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孙逢春院士:電(diàn)动汽車(chē)“中國(guó)心” -35℃任驰骋
时间:2018-12-18 09:13来源:网络 作者:网络
昔日“偷师”國(guó)外先进技术 剪掉國(guó)内電(diàn)車(chē)“辫子” 如今装上自主研发電(diàn)机 高寒试验為(wèi)冬奥保驾。

 

 

▲孙逢春(左)和技术团队正在内蒙古海拉尔零下35℃的低温下进行電(diàn)动車(chē)辆试验

▲北京冬奥团队目前研制的低温自加热電(diàn)池系统,适用(yòng)于北方冬季较低的气温

▲上海世博会也采纳了2008年北京奥运会的纯電(diàn)动公交运营體(tǐ)系
 

第一辆電(diàn)动大型豪华客車(chē)、第一辆電(diàn)动公交客車(chē)、第一辆低地板電(diàn)动客車(chē)、第一辆燃料電(diàn)池電(diàn)动轿車(chē)……从一无所有(yǒu)到如今的高速发展,我國(guó)新(xīn)能(néng)源電(diàn)动汽車(chē)产业今非昔比。
 

作為(wèi)我國(guó)新(xīn)能(néng)源電(diàn)动汽車(chē)的创始人,中國(guó)工程院院士孙逢春自上世纪80年代,就认准了電(diàn)动汽車(chē)是汽車(chē)未来的发展方向,他(tā)几十年如一日,创造了中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)行业的诸多(duō)“第一”。随着冬奥会正式进入“北京时间”,现在的他(tā),正在内蒙古-35℃的地區(qū)对全气候電(diàn)池试验車(chē)进行试验工作。

 

上世纪80年代末:一堆复印资料打开中國(guó)電(diàn)动車(chē)大门
 

電(diàn)动汽車(chē)的起源早于汽油車(chē),中國(guó)的電(diàn)动汽車(chē)起步却很(hěn)晚。1978年,孙逢春作為(wèi)恢复高考后的第一批大學(xué)生,如愿走进大學(xué)的校门。四年后,孙逢春又(yòu)考取了北京工业學(xué)院(现北京理(lǐ)工大學(xué))車(chē)辆工程學(xué)院研究生,1987年,孙逢春获得赴德國(guó)柏林工业大學(xué)深造的机会。
 

“我至今仍然记得在德國(guó)吃的那个‘闭门羹’”,孙逢春回忆说,1988年冬天,他(tā)在德國(guó)三大汽車(chē)厂进行参观实习,在一次参观时,他(tā)被挡在了门外,他(tā)听说里边的实验人员在研究“新(xīn)概念車(chē)”,后来他(tā)知道,实验人员所谓的新(xīn)概念車(chē)就是新(xīn)能(néng)源電(diàn)动汽車(chē)。
 

“当时德國(guó)的汽油車(chē)已经世界领先,但他(tā)们仍然居安思危,考虑到石油资源未来面临枯竭,马不停蹄地研制可(kě)代替汽油車(chē)的新(xīn)能(néng)源車(chē),更何况咱们呢(ne)?”孙逢春说,他(tā)认识到電(diàn)动汽車(chē)是汽車(chē)行业未来的发展方向之一,但在当时國(guó)内的電(diàn)动汽車(chē)研究仍是空白,1989年,孙逢春在德國(guó)完成博士學(xué)位论文(wén),在每月6000马克(约2.88万元人民(mín)币)与每月92块人民(mín)币的收入之间,年轻的孙逢春意气风发、毅然回國(guó),想在電(diàn)动車(chē)领域干一番事业。
 

回國(guó)前,他(tā)跟德國(guó)导师申请复印些资料带回去,导师惜才,二话没说就把复印室钥匙递给他(tā),让他(tā)随便用(yòng)。就这样,他(tā)在图书馆找了很(hěn)多(duō)電(diàn)动汽車(chē)相关资料,复印下来装进了一个箱子。这箱复印资料在孙逢春后来的研究中,从電(diàn)动汽車(chē)总體(tǐ)设计、電(diàn)机的驱动、電(diàn)池的管理(lǐ)方面给予了他(tā)很(hěn)多(duō)启发,也成為(wèi)打开我國(guó)電(diàn)动汽車(chē)大门的第一把钥匙。

