空調的控制要與對發(fā)動機的控制同時進行,所以其在車上與發(fā)動機共用同一控制電腦板。汽車空調臺架無法實現(xiàn)在車上的一些控制功能,如急加速、大油門、發(fā)動機轉速過低切斷空調動力,很難達到預期的教學效果。鑒于此,汽車空調的電氣控制過程教學必須要用實車來進行,可用五菱鴻圖車來教學。把教學內容主要分為電源系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、雨刮系統(tǒng)、空調系統(tǒng),每個系統(tǒng)相對獨立,作為一個項目來進行教學。
關鍵詞:汽車電氣設備構造與維修 一體化 教學改革
【分類號】G712;U463.6-4;U472-4
前言
汽車電氣設備構造與維修課程在傳統(tǒng)的教學模式中,教師講授課程內容時,以陳舊的教材為基礎,借助大量的教具和教學模型,努力講解課程內容,但教學效果不理想,學生實際動手操作能力不強,無法真正掌握汽車電氣設備檢測與維修技能。為了讓學生掌握汽車電氣設備檢測與維修操作技能,提高教學效率和教學效果,我們必須開展一體化教學改革。
1《汽車電氣設備構造與維修》課程的教學現(xiàn)狀
1.1培養(yǎng)目標不明確
傳統(tǒng)的汽車電氣設備構造與維修課程主要是以學生對知識的掌握為培養(yǎng)目標,忽視了技能教育實用性較強的特點,沒有緊跟市場、注重企業(yè)對維修人才掌握汽車電氣設備維修技能的要求,導致學生畢業(yè)后不能盡快地適應所從事的工作崗位。
1.2教學方法落后
傳統(tǒng)的汽車電氣設備構造與維修課程教學,主要采用先在教室進行理論教學,然后在實訓室進行實操技能訓練的模式。這種教學方法,學生一直被動地接受知識,學習中沒有經(jīng)過深入思考,不能將理論學習和實操技能訓練有效結合,無法發(fā)揮自主學習的作用,難以最大限度地激發(fā)學生的學習積極性,他們對知識和技能的掌握與教學目標相差甚遠。
1.3教材內容陳舊
第一,教材內容與汽車電氣設備檢測與維修的實際應用有一定差距,存在著學生掌握了教材內容,卻在實際工作中不會使用所學知識來檢測、排除電氣設備故障的問題。
第二,教材內容已形成固有體系,沒有緊跟市場技術的發(fā)展對教材內容進行實時更新。
2汽車電氣設備構造與維修課程一體化教學改革目標
2.1滿足企業(yè)崗位人才需求
學校人才培養(yǎng)及教學內容的安排應根據(jù)企業(yè)工作崗位的技術要求有針對性的進行。因此,在汽車電氣設備構造與維修課程一體化教學改革中,應組織專業(yè)教師赴維修企業(yè)調研機電維修工作崗位中電氣設備維修工作經(jīng)常進行的維修任務與技術要求,了解企業(yè)需求,以企業(yè)工作崗位要求為基礎,開展汽車電氣設備構造與維修課程一體化教學改革。
2.2培B學生綜合職業(yè)能力
綜合職業(yè)能力即在真實環(huán)境中整體化地解決綜合性的專業(yè)技術問題的能力,是人們從事一門或者若干門相近職業(yè)所具備的本領,是個體在職業(yè)工作、社會熱情和私人情境中科學的思維、本著對人和社會負責的態(tài)度行事的熱情與能力,是科學的工作和學習方法的基礎。所以,汽車電氣設備構造與維修課程一體化教學改革要滿足職業(yè)要求和學生個人發(fā)展需求兩方面的要求,培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力。
3理實一體化教學模式在《汽車電氣設備構造與維修》課程中的實施
3.1.理實一體化教學模式的內涵
所謂理實一體化的教學模式,是指將專業(yè)理論知識與職業(yè)技能結合起來,在實踐中學習理論知識,用理論知識支持職業(yè)技能的學習,理論與實踐緊密結合的一種教學模式。
3.2理實一體化教學模式的教學流程
理論講解教師對教學目標所涉及的內容邊講解邊演示(操作),通過現(xiàn)場實物、教學模型、多媒體課件、實際操作等內容的演示,讓抽象枯燥的學習內容變成看得見、動得到、易理解的實實在在的東西,讓學生可以做到,邊理解理論知識,邊對實物進行操作。
3.3優(yōu)化教學內容,豐富教學資源
既然要優(yōu)化教學內容,就必須進行課題分解和模塊化組合。具體操作方法是:教師根據(jù)教學目標和任務,將學生需要學習的各個知識點分解為一個一個的模塊;學生有計劃地針對各個模塊進行理論學習和專門化訓練,在訓練中讓學生知其然;教師對學生在實踐中出現(xiàn)的問題或困惑,用專業(yè)理論知識加以解釋,使學生知其所以然,從而實現(xiàn)理論與實踐的有機結合。以《汽車電氣設備構造與維修》第二版“單元一電源系統(tǒng)”這一部分內容為例,這部分內容的知識點包括電源系統(tǒng)概述、汽車蓄電池、汽車交流發(fā)電機、電壓調節(jié)器和電源系統(tǒng)電路。我們教師在授課過程中,將這部分內容劃分為兩個教學模塊。模塊一:對汽車蓄電池和汽車交流發(fā)電機進行邊講解理論邊進行實際操作的授課方法,并且教師對實物(總成)進行實際操作演示,加深學生對知識點的掌握及提高自身的動手能力。模塊二:帶學生到汽車整車實訓室進行實車講解,并且教師對應著電路圖進行實際操作演示,讓學生了解了在汽車整車各零部件的安裝位置,讀懂電路圖,并掌握以電路圖結合實車進行檢測與故障分析。
4理實一體化教學資源的運用
《汽車電氣設備構造與維修》課程是一門與實際工作崗位聯(lián)系非常緊密的課程,脫離了工作實際,學生就會難以理解知識,無法形成技能,進而失去學習興趣。因此,準備豐富的教學資源是《汽車電氣設備構造與維修》教學中必不可少的環(huán)節(jié)。在《汽車電氣設備構造與維修》課程教學中,筆者建議教師可以通過以下途徑合理運用教學資源。
4.1組建專門化教室
專門化教室是將教室與實訓場地融為一體、使教學與實踐緊密結合的場所,能夠讓學生感受情境教學的氛圍,在課題(或案例)教學中學習技能,獲得能力。所以,專門化教室必須具備充分的教學條件,如:包括黑(白)板和多媒體教學設備,有足夠的實驗或實訓操作工位和實物(總成)等。
4.2充分利用現(xiàn)有實物(總成)
