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[关键词] 地佐辛;硬膜外;预防性镇痛;胃切除手术;免疫功能
[中图分类号] R735.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2016)10(a)-0064-05
Effect of Dezocine prophylactic epidural analgesia on distal gastrectomy postoperative analgesia and its influence of immune function
WANG Fuchao WANG Zhongyi LI Fengdan ZHAO Hairui WU Dai JIN Hongxu
Department of Anesthesiology, Harrison International Peace Hospital, Hebei Medical University, Hebei Province, Hengshui 053000, China
[Abstract] Objective To investigate the effect of dezocine preventive epidural analgesia on distal gastrectomy postoperative analgesia and its influnce on immune function. Methods Sixty patients from January 2014 to March 2015 carried distal gastrectomy in Harrison International Peace Hospital, Hebei Medical University, (ASA grade Ⅰ-Ⅱ) were randomly divided into observation group and control group according to the random number table, with 30 cases in each group. All patients were received epidural catheterization success, observation group was given Dezocine 5 mg (diluted with saline to 5 mL). The control group received normal saline 5 mL. Then all patients were received general anesthesia with Sevoflurane and intraoperative continuous infusion of Remifentanil. 10 min before the end of surgery, all the patients were received epidural space injection of 0.125% Ropivacaine 5 mL, and accepted PCEA (0.125% Ropivacaine 250 mL, 5 mL per minute). General information, operative time and intraoperative analgesics amount of all patients were observed. 4, 8, 12, 24, 48 h postoperative visual analogue scale (VAS score) and sedation score after awake were recorded. CD3+, CD4+, CD8+ in venous blood, natural killer cells (NK cells) of all patients were detected before surgery (T0), the end of surgery (T1), 6 h after surgery (T2), 24 h after surgery (T3), 48 h after surgery (T4). Then the postoperative analgesia pressing times, number of intravenous analgesics and postoperative adverse reactions of all patients were observed and recorded. Results There was no significant difference in the general condition of the patient, operative time and dosage of intraoperative Remifentanil between the two groups (P > 0.05). The postoperative analgesia number of times of pressed pump and analgesics of observation group were significantly less than those of the control group (P < 0.05), patients′ VAS scores 4, 8, 12, 24, 48 h after surgery showed significantly reduced in observation group (P < 0.05), postoperative nausea vomiting and other adverse reactions was no significant difference (P > 0.05). In the time T1, T2 and T3, the percentage of CD3+ and CD4+ cell in the two groups was lower than those at T0; and the observation group was higher than control group (P < 0.05); in the time T2 and T3, the NK cell ratio of the two groups was lower than T0, and the observation group was higher than control group (P < 0.05). Conclusion Prophylactic epidural analgesia Dezocine can relieve postoperative pain of patients with distal gastrectomy, reduce postoperative analgesic drugs, and little cell immune function inhibition.
[Key words] Dezocine; Epidural anesthesia; Preventive analgesia; Gastrectomy operative; Immune function
手术创伤和术后疼痛严重影响患者术后康复及生活质量,其引起的刺激致使机体神经-内分泌系统-免疫调节发生变化,从而引起机体内环境紊乱[1]。预防性镇痛可以减轻围术期的有害刺激,降低外周和中枢敏化,降低术后疼痛强度,减少不良反应的发生。地佐辛作为新型的阿片类受体激动-拮抗药,具有较强的抑制疼痛感及降低药物依赖性的作用[2]。本研究拟对60例远端胃切除手术患者采用地佐辛硬膜外预防性镇痛,探讨其对术后镇痛及免疫功能的影响,为临床安全及有效应用提供参考。
1 资料与方法
1.1一般资料
选择2014年1月~2015年3月河北医科大学附属衡水市哈励逊国际和平医院(以下简称“我院”)择期行远端胃切除手术患者60例,美国麻醉师协会(ASA)分级Ⅰ~Ⅱ级,性别不限。年龄48~76岁,体重50~86 kg,所有患者均经硬膜外穿刺置管后行全身麻醉。排除标准:①术前应用镇痛药物者;②既往有精神病史者;③不配合或不能很好交流者;④有全身麻醉或硬膜外麻醉禁忌证者;⑤有脊柱畸形及脊柱手术史者;⑥因任何原因拒绝或放弃实验者。采用随机数字表法随机分为两组(n = 30),观察组和对照组。本研究经我院医学伦理委员会批准,所有患者均知情同意并签署知情同意书。
1.2 麻醉方法
术前准备:两组患者术前30 min均使用苯巴比妥钠0.01 g,阿托品0.5 mg,入室后常规生命体征监测,开发静脉通路,选择T7~T8椎间隙穿刺,穿刺成功后向头端置入硬膜外导管3 cm。硬膜外间隙注入2%利多卡因3 mL试验量,观察5 min无脊麻现象,麻醉平面出现后行麻醉诱导。
麻醉诱导:采用咪达唑仑0.03 mg/kg(江苏恩华药业股份有限公司,生产批号:20130812),舒芬太尼0.4 μg/kg(宜昌人福药业有限公司,生产批号:1130908),顺阿曲库铵0.2 mg/kg(江苏恒瑞医药股份有限公司,生产批号:13113022),丙泊酚1.0 mg/kg(四川国瑞药业有限责任公司,生产批号:1312272)行麻醉诱导。
麻醉维持:术中机械通气,潮气量8~10 mg/kg,呼吸次数10~12次/min,维持呼气末二氧化碳分压(PetCO2)在35~45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),持续泵注瑞芬太尼0.2 μg/(kg・min)(宜昌人福药业有限公司,生产批号:6130617),同时吸入七氟醚,维持BIS为45~55,根据BIS监测调整七氟醚浓度。
术后镇痛:两组患者手术结束前10 min硬膜外间隙注入0.125%罗哌卡因5 mL,之后接硬膜外镇痛泵(0.125%罗哌卡因250 mL,持续量5 mL/h,单次追加量5 mL)。
手术开始前10 min,观察组硬膜外腔给予地佐辛5 mg(扬子江药业集团有限公司,生产批号:13120641)用生理盐水稀释到5 mL,对照组给予生理盐水5 mL。
1.3 观察指标及评价标准
观察患者一般资料、手术时间、术中镇痛药用量。记录患者术后4、8、12、24、48 h的视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)及Ramsay镇静评分。分别于术前(T0)、术毕(T1)、术后6 h(T2)、术后24 h(T3)、术后48 h(T4)抽取肘静脉血检测CD3+、CD4+、CD8+、自然杀伤细胞(NK细胞)。观察记录患者术后镇痛泵按压次数、应用静脉止痛药次数及术后不良反应。VAS评分标准:0分为无痛;1~3分为轻度疼痛,不影响睡眠;4~6分为中度疼痛,轻度影响睡眠;7~10分为重度疼痛,患者不能入睡或疼醒。Ramsay镇静评分[3]:1分为不安静烦躁,2分为安静合作,3分为嗜睡能听从指令,4分为睡眠状态但可唤醒,5分为睡眠状态对较强的刺激才有反应迟钝,6分为深睡状态呼唤不醒。
1.4 统计学方法
采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析,计量资料数据用均数±标准差(x±s)表示,组内各时点比较采用单因素重复测量比较的方差分析,两组间比较采用t检验;计数资料用率表示,组间比较采用χ2检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者一般情况及手术时间比较
两组患者的年龄、体重、手术时间及术中瑞芬太尼用量比较差异无统计学意义(P > 0.05)。见表1。观察组头晕患者2例,对照组恶心、头晕患者共3例,两组患者术后不良反应比较差异无统计学意义(P > 0.05)。
2.2 两组患者术后VAS评分及镇静评分比较
观察组术后4、8、12、24、48 h VAS评分低于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01),且随着时间的延长,两组患者的VAS评分逐渐降低,差异有统计学意义(P < 0.05);两组患者术后4、8、12、24、48 h各时点镇静评分,组间比较差异无统计学意义(P > 0.05),术后两组患者的镇静评分随着时间的延长逐渐降低,差异有统计学意义(P < 0.05)。两组患者术后镇痛泵按压次数、应用静脉止痛药次数比较,观察组少于组对照(P < 0.05)。
2.3 两组患者各时间点T细胞亚群及NK细胞的比较
与T0时点比较,两组患者在T1、T2和T3时CD3+与CD4+细胞比例均降低,差异均有统计学意义(P < 0.05);观察组在T1、T2和T3时,CD3+与CD4+细胞比例均高于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05);两组患者各时点CD8+细胞比例变化不大,差异均无统计学意义(P > 0.05);与T0时点比较,观察组和对照组NK细胞比例在T2和T3时均降低,差异均有统计学意义(P < 0.05),与对照组比较,观察组NK细胞比例在T2和T3时均升高,差异均有统计学意义(均P < 0.05)。
3 讨论
手术创伤、疼痛刺激、麻醉操作和药物均可使机体产生一系列复杂的应激反应,使机体的内环境发生异常变化,进而使机体免疫功能受到抑制,增加术后并发症发生率,影响患者术后康复[4],尤其是创伤较大的手术。胃肠道等大手术能抑制机体免疫功能数日,而且手术创伤越大术后免疫抑制的程度越深,维持时间越长[5]。手术应激可作用于免疫系统使免疫细胞合成并释放β-内啡肽,这种内源性阿片肽是重要的免疫调节物质,可影响免疫系统的功能,产生免疫抑制效应[6]。而术后机体的免疫功能状态与术后感染、并发症的发生等密切相关,术后疼痛作为一种不良刺激,也会引起机体产生应激及炎性反应,导致神经和内分泌系统等一系列的改变[7]。因此,合适的镇痛方法及镇痛药物,不仅可以提高患者术后的舒适度,还能减轻由疼痛引起的应激反应,保护机体的免疫功能。
预防性镇痛是指治疗方案在超过干预作用持续的时间之后,与常规治疗、安慰剂治疗或无治疗比较仍能观察到疼痛减轻和镇痛药用量减少的现象[8]。预防性镇痛的目的是减轻或消除围术期有害刺激造成的敏化,在创伤开始前采取各种措施阻断外周损伤冲动向中枢传递及传导,可以预防创伤或术后疼痛的发生。
目前,术后镇痛仍以阿片类镇痛药物为主,其镇痛效果佳,但术后不良反应如呼吸抑制、恶心呕吐及过度镇静等发生率较高,而且较多研究表明,阿片类药物激动μ受体,可抑制T淋巴细胞增殖、中性粒细胞聚集、巨噬细胞功能和NO的释放,抑制机体的免疫功能[9-10],地佐辛是一种新型强效的阿片类镇痛药,可通过激动κ受体,产生脊髓镇痛及轻微的镇静作用,且对μ受体具有较弱的拮抗作用,无μ受体依赖性,故地佐辛具有良好的镇痛作用,同时呼吸抑制、恶心呕吐等不良反应较少,且程度较轻微[11-13]。多项研究表明,应用地佐辛术后镇痛效果明确[14-18]。但是地佐辛用于硬膜外麻醉是否与传统的阿片类药物一样,具有免疫抑制作用,目前仍不明确。
本研究结果显示观察组术后镇痛泵按压次数及应用止痛药的次数明显少于对照组(P < 0.05),术后4、8、12、24、48 h的VAS评分显示观察组患者术后疼痛明显减轻(P < 0.05),术后恶心、头晕不良反应比较无明显差异,说明地佐辛应用于硬膜外预防性镇痛术后镇痛效果确切,无明显不良反应,可安全应用于临床。
