【北京日?qǐng)?bào)】林程:為奧運(yùn)造車(chē)
發(fā)布日期:2019-06-27 供稿:北京日?qǐng)?bào) 編輯:吳楠 審核:王征 閱讀次數(shù):
原文標(biāo)題:為奧運(yùn)造車(chē)
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11年前,舉世矚目的北京奧運(yùn)會(huì)舉行。50輛藍(lán)綠相間、印有奧運(yùn)標(biāo)識(shí)的電動(dòng)公交車(chē)24小時(shí)穿梭于奧運(yùn)場(chǎng)館核心區(qū),為各國(guó)官員、運(yùn)動(dòng)員和媒體記者等提供出行服務(wù),這成為當(dāng)年京城一道靚麗的風(fēng)景線(xiàn)。北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院教授林程,就是這道風(fēng)景的打造者。
再干3年,北京和張家口聯(lián)合舉辦2022年北京冬奧會(huì)時(shí),耐寒抗凍、動(dòng)力強(qiáng)勁且具備智能駕駛功能的新能源汽車(chē)將在山地雪場(chǎng)間穿行,向世界展示中國(guó)新能源汽車(chē)的非凡實(shí)力。目前,林程的“汽車(chē)人”團(tuán)隊(duì)正和多家單位全力研發(fā)冬奧會(huì)版新能源汽車(chē),為再次打造綠色風(fēng)景線(xiàn)做準(zhǔn)備。
科技之星 林程
北京理工大學(xué)電動(dòng)車(chē)輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室教授,博士生導(dǎo)師,國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。長(zhǎng)期從事汽車(chē)總體技術(shù)及電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的科研和教學(xué)工作,擔(dān)任多項(xiàng)國(guó)家863重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家重大研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等重大課題負(fù)責(zé)人,主要成果包括北京奧運(yùn)電動(dòng)大客車(chē)、上海世博電動(dòng)大客車(chē)等,并推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了成果的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;瘧?yīng)用。在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文百余篇,主持編著5本專(zhuān)業(yè)著作,作為第一發(fā)明人獲22項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán),作為前三名核心成員獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)項(xiàng)。
1 零排放電動(dòng)公交奧運(yùn)首秀
早在上世紀(jì)80年代,18歲的“武漢伢”林程就走上了“汽車(chē)人”之路。他考入離家不遠(yuǎn)的武漢工學(xué)院(武漢理工大學(xué)前身),就讀于該校王牌專(zhuān)業(yè)汽車(chē)專(zhuān)業(yè),并在這里獲得本科、碩士學(xué)位。1995年,林程應(yīng)聘到北京理工大學(xué),成為一名教師,并開(kāi)始鉆研汽車(chē)整體設(shè)計(jì)。
那時(shí),北理工車(chē)輛專(zhuān)業(yè)教師不多,林程主講過(guò)幾乎所有與汽車(chē)相關(guān)的課程,他笑著回憶,“講到后來(lái),跟汽車(chē)有關(guān)的所有知識(shí)就幾乎都通了?!笨此茻o(wú)心插柳的經(jīng)歷,為他日后迎接奧運(yùn)挑戰(zhàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2002年,他受北理工副校長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士孫逢春召喚,參與科技部新能源汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)中電動(dòng)客車(chē)的整車(chē)研發(fā)工作,主要負(fù)責(zé)整車(chē)集成和控制技術(shù)研發(fā)。此后,北理工團(tuán)隊(duì)和客車(chē)制造廠商合作研發(fā)的低地板電動(dòng)公交車(chē)被北京奧組委相中,計(jì)劃用于北京奧運(yùn)會(huì)。
十幾年前,新能源汽車(chē)市場(chǎng)認(rèn)可度還很低——放幾塊鋰電池就能讓公交車(chē)跑起來(lái),在很多人眼里幾乎是一個(gè)笑話(huà)。林程屬于第一批“吃螃蟹”的,他認(rèn)準(zhǔn)這是中國(guó)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)彎道超越的機(jī)遇。