比如,在汽車電氣實訓室利用已有的繼電器、點火開關總成、發(fā)電機總成、起動機總成等教學實物,可以進行整體外觀認識、正確拆卸、拆卸后的檢測(檢修)項目、正確的裝復等內容,還可以結合電路圖或原理圖分析其工作原理。
4.3利用計算機仿真動畫進行輔助教學
應用于課堂教學,使理論教學直觀化。此外,根據(jù)教學的要求,還可組織學生到汽車整車實訓室進行現(xiàn)場教學。通過組織學生到汽車整車實訓室進行現(xiàn)場教學,使學生認識在汽車整車上零部件的安裝位置及其連接關系,增強了感性認識,并且根據(jù)我們教師所提供的電路圖進行實際動手測量,加深學生對知識的理解,特別是增強學生對實物(總成)工作原理、理解電路圖的能力,對“電”這種看不見摸不著的東西等方面知識的理解大有幫助。
5結束語
汽車電氣設備構造與維修課程一體化教學改革要充分了解企業(yè)對人才的需求,在汽修人才職業(yè)發(fā)展規(guī)律的基礎上,以培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力為宗旨,從課程標準、教學內容、實訓場所、評價機制各個環(huán)節(jié)入手,按照一體化的要求進行設計與教學,這樣才能培養(yǎng)出企業(yè)滿意的技能型人才。
參考文獻:
【關鍵詞】汽車電氣設備構造與維修;理實一體化;教學模式
一、引言
《汽車電氣設備構造與維修》課程在高職高專院校汽車檢測與維修專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中處于很重要的地位,是后繼其它專業(yè)課程學習的基礎。所以,加強專業(yè)理論知識教學、著手提高學生動手操作能力,是《汽車電氣設備構造與維修》課程教學的重要任務。
傳統(tǒng)“填鴨式”的教學,教師在課堂上從一上課就講到下課,照書念,滿堂灌。就算是多媒體教學,大多也只是把原先要寫在黑板上的內容搬進電腦,然后投影出來,教學手段雖然變了,但是教學內容和效果沒有發(fā)生本質的變化,最主要的是學生在課堂當中很難見到實物(總成),最多也只是見到一些實物圖片。一門課程學習結束后,學生仍然分辨不出哪些知識點對自己的專業(yè)是最有用的,更不懂在未來的某一工作崗位上到底需要哪些理論基礎和實踐技能。
二、理實一體化教學模式在《汽車電氣設備構造與維修》課程中的實施
1.理實一體化教學模式的內涵。所謂理實一體化的教學模式,是指將專業(yè)理論知識與職業(yè)技能結合起來,在實踐中學習理論知識,用理論知識支持職業(yè)技能的學習,理論與實踐緊密結合的一種教學模式。
2.理實一體化教學模式的教學流程。理論講解教師對教學目標所涉及的內容邊講解邊演示(操作),通過現(xiàn)場實物、教學模型、多媒體課件、實際操作等內容的演示,讓抽象枯燥的學習內容變成看得見、動得到、易理解的實實在在的東西,讓學生可以做到,邊理解理論知識,邊對實物進行操作。這樣,在知其然的情況下,學生更容易知其所以然,既鞏固了知識,又掌握了操作技能。
3.優(yōu)化教學內容,豐富教學資源。既然要優(yōu)化教學內容,就必須進行課題分解和模塊化組合。具體操作方法是:教師根據(jù)教學目標和任務,將學生需要學習的各個知識點分解為一個一個的模塊;學生有計劃地針對各個模塊進行理論學習和專門化訓練,在訓練中讓學生知其然;教師對學生在實踐中出現(xiàn)的問題或困惑,用專業(yè)理論知識加以解釋,使學生知其所以然,從而實現(xiàn)理論與實踐的有機結合。以《汽車電氣設備構造與維修》第二版“單元一電源系統(tǒng)”這一部分內容為例,這部分內容的知識點包括電源系統(tǒng)概述、汽車蓄電池、汽車交流發(fā)電機、電壓調節(jié)器和電源系統(tǒng)電路。我們教師在授課過程中,將這部分內容劃分為兩個教學模塊。模塊一:對汽車蓄電池和汽車交流發(fā)電機進行邊講解理論邊進行實際操作的授課方法,并且教師對實物(總成)進行實際操作演示,加深學生對知識點的掌握及提高自身的動手能力。模塊二:帶學生到汽車整車實訓室進行實車講解,并且教師對應著電路圖進行實際操作演示,讓學生了解了在汽車整車各零部件的安裝位置,讀懂電路圖,并掌握以電路圖結合實車進行檢測與故障分析。
三、理實一體化教學資源的運用
《汽車電氣設備構造與維修》課程是一門與實際工作崗位聯(lián)系非常緊密的課程,脫離了工作實際,學生就會難以理解知識,無法形成技能,進而失去學習興趣。因此,準備豐富的教學資源是《汽車電氣設備構造與維修》教學中必不可少的環(huán)節(jié)。在《汽車電氣設備構造與維修》課程教學中,筆者建議教師可以通過以下途徑合理運用教學資源。
1.組建專門化教室。專門化教室是將教室與實訓場地融為一體、使教學與實踐緊密結合的場所,能夠讓學生感受情境教學的氛圍,在課題(或案例)教學中學習技能,獲得能力。所以,專門化教室必須具備充分的教學條件,如:包括黑(白)板和多媒體教學設備,有足夠的實驗或實訓操作工位和實物(總成)等。
2.充分利用現(xiàn)有實物(總成)。比如,在汽車電氣實訓室利用已有的繼電器、點火開關總成、發(fā)電機總成、起動機總成等教學實物,可以進行整體外觀認識、正確拆卸、拆卸后的檢測(檢修)項目、正確的裝復等內容,還可以結合電路圖或原理圖分析其工作原理。
3.利用計算機仿真動畫進行輔助教學。應用于課堂教學,使理論教學直觀化。此外,根據(jù)教學的要求,還可組織學生到汽車整車實訓室進行現(xiàn)場教學。通過組織學生到汽車整車實訓室進行現(xiàn)場教學,使學生認識在汽車整車上零部件的安裝位置及其連接關系,增強了感性認識,并且根據(jù)我們教師所提供的電路圖進行實際動手測量,加深學生對知識的理解,特別是增強學生對實物(總成)工作原理、理解電路圖的能力,對“電”這種看不見摸不著的東西等方面知識的理解大有幫助。
四、理實一體化教學存在問題
不能重練輕學,由于實踐操作的趣味性,學生在專業(yè)學習過程中喜歡實踐操作,而不愿學習枯燥的理論,教師必須適時引導,使知識上升為理論,否則不僅會使學生產(chǎn)生學習惰性,而且會使此教學法陷入傳統(tǒng)的“師帶徒”式的誤區(qū),扼殺學生自我提升和終身發(fā)展的潛力。
參考文獻:
[1]姜大源,吳全全.德國職業(yè)教育主流思想研究[M].清華大學出版社,2007.