机体免疫效应包括细胞免疫和体液免疫,其中T淋巴细胞和NK细胞介导的细胞免疫起重要作用[19]。CD3+可反映细胞免疫的总体水平;CD4+在细胞免疫应答中起着辅助作用,通过分泌大量细胞因子而激活炎性反应;CD8+为免疫抑制细胞,通过刺激免疫抑制因子的分泌,发挥细胞免疫功能的抑制作用,而NK细胞在体内具有免疫监视、防御及调节作用[20]。地佐辛具有部分μ受体拮抗作用,可降低部分细胞免疫的抑制功能[21-22]。本研究中,与术前比较,两组患者术后6、12 h与24 h CD3+与CD4+细胞比例均降低,NK细胞在术后12 h与24 h比例降低,但是与对照组比较,观察组在T1、T2和T3时,CD3+与CD4+细胞比例较高,NK细胞比例在T2和T3时均较高,说明手术以及麻醉可以影响患者的免疫功能,地佐辛能够减轻由于手术创伤、物及术后疼痛等对机体免疫功能产生的抑制作用,其原因可能与地佐辛硬膜外预防性镇痛可以减轻机体术后疼痛,降低机体应激反应水平有关,另一方面可能与地佐辛具有部分μ受体拮抗作用,可以减轻部分细胞免疫功能抑制有关。
综上所述,地佐辛硬膜外预防性镇痛用于远端胃切除患者,可以缓解术后疼痛,并且较少发生不良反应,同时还可以减少手术以及麻醉对机体的免疫抑制作用,可安全用于临床。
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一、新能源汽车技术发展现状及其分析
1.新能源汽车技术发展现状
随着环保意识和节能减排的要求,发展新能源汽车已变成了国家的重要战略,新能源汽车产业已经是低碳经济的重要典型,新能源汽车包括五大类型:混合动力电动汽车、纯电动汽车、太阳能汽车、燃料电池电动汽车及其他新能源汽车等。经过多年的开发,我国新能源汽车研发能力的增强,混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车等新能源汽车分别完成了功能样车、性能样车和产品样车试制。同时,在新能源汽车用动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机等关键零部件技术、电子控制技术和系统集成技术上取得了较大进展,初步形成新能源汽车关键零部件配套产业链。一汽、东风、上汽、长安汽车、奇瑞、天津清源公司等汽车企业积极参与新能源汽车重大科技专项,面向市场、自主创新,研发了新能源汽车整车技术,创立了新能源汽车自主品牌,成为我国第一代新能源汽车的产业化基地。
2.新能源汽车技术发展趋势
加速发展新能源汽车有其必然性,全球石油资源日渐枯竭,石油消费的高幅度增长和产量的低幅度增加,造成中国国内石油供应短缺、石油净进口量大幅度增加。发展汽车新能源是世界各国应对未来石油危机的战略选择,发展新能源汽车,无论是对节能减排还是保增长、扩内需、调结构都有着重大的意义。另外,新能源汽车节能环保,符合国家产品结构调整的政策,发展新能源汽车是解决未来石油危机的最有效办法。汽车尾气的排放已成为城市空气污染的罪魁祸首,城市发展新能源汽车,不仅能够节能,减少甚至完全不用石油,而且能够减少甚至完全没有尾气排放。中国正处在城市化高速发展期,发展新能源汽车完全符合当前我国汽车产品结构调整的方向,它不仅能有效解决中国能源与城市环保的当务之急,而且符合国家能源安全战略,也是促进我国汽车工业可持续发展的重要途径。总之,新能源汽车是我国汽车工业应对城市化、能源、环境和气候变化挑战,保持可持续发展的最佳途径,是我国国家能源安全战略,是培育新兴产业和新的经济增长点的战略选择,是在国际汽车产业在转移和转型的大背景下,实现我国由汽车产业大国向强国自主转型的最佳选择,因此,新能源汽车在国家政策的扶持下将快速发展,新能源汽车维修人才的培养也将迫在眉睫,所以建立新能源汽车维修人才培养体系也是十分必要和及时的。
3.新能源汽车技术运用人才需求
新能源汽车的快速发展必将带来对新能源汽车运用人才的需求,我校根据我国新能源汽车发展情况,成立了新能源汽车人才培养研究课题组,利用寒假和双休日分别对市区公交混合动力、新区公交电动车、康福丰田混合动力进行了市场调研,与新能源汽车技术人员和驾驶员以及相关领导进行了广泛的交流和接触,对新能源汽车进行了认识和了解,为新能源汽车人才培养研究作了一个前期铺垫。
苏州建设交通高等职业技术学校新能源汽车人才培养研究课题组对本市3家新能源汽车企业和4S店专业技术人员的调研发现:即便是在经济比较发达的苏州地区,新能源汽车维修人员也是一个空白,一些新能源汽车维护与保养全都是厂家派技术人员蹲点,在新能源汽车的企业几乎没有经过系统学习的新能源汽车维修专业人员。根据最新了解,苏州的新能源汽车在今年内将要扩容和增加,所以这方面人才的缺口将非常大。需求岗位有新能源汽车维修服务经理、业务接待、索赔管理、车间主任、技术专员、机电工、质检员、配件经理等,由于新能源汽车在实际维修中基本上没有,所以一般不特地设置岗位,都由维修电工经过短期培训后兼职担任。在学历上,对普通汽车维修人员的学历要求为高中或汽车专业中专、技校,新能源汽车对维修人员的要求必须是本专业大专以上学历和数年的汽车维修经验,学历要求相对较高。根据现阶段的发展情况,新能源汽车的运用主要以混合动力和纯电动力汽车为主。
4.新能源汽车技术专业调研
通过市场调研,大家一致认为:①新能源汽车发展前景很好,是汽车产业增长的一个新亮点。②虽然新能源汽车目前单车使用成本较大,但在城市使用环境污染小,节能效果好,社会效益显著。③新能源汽车首先推广应用在公共事业上,如公交车和出租汽车,并需国家的政策扶持。④通过市场调研,新能源汽车修理人才培养目前需求量不太大,有些技术尚在调试和研发阶段,目前着重要求相应专业教师对新能源汽车理论学习,培养他们的维修技能。⑤紧跟社会发展形势,汽车运用类专业准备开设汽车新能源维修方向特色专业,即五年一贯制汽车检测与维修技术(新能源汽车方向)专业,以适应社会发展需要。⑥建议汽车新能源维修方向特色专业以电动汽车为主要设置课程,混合动力为辅,对其他新能源汽车只做理论介绍。
二、新能源汽车维修方向特色专业建设
新能源汽车维修教学模式可先从学生选修方向开始,并根据实际发展情况逐渐过渡到开设相应专业。目前可以先开设选修新能源汽车维修选修方向班。
1.教学方向
通过调研认为目前的新能源汽车修理工作以混合动力或纯电动力汽车为主,选修方向也可以分为两个:①以混合动力为主:主要从事混合动力汽车检验与故障诊断工作,并为今后电动汽车方向发展奠定基础。②以纯电动力汽车为主:主要从事电动汽车检验与故障诊断工作、电动汽车充电和充电站的维护,并为今后从事混合动力汽车检验与故障诊断工作打好基础。
汽车检测与维修技术(新能源汽车方向)是五年一贯制专业,以培养处于技术层面的汽车维修技师一类的技能紧缺型人才为主要目标。学生经过五年连续的专业学习,应具备与本专业相适应的文化水平和良好的职业道德,能掌握本专业的基本知识和核心技能,具有较强的分析问题和解决问题的实际工作能力,可以在新能源汽车维修企业中从事新能源汽车的维护、修理、检测和保险与理赔等售后服务方面的工作。
2.课程设置
由于新能源汽车维修专业培养的是机电一体化复合型人才,因此专业基础能力方面应进一步充实电子技术原理、电机控制和驱动技术原理等内容,并熟悉这些技术在汽车上的应用;在专业核心能力的确定上,核心技能是新能源汽车的维护技能和汽车故障的诊断与分析,所以在核心基础课程中除了传统汽车各总成的修理项目外,可以增加电瓶和电机维护和更换;在专业拓展方面,可根据学生的个人兴趣爱好,通过专业选修的方式培养学生一专多能。另外,为培养学生的职业能力和形成职业技能,在对学生专业核心能力和专业拓展能力的教学中,应以企业需求为依据,以岗位为目标,突出就业的导向性,积极采用项目课程教学法,密切与企业的联系,根据企业中最常见的工作任务来确定项目,力求教学的实用性,并将工作过程程序化、规范化,着力提高学生作为一名技术人员应具备的发现问题和解决问题的能力。
3.教学方式
新能源汽车教学要采用先进的教学手段,如多媒体、投影、录像、实景式教学等现代教学手段,清楚地展示汽车各零部件结构、原理及内部运动关系,便于学生的理解和掌握,大大提高教学效果。
采用以行动为主线、以目标为指向的“行动导向”教学方法,从学生的实际和企业的实际出发,以学生为主体,发挥学生学习的主动性,充分开展师生的教学互动,为学生提供体验完整工作过程的学习机会,经历确定任务――制定工作计划――实施计划――进行质量控制与检测――评估反馈的整个工作过程,增强学生适应企业实际工作环境和解决综合问题的能力,使学生有机会在一定程度上根据需要选择学习进度、学习资源和学习方法,并评价自己的学习成果。
新能源汽车检测与维修是一项技术实践性很强的工作,为切实培养学生的实践技能和工作能力,应加大实践教学的力度,保证每一位同学能亲自动手反复操作,以巩固和运用所学知识,提高操作技能和解决实际问题的能力及水平。现代汽车修理需要“检查靠资料,拆装靠设备,检测靠仪器”的现代汽车维修方式。诊断人员要懂原理、会分析、能推理、巧诊断,对新能源汽车故障排除同样要有特殊的逻辑推理能力。
4.教学评价
技能考核方法及流程方面,在评价方式上可以邀请一线工作人员、专家和教师共同参与评价,多采用现场操作演示评价方式进行参考或进企业现场操作。在评价的内容上,应结合新能源汽车职业资格证书的标准,在原有等级工考核的基础上增加交流电工和高压电工证的要求。在评价标准上,要变“学过什么课程”为“能做什么事情”,要学以致用,考以致用,真正提高学生的岗位能力和竞争能力。
三、新能源汽车教学专业师资队伍建设
培养学生职业技能的能力是职业教师专业知识架构的重要一环。称职的专业教师不仅需要掌握扎实的基础理论,精通专业,时刻把握本专业发展的脉搏,而且必须具备丰富的实践经验。指导师傅必须具备几项条件:一是具有系统的新能源汽车专业知识;二是具有较强的专业技能和丰富的专业实践经验;三是具有良好的职业道德;四是懂得如何传授技艺,有能力完成培养计划;五是仍在现场从事本专业的生产工作。因此对于具备基本条件又愿意承担指导学生的技术工人可以授予指导师傅的资格。
要制定本专业教师新能源汽车维修技能的能力培养计划,并经过培训考核;每一、两年分批组织轮训一次,以保证知识和能力能适应新能源汽车的发展变化。
通过―些鼓励性的政策措施,分期、分批将部分在校教师送到维修企业生产第一线去顶岗实习,在实践中掌握岗位技能,掌握新能源汽车最新的技术发展动态,及时进行知识更新、拓宽视野和调整知识结构,提高自身的实践动手能力,并直接从企业获得信息的反馈。
加强教学科研工作,在教学的基础上进行新能源汽车故障、新技术的研究,为维修企业和今后的教学提供技术支持,使学校真正成为汽车维修行业的技术引领。
聘请行业和企业的新能源汽车名家、高级技术人员到校任教,做学术讲座,进行技术合作或担任兼职教师,进行教学交流和参与教学。
配备好新能源汽车及新能源汽车驱动电机零件若干,保证汽车新能源维修方向学生一体化的教学工位。
安徽电子信息职业技术学院先后开设了汽车电子技术专业和新能源应用技术专业,新能源应用技术专业是国家级重点建设专业,汽车电子技术专业于2012年获批立项为省级专业改革试点建设项目.在已有2个专业建设的基础上,重新整合资源,构建新能源汽车方向课程体系。
2汽车电子技术专业新能源汽车方向课程体系的基本架构
新能源汽车方向主要培养从事新能源汽车整车及关键零部件的安装调试、性能检测和故障检修等,具有创新意识和创新能力的高素质技能型人才,面向新能源汽车部件总成及整车试制、新能源汽车的安装、调试、检测、质检及新能源汽车的故障检修等岗位.根据学生的职业生涯发展路径,可以有机融合专业理论教学、实践教学、素质教育三大体系,构建依托“三个平台”、具有“一主线、多任务”特色的课程体系.
2.1搭建通识课程、职业能力课程、职业拓展课程“三个平台”
2.1.1通识课程
按照“社会型”所必需的社会素质和“职业型”所必需的职业素质要求,来开设思想政治课程和人文工具课程,使学生树立正确的人生观、价值观,掌握一些必备的通用能力(如数据统计与分析能力、计算机应用能力和外文资料翻译能力等),为学生的素质教育和职业生涯成长打好基础.
2.1.2职业能力课程
按照“职业型”的技能要求,在汽车机械基础、汽车底盘技术等原有汽车电子专业相关汽车课程的基础上,进行整合或重新开设与新能源汽车相关的课程,如新能源汽车电器、新能源汽车控制技术、新能源汽车电池技术、新能源汽车节能环保技术和新能源汽车检测技术等课程,使学生具有从事新能源汽车相关岗位工作所需的专业操作技能,具有分析问题与解决问题及创新创业的能力.
2.1.3职业拓展课程
按照培养“员工型”的素质要求,开设现代汽车维修企业管理、电气CAD、新能源汽车新技术、汽车营销、汽车保养实训、汽车综合故障检修实训等课程,结合新能源汽车生产维修工学交替实习、企业顶岗实习等综合实践课程,培养学生在新能源汽车岗位的适应能力,具备对新能源汽车专业技术方面的自我学习能力和创新能力,适应当前新能源汽车产业快速发展的需求.
2.2按照“一主线、多任务”教学模式实施课程教学
这里的“一主线”指的是以新能源汽车制造与检修为主线,“多任务”指的是在进行充分岗位调研的基础上,将岗位技能分解成多个学习任务.在实际课程设计中要根据工作任务设计教学计划内容,然后开设相对应的课程,选择适当的教学方法,形成课程标准,保证完成各个任务的知识能力要求.“一主线、多任务”的教学模式必需打破传统的学科体系和章节结构,将学习内容按照工作过程综合为任务、项目或案例,采用情景教学方式进行教学,以完成学习任务并考核合格为学分计算单元,最终实现由学生到员工的人才培养.
3汽车电子技术专业新能源汽车方向课程教学安排
课程教学以服务新能源汽车行业为总体目标,依托校内外实践教学基地,突出实践教学环节,并将日常课堂教学与第二课堂有机融合,培养高素质技术技能型人才.
3.1整体教学进程安排
以“学生的全面发展能力”为目标设计课程,并将理论、实践、素质三大教育体系有机融合起来,搭建通识能力、职业能力、职业拓展三类平台,整体教学分为6个学期、4个教学时段,实行学校和合作企业共同实施的“准双元”培养模式:第1和2学期在校内汽车电子综合实训基地开展“边教边学、学做一体”的一体化教学,进行岗位工作任务训练,并在每学期安排1周的企业生产现场见习,在教师指导下进行专业基本技能和基本素质实训,培养学生的基本职业素质和通用专业技能;第3和4学期除进行校内专业课程学习外,还安排6周时间在合作企业工学交替实习,根据企业生产情况安排具体实习时间,半工半学,灵活交替实施,由企业技术人员指导,培养学生的岗位技能、企业精神和职业素质;第5学期先安排校内职业拓展课程的学习,然后再安排6周左右的时间在企业全程顶岗参与生产,使学生初步具备企业合格员工的素质;第6学期根据前期实践情况,对每位学生实行定岗毕业实习,并由学校和企业双元管理,直接与工作岗位对接,为毕业走上工作岗位做好准备。
3.2实践教学管理模式与教学安排
实践教学形式分为校内实践教学与校外实践教学2个部分:校内实践教学主要在校内专业实践基地进行,由学校独立组织实施;校外实践教学包括企业生产见习、工学交替生产实习和毕业顶岗实习,由学校与合作企业共同确定教学形式、管理模式和考核方式,企业实践教学过程由校企双方共同管理、实践项目考核由校企双方共同实施.这种实践教学安排形式可以实现校内实训与校外实习相结合、课内实验与课外实训相结合、岗位见习与顶岗实习相结合、校内专业教师评价与企业师傅评价相结合.
3.3课堂教学与第二课堂相互渗透
课堂教学活动与第二课堂活动相互渗透、相互补充,夯实基础,强化实践与创新,激发学生学习兴趣.第二课堂活动以促进学生的学习为主,将提高学习兴趣、拓宽知识视野、增强实践能力和培育理论思维能力紧密地结合起来,为培养创新实践性人才创建优良的教学环境.第二课堂的主要形式有:通过时政讲座、暑期社会实践、志愿者活动培养学生的思想道德素质;通过学术讲座、技能竞赛与培训、专业协会培养学生的专业素质;通过人文知识讲座(人文、企业文化)、文艺活动(舞蹈、歌唱、宿舍文化)等培养学生的人文素质;通过军训、体育比赛、心理健康讲座(指导)、运动会等培养学生的身心素质.