其中,電動(dòng)客車(chē)上整車(chē)控制器的概念就是由林程團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)。普通燃油車(chē)上擁有發(fā)動(dòng)機(jī)控制器,電動(dòng)汽車(chē)上沒(méi)有,如何將電池、電機(jī)、油門(mén)、剎車(chē)踏板等關(guān)鍵零件有效聯(lián)結(jié)并綜合管理,需要一個(gè)“最強(qiáng)大腦”。林程團(tuán)隊(duì)不僅提出了整車(chē)控制器的概念,還研發(fā)出可靠的產(chǎn)品,并應(yīng)用于奧運(yùn)電動(dòng)公交車(chē)。如今,整車(chē)控制器已成為行業(yè)內(nèi)電動(dòng)客車(chē)的標(biāo)配。
研發(fā)機(jī)械式自動(dòng)變速系統(tǒng),解決換擋平順性難題;發(fā)明可更換鋰離子電池系統(tǒng),為電動(dòng)公交車(chē)24小時(shí)不間斷運(yùn)行提供技術(shù)支撐;攻克動(dòng)力電池管理及高壓安全,為運(yùn)行安全提供保障……北京奧運(yùn)會(huì)前夕,為了圓滿(mǎn)完成任務(wù),林程團(tuán)隊(duì)吃住在車(chē)廠,夜以繼日地論證、調(diào)試,攻克一個(gè)又一個(gè)難關(guān)之后,終于成功研制出具有世界先進(jìn)水平的奧運(yùn)電動(dòng)大客車(chē),并建成了世界上最大的公交換電站。
2008年北京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)上,北理工研發(fā)的50臺(tái)純電動(dòng)公交車(chē)驚艷亮相,并取得全奧運(yùn)周期運(yùn)行零故障的成績(jī),向世界展示了中國(guó)新能源汽車(chē)的研發(fā)水平。
與“2008北京奧運(yùn)會(huì)、殘奧會(huì)全國(guó)先進(jìn)個(gè)人”稱(chēng)號(hào)相比,林程感覺(jué)收獲最大的卻是人才,“奧運(yùn)期間,我的學(xué)生都在一線(xiàn),參與電動(dòng)公交車(chē)技術(shù)研發(fā)和運(yùn)行技術(shù)保障工作,得到了極大的鍛煉提升,現(xiàn)在他們中好多人都成長(zhǎng)為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的知名專(zhuān)家和技術(shù)骨干?!?/p>
2 搭建平臺(tái)布局中國(guó)化標(biāo)準(zhǔn)
在北京奧運(yùn)會(huì)大放異彩之后,這代電動(dòng)公交車(chē)先后在上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)、APEC北京峰會(huì)和G20杭州峰會(huì)等場(chǎng)合大顯身手,還出口波蘭。
林程團(tuán)隊(duì)并未滿(mǎn)足于此,2010年以北理工電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ),北京理工華創(chuàng)電動(dòng)車(chē)技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華創(chuàng)”)宣告成立。這是學(xué)校的一個(gè)學(xué)科性公司,專(zhuān)注于提供新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù),林程擔(dān)任董事長(zhǎng)和總工程師,公司技術(shù)人員不少是北理工畢業(yè)生。
林程的博士生董愛(ài)道也是華創(chuàng)一員。在他眼中,林老師既有遠(yuǎn)見(jiàn),又具膽識(shí),尤為重視核心技術(shù)的攻關(guān)與布局。有段時(shí)間,董愛(ài)道所在的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)電動(dòng)客車(chē)集成控制器的研發(fā),這個(gè)部件是各種執(zhí)行器的控制器,其作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)元。其實(shí),這類(lèi)部件市面上早已有成熟的產(chǎn)品,而華創(chuàng)在這方面的技術(shù)積累和人員儲(chǔ)備上并無(wú)優(yōu)勢(shì)。
但是,從項(xiàng)目啟動(dòng)第一天,林程就告訴大家,“作為一家技術(shù)型公司,必須掌握行業(yè)里的基礎(chǔ)技術(shù),才不會(huì)被卡脖子?!眻F(tuán)隊(duì)幾乎從零起步,起初設(shè)計(jì)出來(lái)的樣品,加工價(jià)格比供應(yīng)商價(jià)格還貴。那時(shí),公司內(nèi)部也出現(xiàn)了不同的聲音——有沒(méi)有必要投入這么多繼續(xù)干這事兒?
