为低碳世界培养工程师

这一愿景以及来自更清洁世界大流行的其他愿景将给全球汽车行业带来额外压力，迫使它们投资于可持续的环境友好型交通解决方案。

由环境因素引发的健康问题的物质和经济负担已得到充分的记录。英国心脏基金会(British Heart Foundation)去年发布的一份报告发现，在伦敦某些地区呼吸空气与吸烟一样有害每年150支香烟．

世界卫生组织该组织警告说，全球估计有420万例过早死亡与环境空气污染有关，主要是儿童心脏病、中风、慢性阻塞性肺病、肺癌和急性呼吸道感染。

乘用车是造成这一死亡人数的主要原因，占比超过占二氧化碳总排放量的60%仅欧洲的公路运输为了减少这种影响，英国将与全球其他主要经济体一样，从2035年起禁止销售新的汽油和柴油汽车以及大多数混合动力汽车。这是该公司去年6月制定的目标的一部分，目标是成为“净零”排放国到2050年，在产生的温室气体排放量和从大气中清除的温室气体排放量之间实现平衡。

然而，汽车行业已经在努力满足各国制定的这些和其他严格法规。数据由欧盟环境署今年6月的情况表明，进展并没有朝着正确的方向发展。平均CO₂2018年欧盟新乘用车的排放量为120.8克CO₂/km，增加2.3g CO₂/公里。这使得车队的平均排放量大大高于2020年底生效的欧盟范围内95克二氧化碳的目标。

完全取消乘用车并不是解决办法。当一个家庭中有更多的人往返于不同的方向时，四轮代表着必需品。即使新冠肺炎导致在家办公的人数增加，也不能忽视个人始终需要单独旅行的事实，而这涉及到公路交通。

这对汽车行业来说是个好消息。但这仍然意味着他们必须开发出满足消费者对汽车质量、可靠性、安全性和性能以及新的环保标准的期望的替代品。

要想让这个行业生存下去，就必须尽快做到这一点。制造商只有通过调整他们的产品来制造汽车，才能继续销售他们的汽车，防止失业。

电动汽车越来越多地成为最可行、最具成本效益和最实用的解决方案。根据美国汽车工业协会发布的一项新研究，自动驾驶汽车也可以将乘用车的油耗降低44%，卡车的油耗降低18%能源信息管理局．的市场规模预计从2021年到2030年，全球自动驾驶汽车和卡车的年复合增长率将超过63%。

然而，在这些技术被视为坚定地走上长期碳中和成功之路之前，还有许多挑战。

如果从化石燃料供电的电网充电，投资看似“清洁”的交通系统就毫无意义。或者，如果用于可充电电池的锂必须从玻利维亚矿山运输，经过全球分布的各种加工和制造阶段，从而产生高碳足迹。任何对环境的节约都将被抵消。里程焦虑是司机采用该技术的另一个障碍，需要对电力基础设施和集成要求进行重大转变。

消费者的信心也是自动驾驶汽车全面投入使用需要克服的障碍。公众在放心地将控制权完全交给这些机器之前，需要得到保证。此外，自动驾驶或半自动驾驶汽车带来的任何生态效益，都必须被以前被排除在外的人群(如痴呆症患者)的使用所引发的汽车使用的增加所抵消。

成功还取决于随时可用的劳动力。在这些新兴技术方面具有高水平的能力，以便适应和生存在低co环境中₂的未来。

然而，接受过可持续运输解决方案(如高压电气系统)培训的工程师供不应求。根据2019年IET行业技能和需求报告在英国，五分之三的雇主表示，招聘到具备合适技能的工程和技术员工，是未来三年实现商业目标的最大预期障碍。

近一半(48%)的受访者表示，在试图招聘时，在外部劳动力市场可获得的技能方面遇到了困难。调查结果显示，每年预计有5.9万名新的工程专业毕业生和技术人员缺口。

WMG是华威大学的一个学术部门在解决这些问题和低碳汽车技术的其他问题方面，美国处于高水平研究和应用思路的前沿。

它在填补福特和捷豹路虎等主要制造商雇佣的工人的知识缺口方面发挥了重要作用可持续汽车电气化(SAE)而且智能、互联和自动驾驶汽车(SCAV)项目。与此同时，我们还与业界合作，向毕业生传授最新技术。

WMG致力于培养下一代研究经理和技术领导者，他们拥有技能、技术意识和愿景，帮助推动新型节能汽车的引进。在可持续汽车制造等动态领域，保持材料的最新是必不可少的，导师确保课程计划每年更新。

SAE和SCAV项目直接与行业技术路线图相结合，旨在解决企业当前和未来面临的问题。这些困境包括如何开发一个足够强大的基础设施，将汽车推向市场。

通过教学模块，学生可以专注于设计和制造的实践方面。将科学应用于实践，数以千计的汽车从生产线上下线，而不仅仅是一辆演示车。在学者的指导下，这两门课程的学习都是以实践和研究为主导的，学生的项目与WMG及其周边的行业和研究项目相关联。通过与专家的直接接触，学生可以得到即时和最新的问题答案。