4小结
关键词:新能源科学与工程;风力发电;太阳能发电;人才需求;课程体系
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)26-0046-02
新能源属于我国战略性新兴产业,也是国民经济发展的基础性产业。面对环境污染与能源危机的双重压力,全球都在加快推进新能源产业发展。规模化开发与利用太阳能、风能、生物质能、地热能等为代表的新能源,实现我国传统化石能源过渡为清洁、可再生能源为主的能源结构是必然之举。中国将大力推动新能源产业的发展,在加大水电、核电、太阳能和风能设施建设的同时,计划在2020年前使新能源消费比例达到15%。特别是近年来风力发电和太阳能发电作为新能源电力的两支主力军迅猛发展,出现并驾齐驱的局面,新能源电力产业的蓬勃发展对新能源专业人才提出迫切需求。在这种形势下,怎样培养适应新能源产业需求的人才,既有巨大的机遇,也有很大的挑战性。
为适应我国战略性新兴产业的需要,自2006年以来我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办风能与动力工程本科专业;2010年教育部紧急下达《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,自2011年开始,我国部分高等院校设置了新能源科学与工程、新能源材料与器件等新能源产业相关的本科专业。但怎么样才能更好地为国家发展新能源产业起到人才培养的支撑作用,培养什么样的新能源产业人才以及如何培养,怎么样结合学校自身的特色与资源优势开设专业方向和课程体系,是当前面临的主要课题。
一、我国新能源电力产业的发展形势
自2007年,我国风电装机容量呈高速增长趋势。2010年,我国(不包括台湾地区)新增风电装机1893万千瓦,累计风电装机容量4473万KW,超过美国跃居世界第一位。至2012年底,全国新增安装风电机组7872台,装机容量1296万KW;累计安装风电机组53764台,装机容量达到7532万KW;风电并网总量达到6083万KW,发电量达到1004亿千瓦时,风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。2013年我国风电又新增风电并网容量1492万千瓦。2014年我国风电发展目标为1800万千瓦。根据2014年国家能源局印发“十二五”第四批风电项目计划显示,列入“十二五”第四批风电核准计划的项目总装机容量为2760万千瓦(27.6GW)。从2011年开始,我国为把握风电发展节奏,促进产业健康有序发展,国家能源局开始制定风电项目核准计划,前三批风电核准规模分别为2683万千瓦、1676万千瓦(后又增补852万千瓦)和2797万千瓦。至此,“十二五”以来拟核准的风电项目规模累计已超过1亿千瓦。
在风电大规模发展的同时,自2009年以来我国太阳能光伏发电也迅速扩张。截至2012年底,我国累计光伏装机容量达到7.5GWp;截至2013年底,中国光伏发电新增装机容量达到10.66GWp,光伏发电累计装机容量达到18.16GWp。2013年全球光伏新增装机39GWp,比2012年增长28%。2013年,就新增光伏装机而言,中国、日本和美国成为世界上最大的三个市场,而德国则退居第四。中国2014年光伏发电的发展目标是全年新增光伏装机14GWp。根据《太阳能发电“十二五”规划》,中国光伏发电装机容量与发展目标如表1所示。
在太阳能光伏发电快速成长的过程中,全球太阳能光热发电也正以惊人的速度发展。截至2013年底为止,美国已有5座大型太阳能光热发电站投入运行,规模都在100MW以上。其中美国NRG能源公司联合Google、Brightsource公司投资22亿美元在加州莫哈维沙漠建设的太阳能发电站于2013年成功发电,装机规模为392MW,这是目前世界上规模最大的塔式电站。美国能源部SunShot计划光热发电的研发目标是到2020年实现75%的成本削减,在不依赖政策补贴的前提下将光热发电推至每千瓦时6美分甚至更低的水平。欧洲早在2009年12家跨国公司在德国慕尼黑签署协议,计划投资4000亿欧元在北非建立太阳能热发电厂,10年后开始供电,据估计到2050年,该项目在北非的发电厂将满足欧洲15%的用电需求,这也是目前世界上拟建中太阳能发电厂同类中最大的太阳能项目。此外,西班牙、南非、印度、智利、摩洛哥、以色列、沙特、阿联酋、科威特以及澳大利亚都已经开始了大规模光热发电的兴建,印度已有50MW规模的电站并网运行。中国在北京延庆县八达岭建设了首个规模为1MW的太阳能热发电示范电站,于2012年8月成功发电,但还没有商业化规模电站。可以预见,随着国外太阳能光热发电公司进入中国和国内太阳能光热发电技术的研究进展,中国未来十年将在太阳能光热发电方向上大有作为。
二、新能源科学与工程专业人才培养的定位
2012年,教育部将原风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为新能源科学与工程。相应地,风动专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求,需要对专业培养方案进行调整;特别是更名为新能源科学与工程,就业的主战场不能较好地定位,致使专业课程体系达不到市场的期望值,对该专业课程体系怎样设计仍需继续研究探讨。从用人单位和学生自身需求上来看,专业课程设置和职业能力培养占有很重要的位置。其主要原因有两个:一是我国经济水平还欠发达,从读大学所付出的成本上来看,大多数学生期望接受到职业技能方面的训练;二是用人单位企盼招收到适合于工程技术需要的、能够尽快进入工作角色的应用型、技能型、复合型人才。
对于专业设置,国内其它专业的普遍做法是根据就业渠道下设专业方向。专业必须有支撑产业为基础才会有生命力。因此,本文提出“以学科为基础设置大类专业,以产业为支撑开设专业方向”的观点。新能源科学与工程专业应该在强化“工程实践能力培养”的基础上,必须以风力发电、太阳能发电作为就业主战场,分别面向风电机组设计与制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域,设置各具特色的专业方向的课程体系。
三、新能源科学与工程专业课程体系的优化
新能源科学与工程专业自2010年教育部批准开设以来,全国已有34所高校开设此专业。2013年5月19日,“首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会”在华北电力大学召开,指出课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到人才培养的质量。现阶段我国系统培养新能源科学与工程专业本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建正处于探索阶段。
根据国内部分高校新能源科学与工程专业公布的培养方案,其课程体系设置与专业定位(如表2所示)。总体上来看,各高校的课程体系呈现自由发展、特色发展的局面,这有利于各学科交叉融合,促进新能源产业发展,但同时应注意一些专业基础课程的共性、相通性问题。课程体系可以大致分为两大类:一类是遵循厚基础、宽口径的原则,强调能源类基础理论课程教学(A类),但专业核心课程各高校有所偏重;另一类则是专业方向针对性较强,更强调职业能力培养(B类)。例如风动方向加强了力学、机械、电气方面的课程模块,太阳能方向则强调了半导体物理、材料科学的课程模块,但缺少光学、热学、电气工程方面的教学。
表2 国内部分高校新能源科学与工程专业的课程设置与专业定位
学 校 专业课程体系 专业定位
A类:
浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、中南大学、重庆大学、上海理工大学等 专业基础课程:工程热力学、工程流体力学、传热学、应用电化学、固体与半导体物理、材料科学基础、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、自动控制原理等
专业核心课程:可再生能源和新能源概论、太阳能电池原理与制造技术、太阳能光伏发电系统与应用、太阳能热利用原理与技术、风力发电原理、生物质能转化原理与技术、核能发电概论、氢气大规模制取的原理和方法、能源与环境、燃料电池概论、薄膜材料与器件、半导体材料、新能源材料、热泵技术、能源低碳利用技术、Matlab及其工程应用、CFD软件应用等 具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等理论基础,掌握可再生能源与新能源专业知识
B类1:
华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、沈阳工业大学等 专业基础课程:理论力学、风力机空气动力学、材料力学、机械设计基础与CAD、、画法几何与机械制图、电机学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制原理、微机原理与接口技术等
专业核心课程:新能源与可再生能源概论、风力发电原理、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、液压与气压传动、风电场电气工程、风电机组控制与优化运行、风力机组状态监测与故障诊断、风电机组测试与认证、风电场施工与管理、风电场建模与仿真、风力机设备材料、新能源材料、近海风力发电、风能与其它能源互补发电系统、风电场并网、风力发电机组计算机辅助设计、风电场规划与设计等 面向风电机组设计与制造、风电场工程等
B类2:
福建师范大学 理论物理基础、材料科学基础、固体物理学、材料分析方法与技术、材料热力学、单片机技术、电工电子技术、工程制图、磁性材料与器件、光电子材料与技术、太阳电池物理、光伏工程与技术、光热工程与技术、固体发光材料、半导体材料、电化学基础、磁熵变材料与磁制冷技术、传感材料及其传感技术、X射线分析技术、储能材料与技术、先进功能材料、光电薄膜与器件、锂离子电池原理与技术、材料设计与模拟计算、纳米材料与应用、新型能源材料与技术、太阳能光热转换理论及设备、太阳能热利用、薄膜材料与技术、光源设计与应用技术等 面向太阳电池及其它新能源材料技术研发
应当指出,大学的专业课程体系不可能完全为企业的需求而量身定做;即使课程体系相同,但由于学校资源的差别和培养方式、途径及方法的不同,人才培养的类型、质量与层次也会存在很大的差别。因此新能源本科专业教育主要考虑人才质量的基础性、技能型、创新型、复合型与可拓展性。专业基础课应该以能源科学为基础,兼顾高校各自的资源优势,设定各具特色的专业课程。
以长沙理工大学(以下简称“我校”)新能源科学与工程专业为例,应针对风机制造、风电场、太阳能发电站三个就业领域,结合学校现有学科与专业优势,培养目标定位于既具有较宽广、厚实的专业基础,又有专业方向的特长。为此,针对新能源产业的发展需求和我校的学科优势,新能源科学与工程专业可增设太阳能发电工程方向。主要面向太阳能光伏、光热发电站及并网工程,同时兼顾太阳能领域的技术研发,为太阳能光热发电储备人才,开设材料科学、光学、热学、电气工程等模块的课程,主干学科为材料科学、电气工程,使学生具有材料科学、光学、热学理论基础,具备电气工程的职业能力。目前我校已有的材料科学与工程、光电信息科学与工程、热能与动力工程、电气工程及自动化专业为太阳能方向的开设奠定了基础。
四、结论
当前,我国风电、光伏发电呈规模化发展的趋势,太阳能光热发电也未雨绸缪。为适应新能源电力产业蓬勃发展的需要,新能源科学与工程专业应该“以学科为基础设置大类专业,以产业为支撑开设专业方向”。在风力发电、太阳能发电专业方向上,遵循厚基础、宽口径的原则,在强化“工程实践能力培养”的基础上,分别面向风机制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域,专业基础课应以能源科学为基础,兼顾高校各自的资源优势,设定各具特色的专业课程体系。新能源产业属于国家战略性新兴产业,也是国民经济发展的基础性产业;面对环境污染与能源危机的双重压力,全球都在加速发展新能源产业。应当抓住这一有利时机,整合各校相关的资源优势,推动新能源科学与工程专业人才培养的发展,打造新能源专业品牌。
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【关键词】广西 新能源 发电企业
高技能人才 培养
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)05C-
0042-02
广西“十二五”发展规划和《关于做大做强做优我区工业的决定》提出,广西要以科学发展为主题,以加快转变经济发展方式为主线,推进经济结构战略性调整,加快发展战略性新兴产业,实现“富民强桂”新跨越。新能源产业是作为广西优先重点发展的四大新兴产业之一。广西拥有优越的新能源产业发展条件,而高技能专门人才则是新能源产业保持健康可持续发展的基础。针对广西新能源产业的发展形势,高起点地培养和提供企业急需的新能源应用高技能人才,为广西新能源产业快速、可持续发展服务,具有非常重大的现实意义。
一、广西新能源类发电企业状况及人才需求分析
(一)生物质能发电厂
生物质能发电是把生物质能转化为清洁便利的电能的发电技术,是一种低硫、低硝、低碳的发电技术。广西拥有得天独厚的发展生物质能源产业的自然条件和生态环境,生物质能源植物资源非常丰富,原料供应充足。根据《广西新能源产业发展规划》,广西要因地制宜地发展生物质发电项目,计划到2020年,平均每3~4个县建设1个生物质发电厂,投产生物质发电项目总装机容量达到100万千瓦。典型的生物质发电厂生产过程是利用农业、林业和工业废弃物、城市垃圾为燃料,通过生物质锅炉、汽轮机、发电机等装置实现电能生产的。生物质能发电厂的主要生产岗位设置与传统火力发电厂基本相同,其中锅炉运行值班、汽轮机运行值班、热机检修及维护、电气运行值班是主要岗位。由于生物质能发电厂单机容量远小于常规火电厂,在同样装机容量下需要的运行维护人员比常规火电厂要多,生物质能发电厂每万千瓦装机容量需要运行维护人员30人左右,可以预见广西未来10年内相关企业的技能人才需求达3000人。
(二)分布式能源站
分布式能源系统是指在用户附近,以分散的、小规模的方式布置,可独立输出电、冷或热的系统。分布式能源站使用的燃料有天然气、油田气、煤层气、沼气等,其中天然气应用最多。国家发改委在《关于发展天然气分布式能源的指导意见》中提出,“十二五”期间在全国建设1000个左右天然气分布式能源项目,并建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。在广西,南宁、柳州、梧州、贵港等地都将建设大型分布式能源项目。典型的分布式能源站采用冷热电联产方式运行,首先通过天然气燃烧推动燃气轮机发电,燃气生成的高温烟气再加热水产生蒸汽给汽轮机、热用户或驱动制冷机制冷,实现能源的梯级利用,使得能量综合利用率可高达85%。分布式能源站的主要生产设备有燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、溴化锂冷热水机组等。分布式能源站的主要生产岗位有燃气轮机运行、集控运行、电气运行、热机检修及维护等。根据调查分析,广西未来10年内分布式能源站运行维护人才需求达600人。