 
 

上世纪90年代初:首辆電(diàn)动公交車(chē)“剪”掉无轨電(diàn)車(chē)“辫子”
 

上世纪90年代,國(guó)内也不是没有(yǒu)電(diàn)动汽車(chē),在北京不少地方都跑着“大辫子”的无轨電(diàn)車(chē)。但无轨電(diàn)車(chē)耗電(diàn)大,且受客观条件限制,不能(néng)处处拉線(xiàn),所以不能(néng)将原有(yǒu)的汽油公交車(chē)替代,更不可(kě)能(néng)走进寻常百姓家。
 

凭借仅有(yǒu)的3万元回國(guó)人员基金,孙逢春开始扎根電(diàn)动汽車(chē)研究,他(tā)真正接触電(diàn)动汽車(chē)是在1992年。1992年,美國(guó)政府和中國(guó)政府决定“军转民(mín)”合作,把军用(yòng)電(diàn)驱动技术转為(wèi)民(mín)用(yòng)大客車(chē)技术,中方当时是國(guó)防科(kē)工委牵头支持,美方是國(guó)防部主导。
 

当时在國(guó)内找了很(hěn)多(duō)院校和企业参与,有(yǒu)國(guó)防科(kē)技大學(xué)、北京理(lǐ)工大學(xué)、西北工业大學(xué)、胜利客車(chē)厂、長(cháng)安汽車(chē)等。孙逢春作為(wèi)项目主要负责人和技术总师,三年来,见证了机、光、電(diàn)、化,每一项技术的开发与不断完善,1995年,我國(guó)首辆纯電(diàn)动公交車(chē)“遠(yuǎn)望号”试車(chē)成功,这辆車(chē)成為(wèi)我國(guó)首辆不靠“辫子”也能(néng)正常行驶的電(diàn)动公交車(chē)。
 

当时有(yǒu)一家香港公司要买这种電(diàn)动客車(chē),并把数十万港币的订金提前汇到北京。孙逢春和团队人员本打算用(yòng)卖車(chē)的钱继续批量生产,没想到,美國(guó)西屋公司突然将动力系统的价格从4万美金提高到10万美金。成本高于售价,生产计划无法进行,北京方只好把香港公司的订金退了回去。“電(diàn)动汽車(chē)不能(néng)没有(yǒu)‘中國(guó)心脏’。”这件事深深震动了孙逢春,他(tā)当即下定决心:“一定要有(yǒu)属于我们自己的核心技术和核心创新(xīn)能(néng)力!”

 
 

1996—1998年:手画设计图為(wèi)電(diàn)动汽車(chē)安装“中國(guó)心脏”
 

有(yǒu)了这个想法,孙逢春辞去了學(xué)校振动与噪声控制实验室主任的职位,和自动控制學(xué)院一位老师带着两个學(xué)生,从學(xué)校借了一间储物(wù)间做办公室,又(yòu)从零开始了。
 

当时,孙逢春团队买了四套桌椅、一台计算机和一台打印机,又(yòu)开始了長(cháng)达三年的研究工作。在那间简陋的办公室里,四个人用(yòng)手画设计图,用(yòng)计算机计算。整車(chē)设计、动力传动系统匹配、電(diàn)机自主研发、車(chē)身的安全系数,都是他(tā)们用(yòng)了上千张图纸和进行了上万次计算得来的。
 

设计图成型后,他(tā)们便拿(ná)着设计图来到实验室,做出電(diàn)机样品,再进行一步一步模拟实验。他(tā)们又(yòu)把電(diàn)机装进車(chē)里,但在实际匹配过程中,又(yòu)会产生新(xīn)的问题,时常車(chē)在行驶的过程中紧急刹車(chē)动不了了,坐(zuò)在車(chē)里的孙逢春等人身體(tǐ)随着惯性往前窜,经常会磕到这碰到那,身上青一块紫一块是“家常便饭”。
 