關鍵詞:汽車生產(chǎn)線;可編程序控制器;PLC梯形圖;繼電器;電氣設備
可編程序控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PLC,是以微處理器為基礎,綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發(fā)展起來的一種新型和通用的自動控制裝置。維護PLC控制系統(tǒng)的電氣設備,往往比維護和修理繼電器與接觸器組成的控制系統(tǒng)更容易。但事先必須完整記錄一個生產(chǎn)過程,即PLC輸入與輸出各個LED指示燈的運行狀態(tài)。一旦電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,就利用記錄的各個LED指示燈的運行狀態(tài),與電控圖紙結合來判斷PLC控制系統(tǒng)哪個環(huán)節(jié)出了問題。
1 PLC電控設備在汽車生產(chǎn)線的應用現(xiàn)狀所有有版權所有
汽車工業(yè)最早發(fā)展時使用大量的人力、物力,生產(chǎn)效率不高,隨著控制理論的不斷發(fā)展現(xiàn)代汽車生產(chǎn)線多采用自動控制機器人或半自動控制裝置,實現(xiàn)了大批量生產(chǎn),同時質量也得到了良好的控制,極大地促進了現(xiàn)代汽車工業(yè)的不斷發(fā)展。隨著汽車保有量不斷增加,汽車工業(yè)領域前景更加廣闊,這也促進了在生產(chǎn)過程中不斷采用先進的工業(yè)技術與控制技術。在汽車的車橋焊接生產(chǎn)中,采用PLC為控制中心,通過與計算機網(wǎng)絡技術的結合,可以有效對生產(chǎn)過程中的參數(shù)進行更改,以滿足消費者不斷增長的多樣化需求,從而贏得更多的市場份額,創(chuàng)造更好的市場效益。汽車生產(chǎn)過程中,使用到的材料與技術較為復雜與分散,每一個工序環(huán)節(jié)都獨立進行,有必要進行分布式控制,這樣,不但實現(xiàn)對單臺設備的獨立操作控制,更能夠對生產(chǎn)線的整體進行有效控制,及時查找問題點,從而避免生產(chǎn)線的設備問題造成生產(chǎn)效率受到影響。
2 汽車生產(chǎn)線PLC電控設備故障排查案例
在某條汽車生產(chǎn)線上,約100米長度的線體上分布著17個控制盒,在每一個控制盒上都會有急停、放行與手動控制相關的指示類。所有的設備間的急停按鈕相互串聯(lián),從而對小型繼電器進行有效控制吸合。在分別把手/自動開關放在自動位置或手動位置后,相關的模塊與指示燈分別呈現(xiàn)出不同的顯示方式。在PLC的輸出端,模塊系統(tǒng)啟動之前均不會熟視亮,而如果其中的任意一個急停按鈕按下時,則會有其中的一個控制指示燈發(fā)生亮起,當此燈熄滅時,系統(tǒng)將會恢復啟動,同樣在運行停止時也會有相關的指示燈亮起。當維修人員發(fā)現(xiàn)故障時,把第一個手動開關放到自動位置,其他的工序都按放行,系統(tǒng)不啟動,就需要對PLC的輸入模塊進行檢查,如果指示燈不亮,則說明開關或線路存在故障。系統(tǒng)啟動后運行的速度過慢,則需要對PLC的輸出端進行檢查,相關指示燈亮時,需要更換繼電器后運行速度良好。PLC的輸出與輸出相關的指示燈表達著運行狀態(tài),通過視頻對PLC控制系統(tǒng)的各個指示燈進行記錄對于后續(xù)原因分析非常有幫助。
3 PLC控制系統(tǒng)日常維護
PLC系統(tǒng)應定期保養(yǎng),PLC所使用的部件使用壽命是有限的,如:輸出繼電器的機械壽命是90-450萬次,鏗電池壽命為1-3年,電解電容壽命為3-5年。因此應該建立系統(tǒng)的設備檔案。如:設備一欄表、程序清單、說明書、各種圖紙及維修運行記錄,對故障現(xiàn)象和維修情況進行記錄,為以后再出現(xiàn)類似問題提供解決方法。設備和線路的保養(yǎng)和檢查方法如下。
(1)更換PLC有關部件(如供電電源的熔斷器和鏗電池)時,必須停止對PLC供電。(2)對PLC的檢查。檢查PLC的工作環(huán)境,如:環(huán)境溫度、供電電壓及粉塵;檢查PLC各個模塊的運行情況、電解電容和鏗電池的使用時間;檢查安裝在PLC上的各種接插件是否接觸良好。(3)對一次檢出元件的檢查。系統(tǒng)的輸入信號來自現(xiàn)場的一次檢出元件,對模擬量的檢出,有時需要用變送器進行信號轉換。對一次檢出元件,除了在現(xiàn)場進行外觀檢查和檢測開關信號的變化狀態(tài)外,還應根據(jù)產(chǎn)品的使用壽命定期更換。(4)檢查連接電纜是否被外力損壞或受高溫環(huán)境影響而老化,檢查接線端子的接頭是否可靠緊固,尤其是安裝在有振動或易被氧化的場所時,更應定期檢查和緊固。(5)在定期檢查中,對系統(tǒng)各部件進行清潔很重要?;摇⒎蹓m在一定的環(huán)境條件下會造成接觸不良,絕緣性能下降;工作和檢修時切下來的導線會造成部件短路。所以在清掃時,要防止雜物進入PLC的通風口,可采用吸塵器進行打掃。
特別說明的是一定要維持PLC梯形圖程序的電池電量夠用。當出現(xiàn)電池虧電時,三菱、AB公司PLC的BATT指示燈LED亮,歐姆龍的ALMLED燈亮,松下PLC面板上指示燈“ERR”亮,這時應抓緊時間與供貨商聯(lián)系,必須更換專用電池,否則易造成PLC內部程序丟失。不同品牌的PLC更換電池方法有所差別,如:OMRON公司CPM2AH-40CD-A(N1875)的PLC更換電池時間在5min之內;AB公司CompactLogixL32E的PLC在沒有程序備份情況下,必須買一張記憶卡,按要求插在PLC預留插槽內,然后才能更換電池。電池的壽命取決于電池是否長時間充電,最好在設備停用時只對PLC供電,將其他電氣設備的電源關掉。這樣可使PLC電池壽命保持10年以上,以免PLC的程序丟失。
4 PLC控制系統(tǒng)干擾問題解決辦法
由于環(huán)境因素或使用時間問題,PLC電控設備很容易受到干擾,而這種干擾形成的參數(shù)差異在維修、維護與故障排查時很難查出,造成了大量的時間浪費。所以需要提前做好PLC控制系統(tǒng)的抗干擾問題。在PLC電控設備附近有大電流、大電壓經(jīng)過或變化時,經(jīng)常會導致PLC內部的程序發(fā)生變動,影響生產(chǎn)穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)還容易受到輻射干擾,一部分是由于外界的雷電、無線電廣播導致的輻射干擾,另一部分是內部的信號電纜造成的相互干擾問題。所以首先要對PLC設備的輸入電源進行穩(wěn)定處理,避免出現(xiàn)過大的電壓變化,導致系統(tǒng)故障,另外在選擇電纜時,要高質量的屏蔽電纜,降低動力線產(chǎn)生的電磁干擾。正確選擇PLC設備的接地點,完善接地系統(tǒng),通過多種方式的接地方式,有效化解過高電壓造成的PLC外殼帶電問題。