(三)核电站
核电是经济性好、可规模化发展的重要新能源。由于广西发展火电有本地煤燃料缺乏的先天不足,而水能资源经过多年开发将尽,发展核电是解决广西能源短缺的关键。根据《广西新能源产业发展规划》,未来10年内要大力发展核电。规划到2015年,核电开发总规模1200万千瓦,投产规模400万千瓦。2010年,中国广核集团有限公司广西防城港红沙核电站正式动工,规划装机为6台百万千瓦级压水堆核电机组,预计2015年建成投入商业运营。将要开工建设的还有中国电力投资集团公司的平南白沙核电项目和华电集团来宾核电项目。核能发电的生产过程是利用反应堆中核燃料裂变时产生的热量,通过热交换产生蒸汽来驱动汽轮机,汽轮机带动发电机来发电。核能发电除了用核反应堆来代替常规锅炉外,其生产过程与常规火电站相似。核电站发电类岗位主要有现场运行操作员和电站设备维修员等岗位,按每百万千瓦级核电机组需要400人计算,未来几年广西核电人才需求超过4000人,其中发电类岗位人才需求约1200人。
(四)风力发电场
广西风电发展潜力巨大,根据《广西能源发展“十二五”规划》,广西属于国家划分的第四类风电资源区,可开发风电装机容量达1300万千瓦以上。规划到2015年底,广西风电装机要达到100万千瓦。目前广西已经建成或在建的有金紫山风电项目、天湖风电项目、大容山风力发电项目、桂林昌盛坪风电项目、恭城燕子山风电项目、恭城圆石山风电项目、北海西场风电项目等。典型的风力发电系统由风车叶轮、机械传动系统、发电机、电力电子装置、升压变压器等组成。风力发电就是利用风力带动风车叶轮旋转,再作为原动机带动发电机运行生产电能。风力发电不需要燃料,也不会产生辐射或空气污染。风力发电企业的主要生产岗位有风电场运行与维护、变电站运行与维护及自动化设备运行与维护等。风电场每万千瓦人员需配备16人左右,未来几年广西对此类人才需求达1600人。
二、新能源类发电企业对高技能人才的职业要求
(一)持证上岗,岗证对应
由于新能源类发电企业技术含量高、操作行为复杂,操作事故带来的后果特别严重,从业人员职业素质的高低对企业安全生产有关键影响,因此有严格的从业资格标准和任职资格要求。从业人员要求持证上岗,岗证对应。例如,锅炉运行岗位须具备“司炉工”证。
(二)专业面广,专业性强
新能源属于新兴产业,采用最先进的工业技术,同时又是多学科的交叉,涉及热动(锅炉、汽轮机、燃气轮机)、电气、自动控制、电厂化学等诸多专业。因此要求从业人员除了有较高超的专业技能外,还要有较广泛的专业理论基础。新能源类发电企业岗位从业人员均要求经过职业院校相关专业学习,并需接受一定时间的岗位技术培训,方能达到岗位要求。
(三)吃苦耐劳,爱岗敬业
新能源类发电企业的工作性质比较特殊,要求从业人员能够适应特殊工作环境,比如:生物质能发电涉及垃圾处理焚烧;核电站的辐射因素;风电场建在偏僻的地方,自然条件较恶劣,生活条件差;发电运行岗位的倒班工作制度;发电工作中大多要和高温高压强电环境接触等。同时,根据工作特点企业还要求员工在生产过程中具有良好的责任意识和团队精神。因此其从业人员必须具备吃苦耐劳的精神,爱岗敬业,做到做一行爱一行。
三、职业院校培养新能源类发电企业高技能人才探讨
纵观全国,设置有新能源发电类专业的院校为数不多,在广西更是寥寥无几,相关人才供应面临严重不足。广西电力职业技术学院热能动力设备与应用专业是广西区域内培养热能动力类人才规模大、综合实力强的专业,多年来为广西及周边地区火力发电厂和大、中型各类企业自备热电厂、热动力车间提供了大批技术人才。近年来,以热能动力设备与应用专业为龙头的热能动力专业群紧密服务地方经济和企业,结合广西新能源产业的发展带来的高技能人才需求,设计并实施了灵活开放的教学计划,通过“产教结合”、“订单式”等模式实践校企合作育人。针对当前新能源发电领域人才缺口大、人才需求旺盛的状况,热动专业以服务于常规火力发电、生物质能发电、核电站及风电场等企业为专业建设目标,通过深化专业教学改革,调整专业结构等措施,为新能源发电企业培养急需的设备运行、调试、维护、管理等生产一线高素质、高技能人才。
(一)构建“课岗证融通”课程体系,突出生产岗位专业性
针对新能源类发电企业生产岗位要求,构建“课岗证融通”课程体系,重点建设循环流化床锅炉运行、汽轮机及热力系统运行、热力设备检修、燃气轮机运行等岗证核心课程,以实现高技能人才培养目标。根据“专业定位跟随主导企业,课程目标跟随岗位能力,教学实施跟随生产过程,教学内容跟随任务项目”的课程开发理念,成立由教师、企业技术骨干、课程专家组成的课程团队,通过到企业充分调研,反复分析论证,归纳岗证技能和素质要求,定位人才培养规格和课程目标。根据企业生产工作流程、岗位培训项目、职业资格证考证项目等加以提炼加工,按认知规律排序,设计课程体系和教学内容。把职业资格证书对应课程设置,把职业标准纳入课程标准,把证书技能训练项目融入课程内容。在教学中深化“教学做一体化”模式下的实践教学改革。利用校内仿真实训室等“校中厂”和企业“厂中校”两个课堂交替,做到教学与实训一体化,学习过程与工作过程一致化,全面培养学生的职业素养、职业态度。通过引入司炉工、集控值班员、汽轮机值班员、检修工等职业资格标准,制定与岗位要求相一致的课程评价体系对学生进行考核,确保学生岗位职业素质的养成。
(二)增设核电站动力设备运行与维护专业方向
为满足相关企业人才需求,我们在原热动专业已经开设生物质能发电方向的基础上,拟新增设核电站动力设备运行与维护专业方向。该专业方向主要面向核电站运行与维护和核电站建设企业,培养学生从事核电站机组运行监督、控制操作能力,电站设备和系统的就地操作能力,以及核电站设备检修、安装和维护工作能力,对应的岗位有核电站现场运行值班员和热机安装检修工。通过对核电站生产和建设企业进行深入调研和分析,分析岗位设置和技能要求,基于职业岗位工作任务和工作过程构建课程体系,专业方向核心课程有核能发电技术、核电站设备及系统、核辐射和安全、核电机组仿真运行实训等。
(三)增设风电场运行与维护专业方向
拟新增设的风电场运行与维护专业方向主要面向风电场的运行与维护岗位群,培养高技能应用人才。通过相关企业调研,参照国家职业技能鉴定中心制定的风力发电运行检修相关岗位职业能力标准、技能要求与知识要求,开发课程体系。该专业方向开设风力发电设备检测与控制、风力发电设备检修与维护、变电站运行与维护等核心课程,培养风电机组的运行操作与故障处理能力,风电场变电设备运行操作与事故处理能力,风电设备的安装、检修与维护能力等专业核心能力。
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关键词:锂电产业;发展;高校;新能源应用技术;人才培养
中图分类号:F127 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2012)08-0-01
人类赖以生存和发展的不可再生性能源大量消耗,面对资源的日益紧张,加强可再生能源开发利用迫在眉睫,这也是人类社会实现可持续发展的必由之路。目前,提高能源利用效率、开发利用可再生能源、保护生态环境、实现可持续发展已成为国际社会的共同行动,锂电新能源做为新能源家族中的一份子,又一次成为年度可再生能源节中最受瞩目的技术。
近年来,宜春通过转变发展方式、调整产业结构,积极抢占锂电新能源发展制高点,从而逐步实现从资源优势到发展优势的转变,锂电新能源产业驶上科学发展的高速路。目前,宜春成为全国首个国家锂电新能源高新技术产业化基地,其富锂锰基正极材料生产已实现产业化;锂电新能源产业项目共签约35个,其中10亿元以上项目14个,签约资金达400亿元,被誉为“亚洲锂都”。
一、锂电专业现状
我国现在是电池生产的大国,也是产量位居第一的世界生产大国,但产业人才的培养却还没有形成一个完善的体系。上世纪末,我国对于锂电产业的发展就已高度重试,一些大学和研究机构就设立了锂电研究室,著名的有天津电源研究所、北京有色金属研究总院以及厦门大学等,在这儿出现了一批锂电研究高端人才,一些科研成果已达到国际先进水平,但由于锂电发展产业历史较短的局限性,我国并没有成立专门的锂电专业人才培养机构,各大高校以及高职院校对于锂电专业并不十分重视,均没有开设锂电应用技术专业,只有与之相关或相近的应用化学专业及材料科学与工程专业等,也没有形成较好的锂电人才培养模式。
有数据表明,我国企业现有锂电技术人才中,依靠企业自身力量培养提高的占34.3%,而直接从学校招收的学生占23.6%,从社会招聘占42.1%,而从学校招收的锂电管理和生产人才,大多是通过其他专业如化工专业招聘录用,利用在学校学习的相关专业知识以及工作实践而形成的“专业人才”,专才不专业现象十分严重。
二、锂电专业发展
随着锂电产业的发展和壮大,产能不断提高,锂电专业人才的需求量也日渐增长,要想发展锂电产业,专业人才最为关键,素质高低、就业的好坏,对锂电专业的建设都有重大影响。
2009年,宜春职业技术学院率先开设锂电应用技术中专专业,与福斯特新能源科技有限公司实行“订单式”培养模式,学生一毕业即就业,招生形势火爆。这也是该专业在我国各类院校中首次设立,主要目的是为锂电产业培养专业人才。为做大做强锂电专业,更好地服务区域经济发展,该院从人才引进、实训基地、硬件设施等方面加大了投入,为锂电新能源应用技术专业的开办创造了良好的条件。
2010年4月,宜春职业技术学院锂电专业发展驶入快车道。国家教育部正式批准在该学院开设大专级别的新能源应用技术专业(锂电方向),鉴于宜春市建成了面积达20平方公里的锂电产业园,已有多家锂电企业入园落户,对有锂电专业技能的高技能应用型人才的大量需求和锂电专业建设的逐步完善,为适应锂电专业做大做特做强的需要,宜春市政府也批准在宜春职业技术学院设锂电新能源学院,这是全国第一个锂电方向新能源应用技术专业。
该锂电新能源学院现有专职教师46人,副高以上教师20人,双师型教师占81%;建有锂电池材料实验室、锂电实习实训室、化学实验室、CAD绘图实训室、金工实训车间等专业实验室;在锂电产业园区与江特集团公司、鸿新能源及福斯特集团公司等企业共建了锂电实训基地。锂电新能源学院投资800多万元,扩建锂电实验室等校内实训基地,成为真正的生产性实训基地。同时,依托合作企业新增15个各具特色的校外实训基地。
同年4月,宜春学院“锂电本科实验班”开班仪式暨“锂电新能源研究所”授牌仪式在该院学术报告厅隆重举行。锂电本科班的开班和锂电新能源研究所的成立,必将对培养专业人才、开发前沿技术、强力推进锂电科技人才平台建设起到重要的推动作用。该院还专门成立了学校锂电新能源教育和科研工作领导小组,进一步加强锂电新能源研究所建设,加大高层次人才引进力度,切实加强师资队伍建设,广泛开展对外交流与合作,加强锂电新能源人才培养,为成立锂电新能源学院奠定坚实基础。
2011年2月,南昌大学锂电及新能源汽车研究院落户宜春市锂电产业园,南昌大学国家大学科技园作为江西省重要的高新技术企业孵化基地、科技成果转化基地、创新创业人才聚集和培养基地、产学研结合示范基地和高新技术发展的辐射基地,拥有强大的人才培训平台和研发团队。
各大高职院校透过锂电产业看到了生机,大力加强锂电产业人才的培养,先后和宜春市政府签订构建全面战略合作伙伴关系框架协议,为成立锂电新能源学院保驾护航。
三、锂电专业人才就业前景
锂电专业毕业生主要面向锂电技术应用生产企业,从事锂电技术专业的生产和服务工作,也可从事锂电应用技术专业的基层技术管理工作。从业范围:锂电技术类产品的设计,生产和开发工作;锂电设备的安装、调试、操作、维护及管理工作;锂电类企业的技术管理,技术服务和销售及售后工作;锂电原材料及产品质量分析检验,以及新技术、新工艺应用工作;各类职业院校相关理论教学、实验、实习指导工作。
随着新能源的兴起,无论是锂电池本身特点,还是我国目前的现状,发展锂电池都将是我国新能源产业化的主要方向。锂离子电池的应用前景的确十分光明,它不仅可以用于电子产品,电动工具,储能甚至在电动汽车中也被公认为不二的选择,在未来动力能源市场,锂电新能源将是一枝独秀。
参考文献:
[1]彭王城.中国锂电池正极材料行业市场分析[J].中国水运(理论版),2006,12.
[2]袁剑峰.锂电应用技术专业人才就来趋势[J].科技信息,2009(35).
Abstract: To actively cope with the challenge of energy and the environment, promote the transformation and upgrading of traditional industry, lift the growth of high-tech increment, the popularization and application in new energy vehicles were promoted in Changsha city. Due to the poor fiscal subsidy pattern, shortage of core technology, weak product price competitiveness, the relative lag of supporting facilities construction, as well as the impact from the self optimization of traditional automobile industry, the promotion of the applications of new energy vehicles in Changsha city did not achieve the desired effect. To improve this situation, it's useful to consider the following suggestions: attach importance to enterprise cooperation, innovative marketing mode, adjust the policy stimulus ports, improve the efficiency of the finance and tax subsidies, accelerate the core technology breakthrough, strengthening the exemplary role of three typical kinds of cars, improve the post-sale service of new energy vehicles, and narrow the cost gap between tradtional and new energy vehicles.