4年過(guò)去,華創(chuàng)自主研發(fā)的集成控制器已批量應(yīng)用。今年,當(dāng)華為的“備胎計(jì)劃”在網(wǎng)上刷屏?xí)r,董愛(ài)道才更加深刻地體會(huì)到導(dǎo)師的良苦用心,“我們可以采購(gòu)別人的關(guān)鍵部件,也能隨時(shí)切換成自己的產(chǎn)品,掌握主動(dòng)性,就不會(huì)受制于人?!?/p>
2015年前后,隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化快速推進(jìn),在林程提議之下,華創(chuàng)有了一個(gè)更大膽的舉措,打造新能源汽車(chē)整車(chē)控制器底層軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),并邀請(qǐng)企業(yè)加入。他打了一個(gè)比方,“這個(gè)平臺(tái)相當(dāng)于給了個(gè)Windows系統(tǒng),企業(yè)可以根據(jù)自己的需求,在上面自主開(kāi)發(fā)軟件。”
之所以花費(fèi)精力搭建平臺(tái),源于林程對(duì)行業(yè)前景的深刻洞察:過(guò)去,傳統(tǒng)燃油車(chē)上已大量采用國(guó)外的平臺(tái),中國(guó)整車(chē)企業(yè)不太掌握核心技術(shù),尤其對(duì)軟件控制開(kāi)發(fā)能力比較弱,這就好比“外國(guó)人把中國(guó)車(chē)的靈魂掏走了”。華創(chuàng)搭建的底層平臺(tái),便于企業(yè)在上面開(kāi)發(fā)自己的內(nèi)容,以逐漸培養(yǎng)企業(yè)自主研發(fā)能力。比如,華創(chuàng)提供整車(chē)控制器,以及相關(guān)的底層代碼,企業(yè)可以在此基礎(chǔ)上加入智能算法,增添自動(dòng)泊車(chē)、部分自動(dòng)駕駛等功能。更深的用意在于,他想帶領(lǐng)中國(guó)企業(yè)搶占先機(jī),在新能源汽車(chē)領(lǐng)域布局中國(guó)的平臺(tái)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
這番初心,林程稱(chēng)是責(zé)任使然,“十幾年來(lái),我們承擔(dān)了多個(gè)國(guó)家重大項(xiàng)目,所以有一種使命感,既然這個(gè)事業(yè)是我開(kāi)拓的,有必要把它送到更高層次,帶動(dòng)企業(yè)和行業(yè)進(jìn)步。”
3 為冬奧用車(chē)打造抗凍心臟
現(xiàn)在,為了2022年北京冬奧會(huì),包括林程在內(nèi)的北理工團(tuán)隊(duì)正在牽頭研制冬奧會(huì)期間的新能源汽車(chē)。
當(dāng)前,電動(dòng)小汽車(chē)已進(jìn)入很多尋常百姓家,去年中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量突破120萬(wàn)輛。林程心中很清楚,將在冬奧會(huì)上亮相的電動(dòng)汽車(chē)必須形成技術(shù)高地,展示新一代核心技術(shù),引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向。
耐寒、動(dòng)力強(qiáng)勁、增添智能駕駛功能,這將是冬奧會(huì)電動(dòng)車(chē)的三大核心亮點(diǎn)。
應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒,北理工、中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技有限公司、北汽福田汽車(chē)股份有限公司等正在研發(fā)全氣候電池系統(tǒng),其技術(shù)來(lái)源于孫逢春院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的全氣候電池核心技術(shù)。其原理說(shuō)來(lái)有些“劍走偏鋒”,在極低溫環(huán)境下,讓電池利用僅剩的一點(diǎn)能量,給自身實(shí)現(xiàn)加熱,相當(dāng)于內(nèi)部快速短路,從而使電池迅速變熱,將自己激活。
