缩略图

《汽车检测技术》课程内容改革的研究

作者

陶军

武汉科技大学 汽车与交通工程学院 湖北武汉 430065

一、课程改革的背景与必要性

随着汽车产业向“电动化、智能化、网联化、共享化”(新四化)快速发展,传统的《汽车检测技术》课程已无法满足行业对人才的需求。课程内容已经滞后于技术发展,与企业实际需求脱节,亟需系统性改革。

目 前, 新 能 源 汽 车(NEV,New Energy Vehicle): 电 动 汽 车(EV,Electric Vehicle)、 插 电 混 动(PHEV,Plug-in Hybrid ElectricVehicle)、增程式电动汽车(EREV,Extended-Range Electric Vehicle)氢燃料电池汽车(FCEV,Fuel Cell Electric Vehicle)市场占比大幅提升,传统燃油车检测技术占比下降,使汽车检测重点发生了变化。从发动机、变速箱转向三电系统(电池、电机、电控)、高压安全、充电设施等。同时,随着智能网联汽车(ICV,Intelligent Connected Vehicle)的发展,自动驾驶(ADAS,Advanced Driver Assistance System)、车联网(V2X,Vehicle to Everything)、空中下载(OTA,Over The Air)升级等技术普及,检测对象扩展至传感器(激光雷达、摄像头)、车载计算平台、数据安全等。 这使得汽车检测方式发生了变化。从传统人工检测转变为大数据远程诊断(如特斯拉云端检测)、AI 故障预测(PHM,PrognosticsHealth Management)。检测工具从普通仪表转变为智能诊断仪(如大众ODIS,Offender Data Information System、比亚迪专用解码器)等。传统检测技术逐渐淘汰,新能源、智能网联检测人才缺口大(如电池诊断师、ADAS 标定工程师)。课程内容若不更新,毕业生将无法满足企业需求,导致就业竞争力下降。因此,《汽车检测技术》课程内容改革是汽车产业技术变革、人才需求升级共同驱动的必然选择。只有紧跟行业趋势,优化课程内容、强化实验教学,才能培养出符合新时代要求的高素质技术技能人才,助力中国汽车产业高质量发展。

二、课程内容改革思路

1. 课程体系重构

《汽车检测技术》课程体系的重构需要同时考虑行业技术发展趋势(如新能源、智能网联汽车)、职业岗位需求变化(如诊断工程师、数据分析师)以及教育理念更新(如OBE 成果导向、工学结合)等。

课程目标发生变化,应包括传统燃油车故障诊断、机械系统检测,同时,增加三电系统检测(电池 / 电机 / 电控)、智能驾驶系统标定与传感器校准(毫米波雷达、摄像头)及车联网数据诊断(远程诊断 / 大数据分析)等。

新的课程体系可分为几大模块。基础模块:传统汽车检测技术(发动机、底盘、车身等)。核心模块:新能源汽车检测(三电系统、充电桩、高压安全)、智能汽车检测(传感器标定、ADAS 功能测试、OTA升级验证)、车联网与大数据(故障代码远程读取、云端诊断平台)等。拓展模块:环保检测(尾气分析、碳排放监测)、法规与标准(国六排放、ISO/PAS 21448 预期功能安全)等。

2. 课程技术内容更新

课程内容的调整,包括基础模块、新兴技术模块、交叉拓展模块和实验模块:

(1)基础模块

基础模块是汽车检测技术的基础,应包括:汽车故障树分析(FTA,Fault Tree Analysis)方法、标准化检测流程(ISO/PAS 5112)、传统动力检测、尾气分析(新增实际行驶排放 RDE,Real Driving Emissions 检测)、发动机性能测试(融合混合动力系统对比)等。

(2)新兴技术模块

新兴技术模块主要是新能源部分的检测[1][4]:

A. 动力电池专项检测,其内容需覆盖电池性能(包括:容量测试、内阻检测、能量效率测试等)、安全检测(包括:绝缘检测、热失控预警、机械安全测试等)及电池管理系统(BMS,Battery ManagementSystem)诊断全流程(包括:数据流分析、均衡功能测试、故障码解读、循环寿命测试、电池健康状态 SOH,State of Health 综合评估),同时介绍相应的行业标准与前沿技术。

B. 高压系统安全及充电桩兼容性检测,其内容包括:高压绝缘检测、漏电保护测试、接触电阻测量、高压互锁回路(HVIL,High VoltageInterlock Loop)故障诊断与防护、充电系统检测:交 / 直流充电桩兼容性测试、充电通信协议(CCS,Combined Charging System/CHAdeMO/GB/T)解析等。C. 电驱与能量回收检测,其内容包括:电机效率测试(MAP 图分析)、逆变器开关特性诊断、能量回收系统制动协调性测试等。D. 智能汽车检测,其内容覆盖传感器标定与功能验证(包括:摄像头、雷达、多传感器融合等的标定和测试)、ADAS/AD 功能测试(包括:场景化测试,如自动紧急制动 AEB,Automatic Emergency Braking、车道保持 LKA,Lane Keep Assist 以及极端工况,如逆光 / 暴雨下的传感器失效的模拟)、自动驾驶域控制器诊断(包括:芯片算力验证、软件冗余机制测试等)。E. 车载网络及网联化测试,其内容包括 [2]:车载网络诊断(如CAN FD/Ethernet 总线负载率( >70% 需优化)、DoIP 协议兼容性、时间敏感网络(TSN,Time-Sensitive Networking)延迟测试)、OTA升级检测(如刷写完整性校验、断点续传功能)、网络安全测试 [ ](渗透测试、模拟CAN 总线注入攻击)等。

(3)交叉拓展模块

该模块主要是数字化工具应用,包括:使用 Python 进行故障代码大数据分析;​CANoe/CANalyzer 进行总线数据分析,解析 BMS 的 SOC估算报文;MATLAB/Simulink 电池模型构建、控制算法仿真,设计SOH 预测,卡尔曼滤波算法等。

(4)实验模块

实验除了传统实物台架实验,可增加数字孪生检测平台(比如,模拟电池热失控场景)、AR 辅助诊断(比如,扫描发动机舱显示虚拟检测路径)、VR 虚拟拆检实训(如特斯拉电机拆装模拟)等。

三、结论

该课程内容改革的思想紧扣“新能源、智能网联、数字化”三大趋势,通过课程内容的重构,填补了传统课程的空白,使得学生通过对课程的学习,可成为懂传统检测(发动机/底盘)、精三电诊断(BMS/绝缘检测)、会智能标定(ADAS/ 激光雷达)、能数据分析(Python/CANoe)的新型汽车检测人才,助力行业数字化转型。因此《汽车检测技术》课程内容的改革是势在必行的。

参考文献

1. 黄菊花 , 新能源汽车检测技术的应用与发展 [J]. 汽车工程,2018,40(10):1209-12142. 关宇昕等 , 智能网联汽车车载 CAN 网络入侵检测方法综述[J],汽车工程,2023,45(6):922-9353. 吴武飞等 ,智能网联车网络安全研究综述[J],通信学报,2020,41(6):161-174.4. 李鹏,新能源汽车检测与维修 [M], 北京 高等教育出版社,2021