P键词:长沙市;新能源汽车;政策建议
Key words: Changsha city;new energy vehicles;policy suggestions
中图分类号:F426.471 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)04-0016-04
1 长沙市新能源汽车推广应用困境
近年来,为加速推进节能减排和两型社会建设,长沙市对新能源汽车产业予以高度重视,将其划为区域重点发展产业并推行了一系列政策助力其发展。然而在实际操作过程中,长沙市新能源汽车推广应用方面问题较为突出,主要表现为消费市场驱动力不足,政策红利缩减趋势加快,具体如下:
1.1 消费市场驱动力不足
一个新兴战略产业的发展大体应经过三个阶段,即政策驱动的培育期、市场驱动的成长期和产业驱动的成熟期。长沙市乃至我国的新能源汽车产业正处于政策驱动的培育期,市场驱动作用十分有限,产业发展尚不成熟。[1]由于依靠政策驱动,新能源汽车在公共服务领域市场表现较好,已由原先单一的公交逐步推广至环卫、物流、出租等多个领域。与公共领域用车不同,新能源汽车私人消费市场尚未完全打开,多数消费者仍处于持币观望的状态。一方面,新能源汽车的价格与传统能源汽车相比仍然较高,短期内成本优势不够明显,而私人消费更加倾向于10万元以下的产品,政府补贴吸引力不足以抵消高额的购车费用带来的消费心理落差;另一方面,消费者对新能源汽车仍存在一定的偏见,如认为新能源汽车性能不够稳定、续航能力不足、使用不太方便、维修费用太贵等。这些因素大大制约了消费市场驱动力的增强,进而对新能源汽车推广应用产生较大的阻力。[2]
1.2 政策红利缩减趋势加快
自新能源汽车进入我国汽车市场以来,政府部门一直给予较大力度的资金补贴,随着新能源汽车销量的不断增长,政府财政压力不断加大,在整个新能源汽车的推广应用方面处于入不敷出的疲软状态。综合考虑到规模效应、技术进步等因素,相关政策的调整逐步推进,政策扶持为新能源汽车提供的红利逐年退坡。以纯电动乘用车、插电式混合动力(含增程式)乘用车、纯电动专用车、燃料电池汽车的补助标准为例,2014年和2015年在2013年标准基础上分别下降10%和20%之多。政策红利缩小的另一个重要原因是新能源汽车行业内的不规范行为造成了恶劣的影响。为规避企业骗补行为,国家和地方的补贴政策已开始收紧,工信部装备工业司在年6月20日公布与新能源车型推广目录捆绑在一起的《汽车动力蓄电池行业规范条件》,要求仅新能源车型推荐目录提及的车型才可以进行补贴申请。除此之外,减轻由于新能源汽车补贴缺乏完善的监管措施所造成的部分新能源汽车厂家国家补贴政策漏洞行为,也是政策调整的一大方向。财政部、科技部、工信部和发改委四部委办公厅自今年1月联合表示将对新能源汽车推广应用实施情况及财政资金使用管理情况进行专项核查。新能源推广应用的政策红利因为政策的调整而被大大削减,给新能源汽车的推广应用带来了巨大的挑战。
2 制约因素分析
2.1 财税补贴模式欠佳
产业化发展是当前全国新能源汽车发展的整体思路方向,而产业化的关键在于推广应用环节,为此我国投入了相当可观的财政资金进行新能源汽车推广应用补贴。然而目前相关财税补贴模式欠佳,财税补贴的重点主要集中在新能源汽车产业终端即消费者购买使用环节,对基建的资金投入力度较少[3],如图所示,2010年至2014年7月出台的几条主要财税支持政策及相关法规均未涉及基础设施建设,而基础设施的配套程度恰恰是影响消费者购买新能源汽车的主要因素,更是制约当前新能源汽车推广应用的瓶颈难题之一。这种过于单一粗放的财税补贴资金投放方式使得财税补贴的成效大打折扣。此外,由于新能源汽车产业尚处于起步阶段,国家政府与地方政府近年来出台的财税补贴政策大多为尝试性补贴政策,其政策类型交织混杂,内容要求较为繁琐复杂,购买补贴手续操作流程较多,不少消费者因缺乏对新能源汽车的财税政策的精确认知而打消购买新能源汽车的念头,这也一定程度上制约了新能源汽车的推广应用。(表1)
2.2 核心技术短缺制约产业发展
与传统汽车相比,我国各类新能源汽车在技术方面均存在一定短板:混合动力汽车的性能和稳定性较差,纯电动汽车和燃料电池汽车的电池续航能力弱,无法进行较长里程的行驶行为。[2]
电动汽车的关键性技术有“三电”,电池、电机和电控,其中电池是研究的重点。电池技术目前存在许多问题:首先,在纯电动汽车和混合动力汽车中,电池的价格占据了整车成本的50%以上,对电动汽车的定价起决定作用,我国目前的电池隔膜和铝塑膜材料的研发与国外差距甚大,60%需要依赖进口,这两种电池关键材料的稀缺致使目前电池价格居高不下,严重拉高整车成本;其次,我国拥有的电池专利技术过少,就锂离子电池技术来说,美国拥有四分之一的专利权、日本拥有50%以上的专利权、欧洲和韩国拥有20%的专利权,而我国只拥有1%;最后,电池使用寿命较短,平均在10万公里左右,而电池的更换维护费很高,导致了消费者虽然在燃油费上有所节省但是却花费更多的维护费,而且由于电池技术不成熟,使用过程中存在燃、爆裂等安全问题,这严重影响其市场表现。此外,新能源汽车不仅充电困难,而且充一次电只能行驶100公里与传统汽车的一次可以行驶600公里相比,差距过大。
2.3 产品价格竞争力不强
现阶段,新能源汽车生产面临着较多的难题,一方面,原材料、锂电池等成本价格不断上涨;另一方面,生产工艺控制水平、生产流程设计等多方面因素制约依旧明显。[4]
此外,政府为推动新能源汽车的应用,出台了一系列有利于新能源汽车发展的政策,虽然这些政策在短期内为新能源汽车在市场竞争中提供了优势地位,但长期来看却导致了新能源汽车产业出现科研创新动力不足、推广模式探索意识不强、上市危机意识薄弱、政策依赖过强等负面情况,进而大大减弱了企业通过市场竞争机制驱动成本降低的意愿,新能源汽车的价格长期居高不下。尽管新能源车型具有节油环保等优点,但价格竞争优势依旧是我国汽车企业赢得市场的利器,价格因素依旧是消费者决定购买传统汽车还是购置新能源汽车首选变量,因而过高的价格导致新能源汽车在市场上很难普及。[4]据调查显示,有超过半数的消费者只能承受新能源汽车销售价格比同档次的传统汽车高出1万到5万以内,否则他们将选择购置传统汽车,而新能源汽车价格整体偏高,中高端新能源汽车的均价与同档次传统汽车价位相比,大多超过消费者预设的1-5万的范围,因而在新能源汽车推广应用方面,新能源汽车价格过高的问题不容小觑。[5]
2.4 配套设施建设相对滞后
新能源汽车配套服务设施的完善与否直接影响到新能源汽车的推广应用情况。2015年国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,要求规划的车桩比应接近1:1。截至2015年11月,长沙新能源汽车保有量已超过6500辆,按规划应建成充电桩约6000个,但长沙市建成充电桩仅有1500个,车桩比约为4:1,未达到1:1的标准配备比,远远不能满足消费者的需求。除了数量上的不足之外,由于现有的新能源汽车充电形式存在直流电和交流电之分,加上每个企业都会有自己设计的充电插口和充电桩与所销售的新能源汽车匹配,因而导致充电桩安装标准难以统一,大大提升了充电基础设施建设的难度。此外,新能源配套基础设施的安装涉及多个政府部门和相关主体,涵盖规划选址、建设用地、电力供应到维护管理和居民协调等多个环节,且不说设施安装难度大,仅仅是在这些环节中进行协调工作就需要花费大量时间与经济成本,故而导致建设推进速度缓慢。
2.5 传统汽车产业自我优化
当前,新能源汽车推广应用阻力较大,很大一部分原因在于传统汽车在整车成本、配件制造、配套服务等方面发展态势良好。通过不断加大科研经费投入,鼓励科技研发与技术创新,提高创新能力,传统汽车企业有效降低了生产成本。此外,产业集群模式、供应链整合模式、系统模块化供应模式等新型发展模式为传统能源汽车带来新的活力,推动了传统汽车产业的发展。根据《中国汽车工业年鉴》,2013年中国汽车年产量和年销售量分别达到2211.68万辆和2198.41万辆,连续五年蝉联世界第一。 [6]就普通消费者而言,尽管充分肯定新能源汽车存在能源替代和环境保护等“经济外部性”,但消费者选择商品时更多关注的是仍旧是自身的效用,而非“经济外部性[7],也就是说出于自身效用最大化考虑,绝大多数消费者更加倾向于选择价格低廉且能够提供相对完善服务的传统汽车。从某种程度上来说,传统能源汽车产业的自我优化对新能源汽车的推广应用产生强有力的冲击。
3 政策路径建议
3.1 重视政企合作,创新销售模式
重视政企合作,创新销售模式是解决长沙市新能源汽车推广应用难题的关键之举。综合考虑长沙市新能源汽车推广应用现状及长沙市经济政策环境,笔者认为长沙市新能源汽车销售应以PPP模式为改革方向,高度重视政府部门与社会资本合作共建,同时创新销售模式,加速从单一销售模式向“租售结合,以租代售”的新型销售模式转变。
PPP模式是一种以合作为纽带,以为社会提供优质高效的公共产品与公共服务为目的,社会资本与政府部门彼此之间优势互补并在合作过程中实现利益共享、风险共担的伙伴关系和合作模式。[8]新能源汽车具有节能环保、减排降污等特点,使其具有一定的公益色彩,而新能源汽车的推广也成为一项类公共服务。现阶段,新能源汽车产业的PPP模式应集中于两大领域:一是,以政府部门出资为主体,通过服务外包的形式引导社会资本投向新能源汽车基建;二是,以新能源企业为主体,政府通过资金入股的形式强化新能源汽车推广销售。
“租售结合,以租代售”是对传统汽车产业运营模式的一种创新,具体有两种方式:一是通过在消费者与售卖公司之间建立具有法律效力的融资性租赁合同,通过分期支付的方式提前获得使用权,租赁期间新能源汽车所有权归金融机构,租赁期满后,新能源汽车所有权归出;二是新能源汽车经营性租赁模式下的推广应用。不同于传统汽车在推广应用中所追求的一次性销售收益,此种租赁使用模式更加注重具有可持续式的重复利用,这一特点与当前新能源汽车的推广应用现状十分契合,利用这种租借使用的新型消费方式,可以减轻一次性购买的资金压力,给予新能源汽车受众使用体验机会,进而提升新能源汽车的销量与应用。目前,长沙市注册登记的新能源汽车租赁公司已有十多家,其中代表企业有湖南轩悦行电动汽车服务有限公司、左中右电动车服务(长沙)有限公司、湖南众泰新能源汽车租赁有限公司,均取得较好的市场业绩,前景十分广阔。
3.2 调整政策刺激端口,提高财税补贴效益
现阶段,政府财政补贴主要作用于新能源汽车产业的消费端,对于配套设施建设端刺激明显不足,同时财税补贴政策过程冗长、手续繁琐,受此影响新能源汽车推广应用速度难以得到有效提升。为解决这两大难题,必须调整政策刺激端口,提高财税的补贴效益。
政策刺激端口转变的实质是消费端向配套设施建设端的转变。在条件许可的情况下,对新能源汽车基建项目优先拨付财政资金,充分利用资金的激励作用,推动充电基础设施示范区等具有示范性的工程项目投资兴建;充分发挥资金的协调作用,合理利用财政资金缓和配套基础设施中的土地、道路、电路等核心矛盾问题,协调建设中多方利益关系,进而加快新能源配套基础设施建设工作进程,加速因其滞后所导致消费动力不足等问题的解决。
提升财税补贴效益的核心要求在于便民,提升财税补贴效益的关键在于打通消费者参与渠道。因此,对有意愿购买新能源汽车的消费者群体应提供补贴申请专项“便民服务”和“绿色通道”,提供即时财税资金补贴政策解读服务,安排专业人员对新能源汽车潜在消费者进行一对一、多对一等形式的政策咨询辅导,重拾消费者因政策复杂而消退的购车信心;在消费者购买新能源之后,设立“绿色通道”对资金申领流程进行简化,引导消费者通过“绿色通道”进行资金补贴申请,政府优先批复新能源汽车相关手续办理、资金落实工作,促进新能源资金补贴环节调整,推动新能源汽车推广应用发展。
3.3 加速核心技术突破
新能源汽车的质量与功能直接决定其市场表现,而加速核心技术突破则成为解决其推广应用难题的治本之策。当前新能源汽车产业技术的发展整体上是基于传统汽车的共性技术展开研究,而针对新能源汽车独有的核心技术则缺乏突破性进展。新能源汽的关键性技术集中在电池、电机和电控“三电”方面,其中,电池的续航能力及其充放电效率问题成为目前研究的重点与难点。为此,必须合理调整新能源汽车的资金投放方向,将资金补贴的重点投放在新能源汽车进行核心技术研发方面,针对新能源新“三电”技术突破进行精准化资金奖励。在鼓励新能源汽车核心技术研发创新方面,可以专门划拨一部分新能源人才技术奖励专项资金,定期召开新能源汽车科技交流大会,重点表彰在新能源技术研发取得重大突破的个人和企业,以科技为核心促进长沙市新能源汽车推广应用取得革新性发展。同时,进行战略技术储备,在新能源汽车技术领域,以模块链式推进形式,统筹动力总成系统、发动机、变速箱、底盘、动力电池、驱动电机、动力系统等技术,展开专业化研发,促进汽车产业的核心技术升级。[9]
3.4 加强“三公”用车示范作用
新能源汽车的推广应用离不开政府的引导,政府对新能源汽车的购买使用会对消费者的采购倾向与购买行为产生较强的引导与示范作用。针对目前长沙市新能源汽车推广应用困境,长沙市政府应当以身作则,发挥政府的领导带头作用,将公交车、公用车(出租车、环卫车、邮政车、物流配送车等)、公务车等公共服务领域的汽车推广应用作为新能源汽车推广的重点领域,着力推进党政机关、事业单位和公共机构对新能源汽车的使用,公安、城管、环保、交通等单位更新或新增执勤执法车应首选新能源汽车,逐步降低传统燃料汽车所占比例,三公用车减少燃油补贴,并根据车辆类型增设不同标准的新能源汽车公用补贴。同时,加大宣传力度,在“三公”用车示范引导的基础上,合理利用闲置“三公”用车,建立新能源汽车体验中心,鼓励市民前往试驾体验,推进市民对新能源汽车的购买使用。
3.5 完善新能源售后服务
政府与新能源汽车厂家必须以“三个必须,两个加强”为关键,切实做好新能源汽车配套服务建设,努力消除消费者对新能源汽车的顾虑,提高消费者的购买积极性。新能源汽车生产厂家必须在市内设立固定的售后服务点,保证产品售后服务的质量与水平;必须对其推广应用的新能源汽车定期定次地进行安全检查和性能测试,做好风险隐患的排查工作;必须对安全检查的相关资料和性能测试的有关数据进行及时存档,实现档案的科学管理、取用高效。相关责任部门要加强基础设施建设的监管工作,定期对本地区新能源汽车和充电设施运行进行监督检查和评估分析,确保运行的新能源汽车产品安全可靠;加强宣传引导和舆论监督工作,充分利用新兴媒体和传统媒介等多种途径,广泛宣传新能源汽车在降低能源消耗、减少污染物排放等方面的积极作用,以及新能源汽车全生命周期成本低廉、政策优惠突出等方面的综合优势,逐步提高全社会对新能源汽车的认知度和接受度,让消费者放心安心。[10]
3.6 缩小新旧能源汽车费用差距
为有效应对传统汽车发展的强劲势头对于新能源汽车推广应用的影响,缩小新能源汽车与传统汽车之间的费用差距应当成为长沙市政府在新能源推广应用中一大思路方向。着眼于传统汽车供给端、运营端以及消费端,重新定位传统汽车产业地位,全方位规划汽车产业未来发展方向,以政策扶持与规划资金投入配给度适度扭转由于技术成本较高所造成的新能源汽车在价格方面处于明显劣势地位的局面。在新能源汽车供给端的调整措施可以以提升生产成本为核心,增加传统汽车转化效率不高的部分配件的税费,既有利于传统汽车技术升级也通过提升成本缩小现阶段新旧能源汽车价格差距。运营端的价格调整措施可以建立在质检标准的微调之上,在对传统汽车进行质量检验的环节中,重新进行质量合格评判标准的制定,合理提升达标难度,趋使传统汽车加大成本用以提升产品质量。在消费端的举措应当从车辆动力能源和税费政策入手,一方面对汽油燃油实行阶梯定价收费政策,抵冲汽油燃油价格下降红利,凸显新能源汽车在动力能源价格方面优势;另一方面,通过提升大排量传统能源汽车购置税和适当增加传统汽车保险费率,以价格调整为基础引导消费者转换购车思维,促进新能源汽车的推广应用。
4 结论
在能源紧缺和环境污染严峻的形势下,推广新能源汽车符合我国国情,是一条行之有效的发展路径,不仅能够缓解当前能源和环境的双重压力,而且对推动传统汽车产业转型升级、提升高科技经济增速增量有着重要意义,因此加快我国新能源汽车推广应用工作具有高度的战略性与实效性。基于上述原因,本文在对长沙市新能源汽车推广应用困境进行深入剖析的基础上,以政策理论为研究方向,给出发展新能源汽车的几点政策建议:重视政企合作,以PPP模式和“租售结合,以租代售”模式为改革方向,创新销售模式;调整政策刺激端口,着眼于政策红利由消费端向配套设施建设端转变,打通消费者参与渠道,提高财税补贴效益;加速核心技术突破,力求在新“三电”技术方面取得突破;发挥政府的领导带头作用,加强三公用车示范作用;完善新能源售后服务,保证产品售后服务的质量与水平,打消消费者后顾之忧;合理增加传统汽车价格,缩小新旧能源汽车价格差距,缓解新能源汽车价格劣势,引导消费者转换购车思维,促进新能源汽车推广应用。
致谢:感谢中南大学公共管理学院教授、社会稳定风险研究评估中心主任冯周卓老师对本文的指导。
参考文献:
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[2]高铭泽.中国新能源汽车产业研究[D].吉林大学,2013.
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[4]邵继红,辛明亮.探析影响消费者购买新能源汽车的因素[J].企业导报,2012(2):83-86.
[5]赵斌.比亚迪新能源汽车消费的影响因素研究[D].中南大学,2010.
[6]王传兵.中国汽车产业自主创新研究[D].中国社会科学院研究生院,2014.
[7]薛震.新能源汽车产业化过程中的风险及其规避[J].商业时代,2009(14):113-114.
[8]贾康,孙洁.公私伙伴关系(PPP)的概念、起源、特征c功能[J].财政研究,2009,(10):2-10.