林程說(shuō)這是一整套創(chuàng)新體系,里面牽涉到很多核心東西,技術(shù)團(tuán)隊(duì)要對(duì)加熱系統(tǒng)的控制策略和理論展開(kāi)研究,如加熱片材料選擇優(yōu)化、加熱回路研發(fā)研究和加熱策略的研究,還要與整車(chē)控制聯(lián)合起來(lái)。目前,全氣候電池系統(tǒng)整個(gè)工作原理驗(yàn)證工作已完成,并成功研發(fā)出電池系統(tǒng)產(chǎn)品樣機(jī)。
在動(dòng)力方面,北理工團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)出“雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)+自動(dòng)機(jī)械變速器”策略,這在國(guó)內(nèi)系首創(chuàng),既能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋,又能保證電力不中斷。
冬奧會(huì)電動(dòng)車(chē)上還將增加智能網(wǎng)聯(lián)整車(chē)控制器,它能夠和互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)內(nèi)的組件網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫連接。按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)設(shè)想,“未來(lái),車(chē)走到任何地方,內(nèi)部每一塊電池、每一塊回路的信息,都能夠?qū)崟r(shí)到達(dá)監(jiān)控中心,到達(dá)管理團(tuán)隊(duì)和整車(chē)企業(yè),以便實(shí)現(xiàn)科學(xué)監(jiān)控管理,提前預(yù)判故障?!?/p>
來(lái)自北京市科委的信息顯示,經(jīng)過(guò)兩年技術(shù)攻關(guān),該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在完成全氣候電池技術(shù)原理驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,集成全氣候電池系統(tǒng)、智能整車(chē)控制器、動(dòng)力電池一鍵加熱控制系統(tǒng)、無(wú)動(dòng)力中斷兩擋電驅(qū)動(dòng)總成、低溫增焓空調(diào)、航空氣溶膠車(chē)體保溫材料等多項(xiàng)創(chuàng)新性產(chǎn)品,并解決了極寒條件下純電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充放電、整車(chē)無(wú)法啟動(dòng)、空調(diào)能耗高等技術(shù)難題。整車(chē)能耗較現(xiàn)有同類(lèi)車(chē)型在運(yùn)行工況下降低20%,電池系統(tǒng)可在零下40℃至零上60℃超寬環(huán)境溫度下正常運(yùn)行。
今年1月,在零下三四十?dāng)z氏度的極寒環(huán)境中,孫逢春、林程等在內(nèi)蒙古海拉爾開(kāi)展冬奧會(huì)新能源汽車(chē)技術(shù)測(cè)試,零下30℃以下的環(huán)境中,整車(chē)靜置40個(gè)小時(shí)被凍透之后,福田12米電動(dòng)大客車(chē)、宇通7米中型客車(chē)、北汽新能源電動(dòng)小客車(chē)三類(lèi)車(chē)型均可實(shí)現(xiàn)6分鐘快速自加熱啟動(dòng),并順利通過(guò)全氣候動(dòng)力電池低溫加熱、空調(diào)制熱、除霜及冰雪條件下的整車(chē)20%爬坡、加速、制動(dòng)、能耗等系列試驗(yàn)。
林程告訴記者,預(yù)計(jì)今年底或者明年初申請(qǐng)冬奧會(huì)新能源車(chē)輛小批量生產(chǎn),并在延慶試跑。
如果把全氣候電池技術(shù)攻克,這也預(yù)示著,電動(dòng)汽車(chē)可以普及到西北地區(qū)、東北地區(qū),甚至出口到俄羅斯及北歐國(guó)家。林程興奮地暢想,“由此我國(guó)自主研發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)將不再有‘禁區(qū)’?!?/p>
4 做新能源電動(dòng)車(chē)的“開(kāi)山人”