5 結束語
經(jīng)過對大量故障分析表明,系統(tǒng)的故障絕大多數(shù)來自一次檢出元件和最終執(zhí)行元件,如:中間繼電器的觸點和線圈等故障。如果電氣維護人員參與購買和驗收PLC控制的電氣控制設備,一定要要求供貨方提供PLC梯形圖的電子版及數(shù)據(jù)線,以防梯形圖丟失。
參考文獻
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關鍵詞:鐵道機車 電氣設備 故障 對策
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
前言
HXN5型機車牽引因兩臺機車同時停機,在先后使用小復位、大復位2次后仍不能啟機。文中針對故障原因,查找出造成機車電氣故障的問題,并提出相應解決方案,以供參考。
一、故障原因分析
1、故障處理
機車入庫后,調取這兩臺HXN5型機車智能顯示器的“事件日志”記錄進行查看,兩臺機車的記錄信息均存在“本機或重聯(lián)機車機組停機按鈕在閉合位,無法啟機”的異常信息記錄。
檢查兩臺機車的柴油機重聯(lián)急停開關均斷開正常,柴油機停機回路各控制線路及接插件正常、使用替換法替換各控制電氣故障仍無消除,在多次扳動384機車主操縱臺司機控制器的過程中,故障現(xiàn)象突然消失。更換司控器后,柴油機啟機正常。
拆下384機車的主操縱臺司機控制器(簡稱司控器)進行檢查,發(fā)現(xiàn)該車的機車司控器的KA―KB的輔助連鎖安裝位置不當和主凸輪斷開點邊緣磨損、主手柄凸輪橫向間隙變大,造成該車司控器KA―KB觸指在惰轉位時仍處于吸合狀態(tài)(該觸指應在牽引檔5,6位時吸合,其他檔位應斷開),見圖1。
2、柴油機緊急停機回路和檔位控制回路(見圖2)的原理分析
(1)HXN5型機車柴油機主要控制電氣元件介紹
a、CIO為集成式輸入/輸出控制板,CIO是“智能顯示器”的輸人/輸出裝置。智能顯示器通過CIO插件板獲知機車的操縱條件,并控制牽引和輔助系統(tǒng)中各種電氣設備的操作。在柴油機控制回路中智能顯示器通過CIO接收停機控制指令,并通過CIO控制柴油機啟停機。
b、PCR為電源控制繼電器。為機車控制系統(tǒng)提供電源。
c、COB為控制開關斷路器。為控制電氣提供電源。
d、MU為重聯(lián)急停開關(“緊急重聯(lián)停機”按鈕)。扳動MU開關后,主操縱臺ESS1和副操縱臺ESS。常開聯(lián)鎖處于閉合位,將給重聯(lián)在一起的機車CIO傳輸柴油機停機信號,由CIO控制柴油機停機。用于司機遇緊急情況強迫停止柴油機運轉。
e、MCl為司機控制器。用于給CIO提供機車電阻制動和牽引位的檔位信號。司機控制器驅動一個凸輪旋轉,當這些凸輪高點移動時,升起或降下連在開關觸點上的杠桿,從而打開或閉合組合功率手柄相應位置的開關。其中KA―KB觸指僅在手柄牽引位5、6位時閉合。
3、停機電路分析
通過判斷單臺機車燃油輸送控制電路故障(如燃料泵電機故障、燃料泵控制接觸器故障)不能使兩臺柴油機同時停機,引發(fā)類似同時停機只能是在重聯(lián)機車的公用的控制回路才能發(fā)生。對涉及重聯(lián)的機車牽引檔位控制回路和柴油機強制停機回路進行了分析:
從圖2可以看出,柴油機強制停車電路和牽引檔位控制電路共用CIO的C22輸入端口,提供CIO柴油機停機和牽引檔位控制信號。停機控制時,機車提供給C22單獨一路的74V信號作為CIo停機控制信號。而機車牽引運行時(1檔以上),C22、C23、C24、C254個端口中至少要同時有兩個及以上的控制信號組合提供才能作為CIO的柴油機牽引檔位信號(見圖3)。
需要緊急停止柴油機時,司乘人員扳動MU開關后,ESS1或ESS2的常開聯(lián)鎖3A一3B觸指閉合,74 V直流電經(jīng)COB開關一ESS1或ESS2的“3A一3B”觸指一TB5H、TB5B端子一DV15號線一TBlC端子一CIOC22號接口,單獨給CIO控制柴油機停機,同時通過重聯(lián)線傳遞到重聯(lián)機車CIO控制它車柴油機停機。
同時ESS1或ESS2的常閉聯(lián)鎖“1B一1C”觸指斷開,確保MU開關扳動后,不論機車主手柄在任意位置,均立即切斷柴油機C23、C24、C25的檔位信號,保證CIO只能收到一路C22的柴油機強制停機信號。但正常情況下,如果MC,上KA―KB在非牽引位5、6檔位時不正常閉合,一旦司控器回到惰轉位時,由于此時其他檔位信號均已斷開,柴油機停機信號就會錯誤輸出。
4、故障分析結論
(1)司控器KA―KB的輔助連鎖的異常吸合是導致柴油機異常停機的直接原因。因384機車司控器MCl上KA―KB在惰轉位時不正常閉合,當司機將司控器回至惰轉位時,電流仍可通過司控器閉合的KA―KB觸指,進入CIO的C22,因為此時C23、C24、C25的檔位信號均已正常斷開,只有存在一路信號進入C引導致微機系統(tǒng)認為”緊急重聯(lián)停機”按鈕閉合,控制CIO發(fā)出停車信號,將機車柴油機強行停機。
(2)重聯(lián)裝置的控制作用未解除,是導致該故障發(fā)生后,兩臺機車均無法正常啟機的原因。當384機車發(fā)生故障停機后,系統(tǒng)通過重聯(lián)線控制重聯(lián)機車333機車也強行停機。在其后的處理中,因重聯(lián)裝置未拆除,重聯(lián)關系始終建立,一位機車384機車的司控器KA―KB觸指在惰轉位一直處于閉合狀態(tài),因此機車只要上電,智能顯示器就會始終認為“緊急重聯(lián)停機”按鈕閉合,嚴禁啟動柴油機,并通過重聯(lián)線控制二位機車也無法啟機,致使線上乘務員在兩臺機車上多次嘗試正常啟機均失敗。將故障的司控器再裝回原車,拔除兩臺機車間的重聯(lián)線后,333機車可正常啟機,但384機車無法正常啟動。
二、應對措施
針對此種故障現(xiàn)象,組織對發(fā)生的司控器故障進行普查,發(fā)現(xiàn)HXN5型機車投入運用5個月來,已發(fā)生多起司控器故障。司控器相關故障記載共計10件,其中更換司控器4件,其中有2件更換司控器未記錄;更換、打磨、調整動作觸指處理5件,其他配件原因造成司控器故障3件。制定了以下措施:
1、技術科、檢修車問配合制定普查方案,對HXN5型機車司控器逐臺進行普查,發(fā)現(xiàn)問題必須徹底處理。具體檢查要求如下:首先主手柄置于惰轉位,檢查主副臺司控器K連鎖垂直中心線不得越過主手柄斷開點邊緣;然后將主手柄置于牽引8檔(斷開點1已面向外部),對主手柄凸輪斷開點1下邊緣進行涂油.減少該處邊緣磨損。
2、機車入庫后,行修作業(yè)人員要向乘務員詢問機車運行情況,并對機車事件日志分析、轉儲,發(fā)現(xiàn)機車異常信息必須上報技術科,對事件日志中記錄的機車異常信息必須徹底處理后,方可出庫。