【关键词】新能源汽车;产品结构;精密程度;风险
一、新能源汽车发展的背景
由于经济的持续快速发展,我国对能源的需求也高速增长,目前已是世界第二大能源生产国和消费国,石油对外依存度呈持续上升趋势。交通能耗在总能耗中的比重快速增加,这使得国家能源安全面临严峻挑战。
能源消费的快速增长,也带来了严重的环境污染问题,环境问题已经成为制约我国经济发展的“瓶颈”。汽车尾气既是城市空气污染的主要来源,也是温室气体的重要来源。能源和环境这两个硬约束是新能源汽车产业化发展的最重要背景。
二、万得新能源汽车发展情况及现状
万得新能源汽车技术有限公司目前主要发展低速纯电动汽车和高、低速相关总成(电动机、变速器),一期投资2亿,规模2万辆,开创了汽车零部件制造企业涉足低速纯电动汽车整车制造的先河。万得新能源汽车研发、生产的低速纯电动汽车最高时速不超过70公里,整车为四轮两座,它一次充电续驶里程为100至150公里,除电池外整车装备质量为450公斤,百公里耗电不超过7度,主要以中小城市及农村地区中老年人、年轻职员及摩托车主为潜在购买对象。此低速纯电动汽车具有低速、近距离、低价位、售价不超过3万元,更换电池完成续驶、集中充电使用。
此外万得集团申请锦州市政府特许20辆5人坐电动出租汽车示范运营,整车性能良好,推广效果显著。
三、新能源汽车产业化过程中的风险分析
(一)技术选择风险
我国目前实行的是鼓励多种新能源汽车共同发展的策略,如混合动力、纯电动、燃料电池等新能源汽车发展齐头并进,这使得企业面临技术选择上风险。
混合动力汽车是日本发展新能源的方向,典型代表是丰田普锐斯。混合动力是指采用传统燃料的,同时配以电动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。其优点①是混合动力按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。②是在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现“零”排放。③是有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。其缺点①是长距离高速行驶基本不能省油。②是发动机与电动机共同工作技术难题多,维护成本也相当高。
纯电动汽车是由电动机直接驱动汽车行驶。其优点是技术相对简单、成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。缺点是目前蓄电池单位重量储存的能量太少,并且电动车的电池较贵。
燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。
综上所述,新能源发展三大方向各有利弊,新能源汽车的研发需要投入大量资金,一旦方向选择错误就会给国家和企业带来巨大的损失。
(二)市场风险
市场风险是指由于价格、偏好等因素使市场需求向不利于预期发展目标的变化。其主要包括以下几个方面:
1、成本风险。在技术成熟和规模化生产之前,成本是一个难以克服的问题,目前国外上市的新能源汽车的价格都高于普通汽车;此外基础配套设施的缺乏是新能源汽车普及的另一大障碍,要把新能源汽车推向市场就必须建设大量的充电站等配套设施,而这又会增加新能源汽车产业化的成本。
2、消费者认知风险。认知风险可以理解为消费者对购买结果的“不确定性”和“后果的危害性”认识。消费者对新能源汽车可能存在的认知风险主要包括:安全风险、性能风险、方便性风险等。这些风险是影响消费者选择的重要因素,需要经过较长时间的市场考验才能被消费者所接受。
3、市场竞争风险。新能源汽车产业化需要面对很大的市场竞争风险,面临的国外汽车巨头的强有力竞争。国外汽车业巨头有着雄厚的资金、技术基础和丰富的管理经验,并且拥有众多世界知名品牌。我国企业要想创建自主品牌,赢得竞争,必将面临激烈的市场竞争。
(三)资源风险
资源风险是指新能源汽车产业发展所需的资金、人才、燃料等各种资源的可获得性。资源是新能源汽车产业化发展的根本保障。我国新能源汽车发展所需的资金主要来源于政府和企业,由于政府投资的分散性、国家和企业财力的限制,新能源汽车发展面临资金短缺的风险。新能源汽车是否能够获得竞争优势的关键在于人才的培养,我国尚未建立起专门的新能源汽车领域人才培养体系,新能源汽车产业面临人才短缺的风险。燃料(动力)是新能源汽车商业化推广的重要物质基础,燃料成本的高低和可获得性是新能源汽车产业化面临的资源风险之一。
四、建立新能源汽车产业化风险规避机制
(一)政府应在新能源汽车产业化风险规避中起总体协调作用
1、利益上的保障
发达国家通过直接拨款和税收优惠等措施来保障企业和消费者的利益。如日本对电动、天然气等清洁能源汽车实行50%减税,并给予与同级别传统车差价1/2的优惠补贴。我国政府有必要进一步加大扶持力度、完善扶持政策,使相关主体的经济利益能够得到保障。
2、方向上的引导
发达国家往往通过舆论宣传、政策导向、标准制定等来引导新能源汽车产业化沿着正确方向发展。我国政府应尽快完善相关法律、细化有关政策,明晰新能源汽车产业化的发展方向。
3、主体间的协调
新能源汽车产业化涉及到众多的参与机构,涉及到政府各部门之间、政府和企业之间、企业和企业之间的协调,如果没有专门的机构从全局上予以协调,产业化过程很容易出现脱节的现象。
(二)建立合理的风险共担和利益共享机制
新能源汽车产业化过程涉及到技术、市场等风险,这些风险主要由汽车制造的相关企业承担,而上游的燃料(动力)生产和供应企业、下游终端使用企业(如公交公司、出租汽车公司等)等单位所承担的风险很小。
五、结束语
综上所述政府应从总体上协调各单位之间的关系,促进各单位协调一致的参与到新能源汽车产业化过程中。有必要在新能源汽车整个产业化的链条中建立合理的风险共担和利益共享机制,使各单位都能够积极和高效的参与到新能源汽车产业化发展中。使整个新能源汽车产业更好、更快发展。
参考文献
[1]陈昌曙.自然辩证法概论新编[M].沈阳:东北大学出版社,2001.
[2]薛震.商业时代[J].北京:中国商业联合会,2009
在本届北京车展开幕前夕,国务院常务会议通过了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,规划在确定以“纯电驱动”为主要战略方向的同时,明确提出“推广普及非插电式混合动力汽车”。
尽管电池技术、基础设施、居高不下的价格等难题仍然困扰着世界。但无论从各国的利好政策亦或是不断增加的量产车型上看,都使我们坚信,新能源汽车的普及并不需要另一个百年来实现完整的进化。当然,多少事,从来急。对于新能源汽车,我们不能奢望一蹴而就。“一万年太久,只争朝夕”,应该成为这段迷人的汽车发展史中最好的注脚。
在本届车展上,共展出88辆新能源汽车。记者在车展现场看到,几乎所有国内外企业的展区均可找到新能源技术的身影。无论是国外品牌还是自主品牌,无论是豪华车亦或是微型车,各大商家都在积极展示自身对新能源概念的诠释及努力成果。在接下来的文章中,我们将从本届车展上部分厂商对于新能源技术的展现出发,并同时回顾他们近些年来的成果。最后,文章将重新回到我国对于新能源汽车的发展路线上来。我们会发现怎样的路线?好吧,就让我们一同伴随着本期特别策划一同去寻找答案吧。
丰田汽车“全力加速云动未来”自主战略
尽管是否对于中国合作伙伴开放新能源技术始终摇摆不定,但当其发展势头远逊于大众和通用等巨头时,今年3月,丰田(中国)终于启动了首个自主战略“丰田中国云动计划”,明确了今后重点推进的“环保技术、福祉车、商品、服务、事业、社会贡献活动”6大重点推进内容,并将“以混合动力技术为代表的节能新能源技术战略”作为重中之重。
除了众多内燃机车型外,丰田(中国)在本届车展上还推出了“云动双擎”等新能源车型。其中,将于2015年左右量产的“云动双擎”车型,搭载了丰田技术研发中心(中国)研发的国产混合动力总成。另外,丰田会在今年提前开始外插充电式混合动力车在中国市场的试销,而电动车(EV)的实证行驶实验也在积极开展。
主攻方向
2012年是丰田再度宣布全攻混合动力技术的一年,同时为其未来的高端动力总成战略定下基调。
技术成果
丰田普锐斯于1997年10月底问世,是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车,同时也是目前全球最具代表性的新能源车型。今年2月份,第三代普锐斯正式引入中国。它也与第七代凯美瑞尊瑞、雷克萨斯CT200h等新能源车型一道,成为丰田主推的新能源产品。
大众汽车的bluemotion项目
大众汽车以“bluemotion”(蓝驱)命名的项目致力于降低汽车的油耗和排放,该项目已在TSI、TDI车型上广泛得到应用。该项目不仅包括电力驱动、混合动力等新型驱动技术,同时还结合了包括自动启停、制动能源回收等减低减低能耗的技术。
主攻方向
尽管大众的bluemotion技术算不上先进,但通过对传动系统一系列的改良从而降低能耗,是现行容易被外界所接受的方案。
技术成果
目前国内能买到的bluemotion车型以第六代高尔夫蓝驱版为代表。该车型搭载的发动机自动启停、能量回收系统以及低阻轮胎,使得百公里油耗仅为4.9L。
另外,Cross CoupeTDI概念车也首次在国内亮相。根据已公布的数据,这辆柴油混合动力车型如果单纯依靠电力,可以行使45km。如果电动机和发动机同时工作,理论上续航里程可达到1287km。
宝马的高效动力策略
从2002年起,宝马便明确了Efficient Dynamics(高效动力)战略。这个战略不仅仅只是着重于能源消耗节省以及环境保护,同时宝马所一贯坚持的动态操控与驾驶乐趣,仍毫不妥协地保留下来。性能与环保,乍看之下相互矛盾的两项诉求,通过宝马工程团队的努力逐步完美结合。例如高精度喷射系统、超轻铝制缸体、可变式双涡轮增压技术、换挡提示功能已经运用到宝马的新一代产品上。
主攻方向
宝马中期的新能源方案是优化发动机,选择取代性的材料提升燃油性价比。同时,宝马也在努力向着氢能源替代方案推进。目前,宝马7系和X6都拥有氢动力版本。
技术成果
相比其它企业主推的新能源技术,宝马对于内燃机的热衷一度使人有着“宝马不会发展新能源车型”的错觉。事实上,宝马早已将自家的新能源技术华丽的呈献给世人。一年前,MINI E的中国路测项目赚足了眼球,而今年的一部《碟中谍》,让世人见识了宝马全新推出的“i”系列子品牌。据了解,宝马i8的前轴拥有一部电动机,后轴上则是一部拥有161kW的涡轮增压3缸发动机。
沃尔沃与ELVIIS
ELVIIS是由沃尔沃汽车公司、爱立信、公用事业公司和维多利亚学院组成的联合体,该项目概念的工作模式包括:车主可以通过任何普通家用电源插座给蓄电池组充电,插座的位置可通过GPS识别;车主在触摸屏上或通过智能电话或平板电脑远程预先设定充电时间和充电量;通过移动网络、汽车与公共电网进行通信,并设定充电方案,以获得最优惠的电价。系统会将每次充电的费用直接记录在车主个人的电费账单上。
主攻方向
轻量化、电动车和小型车是沃尔沃产品的开发趋势。在沃尔沃目前执行的 “DRIVe绿色驾控战略”中,将二氧化碳零排放视终极目标之一。
技术成果
目前,沃尔沃C30电动车已成为该项目的测试用车。这辆车配备了集成式彩色触摸屏,用指尖触摸就能顺畅地完成充电过程。将有5辆C30电动车用于为期一年的该技术的测试和评估。由于该智能技术是基于通用通信平台上开发的,因此理论上可以在许多车型上适用。
比亚迪的新能源蓝图
作为自主品牌中技术派代表,本届车展上,比亚迪展示了三项最新技术,涵盖了传统汽车、新能源汽车。其中除了“TI+DCI”动力组合、遥控驾驶技术外,全新一代DM双模电动车“秦”的亮相同样备受关注。
作为一款全新开发的A+级车型,比亚迪“秦”可切换纯电EV或混动HEV两种模式。同时,“秦”搭载高转速电机,配合高电压使功率得到提升,不仅可以使蓄电池重量减轻近一半,同时交流充电技术可以实现交流大功率充电,使电动车摆脱对专业直流充电站的依赖,这对于电动车的推广普及尤为重要。
主攻方向
尽管近阶段大力发展“T+D”技术,但比亚迪对于新能源的态度依然坚定。作为国内电池行业的龙头企业,对纯电动车电池组的改良是比亚迪的主要发展方向。
技术成果
【关键词】设计方向;新能源汽车;底盘
中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:
前言
新能源汽车对于汽车行业来说,不仅可以取得最大化经济效益和社会效益,还可以推动其不断向前发展。新能源汽车在设计时采用了许多系统化、整体化和智能化的设计理念,特别是在底盘上,汽车底盘的设计决定着整个布置方案的执行,其与动力系统构造有着密不可分的联系,且在一定程度上会对内部空间和外观设计造成直接性影响,新能源汽车底盘的设计是整个设计工作的最主要内容[1]。
转向、悬架和制动等均属于底盘系统。从传统设计理念上看,底盘系统可对汽车的操控性、舒适性和安全性造成影响;从现代化设计理念上看,底盘系统不仅要与高度集成体系相符,还要与车载能源多样化相适应,注意底盘设计不得约束汽车外部造型和内部空间。
新能源汽车底盘设计方向
现代化新能源汽车由国内自主车型至国际模范车型,由概念车至量产车,其底盘系统在设计过程中均趋向以下两种发展方向:①在传统车平台的基础上,按需求对局部做适当整改;②彻底打破传统思想,合理创造与现代化模式相符的设计理念。
2.1革新体制的设计思路
目前,新能源汽车的设计思路处于被动状态,按照其他方案做修正会对底盘系统造成一定的影响,所以必须在原有平台的条件下修正与设计底盘系统。通过一系列修正与设计措施后,有效延长了传统车零部件的使用寿命,并确保底盘框架无任何变动,而转向、传动、制动与悬架等系统则要在保证工作原理没有改变的情况下方能做适当调整,如图1所示。
图1 革新体质的设计思路
设计时可继续采用传统平台的底盘结构,也就是底盘系统的工作原理与副车架保持原有形态。由于现代化动力系统替代了过去传统的发动机,所以新能源汽车必须在传统结构上对底盘传动系统、制动系统与转向系统做适当调整;由于制动真空助力泵的真空源不足,所以必须增设一个电动真空泵,以提供充足的真空源,而管路等与之相关的各零部件也要做适当改变;由于发动机已撤销,所以传统动力转向泵未能继续使用,必须合理创设与现代需求相符的转向动力源,其管路等相关零部件也要做适当改变;由于新动力系统的相应减速器接口不符合原车接口,所以传动系统必须按照新型的输入信息展开修正工作。底盘系统的零部件完成各项修改与设计工作后,依照整体布置和零部件数模对悬置支架进行设计,然后利用CAE分析对悬置系统的实际噪音和强度做确定,以做好最后的改进工作[2]。
因为新布置方案的执行,使得前后舱的布置内容发生了较大变化,必须再次计算汽车的载荷匹配和整体质量,这样才能有效判定传统悬架系统的安全性与可靠性,如果发现缺乏安全性与可靠性,就要对悬架系统做适当调整。具体步骤如下:①仔细统计新增零部件的相应质心位置及整体质量,并与继续使用的零部件质心位置及总体质量相结合,在新布置方案的基础上有效计算出新能源汽车的对应质心位置及整体质量;②利用X向位置和总体质量将前后轴荷的分布情况详细计算出来;③按计算得出的轴荷与总体质量对传统悬架系统的安全性与可靠性进行校验,如果无法继续使用,那么就要再次设计出全新的悬架系统;④利用Adams解析悬架系统的改变是否会直接影响到四轮定位参数,以合理科学的调整悬架系统。
2.2革新体制的设计特征
革新体质的主要设计特征是继续使用传统车底盘,按照需求对部分区域做适当整改,尽量实现短周期、低难度和小成本开发,且平台要与传统车一起使用,最大限度地利用传统车已完善的零部件。过去传统车在设计时,包括承载式车身和非承载式车身这两种型式,因型式不同所以其布置也有所不同[3]。
承载式车身在大多数轿车设计中得到广泛运用,因而大部分新能源汽车也继续采用该构思设计,而动力总成等多种部件均于车身做悬置点的安设,所以副车架无需负担重量。这一结构将悬置设计工作逐步复杂化,给量产化增加了一定的难度,同时还要利用CAE展开大量分析活动,加上布置空间呈不规则状态,使得布置的执行越来越困难。
非承载式车身在大多数汽车中得到广泛运用,而新能源汽车在该平台上实施设计,可节省大量成本,主要是因为非承载式车身的底盘结构特征与系统化、整体化和智能化设计理念相符。非承载式车身的底盘有大梁,在一定程度上可以组建大框架来承重,因而在底盘框架中安设动力系统等各部件。由于这一框架结构具有十分规整的空间,所以于设计初期就可合理规划每个部件的具置与集成度,以减少布置难度,实现车身改制量与重心的降低[4]。
2.3创新的设计思路
为了实现新能源汽车底盘的创新设计,必须完全消除原平台框架的设计思路,把整体优化设计作为核心思想,重新设想与现代化需求相符的汽车设计理念。新能源汽车底盘的创新设计,不仅要创新整个动力系统,还要不断增加其他系统的创新空间,相互配合,紧密协作,实现汽车整体性能的有效提高。
2.4创新特征
创新设计的主要特征是没有前例可以参考,由概念开始逐步完善至功能,周期长、难度高、费用多,缺乏可以继续使用的零部件资源与平台资源。由于创新设计属于零起点设计,所以在设计初期就可以按照整体优化设计理念执行,只有这样才能获得最佳集成度和最优性能的新能源汽车。
滑板式底盘的研发,使得过去传统底盘模式被彻底。滑板式底盘对于新能源汽车底盘的设计来说具有一定的创新性、指导性和方向性[5]。在新能源汽车中运用滑板式底盘的主要优势表现在以下几个方面:①设计车身时,具有较大的自由度。由于平面式底盘和平面式车身属于独立整体,所以车身造型的设计不受任何约束。②操控性卓越。在底盘安设全部核心系统,以降低车辆重心,强化操控性。③安全性能高。制造汽车底盘时,其前后配重为1:1,与有关规定的碰撞安全标准相符,如果发生碰撞情况,底盘就会汲取大量冲击力,有效防止乘客舱因激烈碰撞而产生内陷变化。④简化制造与维护工作。因为底盘采用整体优化设计理念执行,所以具有集成度高和零部件少等特点,大大降低了制造工艺与装卸工艺的复杂性,利于日常维护检修工作的实施。⑤内部可用空间扩大,安设难度减轻。底盘属于扁平状框架,因而大大增加了可利用空间,其安设难度也得到相应的降低。但滑板式底盘在运用过程中也存在着各种不同程度的问题,具体表现在以下两点:①只适合在燃料电池汽车中使用,适用区域过于狭窄;②应用非机械底盘进行控制,仅凭借线传操控体系执行。
结束语
总而言之,新能源汽车底盘的设计方向应从革新体制与创新思路出发,把高效与经济作为重要核心,积极强化汽车的整体性能,节约造价成本,只有这样才能实现低成本和短周期开发,使新能源汽车达到量产化的目的,以获得最大化经济效益与社会效益,这对于新能源汽车的可持续发展来说具有至关重要的作用和意义。
【参考文献】
[1]辛木.现代汽车底盘零件及其控制系统新技术[J].交通世界(运输.车辆),2009,(01):70-72.
