虚拟仿真实验教学中心的发展历程、建设概况
新能源与智能汽车虚拟仿真实验教学中心（下称“中心”）是吉利学院校院两级管理和重点建设的实验教学中心。中心依托汽车工程实验教学中心以培养适应社会需求的高素质、高技能应用型人才为建设目标，获得吉利控股集团、中央职业教育实训基地建设项目和北京市职业教育引导资金项目专项支持；汽车工程实验教学中心总建筑面积17500平方米，有汽车设计与制造、机械设计与制造、新能源汽车技术、工业机器人技术和应用基础五大类实验实训室，是学院教学、科研、学生综合专业素质培养基地。
在吉利控股集团支持下，本着信息化与工业化深度融合发展的战略需求，以汽车工程实验教学中心为依托，学校与企业合作投入新能源与智能汽车虚拟仿真实验教学中心建设经费600余万元，有500余平米的实验实训室。
2012年获得北京市教委引导资金支持中德合作IHK数控切削师支持经费2万元，采购了CAD/CAM软件、数控模拟仿真软件、数控维修等仿真软件。
2017年校企合作项目（卓创至诚技术有限公司）支持经费28万元，采购了汽车职业教育云服务平台新能源汽车软件系统（含纯电动汽车维护课程资源、纯电动汽车电池管理系统课程资源等教学软件资源）。
2018年通过吉利集团职业教育实训基地建设项目，立项建设北京吉利学院虚拟仿真实验教学中心，一次性投入300余万元采购一批主要仿真教学系统：硬件主要有图形工作站、3D专业激光投影仪、Htc Vive Pro专业版头盔、MR专业头盔等设备；软件主要有新能源3D课程体系、结构认知系统、各部件工作原理系统、安全护具与工具系统、故障检修系统、虚实结合系统等软件。
2020年北京吉利学院搬迁至成都成立吉利学院后，学校从汽车工程实验教学中心的建设经费中划拨虚拟仿真实验教学中心专项建设经费300余万元，购置整合环境感知仿真软件、规划决策仿真开发工具箱与交通流仿真软件、云管理平台服务器虚拟化软件、桌面虚拟化软件等虚拟仿真实验教学软硬件设备。
虚拟仿真实验教学中心基于互联网全面开放，由“新能源与智能汽车虚拟仿真实验系统”和“新能源与智能汽车虚拟仿真实验管理系统”两部分组成。同时，构建了相应的虚拟教学资源库。
虚拟仿真实验教学中心开设的实验子系统有：
1. 智能汽车虚拟仿真测试平台
2. 新能源汽车虚拟仿真教学资源
3. 智能驾驶虚拟仿真教学课程
4. 纯电动汽车高低压故障诊断虚拟仿真系统
5. 纯电动汽车电机控制器的拆装虚拟仿真系统
6. 纯电动汽车动力电池的拆装虚拟仿真系统
7. 新能源汽车动力电池结构认知和工作原理演示系统
8. 新能源汽车驱动电机结构认知和工作原理演示系统
9. 新能源汽车驱动电机控制器结构认知和工作原理演示系统等。
中心教学体系框架如图1所示：
图1 虚拟仿真实验教学中心教学体系框架
实验项目功能及效果和三个典型实验项目的具体实验流程如下：
1. 典型实验项目：智能汽车虚拟仿真测试平台
实验功能及效果：
整合环境感知仿真软件PreScan、规划决策仿真开发工具箱Matlab/simulink与交通流仿真软件Vissim，建设智能汽车虚拟仿真测试平台，用于智能车辆感知决策控制算法验证；该平台具备高精度、高实时性的仿真特点，且具有较强沉浸感，能够实现交通车辆与智能车辆间行为交互影响，进而为算法的快速验证提供高真实性仿真环境。仿真平台软件部署在私有云上，具备远程访问、仿真管理及相应接口开放的功能；仿真平台硬件主要由六轴模拟器、乘用车驾驶舱、视景系统硬件及服务器集群组成。
具体实验流程：
(1)开发仿真平台软件系统：搭建虚拟仿真平台，接入自动驾驶系统和交通仿真流，建立车辆模型和传感器仿真模型；内置高精度场景，实现环境精确还原；支持高精度地图编辑和导入；利用投影融合软件进行图像校正处理。
(2)搭建仿真平台硬件系统：使用六轴模拟器与虚拟仿真系统对接；对乘用车驾驶舱内各执行控制器进行集成；采用三通道连续视场的正投弧幕进行显示；组建服务器集群和监控系统硬件。
(3)配置软硬件安全保障系统，确保系统的安全工作状态，保障使用者安全。
2. 典型实验项目：新能源汽车虚拟仿真教学资源
实验功能及效果：
用于培养学生掌握纯电动车动力电池与管理系统的工作原理和构造；开展新能源汽车动力电子单元、驱动电机与控制器系统工作原理和故障诊断等实验；认知汽车全车电器系统工作原理和构造。仿真教学资源搭载新能源汽车真实部件，通过数据采集与通讯模块、实现三维虚拟仿真功能、硬件测量测试实验功能、和考评功能。
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具体实验流程：
(1)建立新能源动力电池组模型及管理系统
通过配备的7英寸平板电脑操作，用于完成新能源汽车动力电池线束拆装的AR实验软件操作。平板电脑可与大屏幕显示器通讯，将平板电脑上的新能源汽车动力电池线束系统的AR实验软件操作过程显示在大屏幕显示器上，进行更大范围的教学和实验。
