為電動汽車裝上“中國心臟”——記清華大學(xué)電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系副教授陸海峰

本刊記者　孫欣欣

為電動汽車裝上“中國心臟”——記清華大學(xué)電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系副教授陸海峰

本刊記者孫欣欣

傳統(tǒng)煤炭能源日益消減，新興能源迅速抬頭，燃油汽車開始被更干凈環(huán)保的電動汽車所取代。隨著電機驅(qū)動技術(shù)的日臻成熟，清華大學(xué)電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系副教授陸海峰認為，不久的將來電動汽車將會走進千家萬戶。

助力電動汽車發(fā)展

興趣是最好的老師。

小時候的陸海峰就喜歡把家里機械類的產(chǎn)品拆拆卸卸，“就想看看它的構(gòu)造、它的動力源在哪兒”。憑借高中物理競賽獲獎經(jīng)歷，他被直接保送到東南大學(xué)電氣工程系，一路念到清華大學(xué)博士畢業(yè)。從此邁進電力電子與電力傳動科研領(lǐng)域。

“我的主要研究內(nèi)容是利用半導(dǎo)體技術(shù)實現(xiàn)電能變化”，這在陸海峰看來，電機材料越來越先進，電從開始產(chǎn)生、中途輸送與轉(zhuǎn)換、最后使用，都能夠?qū)崿F(xiàn)靈活控制。“目前各國燃油汽車技術(shù)迥異，但在電動汽車技術(shù)方面起步均晚，中國若能掌握核心電機技術(shù)，將有可能實現(xiàn)‘彎道超車’”。這無疑會大力提速中國電動汽車民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

自任教于清華大學(xué)以來，他在“十五”期間就開始從事電動汽車電驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域的研究，并承擔(dān)了多項橫向與縱向科研項目，取得了很多優(yōu)秀的科研成果，撰寫50余篇高質(zhì)量論文。其中，立足科技部“863”電動汽車重大專項中電機及其控制系統(tǒng)課題，經(jīng)過反復(fù)實驗提煉，他在電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的高性能控制、電力電子變換器的新調(diào)制算法及電動汽車新型電驅(qū)動系統(tǒng)方面，突破理論桎梏，解決了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難題。

在爬坡、加速、高速運行時，他提出基于角度校正的轉(zhuǎn)子磁場準(zhǔn)確定向理論，來確保電機在寬范圍內(nèi)的輸出性能。創(chuàng)新研制高性能永磁電機轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，作為技術(shù)骨干參與完成的清華大學(xué)汽車系與電機系的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)榮獲國家科技進步獎二等獎。為確保電動汽車電機使用的安全性與可靠性，他提出了可抑制共模電壓的TSPWM技術(shù)，僅為傳統(tǒng)PWM技術(shù)的三分之一，此項技術(shù)榮獲國家發(fā)明專利。

在他看來，工程科學(xué)成果即是拿來應(yīng)用的，成果轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵。在科研過程當(dāng)中，他始終都在踐行著國家“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的發(fā)展理念。

為行業(yè)發(fā)展蓄力

除卻國家專項課題項目，他積極與企業(yè)展開合作。“企業(yè)是科研成果的轉(zhuǎn)化基地，市場是檢驗平臺。”

他及科研小組與南車時代電動汽車公司、中瑞藍科電動汽車公司、臺達教育與環(huán)境基金會等均建立了緊密合作關(guān)系。受惠于其電機技術(shù)研究成果的電動汽車，在北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等全國各地頻頻亮相，目前已經(jīng)生產(chǎn)一萬五千余輛，性能優(yōu)良、運營良好。

科研之余，他同時專注于為中國電機技術(shù)研究領(lǐng)域蓄積人才。長期為本科生講授專業(yè)必修課《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》，把現(xiàn)代化多媒體教學(xué)設(shè)備貫穿于課堂，認真嚴謹又不失風(fēng)趣的授課風(fēng)格深受學(xué)生喜愛，曾在校青年教師教學(xué)比賽中獲獎。

談及電動汽車的未來，他信心十足，“電機是電動汽車的‘心臟’，CPU是‘大腦’，電既是輸送養(yǎng)分和能量的血液，又是傳送信息的神經(jīng)。”推動新型半導(dǎo)體技術(shù)、無速度傳感運行技術(shù)等在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，提高電機及其控制系統(tǒng)的功率密度和可靠性，加快電動汽車的實用化、集成化和智能化進程，就成為他接下來工作的重點。

在他看來，未來的電動汽車即使無人駕駛亦能自動識別路況、路線，也能實現(xiàn)車車交互，明確彼此方位、規(guī)避碰撞風(fēng)險；亦可具備發(fā)電、蓄電功能，人們在電動汽車里就可以自由調(diào)控電力，根據(jù)自我需求儲存電力、釋放電力，實現(xiàn)智能用電。到那時候，它就不再只是交通網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點，還可以是能源網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點，同時每輛車都是一個信息發(fā)射源，車車相聯(lián)構(gòu)成一片互通有無的信息網(wǎng)絡(luò)。