[2]骆洪山,赵应彩.当代汽车底盘新技术简介[J].农机使用与维修,2009,(03):110-111.
[3]胡伟,喻川,张建武,冯奇.新能源汽车底盘纵臂的轻量化设计[J].机械设计与研究,2010,26(03):115-117.
关键词:新能源材料;教学实践;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0182-02
能源危机是当今世界面临的难题,发展清洁、可再生的新能源是当今社会发展面临的一个巨大挑战[1]。培养新能源领域的高新技术人才,已经成为我国高校教育的重要目标之一。我国在2010年将“新能源材料与器件专业”确定为战略性新兴产业相关专业之一[1]。《新能源材料》课程作为新能源及材料类专业的核心课程之一,将为学生今后从事能源材料研发和工作奠定良好的基础。该课程的内容涵盖范围广,需要支撑的基础理论课多,包括大学化学、大学物理、材料科学基础、半导体物理等基础和专业课,是一门涉及到材料科学、化学、物理学、与电子科学等多学科知识交叉的综合课程[2-5]。目前,国内虽然陆续有很多高校开设了新能源相关的专业,但是其课程建设依然滞后。而《新能源材料》课程是新能源专业最重要的专业课程,将这门课建设好具有重要的意义。如何提高《新能源材料》课程的教学效果,培养出在新能源材料领域具有研发和工作能力的技术人才显得尤为重要。基于此,作者根据自己在《新能源材料》课程的教学经验,针对《新能源材料》课程教学中存在的问题,通过对课程知识结构、课程内容、教学理念、教学模式和教学手段进行探讨和实践,提出了切实可行的意见和思考。
一、《新能源材料》课程存在的主要问题
1.教材的选择。新能源材料是一门新兴的学科,这就决定了它不像材料科学与基础、材料工程、材料力学等材料基础学科经过长期的发展和筛选而具经典又权威的教材和参考书。虽然已经有一些新能源材料教材的出版,但由于编者学科背景不一样而导致教材内容和侧重点不一样。近年来,随着各种新能源材料的快速发展,有关于新能源材料的基本理论、制备方法、结构表征、性能测试等不同的方面已取得了显著的进步。然而,已有的新能源材料教材中的知识点更新缓慢,致使最新的研究成果和进展不能及时地补充到教材内容中。为了掌握该领域新能源材料最新的知识和发展趋势,必须加快教材的出版周期,这也是我们全体从事新能源材料研究与教学同仁最为紧迫的一个问题。
2.教学课时与内容不匹配。《新能源材料》课程涉及到的内容涵盖范围非常广,涉及半导体物理学、光化学、电化学等学科,每一章的内容都可以作为单独的研究领域。然而,该课程一般只有32学时。如何在有限的课时内合理安排教学内容,使学生获取更多的理论知识,是该课程教学中的一个难点问题。
3.课程内容跨度大。目前使用的《新能源材料》教材内容丰富,涉及到锂离子电池、太阳能电池、染料电池、生物质能转换材料、储能材料、光催化材和半导体照明发光材料的相关理论知识,这些内容都可以作为单独的领域被研究。对于任课老师来说,其专长一般只涉及到某一个领域,而对于其他领域的认识有限。即使任课老师擅长了某个研究领域,但对于该研究领域所有的理论知识也难于做到面面俱到。比如在太阳电池研究领域,目前该研究方向涉及到硅基P-N节太阳电池、染料敏化纳米晶太阳电池、钙钛矿太阳电池等多个研究方向,而同时掌握了这三种太阳电池相关理论知识的教师较少。因此,《新能源材料》课程内容丰富对于任课教师来讲是一个巨大的挑战。
二、课程教学模式探讨与实践
1.结合培养目标,优化课程内容。我们对材料科学与工程专业的本科生开设了《新能源材料》课程,该课程的学时是32学时。该课程的教学目标是掌握新能源材料基本理论知识,掌握新能源材料制备方法、结构表征、器件制备工艺和性能测试的方法,了解新能源材料最新成果和发展方向。通过对几种《新能源材料》教材的对比与筛选,结合学生专业的实际情况,我们选用吴其胜编写的《新能源材料》为教材[6]。该教材不仅覆盖了目前新能源材料的基本理论知识,包括了锂离子电池材料、金属氢化物镍电池材料、太阳能电池、燃料电池材料、半导体照明发光材料及相变储能材料等新能源材料,同时对这些新能源材料的发展应用前景及趋势进行了说明。
2.教学模式多样化。使用PPT课件流水线式给学生灌溉相关知识,容易使学生产生厌学情绪。在讲到一些重点和难点内容时,适当地使用板书,逐步讲解,可以使学生有更多的时间来接纳和理解知识内容。因此,在教学过程中将传统的板书和多媒体数字教学有机地结合,取长补短,使学生更容易学习到课本上的内容。此外,在教学过程中,积极开展采用以案例分析为背景的教学模式,通过使用丰富的案例地来调动学生的学习兴趣。
大量新能源汽车相关从业人员的需要目前国家的新能源汽车发展的技术路线为“三纵(电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车)、三横(电控、电机、电池)、三个平台(设计制造平台、社会服务平台、政策平台)”,我国汽车行业要按照产业化规模向前推进,就需要大量能够在新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、试验、管理与维护等方面工作的复合型高素质专业人才来满足行业的多层次需求,但是目前国内先后成立的同济大学新能源汽车工程中心、西安交大-精功恒信新能源汽车工程研究中心、北京福田汽车新能源研究中心等都是以高级科研人员进行新能源汽车设计、研发为主的研究机构,并且在我国设有车辆相关专业的30多所高等本科院校中,专门培养汽车新能源系统工程方面人才的学校非常少,尤其在新能源汽车的使用维护、技术管理以及回收利用等方面更是少有涉及,而新能源汽车系统工程技术又区别于传统的内燃机汽车,因此新能源汽车系统工程相关技术人才相当紧缺。而且由于新能源汽车产业集中了新能源产业的新兴优势和汽车产业的支柱地位优势,因而美国、德国、意大利、日本等国家都加大了新能源系统工程方向的人才培养力度。从世界新能源汽车发展趋势和我国各项政策来看,未来几年这方面从业人员的就业空间很大,据中国汽车人才网2010年3月份招聘数据显示,汽车新能源相关岗位为4521个,环比增长13.2%。仅重庆长安汽车新能源公司在3月份就新增招聘节能与新能源领域相关职位28个,需求人数超过150人,而未来几年中国汽车研发人才缺口将达50万。并且近期国内很多汽车制造企业纷纷上马或组建新能源汽车项目,如北汽福田汽车、重庆长安汽车、奇瑞汽车、比亚迪等。汽车能源的多元化和汽车动力的电气化等技术变革都纷纷向节能减排靠拢,低碳、新能源与节能及相关领域的人才成为许多企业争抢的对象,其中以新能源动力工程师的需求为最多,因此新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、管理与维护的高素质人才需求很大。
二、新能源汽车工程专业方向培养方案制定
1.专业人才培养指导思想根据我国社会发展与经济的现状,本科教育应注重学生素质培养,但是也不能忽略专业人才培养的目标。具体地讲,就是既应重视学生的培养质量,又应重视人才市场的要求。我国教育行政管理部门强调“高等学校尤其是国家重点建设高等学校要淡化专业意识,拓宽基础,加强素质教育和能力培养。”但是“淡化专业意识”并不是“不设专业”,而是“提倡部分高等学校,尤其是国家重点建设高等学校进一步拓宽专业口径,灵活专业方向。”虽然这些原则有利于进行本科生的素质教育,但是在我国当前的就业市场环境条件下,用人单位对应聘者所学专业还特别重视,对专业名称十分敏感。由于注重专业名称的表意,而忽视专业培养的内容,这就造成了某些宽口径专业下培养出的人才在就业市场上处于不利的就业竞争地位。内涵明确和外延规范的专业设置是保证人才培养质量与满足人才市场需求的重要条件,因此,专业的培养目标和培养方案是专业人才培养过程中的重点研究问题之一。
(1)以创新能力培养为目标构建教学体系。为培养适应社会经济发展和产业结构调整需求的新能源汽车工程专业方向专业人才,应以素质教育为核心,从知识结构、应用能力和创新能力等方面制订专业人才培养方案,即以基础知识、学科基础、专业知识、实践能力和创新能力等教学层次,构成以创新能力培养为目标的教学体系,如图1所示。其各个层次的教学要求是:1)基础知识教学:以普通教育课程为主,但应考虑学科基础要求。2)学科基础教学:使学生具有扎实的工科机械类基础,以拓宽专业为基本要求,开设适当的选修课。3)专业知识教学:减少必修课,增加选修课,为学生提供更多的专业课程选择空间。4)实践能力教学:贯穿于整个教学体系(图1中,虚线倒三角形)。减少理论教学,增加可操作性环节。5)创新能力教学:创新实践教学环节,是以学生为主,发挥专长,面向实际自主选题或参与科研。
(2)以综合素质教育为核心制定教学计划。
对新能源汽车工程专业方向专业人才素质培养的要求主要表现在三个方面:1)全面性:思想道德、文化知识和创新能力素质的培养。2)基础性:新能源汽车技术应用为目的的工科人才素质的培养。3)融合性:理工与人文知识交叉的复合人才素质的培养。对于技术应用型人才而言,本科期间的实践教学是培养专业意识的重要方面。对列入教学计划的实践教学需要提出明确的要求,如实践性要求,划分出演示性和操作性实验;综合性要求,增加综合性和设计性实验项目;自主性要求可以有选择地进行某些实验。所以,不仅在理论教学环节中应致力于理论应用,更重要的是加强实践环节,突出系统性、工程性和创新性教育。实践教学包括课前(认识实习)、课中(实验课)、课后(综合实习)等教学环节,如专业认识实习、教学实习、课程设计、生产实习、毕业实习(毕业设计或毕业论文)。
(3)以专业方向多元化设置专业课程。目前,高等工科教育正朝着淡化狭义的专业培养,而走向广义的工程教育方向发展。而且随着高等教育走向大众化,专业教育的重心明显后移。这是科学技术综合化、经济发展全球化、就业机制市场化的客观要求。但是,国内的高等教育还处在由精英教育向大众教育过渡的阶段,国内的企业尚未做好承担工程技术人才专业教育的准备。因此,在现阶段的教学体系中还不能忽视专业知识教育,并应以拓宽专业知识的教学内容来缓和人才市场需求和专业教育之间的矛盾。(4)以“厚基础,宽专业”编制教学计划。教学计划是人才培养方案的具体形式,它应符合专业人才知识体系的基本要求,并有利于保证人才培养质量。新能源汽车工程专业方向本科专业教学计划的主要特点为:素质教育学时明显加大,工科基础特点明确,专业知识范围扩大,工程技术主干与人文社科融合,以体现“厚基础,宽专业”的高素质应用型人才培养模式的基本要求。
2.专业人才培养目标本专业培养适应现代化建设和社会发展需要,团队精神与个性发展和谐统一,富于学习能力、实践能力和创新能力,德智体美全面发展,能够在新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、试验、管理与维护等方面工作的应用型或应用研究型高素质专业人才,满足社会多层次需求,培养适应现代化建设和未来社会与科技发展需要,立志为国家富强、民族振兴和人类文明进步而奋斗,德智体美全面发展与健康个性和谐统一的,富有创新精神及实践能力的高素质技术应用型人才。
3.专业人才能力要求新能源汽车工程专业人才应具有以下几方面能力:
(1)具备扎实的数理化、外语、力学、机械、电子等基础理论知识,掌握系统的汽车等交通运输工具的设计、制造、工艺、试验、产品研发等专业基础理论、专门知识及基本技能,了解一定的人文社科、经济管理、环境工程等方面的基本知识。
(2)具备一定的综合、分析、知识运用等方法和能力解决新能源汽车工程系统专业领域的问题,具有创新意识和能力;具有正确运用本国语言文字的能力、收集处理信息的能力和社会活动的能力。
三、结语
近年来,随着传统内燃机车在我国的蓬勃发展,传统汽车工业遇到了能源匮乏、环境污染等方面的严峻挑战,为此,政府对新能源汽车的发展越来越重视,对这一行业的政策扶持力度也越来越大。正是处于这一背景下,部分高等职业院校也意识到了新能源汽车行业需要注入大量的人才,纷纷开设了新能源汽车课程。但由于高职教学具有注重实践操作技能的特殊性,因此,当下新能源汽车的教学目标定位、培养人才的目标确立、课程教师良莠不齐、教材方向不明确等问题便突显出来。笔者从事传统汽车维修、传统汽车教学多年,并于近年来一直从事新能源汽车的教学工作。现就高等职业教育所使用教材中存在的问题进行简单剖析。