3、機車進入修程時,必須對前一趟事件日志文件進行分析,發(fā)現(xiàn)機車異常信息必須處理消除,對提報的元器件故障必須交由廠家進行檢測,對事件日志文件分析,確認良好后方可交車;對“緊急重聯(lián)停機”按鈕及司控器KA―KB觸指進行全面檢查,發(fā)現(xiàn)觸頭虛接、粘結等故障時必須徹底處理。
4、技術科將故障信息反饋回廠家,對近期司控器發(fā)生的故障進行綜合分析,要求廠家提供司控器日常檢修各尺寸要求(現(xiàn)提供的司控器說明書無司控凸輪與聯(lián)鎖凸輪間隙要求)提高產(chǎn)品質量。
5、鑒于原來廠家提供的處理柴油機停機的應急辦法通常是檢查MU開關應在正常位,然后再“小復位”“大復位”啟機,仍不成請求救援的辦法。耗時長(僅“復位”操作下來就需要12~15 min),對類似故障無法有效解決,造成機故、機車無動力停留處理不當溜逸、隧道缺氧中毒的一系列隱患。采用優(yōu)化流程。即線上發(fā)生柴油機停機故障時,乘務員應首先查看“事件日志”文件有無故障信息,如有明確信息則按要求處理;如“事件日志”無故障信息顯示,則應查看“活動事件”,查看機車當前狀態(tài)是否存在故障并按規(guī)定處理。處理時必須拆除重聯(lián)線再進行復位啟機試驗,確保即使一臺機車故障,另一臺機車能夠正常啟機維持運行到前方站和出隧道處理。避免高坡、隧道引起的行車、人身安全問題。
結束語
通過采取新措施,HXN5型機車未發(fā)生因司控器問題造成HXN5型機車線上故障,消除了因柴油機停機故障對行車安全帶來的安全隱患。
參考文獻
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關鍵詞:白車身焊接設備 材料
Abstract: the welding equipment market in China's development space is enormous, from the welding equipment market structure, market competition, users buy behavior and current equipment manufacturing enterprise opportunities facing the several aspects is analyzed and discussed. Summary welding equipment market development present situation, the analysis of the Chinese welding equipment downstream industry application characteristics, this paper expounds the welding equipment market demand, and the future development trend of the industry. Grasp the welding equipment industry's own future development direction, national macro economy and the development of the manufacturing industry, and then based on investigation and analysis data to predict China welding equipment market demand rapid growth, increasing the size of the market.
Keywords: white body welding equipment materials
中圖分類號:F407.471文獻標識碼:A 文章編號:
焊接設備應選對不選貴隨著國內焊接行業(yè)的發(fā)展,焊接裝備技術較以前有了較大進步,國產(chǎn)焊接設備在汽車制造行業(yè)得到了廣泛的運用。眾所周知,多數(shù)焊接都是一個非線性、有多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程,要提高焊接質量必須要從人員技能、裝備技術、操作環(huán)境等各方面綜合考慮。國內焊接裝備技術在近20年時間里得到了突飛猛進的發(fā)展,在某些尖端領域已走在了世界前列,國產(chǎn)設備在汽車行業(yè)中的運用也已相當普遍。
一、汽車車身的結構特點
汽車車身一般由外覆蓋件、內覆蓋件和骨架件組成, 覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm,骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm,也就是說它們大都為薄板件。對焊接夾具設計來說,有以下特點:
1.1、結構形狀復雜,構圖困難
汽車車身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體,為了造型美觀和殼體具有一定的剛性,組成本身的零件通常是經(jīng)過拉延成型的空間曲面體,結構形狀較為復雜。
1.2、剛性差、易變形
經(jīng)過成型的薄板沖壓件有一定的剛性,但和機械加工件相比,剛性要差得多,而且單個的大型沖壓件容易變形,只有焊接成車身殼體后,才具有較強的剛性。
1.3、以空間三維坐標標注尺寸
汽車車身產(chǎn)品圖以空間三維坐標來標注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車上的位置和便于標注尺寸,汽車車身一般每隔200mm或400mm劃一坐標網(wǎng)線。三個坐標的基準是:前后方向(Y向)———以汽車前輪中心為0,往前為負值,往后為正值;上下方向(Z向)———以縱梁上平面為0,往上為正值,往下為負值;左右方向(X向)———以汽車對稱中心為0,左右為正負。
二在高新技術的應用上差距焊接行業(yè)與發(fā)達國家的差距
2.1焊接材料
焊接材料的生產(chǎn)和發(fā)展趨勢應該是:電極產(chǎn)量逐年下降,氣體保護焊絲生產(chǎn)逐年增加。中國焊接材料產(chǎn)品結構不合理,2000年焊條產(chǎn)量約占77%,約占10%的氣體保護焊絲。我們使用手工電弧焊的比重仍然很大。
氣體保護實芯焊絲,埋弧焊絲品種較少,碳鋼,低合金鋼焊絲質量和數(shù)量基本能滿足應用需求的國內企業(yè),但在合金鋼,高溫合金鋼,鎳基合金和其他合金線材廠很少。
焊接新材料發(fā)展緩慢,和鍋爐壓力容器使用新材料不匹配的焊接材料,只有通過從國外進口。
2.2、焊接裝備