修订后的法案将于2020年10月推出SAE MSc旨在跟踪新汽车产品的开发周期．模块首先介绍涉众需求，如客户需求和立法。然后，他们从客户属性级别的整车设计发展到系统、子系统和组件的设计和制造。之后，专业选修模块深入到电机设计和电池电化学等方面。

在英国，没有其他课程能让学生在WMG世界领先的能源和创新中心从原材料中制造汽车级锂离子电池的经验。WMG通过这个开创性的价值5000万英镑的研究实验室，一直在支持更便宜，更高能量密度，更安全的电池的发展。

电池研究实验室于2016年开放，提供储能、能源管理和复杂电气系统方面的知识。它与从汽车制造商到航空航天公司的各种工业合作伙伴合作。在WMG的汽车能源设施中，学生也获得了宝贵的经验，在那里学生可以测试电动牵引电机和逆变器。

与电动汽车一样，自动驾驶或半自动驾驶汽车也将给汽车行业带来巨大的发展变化。

一方面，支撑其技术发展的智能系统，如传感器和人工智能(AI)，可以从根本上减少污染。通过预测前方而不是依靠人类的直觉来导航，这些智能汽车可以避免在交通堵塞时不必要地燃烧燃料。考虑到全球的汽车数量预测在未来15年，全球人口将从11亿增加到20亿，这将为制造商实现排放目标带来重大好处。

另一方面，系统越复杂，发生故障的范围就越大，尽管适当的工程设计过程可以管理这些风险。

该行业面临的其他困境包括自动驾驶汽车的速度可能是安全的，但对乘客来说是否舒适?考虑到自动驾驶汽车对通信系统的依赖，网络安全是否会构成威胁?通过设计和交付必要的协议，社会可以多快地定义“游戏规则”?我们如何确保彻底的测试和验证，以证明无人驾驶汽车减少了交通事故?

所有这些问题以及更多的问题都由SCAV MSc解决．该课程让学生全面了解智能汽车背后的系统，例如算法如何完成人类司机的工作，但准确度更高，网络安全协议，数据传输，以及车辆安全，包括与司机/乘客的互动，如监控他们是否睡着或醉酒。

与WMG的SAE MSc课程一样，SCAV课程也得到了一个行业顾问委员会的广泛支持，该委员会的代表来自整个行业，包括全球制造商和初创企业。SCAV的项目和教学支持也由其他公司和组织提供，包括康拉德技术，ON半导体和牛津郡市议会。这是课程如何以行业为主导，以研究为重点的又一个例子。

SCAV课程学习的核心是该大学广泛的实验室，在那里可以严格测试自动驾驶汽车的行为。这些独特的实验设施使学者、业界从业者和学生能够一起工作。

其中包括WMG的3xD模拟器，该模拟器在2018年的国家仪器工程影响奖上获得了金奖，它可以复制真实的驾驶条件来测试性能和安全性。这一创新平台弥补了传统仿真、硬件在环(HIL)和基于道路的现场测试之间的差距。

该模拟器安装在一个法拉第笼中，可以容纳整辆车，在一个安全、可控和可重复的物理环境中，在外部射频信号被阻断的情况下，提供实时视觉驾驶体验。这使得WMG的研究人员能够让汽车“相信”它在世界上的任何地方，并测试它通过GPS在地球上任何路口行驶的能力。该模拟器使自动驾驶车辆能够在虚拟环境中行驶，在上路前加速测试．如果车祸发生在受控环境中，而不是在公共道路上。

还有耗资1.5亿英镑的国家汽车创新中心(NAIC)，这是欧洲最大的同类中心之一，是捷豹路虎(Jaguar Land Rover)和塔塔汽车(Tata Motors)的研究人员、工程师和设计师的家园。由威尔士亲王于今年2月开设的NAIC创建和开发新技术，以减少化石燃料依赖和二氧化碳排放，并帮助在英国建立更强大的供应商基础。

WMG还开始了一个价值270万英镑的英国政府资助项目，以创建一个高度精确的虚拟现实模拟器环境。联网和自动驾驶汽车可以在一个以人工智能训练的行人和道路用户模型为特征的环境中进行测试，这是牛津大学潜逻辑(Latent Logic)领导的一个由11个组织组成的联盟参与的项目的一部分。学生将受益于这些设施，从研究项目中进行案例研究，并与研究人员和项目合作伙伴互动。

考虑到对这项技术的巨大投资和需求，毫无疑问，它将成为现实。移动出行的未来取决于下一代汽车的零排放。

同样毫无疑问的是，WMG的毕业生将在实现这一愿景的过程中发挥重要作用。

这将意味着世界上更多的城市可以从无污染的天空和全球变暖的停止中受益，并显著降低道路交通死亡人数。

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有关可持续汽车电气化和智能互联和自动驾驶汽车硕士课程的更多信息，请访问warwick.ac.uk / wmgmasters

安东尼·艾伦博士和瓦伦蒂娜·唐策拉博士，WMG负责汽车教育的副教授，包括可持续汽车电气化和智能、互联和自动驾驶汽车硕士课程warwick.ac.uk / wmgmasters