首先,教材的类型与高职学校需求不符。高职学校的学生定位主要是技术服务工作,因而对所学的专业知识必须有一定的精度和深度,并应以实用为目标。而目前新能源汽车并没有专门高职方面教材,各出版社所出的教材都没有相关经验。各出版社几乎所有的教材要么是普通高校教材,要么是新能源汽车知识普及类的读本。这些教材与读本都存在同样的特点,通常都是停留对新能源汽车的基本原理、基本结构的介绍。笔者在从事这类课程的教学过程中,根本无法能找到与高职学校人才培养目标相符的教材。所用的教材都与高职学校培养人才的知识定位目标严重不符。以某出版社所出版的教材为例,该教材为普通高等教育“十二五”规划教材,书名为《电动汽车原理与构造》,其中所有章节都只是大量的介绍一些新能源汽车的基本结构与启蒙原理。而对当前典型新能源汽车的介绍都显得非常简单,通常只是介绍一些最基本的结构、原理,对高职学生毕业后可能从事的工作基本上没有实用指导意义。
其次,实训指导类教材几乎为零。高职学校所培养人才相对于普通高校而言,更注重于实践能力的培养,但目前所使用的教材基本上属于知识普及类教材,所以基本上对高职学校所需要的培养学生实践能力方面的指导没有涉及,以至于一些学校只能开展一些普及类的技能操作,操作的内容通常都由教师自定,因此要求参差不齐、水平良莠不齐;有些学校甚至根本无法开展这一方面的实训课程,这些,在很大程度上是受到这方面的教材缺乏所局限。如对于电动汽车的电机的相关内容,目前的教材基本上都简单的介绍当前电动汽车的常用电机类型的基本结构和基本原理,一些现在电动汽车已经摒弃的电机类型也进行详细介绍,没有紧贴实际情况,都流于泛泛。而对于该类内容中非常重要的实践操作环节(如电动汽车最常用电机的拆装、检测及故障的诊断等)的指导,几乎没有一本教材给出指导性的内容。这对高等职业学校的新能源汽车教育不可避免的造成了非常大的影响。
再者就是目前高职学校所用的新能源汽车教材在技术方面未能紧跟行业发展,目前各大汽车厂家都非常重视新能源汽车的开发,并且有不少厂家如日本丰田、本田、日产、德国大众、美国通用等都已经有不少新能源汽车车型实现量产,甚至有的车型已经深入人心了。随着这些汽车的广泛应用,这方面的技术人才的需求也一定会越来越多,如新能源的销售类技术人才、售后的技术服务人才等。而目前这种类似于读本的教材,在应用技术方面已经远远落后于当前行业的发展水平,在当前新能源汽车上出现的一些前瞻性技术,如智能电网、车联网技术等的涉猎,更是少之又少。
综上所述,缺乏合适的教材,不但会影响一些高职学校的汽车类专业在新能源汽车课程上的开课,甚至会直接影响到相关专业的确立(因为只依靠当前的教材,是根本不可能开设新能源汽车类专业的)。在很大程度上制约了新能源汽车的职业技术教育的发展。所以,当前高职关于新能源汽车教材,应当迅速确立其方向、目标,针对高职教育的特点,迅速编撰合适的教材,以满足新能源汽车发展和高职教育的需要。笔者认为,高职教育的最大特点,就是突出实践技能教育。因此,其教材也应充分体现这一特点。而当前,这一方面可能是最大的软肋,因为除了厂家的技术垄断外,新能源汽车现在正处于发展阶段也是重要原因。如何破解这一难题,就成了当下最迫切的问题。
在确定了教材的方向后,在具体的工作中,首先,与厂家(包括新能源汽车生产厂家和维修厂家)应该紧密联系、配合,争取能得到厂家的支持,掌握当前新能源汽车的最新技术动向、维修方法甚至是维修资料,以期使教材更能反映当前乃至将来的应用技术,使教材中的新能源汽车技术具有一定的精度和深度,并具有实用指导意义。
关键词:汽车;节能;减排
【分类号】:TU831;TU201.5
0引言
能源是人类赖以生存和发展的基础。我国能源总体供应短缺,并且呈现多煤、少气和缺油的特点。汽车作为国家发展的支柱产业之一,消耗的能源主要是石油产品――汽油和柴油。1993年我国成为石油进口国。2010年我国石油进口量达29450万吨,对外依存度高达52.6%,预计2020年我国对进口石油的依存度将达到70%,能源安全风险进一步加大。近年来我国汽车消耗的燃料以两位数比例逐年增长,汽车交通成为我国成品油的主要消耗领域。据预测2015年,汽车交通领域的石油消耗将达到2.5亿吨,届时我国石油短缺的局面将更加严峻。
在机动车保有量持续快速增长的情况下,机动车污染排放对我国大气质量,特别是城市大气质量形成了严重威胁。为了有效应对全球环境问题,全世界积极行动,我国政府也承诺到2020年我国单位GDP的CO 排放比2005年下降40%~50%。这将对我国汽车工业提出严峻的挑战。要解决能源的巨大消耗和环境污染的持续恶化的问题,我国汽车必须在节能减排上采取有效措施进行应对[1]。
1我国汽车节能减排状况
1.1目前国家关于汽车行业节能减排和能源安全的相关政策
随着汽车的不断增加,我国汽车尾气对大气的污染日益严重,能源与环境社会发展的矛盾日益突出。如何完善我国的节能减排政策,逐步提高我国汽车的燃油经济性及尾气排放标准,达到节约能源,减少污染的目的是迫在眉睫的问题[2]。同时,我们也坚信国家关于汽车行业节能减排和能源安全政策的实施对于促进我国汽车行业的节能减排工作和新能源汽车的发展至关重要。2009年是新能源汽车产业的破局之年,扶持新能源汽车的政策也进入密集期[3]。这些政策对新能源汽车产业的发展具有深远影响,其措施要点归纳如表1。同时,节能减排政策依然在不断加码和细化。
表1:近年汽车节能减排和能源安全政策一览表
1.2我国汽车节能减排和新能源汽车研发能力状况分析
在“863”计划和“十一五”国家科技专项等国家项目的支持下,我国节能减排和新能源汽车研发取得了阶段性的研究成果,培养了一支能力较强的研发队伍,人才储备体系正在日趋完2012年01月 商业营销善。近年来,随着全球汽车工业中心开始向我国转移,我国节能减排和新能源汽车的产业化进程明显加快。据不完全统计,目前从事混合动力客车研制和生产的厂家就有30多家。各汽车集团节能减排及新能源汽车发展的主要成绩和规划如表2。
表2:各汽车集团节能减排及新能源汽车发展的主要成绩和规划
1.3目前内资企业在节能减排和新能源汽车研发上取得的成绩及遇到的问题
近年来,我国内资企业在节能减排和新能源汽车研发上取得很大突破:新能源汽车产量迅速增加,新能源汽车质量快速提升,具备了实现产业化发展的基本条件。目前混合动力汽车初步具备产业化生产能力,进入小批量商业示范应用;纯电动汽车有效地开拓了特定区域的市场;燃料电池汽车主要技术性能接近国际先进水平;传统燃料车用动力系统改造研究已处于起步阶段;气体燃料、生物质燃料和煤基燃料等代用燃料车用动力系统研究进入产业化示范阶段。
但总体来看,我国节能减排和新能源汽车产业仍然处于起步阶段,尚有许多问题亟待解决,主要包括以下几个方面:
(1)关键技术缺乏:企业研发力度不够,且尚未掌握核心零部件技术
主要表现在:混合动力整车的核心集成能力、动力系统优化和匹配技术有待于进一步提高;动力系统技术平台已被整车企业所接受,但推广工作尚需进一步磨合;基础技术研究仍是制约瓶颈,致使关键部件和材料尚需进口,增加了零部件和整车的成本,等等。
(2)资金缺乏:技术攻关、示范工程、基础设施建设都需要较大投入
目前,新能源汽车的成本比传统汽车高出很多,要实现产业化,还需要度过艰难的市场导入阶段。要真正实现其产业化,尚需大量资金投入到技术攻关、基础设施建设和示范推广等方面。单凭企业自行解决资金问题,会给企业在激烈的市场竞争中增加很大的资金压力,因此需要政府在车辆购置、税费等方面出台实
质性措施,以推动新能源汽车的发展。
(3)人才缺乏:科技人才和管理人才存在较大缺口
新能源汽车的研发还处于起步阶段,相关科技人员相当匮乏,尤其在基础研究和关键零部件和材料的研发方面。而且,目前新能源汽车的车型开发、试验验证等技术能力与传统汽车相比,仍然很不完善,也需要专业的人才队伍。因此,我国新能源汽车的研究开发存在严重的科研人才瓶颈。同时,随着新能源汽
车示范工作将在全国几十个城市大规模的铺开,相关管理方面的人才将出现较大的空缺。
(4)相关配套产业发展滞后
一方面,锂、铂、镍、稀土等原材料应用能力较弱,以及提高动力电池能力密度和充放电性能等关键元器件缺失;另一方面,充电设备等相关的新能源汽车配套设施发展滞后。
2我国汽车节能减排技术的发展趋势
2.1我国汽车主要工业指标的回顾与预测
2000年以来,我国汽车工业即以进入了发展史上的黄金时期。根据我国汽协统计,2010年我国汽车产量达到1826.47万辆,是2000年207万辆的8.8倍,完全满足了国内市场需求。2011年我国汽车产量预计要突破2000万辆大关[2]。
(1)汽车总产量预测
从统计图中可以看出2010年我国汽车产量以年增长15%预计,2015年我国汽车产量将超过3600,如图1。
图1 :2011年~2015年我国汽车产量预测
(2)汽车保有量的回顾与预测
2010年我国以9100万辆的汽车保有量一跃超过日本,成为全球汽车保有量排名第二的国家。汽车保有量的快速增长一方面进一步提高了城市交通现代化的程度,另一方面也带来了极大的环境和能源压力[1]。
到2015年按报废率10%(废期为10年)计算,我国汽车保有量预计达到1.66亿辆。如图2。
图2:2011年~2015年我国汽车保有量预测(按年报废率10%计算)
到2015年按报废率8%(废期为12年)计算,我国汽车保有量预计达到1.73亿辆,如图3。
图3:2011年~2015年我国汽车保有量预测(按年报废率8%计算)
2.2 我国汽车节能减排新技术分析与展望
基于我国汽车动力系统的发展现状和面临的挑战,我国汽车动力系统的发展应从节能汽车和新能源换汽车两方面出发[4]。结合我国当前汽车产业政策和汽车研发方向,分析我国汽车节能减排和新能源汽车的发展趋势如下[3]:
(1)传统燃料车用动力系统
汽油机方面,目前国内各类微型汽车及轿车基本上为汽油车,广泛采用了电子燃油喷射、多气门等技术,可变进气系统和涡轮增压技术也得到一定程度的应用。目前在我国尚处于发展和完善阶段的一些技术,有可能成为我国未来汽车技术的发展方向,如发动机本身的结构优化,包括多气门可变进气系统、稀薄燃烧技术等,轻质材料的应用也会得到初步的发展。
柴油机方面,总体来说,国内柴油机高速直喷、增压及增压中冷、废气再循环等技术已经得到开发和逐步应用,而电控燃油喷射、高压共轨、排气后处理等世界先进技术则处于起步阶段。今后我国车用柴油机的发展趋势主要表现在广泛采用直喷、增压及增压中冷技术,涡轮增压技术想小缸径多缸柴油机延伸。未来
的技术趋势为电子控制燃油喷射技术、排气再循环技术、增压及增压中冷技术以及均质充气压缩燃烧等。
(2)待用燃料车用动力系统
我国从20世纪90年代末开始大规模研制、开发和推广代用燃料汽车,经过十几年的发展,已经取得了很大的成绩。当前,在我国开展研究和应用比较集中的车用替代燃料主要有:气体燃料、生物质燃料和煤基燃料。
气体燃料方面,我国已经初步建立起燃气汽车产业化的技术平台,相当于国际上第二代燃气汽车产品的电子闭环控制、燃气供给加三元催化转化等技术在中国燃气汽车上得到普遍应用。当前气体燃料的开发重点是以电控闭环多点顺序喷射为特征的第三代燃气发动机技术。
生物质燃料方面,国内生物燃料研究工作有所加强,应用形成一定规模。车用乙醇汽油和生物柴油(BD100)等国家标准已相继颁布实施,生物燃料的生产工艺研究也取得了较大进展。今后,车用乙醇汽油和生物柴油将得到更大规模的发展。
煤基燃料方面,相比与气体燃料和生物质燃料汽车的产业化示范的有序开展,我国煤制油的研究工作刚刚起步。煤合成油CTL尚处于产业化准备阶段,煤间接液化合成油进入产业化也还有大量工作要做。但是,煤制油也是今后研究的方向之一。
(3)电动汽车动力系统
鉴于中国私人轿车和公交车集中在大中城市的国情,中国混合动力汽车主要是起停式微弱混合、ISG轻混合和主副电机中度混合等三种不同的技术方案,产品设计面向市场,EVT等强混合动力汽车和PLUG-IN混合动力汽车业逐步得到关注。纯电动汽车和燃料电池汽车的研发都取得了一定的进展,这也是今后我国
汽车节能减排的主要研究方向之一。
3结束语
环境保护已是当今时代的主题,一个国家在环境保护和公共交通事业的发展程度也是其综合国力强弱的体现,汽车作为一个节能减排的重点方向有着非同寻常的意义。但汽车的节能减排并不是一朝一夕就能完成的,既要有汽车企业的自身努力,又要有政府政策的支持,更需要全民环保意识的不断提高。
参考文献:
[1]方红燕,王今,刘克强.对我国汽车行业节能减排战略的思考[J].汽车工业研究,2009.
[2]刘兰剑.我国汽车节能减排政策与美、日比较研究[J].我国科技论坛,
2010.
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