⑴焊接設備結構不合理 在電弧焊機中交流弧焊機所占比例仍較大,高耗能的旋轉式直流焊機仍占有一定的比例,CO2焊機所占比例還有待提高。
⑵焊接設備的自動、半自動化程度不高 以電弧焊機為例,自動、半自動焊機所占比例較小,1996~2000年統(tǒng)計結果,自動、半自動焊機僅占電弧焊機的10~25%。
⑶數(shù)控切割機的制造已形成一定的規(guī)模,但配套的等離子切割電源還要大量進口,專用的數(shù)控切割設備品種不多。
⑷焊接機器人制造能力、制造水平和推廣應用有待進一步提高。國內投產(chǎn)使用的焊接機器人絕大部分從國外進口,國內一些科研院所和制造廠家具有一定的焊接機器人設計和制造能力,但是沒有形成產(chǎn)品的商品化。與日本、美國、西歐等工業(yè)發(fā)達國家相比較,焊接機器人的數(shù)量極少,據(jù)統(tǒng)計2000年全國焊接機器人的數(shù)量不到1000臺,焊接機器人的正常運行率不理想。
(5)焊接裝備水平相對落后 我國在特種焊機、成套設備及其他焊接裝備方面發(fā)展較慢,滿足不了焊接生產(chǎn)的需要。很多國產(chǎn)新型焊接設備自行研制開發(fā)的少,仿制、組裝的多。
(6)焊接設備、TIG、CO2焊槍和配件制造的自動化程度不高,手工作業(yè)較多,產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和一次合格率有待提高。
三 焊接材料的應用及發(fā)展趨勢
隨著車身向著輕量化方向發(fā)展,車身材料的輕量化及車身金屬材料的非金屬化是必然趨勢。未來車身材料仍以鋼板為主,但是一些復合材料將得到廣泛應用。
1鋁合金
與汽車鋼板,鋁合金具有密度小,比強度高,耐腐蝕,熱穩(wěn)定性好,易成型和可回收利用等優(yōu)點,技術成熟。汽車業(yè)也逐漸在使用鋁合金配件。但鋁合金的焊接仍然是對線膨脹系數(shù),產(chǎn)生的熱應力較大,容易出現(xiàn)氣孔產(chǎn)生的鋁合金焊接接頭強度減少故障。
摘 要:基于嵌入式技術,研制了電動汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)模擬設備,由插件模塊、CAN收發(fā)模塊和中央處理模塊等組成。該BMS模擬設備融合了收集到的不同廠家充電樁的通信握手流程和國標通信流程,實現(xiàn)了與不同廠家的充電樁按照廠家標準進行數(shù)據(jù)交互;實現(xiàn)了與不同廠家的充電樁按照國家標準進行數(shù)據(jù)交互;實現(xiàn)了模擬各不相同發(fā)送周期的車上CAN數(shù)據(jù)與發(fā)送;可根據(jù)固化在程序中的各廠家電池充電時的變化曲線,充電時可以智能識別電池參數(shù)變化是否符合曲線標準,對不符合標準的情況能夠做到實時報警。該BMS模擬設備具有小型化和攜帶方便的特點。
關鍵詞:電池管理系統(tǒng) 模擬設備 電動汽車 新能源汽車
中圖分類號:TK 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)11(b)-0025-03
隨著全球經(jīng)濟發(fā)展以及城市環(huán)保等問題的日益突出,汽車業(yè)由傳統(tǒng)的內燃機車向新能源汽車轉型, 新能源汽車已被世界各國所看重,我國政府先后組織“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程”和“新能源汽車推廣應用工程”等國家重大工程,有效地促進了我國新能源汽車的發(fā)展,電動汽車以零排放和噪聲低等優(yōu)點已成為新能源汽車最主要的發(fā)展方向之一[1,2]。電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)[3-5]作為發(fā)展電動汽車的關鍵技術之一,倍受人們的關注,是電動汽車產(chǎn)業(yè)化的關鍵。
按照充電標準GB/T 27930―2011《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》的要求[6],電動汽車在充電過程中,要求充電樁與BMS交互通信,并實時監(jiān)控電池的溫度、電壓等。當前,由于充電標準制訂晚、標準普及不到位等原因,各個汽車廠家的BMS也千差萬別,不符合“GB/T 27930―2011”要求的BMS普遍存在。這給充電樁企業(yè)研發(fā)和推廣充電樁帶來了現(xiàn)實困難。充電樁企業(yè)力求研發(fā)的充電樁能適配所有的電動汽車,但是采用電動汽車實車作為檢測裝置,將面臨測試使用不方便、測試內容不全面、無法模擬真實故障、輔助電源系統(tǒng)無法驗證、車輛動力電池充放電耗時耗力、頻繁充放電導致電池壽命縮短等問題,而且當充電樁故障時可能會導致測試車輛損壞,這就亟需開發(fā)一種能模擬電動汽車BMS通信的設備。
1 BMS模擬設備總體設計
目前,市面上BMS模擬裝置主要應用于直流充電樁產(chǎn)品的在線調試、下線檢測、老化試驗以及功能驗證,能夠部分模擬充電過程,但是體積龐大,運用及攜帶都極其不方便,并且設備只能做到專一對應,無法智能識別不同廠家充電樁, 該文擬采用嵌入式技術,研發(fā)一套BMS模擬設備,該設備的數(shù)據(jù)來源主要是收集的主流廠家的BMS總線數(shù)據(jù),系統(tǒng)按照GB/T 27930―2011的要求將數(shù)據(jù)、通信流程、控制機制固化在設備中,通電后可以自動地將實時BMS的報文向CAN總線上發(fā)送,報文主要包括電池的溫度信息、電池的總電壓信息、電池的單體電壓信息、電池的絕緣電阻信息、電池的SOC信息等。當接入外接設備后,可以自動實現(xiàn)與充電樁的握手、控制充電。
BMS模擬設備系統(tǒng)框圖如圖1所示。BMS模擬設備主要包括:插件2、CAN收發(fā)模塊3和中央處理模塊共43個模塊。該模擬設備通過接插件2與充電樁1相連接,既可以按照廠家標準與充電樁1握手、控制充電,也可以按照充電標準“GB/T 27930-2011”的要求,與充電樁1握手、控制充電。該模擬裝置能夠自動地將實時溫度、電壓、電流、SOC、握手等信息通過CAN收發(fā)模塊3與充電樁1交互通信。
該BMS模擬設備中溫度模擬模塊5、電壓模擬模塊6、電流模擬模塊7、SOC模擬模塊8、握手信息收發(fā)模塊9、報警模塊10和顯示模塊11分別與中央處理模塊4相連接。其中電壓模擬模塊6包括總電壓模擬模塊61和單體電壓模擬模塊62。通信過程中出現(xiàn)的異常情況通過報警模塊10發(fā)出警報并在顯示模塊11顯示,從而實現(xiàn)對不同充電樁1的自動握手識別和充電控制,使生產(chǎn)出的充電樁1能適配所有的電動汽車。
中央處理模塊4通過CAN收發(fā)模塊3與接插件2相連接。中央處理模塊4主要實現(xiàn)的功能包括趨勢分析、異常檢測、報文解析和報文發(fā)送。