功夫不负有(yǒu)心人,1997年,北京市科(kē)委正式立项,支持开发我國(guó)第一套完全自主知识产权的续流增磁永磁電(diàn)机及電(diàn)控系统、自动变速传动系统,而且原理(lǐ)上比國(guó)外要先进,能(néng)效比也比國(guó)外高。之后,该项成果还获得國(guó)家技术发明二等奖。
 

根据北京公交集团“十三五”规划,老旧燃油汽車(chē)将被逐步淘汰更新(xīn),新(xīn)購(gòu)置車(chē)辆均為(wèi)新(xīn)能(néng)源或清洁能(néng)源車(chē)辆。预计到2020年,北京市電(diàn)动公交車(chē)将超过1.1万辆,超过公交車(chē)保有(yǒu)量的50%,而國(guó)内電(diàn)动公交車(chē)的“心脏”,就出自于这个储物(wù)间。

 
 

2008年奥运期间:兑现承诺奥运中心區(qū)公交系统零排放
 

“如果申奥成功,北京将在奥运中心區(qū)实现公交系统零排放”,这是在1999年申奥时,北京对世界做出的承诺。奥运申办成功之后,新(xīn)能(néng)源汽車(chē)因此成為(wèi)科(kē)技奥运的12个重点专项之一,孙逢春也自然而然地成為(wèi)此项目的首席专家。
 

“為(wèi)了奥运项目,我们做了很(hěn)多(duō)技术攻关。要实现電(diàn)动汽車(chē)在两个多(duō)月内24小(xiǎo)时不间断地运行,挑战是很(hěn)大的,而且技术人员进不去鸟巢那些场地,只能(néng)在场馆外监控。”2003年,当孙逢春得知技术人员无法进入奥运核心區(qū)的时候,就马上做起了新(xīn)能(néng)源汽車(chē)的遠(yuǎn)程监控,并在北京市道路上进行可(kě)靠性运行测试。“回想起来,这其实就是今天我们所做的車(chē)联网的前身。”孙逢春说。
 

2008年奥运会期间,孙逢春带领北理(lǐ)工团队研发的55辆中國(guó)自主创新(xīn)的纯電(diàn)动大客車(chē)行驶上路,為(wèi)奥运官员、媒體(tǐ)记者和运动员提供24小(xiǎo)时服務(wù)。在世界奥运史上首次大规模使用(yòng)電(diàn)动汽車(chē),实现了奥运中心區(qū)零排放,兑现了北京市“科(kē)技奥运、绿色奥运”的承诺。
 

“对于我们来说,北京奥运会是一个展现中國(guó)标准的机会。我们要告诉全世界,電(diàn)动汽車(chē)应该这样运行。”孙逢春说。此后,上海世博会、广州亚运会、APEC会议都采纳了这套纯電(diàn)动公交运营體(tǐ)系。

 
 

2022年冬奥会前:攻坚電(diàn)池技术完成高寒地區(qū)试验
 

随着電(diàn)动汽車(chē)技术的不断成熟,電(diàn)动汽車(chē)也从实验室走出,飞入寻常百姓家。但孙逢春并没有(yǒu)就此满足。随着冬奥会正式进入“北京时间”,他(tā)所研制的添加了“黑科(kē)技”的新(xīn)型電(diàn)池技术也进入攻坚阶段。目前,全世界没有(yǒu)一辆電(diàn)动車(chē)在-35℃以下、冻72个小(xiǎo)时后,在不接入任何外接電(diàn)源的条件下仍然可(kě)以正常行驶,孙逢春团队研制的電(diàn)动車(chē)做到了。
 

据了解,在解决電(diàn)动汽車(chē)动力電(diàn)池低温应用(yòng)方面,传统解决方案是采用(yòng)外部加热方式,但是这种電(diàn)池加热系统能(néng)耗高、时间長(cháng)、效率低、效果差,北京冬奥团队目前研制的低温自加热電(diàn)池系统,适用(yòng)于北方冬季较低的气温,-35℃时基于自加热的方式在几十秒(miǎo)内使電(diàn)池温度上升到0℃以上,从而激活动力電(diàn)池的正常应用(yòng)。“就相当于在传统電(diàn)芯内部插入高效的加热镍箔片,给電(diàn)池带上 ‘暖宝宝’”,在電(diàn)动汽車(chē)冷启动时,短时间内就能(néng)把電(diàn)池加热到适宜的工况温度。这一技术突破有(yǒu)望彻底解决電(diàn)动汽車(chē)在冬季严寒条件下续航里程、行驶安全性和行驶舒适性等方面的诸多(duō)难题。
 

