为电动汽车装上“中国心脏”
2016-07-04孙欣欣
孙欣欣
传统煤炭能源日益消减,新兴能源迅速抬头,燃油汽车开始被更干净环保的电动汽车所取代。随着电机驱动技术的日臻成熟,清华大学电机工程与应用电子技术系副教授陆海峰认为,不久的将来电动汽车将会走进千家万户。
助力电动汽车发展
兴趣是最好的老师。
小时候的陆海峰就喜欢把家里机械类的产品拆拆卸卸,“就想看看它的构造、它的动力源在哪儿”。凭借高中物理竞赛获奖经历,他被直接保送到东南大学电气工程系,一路念到清华大学博士毕业。从此迈进电力电子与电力传动科研领域。
“我的主要研究内容是利用半导体技术实现电能变化”,这在陆海峰看来,电机材料越来越先进,电从开始产生、中途输送与转换、最后使用,都能够实现灵活控制。“目前各国燃油汽车技术迥异,但在电动汽车技术方面起步均晚,中国若能掌握核心电机技术,将有可能实现‘弯道超车”。这无疑会大力提速中国电动汽车民族产业的发展。
自任教于清华大学以来,他在“十五”期间就开始从事电动汽车电驱动技术领域的研究,并承担了多项横向与纵向科研项目,取得了很多优秀的科研成果,撰写50余篇高质量论文。其中,立足科技部“863”电动汽车重大专项中电机及其控制系统课题,经过反复实验提炼,他在电动汽车电驱动系统的高性能控制、电力电子变换器的新调制算法及电动汽车新型电驱动系统方面,突破理论桎梏,解决了产业化应用难题。
在爬坡、加速、高速运行时,他提出基于角度校正的转子磁场准确定向理论,来确保电机在宽范围内的输出性能。创新研制高性能永磁电机转矩控制技术,作为技术骨干参与完成的清华大学汽车系与电机系的电动助力转向系统荣获国家科技进步奖二等奖。为确保电动汽车电机使用的安全性与可靠性,他提出了可抑制共模电压的TSPWM技术,仅为传统PWM技术的三分之一,此项技术荣获国家发明专利。
在他看来,工程科学成果即是拿来应用的,成果转化是关键。在科研过程当中,他始终都在践行着国家“产学研”相结合的发展理念。
为行业发展蓄力
除却国家专项课题项目,他积极与企业展开合作。“企业是科研成果的转化基地,市场是检验平台。”
他及科研小组与南车时代电动汽车公司、中瑞蓝科电动汽车公司、台达教育与环境基金会等均建立了紧密合作关系。受惠于其电机技术研究成果的电动汽车,在北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等全国各地频频亮相,目前已经生产一万五千余辆,性能优良、运营良好。
科研之余,他同时专注于为中国电机技术研究领域蓄积人才。长期为本科生讲授专业必修课《电力电子技术基础》,把现代化多媒体教学设备贯穿于课堂,认真严谨又不失风趣的授课风格深受学生喜爱,曾在校青年教师教学比赛中获奖。
谈及电动汽车的未来,他信心十足,“电机是电动汽车的‘心脏,CPU是‘大脑,电既是输送养分和能量的血液,又是传送信息的神经。”推动新型半导体技术、无速度传感运行技术等在电动汽车领域的应用,提高电机及其控制系统的功率密度和可靠性,加快电动汽车的实用化、集成化和智能化进程,就成为他接下来工作的重点。
在他看来,未来的电动汽车即使无人驾驶亦能自动识别路况、路线,也能实现车车交互,明确彼此方位、规避碰撞风险;亦可具备发电、蓄电功能,人们在电动汽车里就可以自由调控电力,根据自我需求储存电力、释放电力,实现智能用电。到那时候,它就不再只是交通网络中的一个节点,还可以是能源网络中的一个节点,同时每辆车都是一个信息发射源,车车相联构成一片互通有无的信息网络。