高玥珍 周海松 王志强 袁硕

【摘  要】在汽车电子相关的实训教学过程中，现有的电机驱动系统教具基本是按照实际驱动系统进行改装的，而实际驱动系统具有电压等级高、实验台架成本高、每种台架只能演示一种驱动类型电机、操作训练存在安全等问题;此外，当涉及程序的读写时，许多学生欠缺扎实的编程基础，从而对实践环节中对电机驱动过程和原理的理解和教学产生了障碍。因此可通过模块化模拟驱动电机工作系统的完整功能，让学生自主连线，模拟电机控制器的装配和调试，在实际连线操作中学习不同电机工作时所需要的传感器和工作原理，且降低了电压，提高了安全性，省略了学生对復杂程序的理解过程，实现了教学的便捷创新。

【关键词】汽车电子;电机驱动系统;模块化封装;实训教具装置;图形化编程

一、电机驱动系统实训装置的现状

在汽车电子技术的实训教学过程中，电机驱动系统 实训装置具有电压等级比较高、实验台架成本高、演示电机类型有限、操作训练不安全等问题;许多学生对在单片机中编写程序，进一步完成对电机驱动系统进行操控的过程难以理解，很难看懂程序或是将代码表达的含义与汽车上相对应的系统相联系，更不能自己修改程序以完成不同的操作控制步骤，在实际教学中，为教师授课带来障碍，也让学生难以清楚理解电机驱动过程和原理。

二、实训装置的基本设计思路

项目意在创造新型电动汽车电机驱动器实训装置，将电动汽车实训装置模块化，对现有的电动汽车驱动电机和传感器进行分类，分别完成相应的硬件电路设计和软件控制系统设计，模拟一个驱动电机工作系统的完整功能和实际的电机运行。从而能更好用于教学，让学生自主连线，模拟电机控制器的装配和调试，学习不同电机工作时不同类型的传感器和驱动电机的工作原理。

三、实训装置的创新特色概述

一是模块化，对现有的电动汽车驱动电机和传感器进行分类，将电机驱动器分为：速度和位置传感器接口电路，功率回路模块，信号调理模块，让学生可以自己连线模拟电机控制器的装配和调试，学习不同电机工作时所需要的传感器和工作原理的不同;二是全功能，可以完整模拟一个驱动电机工作系统的功能，模拟实际的电机运行，通过模块的组合能够完成不同类型的驱动电机的工作原理的学习，改善了现有的实训装置只能演示一种电机的不足;三是安全性好：改进后的实训装置可在低电压下使用，在实现完整功能的前提下降低了安全风险，提高操作的安全性。

四、整体的设计框架结构

将基于图形化语言的图形化编程环境应用于PC上，利用封装技术将组件的语义对象封装到图形控件当中，以汽车ECU为载体，并结合实验室现有的电控发动机实验台和飞思卡尔嵌入式开发系统，研发一套开放式ECU训练平台，用以解决在汽车电控系统学习过程中，学生编程能力不足的和学校缺乏先进教学设备的问题。

五、主要设计内容概述

学习C#代码编程和Windows窗体设计，对ECU进行图形化编程，生成C语言源程序。2、设计平台的名称、logo、启动界面和主窗体界面等，使平台的载体能够顺利运行起来，平台有一个较为完善的外部框架。3、平台总体框架的设计，其中包括图形语言编辑器和图形语言翻译器的设计，对图形化编程环境进行完善。4、组件列表框架的设计，使平台能在启动阶段按照提前的设定顺利加载到主界面中，实现平台运行的基础。5、平台工作区域的设计，为使用者提供进行组件拖放、引脚连线和编辑图形化的控制流程语句的区域。由于平台扩展了软、硬件模块，故使用者可根据需要选择不同的模块进行拖放、连线、编辑等控制操作，从而能够灵活组合成不同类型的电控系统。6、图形语言到C语言的翻译程序的设计，使使用者设计的图形化程序能自动翻译成标准的C代码程序，为不了编程的使用者省去了理解程序设计方法和目的的时间，图形化带来的直观效果便于训练者的使用和理解。7、驱动程序库的设计。使平台能按照训练者对组件的使用情况，调用程序库中对应的代码，为使用者和开发人员提供了便利。

六、总结

新的教学实训装置让教师和学生可以通过双击各模块获取车辆参数信息以及算法，在线完成参数的修改和控制算法的更新，便于智能汽车技术的优化改进设计。该平台中参数设置与算法编制直观、操作简便，有利于学生了解智能汽车各系统的基本参数和算法，提高学习和教学的效率。

汽车电子技术作为汽车技术发展的重要组成部分，仍然需要大量的专业人员从事汽车电子技术行业。汽车电子技术教学在高等院校中仍然需要进行进一步的改革，应该从实践中学习，加强学生的动手能力，只有经过实际操作才能真正的掌握知识，要将汽车电子技术教学进一步摸索与创新，让学生真正的融入到汽车电子技术教学中，从实践中真正理解课本上的理论知识。

参考文献：

[1]孙康辉.中国汽车电子产业创新体系构建研究[D].吉林大学，2011

[2]和振宇，王志强，张乐乐.面向工程实践能力培养的发动机ECU实验系统[D].天津.天津职业技术师范大学，2018

[3]张向文.《汽车电子技术》课程教学改革的探讨[J].高教论坛，2008.

[4]朱传祥.汽车电子技术教学的探索与创新，2018.

[5]刘存山，龙清，龚航军.新型多点互动新能源汽车实训台的设计研究.东莞职业技术学院.广东，2019.

基金项目：

全国大学生创新创业训练计划项目，项目编号201810066020，项目名称：新型电动汽车驱动器实训装置

（作者单位：天津职业技术师范大学汽车与交通学院）