(1)趨勢分析:充電樁充電后,正常情況下各個參數(shù)應該是上升趨勢,設備可以根據(jù)充電樁發(fā)出的數(shù)據(jù)計算出各參數(shù)數(shù)據(jù)并傳回充電樁。
(2)異常檢測:通過大量的數(shù)據(jù)收集,分析并掌握了充電時的電壓電流和SOC等關鍵數(shù)據(jù)的變化曲線,設備搭載的程序可以在充電時實時檢測這些數(shù)值的變化,檢測是否發(fā)生異?;虺龇秶?。
(3)報文解析:可分為選擇單元、判斷單元、提取單元、處理單元。選擇單元根據(jù)接收到的選擇指令,從所有的服務中選擇出至少一個服務,并獲取至少一個服務的預提取參數(shù)信息;判斷單元,獲取服務調用請求,確定服務調用請求所屬的服務,并判斷服務是否和至少一個服務相匹配;提取單元,在判斷結果為是時,解析服務調用請求,以獲得解析結果,并根據(jù)預提取參數(shù)信息從解析結果中提取出所需的笪男畔;處理單元,用于根據(jù)接收到的處理命令,對提取出的報文信息進行相應的處理操作。
(4)報文發(fā)送:把提取出的報文信息通過CAN收發(fā)模塊發(fā)送給充電樁。
2 BMS模擬設備制作及應用效果分析
2.1 硬件設計與實現(xiàn)
BMS模擬設備結構原理圖如圖2所示,采用三端穩(wěn)壓器將車用12 V直流電源轉換為5 V,給集成處理芯片和CAN、LIN收發(fā)器供電。集成處理芯片采用C8051F500-IQ,C8051F500-IQ具有1Mbit/S的高速BeCan2.0B接口,可以通過CAN收發(fā)器連接到車輛上的CAN網(wǎng)絡,進行數(shù)據(jù)傳輸。局域互聯(lián)網(wǎng)絡(LIN)標準是針對汽車分布式電子系統(tǒng)而定義的一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡,是對控制器區(qū)域網(wǎng)絡(CAN)等其他汽車多路網(wǎng)絡的一種補充,適用于對網(wǎng)絡的帶寬、性能或容錯功能沒有過高要求的應用。LIN總線是基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式,采用單主控制器/多從設備的模式,是UART中的一種特殊情況。C8051F500-IQ的USART具有單主控制器模式的LIN通信功能,可以通過LIN收發(fā)器連到車輛上的LIN網(wǎng)絡,進行數(shù)據(jù)傳輸。燒錄程序采用單線接口模式SWIM,方便簡單。指示燈分別表示電源的通斷及CAN的通信狀態(tài)。開關用來選擇CAN通信和LIN通信模式。圖3給出了BMS模擬設備的關鍵電路板照片。
此外,采用U2carbus數(shù)據(jù)轉換器作為數(shù)據(jù)轉換設備。U2carbus用于通過計算機USB接口擴展汽車總線接口來調試汽車類通信總線,U2carbus擴展2個can總線接口和2個Lin總線接口;USB接口符合USB2.0規(guī)范,即插即用;U2carbus自帶12 V電池電源發(fā)生器用于單線can總線和Lin總線接口芯片供電,和其他設備通信時可不連接電池電源線;配套的數(shù)據(jù)調試軟件Uart2any用于監(jiān)視和調試設備通信。U2carbus適用于如下場合:對車輛總線通信的診斷、監(jiān)測及故障分析;車輛用總線產(chǎn)品的研發(fā);Can總線設備通信監(jiān)測及維護;Lin總線設備通信監(jiān)測及維護;其他can、Lin總線適用場合的測試、數(shù)據(jù)分析。U2carbus的can總線特性符合CAN 2.0A和2.0B,支持單總線can和雙總線can;U2carbus的Lin總線特性符合Lin規(guī)范V1.x和V2.0,支持主、從模式,睡眠模式,所有的總線接口具備完善的保護措施。
2.2 應用效果分析
BMS模擬設備工作流程如圖4所示,主要包括開始、與充電樁握手、識別充電樁廠家、發(fā)送握手反饋信息、接收充電樁數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)是否符合電池變化曲線及具體執(zhí)行流程――發(fā)送數(shù)據(jù),或改變本地電池數(shù)據(jù),并向充電樁發(fā)送反饋數(shù)據(jù)。該BMS模擬設備融合了收集到的不同廠家充電樁的通信握手流程和國標通信流程,做到了可以根據(jù)不同廠家充電樁智能識別及握手,并且根據(jù)長期的數(shù)據(jù)收集、研究、分析之后得出了各廠家電池充電時的變化曲線并固化到程序中,充電時可以智能識別電池參數(shù)變化是否符合曲線標準,對不符合標準的情況能夠做到實時報警。
應用過程中分別采用額定數(shù)據(jù)和廠家模擬BMS數(shù)據(jù)進行了試驗,測試了不同發(fā)送ID、不同波特率(500K和250K)在300 ms的額定發(fā)送周期下具體執(zhí)行情況,通過測試數(shù)據(jù)可知,該BMS模擬設備,能按照預定的周期接收相對應的報文數(shù)據(jù),且性能穩(wěn)定。
綜上分析,該BMS模擬設備實現(xiàn)了充電樁與設備的模擬通信、數(shù)據(jù)交換流程以及握手機制等,具體包括以下特點:(1)該設備采用嵌入式開發(fā)技術,設備體積小、攜帶方便、兼容性強;(2)該設備基于CAN總線模擬各不相同發(fā)送周期的車上數(shù)據(jù),并進行發(fā)送;(3)能夠實現(xiàn)與不同廠家的充電樁的按照廠家標準進行數(shù)據(jù)交互;(4)能夠實現(xiàn)與不同廠家的充電樁的按照國家標準進行數(shù)據(jù)交互;(5)工作過程中出現(xiàn)異常情況能夠發(fā)出報警報文。
3 結語
該文基于嵌入式技術研制的BMS模擬設備具有小型化和攜帶方便的特點。該BMS模擬設備融合了收集到的不同廠家充電樁的通信握手流程和國標通信流程,做到了可以根據(jù)不同廠家充電樁智能識別及握手,并且根據(jù)長期的數(shù)據(jù)收集、研究、分析之后得出的各廠家電池充電時的變化曲線并固化到程序中,充電時可以智能識別電池參數(shù)變化是否符合曲線標準,對不符合標準的情況能夠做到實時報警。
參考文獻
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關鍵詞 汽車電器 職業(yè)核心能力 課程改革 學習項目
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