孙逢春告诉北青报记者,目前团队研制的搭载低温電(diàn)池的新(xīn)能(néng)源大客車(chē)、豪华中巴車(chē)和轿車(chē)在春节前,将完成全气候新(xīn)能(néng)源汽車(chē)在高寒地區(qū)的验证试验;预计至2020年共完成4种車(chē)型的开发,并获得产品公告并投入试验示范应用(yòng)。

 

 
 

对话:智能(néng)网联汽車(chē)是中國(guó)電(diàn)动汽車(chē)未来方向
 

对话人:中國(guó)工程院院士、新(xīn)能(néng)源電(diàn)动汽車(chē)创始人孙逢春
 

北青报:我國(guó)電(diàn)动汽車(chē)产业发展现状如何?
 

孙逢春:近年来,我國(guó)電(diàn)动汽車(chē)产业发展迅猛。在2010年发布的《國(guó)務(wù)院关于加快培育和发展战略性新(xīn)兴产业的决定》中,電(diàn)动汽車(chē)便被列為(wèi)七大战略性新(xīn)兴产业之一,全國(guó)各地也出台了相关的支持政策。
 

如今,我國(guó)在電(diàn)动汽車(chē)方面已取得了举世瞩目的成就。工信部数据显示,中國(guó)電(diàn)动汽車(chē)产销量已连续三年居世界首位。同时,技术水平也处于國(guó)际先进水平,整个電(diàn)动汽車(chē)产业发展环境非常好。我國(guó)还率先建立了新(xīn)能(néng)源電(diàn)动汽車(chē)國(guó)家监测与管理(lǐ)大数据平台,构建起新(xīn)能(néng)源汽車(chē)車(chē)联网國(guó)家、地方政府和企业三级监测与管理(lǐ)體(tǐ)系,这是全球首创。
 

北青报:你认為(wèi)電(diàn)动汽車(chē)未来的发展方向是什么?
 

孙逢春:國(guó)家大数据战略已经形成,各部委都在此方面做了很(hěn)好部署。新(xīn)能(néng)源汽車(chē)融合AI、大数据、汽車(chē),已是大势所趋。智能(néng)网联新(xīn)能(néng)源汽車(chē)定义了中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)的发展战略和技术路線(xiàn),新(xīn)能(néng)源汽車(chē)再往前发展就是智能(néng)网联汽車(chē)。
 

事实上,新(xīn)能(néng)源電(diàn)动汽車(chē)比汽油車(chē)更适合做智能(néng)汽車(chē),因為(wèi)電(diàn)动汽車(chē)的電(diàn)控以線(xiàn)控為(wèi)主,而且反应时间在毫秒(miǎo)之间,未来,電(diàn)动汽車(chē)更有(yǒu)利于实现車(chē)的无人驾驶,國(guó)家还可(kě)以建设“智能(néng)高速路”,将所有(yǒu)的電(diàn)动汽車(chē)连成車(chē)联网,把智能(néng)電(diàn)动汽車(chē)和智能(néng)交通联系起来,也降低了智能(néng)電(diàn)动汽車(chē)的技术和价格门槛,有(yǒu)利于普及。
 

北青报:那你认為(wèi),目前我國(guó)電(diàn)动汽車(chē)的发展的瓶颈在哪?
 

孙逢春:虽然我國(guó)電(diàn)动車(chē)更新(xīn)换代的速度在加快,但操作系统,芯片方面还需要提高。目前我國(guó)電(diàn)动汽車(chē)的操作系统大部分(fēn)是舶来品,这很(hěn)容易被别人攻击,尤其是我们未来拥有(yǒu)智能(néng)网联電(diàn)动汽車(chē)之后,万一有(yǒu)“黑客”攻击,将会造成巨大的损失。