(2)开发新能源驱动电机及控制器系统
纯电动车驱动电机正常运行，在显示仪表上可观察不同工况下参数变化。测量面板上分布了动力电子单元和驱动电机与控制器系统电路图和测量端子，利用万用表等测量仪器在端子处测量不同工况下传感器或执行器等动态参数或波形。配备故障设置系统，对动力电子单元电路、驱动电机和控制器系统电路插入故障，训练故障诊断排除的实验项目。
(3)搭建新能源全车电器系统
使用虚拟万用表等测量仪器在电路图上测量实训台参数。在电路图上直接设置故障，设备产生设置的故障。对设备进行故障诊断排除等实验。软件界面上提供虚拟万用表、试灯、解码器等。
3. 典型实验项目：智能驾驶虚拟仿真教学课程
实验功能及效果：
软件使用了Unity软件进行开发的，采用了MVC架构；采用了UI界面控制，界面简洁，图形美观，同时使用了动画技术为各个界面加入了特效，内部模型使用C4D制作,精美实用，零件细致仿真。系统分为四个主要模块，教学模块，实训模块，实训考核模块和理论考核模块，细致考虑了理论知识与实操经验相结合的教学方法，大大加强了配合老师教学的完成力度，是同学们在学习新的知识时不会感到枯燥。同时配合服务器进行实时考核，让老师随时可以检验同学们的学习进程，为教学进度的推动起到极其强力的作用。具体实验流程：
(1)点击模块选择界面的教学模块时，跳转进入教学模块界面，界面如下图所示，教学模块分为三个部分学习资料、微教材和微视频三个模块，点击中间的模块按钮即可跳转到对应的模块界面。
(2)用户点击模块选择界面中的实训模块按钮，可以跳转进入实训界面，如下图所示，中央展示整车模型，按住鼠标左键滑动可以进行旋转查看，滑动鼠标滚轮可以进行放大缩小，左侧按钮为步骤模块按钮，点击则仅显示当前选中模块模型，右侧则展示所选步骤的所有部件，下方为进入交互按钮。
(3)中间显示模型，左侧为步骤模块，右侧显示所选步骤的所有部件。点击左侧则单独显示选中模块模型，点击右侧则所选部件高亮显示，非选中部件呈半透状态。点击隐藏其他时仅显示当前选中部件，非选中部件则呈隐藏状态，点击显示其他时，则全部部件呈可见状态，下方为进入交互按钮。
4. 纯电动汽车高低压故障诊断虚拟仿真系统
实验功能及效果：
通过虚拟仿真软件的教学了解掌握纯电动汽车故障诊断的系列操作流程和相关设备工具的使用，解决在实际教学中缺乏教学场地和设备的问题。
5. 纯电动汽车电机控制器的拆装虚拟仿真系统
实验功能及效果：
通过虚拟仿真软件，让学生身临其境的学习和掌握纯电动汽车电机控制器的拆卸流程和安装流程，可以通过在软件中的反复操作，熟练的使用相关设备和工具，熟练的正确的掌握关键性的操作，解决了实际教学中场地和设备的缺乏问题，车辆设备的损耗问题，因不熟练操作而产生的相关安全问题。
6. 纯电动汽车动力电池的拆装虚拟仿真系统
实验功能及效果：
通过虚拟仿真软件，让学生准确的认知和掌握纯电动汽车动力电池的拆卸流程和安装流程，可以通过在软件中的反复操作，模拟真实环境中的操作，加强对相关设备和工具的使用熟练度，有效的规避因设备和场地缺乏无法完成多人次的教学任务，在上实车操作前，做好充分的准备，有效的规避电池操作的高压安全问题。
7. 新能源汽车动力电池结构认知和工作原理演示系统
实验功能及效果：
通过虚拟仿真软件，可以多角度交互式的去观察和认知纯电动汽车动力电池的外部和内部结构，快捷的切换外部结构和内部结构的模式展现，方便与高效的学习动力电池的结构，切实解决了在实际教学中观察动力电池结构的不便性，同时也可以将非常抽象化的工作原理转化为直观的，生动，更具形象化的效果展示出来，不受场地和设备的限制，有效的降低因熟练度操作而导致的动力电池的损耗，没有安全因素的约束。
8. 新能源汽车驱动电机结构认知和工作原理演示系统
实验功能及效果：
通过虚拟仿真软件，可以多角度交互式的去观察和认知纯电动汽车驱动电机的外部和内部结构，快捷的切换外部结构和内部结构的模式展现，方便与高效的学习驱动电机的结构，切实解决了在实际教学中观察驱动电机结构的不便性，同时也可以将非常抽象化的工作原理转化为直观的，生动，更具形象化的效果展示出来，不受场地和设备的限制，有效的降低因熟练度操作而导致的驱动电机的损耗，没有安全因素的约束。
9. 新能源汽车驱动电机控制器结构认知和工作原理演示系统
实验功能及效果：
通过虚拟仿真软件，可以多角度交互式的去观察和认知纯电动汽车驱动电机控制器的外部和内部结构，快捷的切换外部结构和内部结构的模式展现，方便与高效的学习驱动电机控制器的结构，切实解决了在实际教学中观察驱动电机控制器结构的不便性，同时也可以将非常抽象化的工作原理转化为直观的，生动，更具形象化的效果展示出来，不受场地和设备的限制，有效的降低因熟练度操作而导致的驱动电机控制器的损耗，没有安全因素的约束。