教育部教高[2006]16號文明確要求:“要針對高等職業(yè)院校學生的特點,培養(yǎng)學生的社會適應性,教育學生樹立終身學習理念,提高學習能力,學會交流溝通和團隊協(xié)作,提高學生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人?!蹦敲慈绾卧趯I(yè)課教學中落實這些要求,培養(yǎng)出適用經(jīng)濟社會需求與發(fā)展的人才,是值得每位高職教師深入思考的問題。本文結合在高職汽車電器與附屬設備課程教學中實施三段式教學的做法,對如何利用課程教學培養(yǎng)學生職業(yè)核心能力進行了探析和實踐。
1 職業(yè)核心能力概念界定
職業(yè)核心能力是職業(yè)能力的重要組成部分,是一種可遷移的、從事任何職業(yè)都必不可少的跨職業(yè)的關鍵性能力,它是學生適應經(jīng)濟社會發(fā)展、技術進步、崗位變換以及創(chuàng)業(yè)發(fā)展等必須具備的能力,具有普遍適用性、廣泛遷移性和可持續(xù)性等特點。①②我國勞動和社會保障部把職業(yè)核心能力分為八個大項,包括:自我學習、信息處理、數(shù)字應用、與人交流、與人合作、解決問題、創(chuàng)新革新、外語應用等。
2 汽車電器與附屬設備課程教學改革
職業(yè)核心能力的培養(yǎng)是全方位的、多維的系統(tǒng)工程。如何培養(yǎng)高職學生的職業(yè)核心能力是職業(yè)教育領域正在探究的一個問題,歸納起來有三種策略,即整體策略、專項策略和滲透策略。③④⑤⑥其中整體策略和專項策略的實施只能從學院和系部層面去展開,作為一名專任教師,更多地應考慮從自己做起,從自己所授課程做起,探索、實踐基于職業(yè)核心能力培養(yǎng)的課程改革。
汽車電器與附屬設備是汽車類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,承前啟后,地位十分重要。本課程的教學改革主要從課程教學目標的確定、學習項目的建立、教學方法的選擇、考核方法的改革等四個方面進行,并在本專業(yè)2011級和2012級兩個年級進行實踐。
(1)確定課程教學目標。課程教學目標中需融入職業(yè)核心能力目標。汽車運用與維修專業(yè)主要培養(yǎng)具有良好職業(yè)素養(yǎng)、人際溝通能力和團隊協(xié)作精神,掌握專業(yè)必備理論知識和實踐技能,從事汽車修理、汽車銷售等崗位工作的高素質技能型人才。而汽車電器與附屬設備作為專業(yè)核心課程,其知識體系主要包括8個系統(tǒng),且以識讀汽車電路圖為切入點貫穿始終,本課程依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和教學大綱,確定了如下教學目標。專業(yè)能力目標:掌握汽車電氣系統(tǒng)的結構及工作原理;具備讀懂和識別有一定難度的汽車電氣電子線路圖的能力;具備汽車電氣與電子系統(tǒng)日常維護保養(yǎng)能力;正確使用典型工具、儀器的能力。社會能力目標:具有良好的職業(yè)道德、團隊合作精神;具有強烈的責任意識與服務意識。方法能力目標:學習掌握新技術的能力;獲取與利用信息的能力;分析與解決問題的能力;與人交際、與人協(xié)作的能力。
(2)建立課程學習項目。建立基于職業(yè)核心能力培養(yǎng)的學習項目。課程學習項目的總體設計思路是:打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式,轉變?yōu)橐詬徫还ぷ魅蝿諡橹行慕M織課程內容,讓學生在完成具體的課程項目中學會完成相應的崗位工作任務,構建相關理論知識,發(fā)展職業(yè)能力。課程項目內容選取緊緊圍繞崗位工作任務的需要來進行,突出學生職業(yè)能力訓練,同時又充分考慮學生對理論知識學習的需要,并融合相關職業(yè)資格證書對知識、技能和態(tài)度的要求。
(3)選擇課程教學方法。以教師為主導,以學生為中心組織教學活動。為了在本課程的課堂教學中實施職業(yè)核心能力的滲透策略,更好地實現(xiàn)課程教學目標和專業(yè)培養(yǎng)目標,教學方法主要采用行動導向教學法。課堂時間分為三部分,首先是PPT匯報,將全班同學分為6~8組,每節(jié)課安排一組同學利用課前5分鐘進行PPT匯報,主題圍繞汽車展開。其次是利用項目教學法、小組討論法等展開新內容學習。最后留出5分鐘讓學生對本節(jié)課所學內容進行總結和提問。通過課堂三段式教學,學生不僅學習了專業(yè)知識,培養(yǎng)了專業(yè)技能,同時也學會了與人溝通、與人合作等職業(yè)核心能力,有時通過激烈的討論與交流,部分學生還能在原來分析的基礎上有所發(fā)現(xiàn),進而產(chǎn)生創(chuàng)新的想法和做法,這對高職學生職業(yè)核心能力的培養(yǎng)至關重要。
(4)構建綜合考核機制。課程考核服務于課程教學,好的考核機制將極大地促進教學效果的提高。本課程采用過程考核與結果考核相結合的方式,通過理論與實踐相結合,強調素質和能力的評價??己梭w系的建立主要從四個方面進行:一是考勤(20%):滿分20分,小于12分者,本課程記為不及格,不得參加考試。二是平時作業(yè)考核(30%):滿分30分,小于18分者,本課程記為不及格,不得參加考試。三是實驗性考核(25%):滿分25分,小于15分者,本課程記為不及格,不得參加考試。四是總結性考核(25%):包括課程學習計劃、單元學結、學期學結3部分,其中課程學習計劃占15%,單元學結占70%,學期學結占15%??偨Y性考核滿分25分,小于15分者,本課程記為不及格,不得參加考試。在教學中,通過課程考核改革,加大過程考核力度,端正了學生學習態(tài)度,激發(fā)了學生的學習興趣,提升了學生的能力,增強了素質,深受學生歡迎。
3 總結
實踐證明,職業(yè)核心能力已經(jīng)成為現(xiàn)代職場選人、用人的重要標準,是高職畢業(yè)生求職競爭、入職發(fā)展和晉升成功的關鍵因素。本文基于職業(yè)核心能力培養(yǎng)的高職“汽車電器與附屬設備”課程改革,就是通過更新教學理念、改革教學方法、豐富教學手段、開放考核評價,最大限度地激發(fā)學生的學習興趣和學習積極性,在實際工作任務的完成中培養(yǎng)學生的交流、合作、分析與解決問題等職業(yè)核心能力,為學生的可持續(xù)發(fā)展奠定扎實基礎。
注釋
① 豐培潔,張鵬.高職學生職業(yè)核心能力培養(yǎng)教學模式研究[J].新西部,2010(12):213-219.
② 吳盈盈.論高職旅游專業(yè)職業(yè)核心能力培養(yǎng)的意義及策略[J].科技信息,2008(19):263-264.
③ 張艷如.論職業(yè)教育背景下的核心能力及其培養(yǎng)策略[J].教育與職業(yè),2007(12):159-161.
④ 林凱芳,楊瓊敏.園林樹木學課程教學中職業(yè)核心能力的培養(yǎng)[J].教育與教學研究,2009.23(5):88-90.