如今的林程,有兩重身份:作為北理工教授,他要教書(shū)授課指導(dǎo)學(xué)生;作為華創(chuàng)董事長(zhǎng),他需要帶領(lǐng)公司開(kāi)拓市場(chǎng),研發(fā)技術(shù)。他在學(xué)校和公司兩邊都游刃有余。董愛(ài)道說(shuō):“林老師抗壓能力很強(qiáng)大,情緒很樂(lè)觀?!?/p>
強(qiáng)大的抗壓能力,源于專(zhuān)業(yè)功底,更歸功于管理智慧。早在北京奧運(yùn)會(huì)時(shí),林程就展現(xiàn)了卓越的管理能力,作為電動(dòng)公交車(chē)項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人,他要帶領(lǐng)電動(dòng)車(chē)輛研發(fā)團(tuán)隊(duì)推進(jìn)科研,還要與近20家配套廠家對(duì)接。他回憶,當(dāng)時(shí)項(xiàng)目的每一個(gè)重要部件都是在多家企業(yè)中選擇最優(yōu)秀的供應(yīng)商。團(tuán)隊(duì)拿到大項(xiàng)目后,會(huì)對(duì)之進(jìn)行系統(tǒng)分解,設(shè)置總體車(chē)輛技術(shù)、電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)等6個(gè)子課題,與子課題負(fù)責(zé)人再簽協(xié)議。他提倡“責(zé)任到人,經(jīng)費(fèi)到人”,讓每個(gè)專(zhuān)家都有自主決策權(quán),可自行聘請(qǐng)工程技術(shù)人員、設(shè)定自己的工作進(jìn)度。龐大的系統(tǒng)工程就這樣被化整為零地破解了。如今承擔(dān)了面向冬奧會(huì)的電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目,林程也專(zhuān)門(mén)組建了項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì),穩(wěn)步推進(jìn),集中力量,逐步突破。
在公司管理上,他習(xí)慣放權(quán),讓年輕人自由探索更多可能性,但作為掌舵者,遇到困難時(shí)會(huì)施以援手,給予實(shí)際的指導(dǎo)。有學(xué)生記得,當(dāng)初研制機(jī)械式自動(dòng)變速系統(tǒng)時(shí),很多人認(rèn)為,讓二三十人的年輕團(tuán)隊(duì)去干,幾乎不可能完成。但林程不這么認(rèn)為,他帶著大家一起討論,出主意,判斷大方向,并邀請(qǐng)電機(jī)領(lǐng)域?qū)<襾?lái)交流、解惑。歷時(shí)三年,當(dāng)系統(tǒng)終于做出來(lái)后,團(tuán)隊(duì)信心也大大增加。
林程提倡科研與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐結(jié)合,他的研究生也有很多深入車(chē)企一線(xiàn)的機(jī)會(huì),能把自己的想法變成產(chǎn)品。學(xué)生邢濟(jì)壘說(shuō),自己在參與電機(jī)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)的科研課題時(shí),選擇了學(xué)術(shù)圈很流行的一種算法,仿真結(jié)果特別好。但聽(tīng)完匯報(bào),林程冷靜地提示,“算法過(guò)程有些復(fù)雜,電腦能計(jì)算,車(chē)輛控制器上單片機(jī)的處理速度會(huì)慢很多,可能無(wú)法執(zhí)行?!笔聦?shí)證明,單片機(jī)果然算力不夠,在林程指導(dǎo)下,邢濟(jì)壘找到其他算法,解決了這個(gè)問(wèn)題,他也記住了導(dǎo)師的囑咐:科研是否成功要靠實(shí)際檢驗(yàn)。
十幾年間,中國(guó)的純電動(dòng)大客車(chē)技術(shù)已步入國(guó)際先進(jìn)水平,林程也從青年教師成長(zhǎng)為行業(yè)領(lǐng)軍人物。然而,他奮進(jìn)的腳步不敢停歇,還有更大的夢(mèng)想在心中醞釀,“新能源電動(dòng)車(chē)這個(gè)行業(yè),我們要不斷做開(kāi)山的人。開(kāi)山最困難,有可能荊棘滿(mǎn)地、毒蛇猛獸遍布。但是你把它開(kāi)出來(lái)了,你就很有成就感,這是為國(guó)家留下了自主的產(chǎn)業(yè)。”
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