新能源路上“踏實”每一步

黃健

康龍云，博士，教授。華南理工大學電力學院新能源研究中心主任，廣東省節能協會副會長，日本電氣工程協會會員。1982年畢業于延邊大學物理系，獲理學學士學位；1096年畢業于日本京都大學大學院工學研究科，獲工學碩士學位，1999年獲工學博士學位。2000年被聘為西安交通大學機電系副教授；2006年被聘為華南理工大學教授至今。主要研究方向為多能源分布式發電系統及其并網技術和電動汽車驅動技術研究。

至今已發表多篇有關新能源發電、能源變換與控制理論方面的論文，其中EI論文30多篇，SCI論文10多篇，并在核心期刊上發表論文近100篇；申請發明專利30多項，已授權15項；申請實用新型專利30多項，已授權20多項。其中發明技術《電動車能量回收關鍵技術及系列產品開發》項目獲得2006年度教育部科技發明獎二等獎。

深冬，北京，每年一場的全民戰爭幾乎都會如時上演。人人參戰，人人帶著防PM2 5的各色口罩穿梭于大街小巷，人人又像是被一種東西隔離開來，無形無聲，這就是霧霾。

而在這場沒有硝煙的戰爭中，汽車尾氣污染稱得上是造成霧霾的“重罪要犯”。據統計，現今我國機動車保有量近3億輛，機動車駕駛人數近3億人，而且每年還在快速遞增。汽車所運用的能源基本上為常規燃油，不僅污染物排放量大，而且對石油這一不可再生資源來說更是嚴峻挑戰。該如何尋找新出路？

“發展新型能源環保型汽車是當前急需研究的課題。”華南理工大學電力學院新能源研究中心主任康龍云這樣說到，“在政府政策的大力支持下，我們要不斷拓展和加深新能源的開發和利用，電動汽車是汽車工業發展的未來選擇，不僅是中國全世界各國都在加緊研發。我國發展新能源汽車不僅對整個汽車行業，乃至對整個新型工業化道路，對建設資源節約型、環境友好型社會都有著重大意義。”輾轉中求學

盡管新能源近幾年發展比較快，“但和國外相比，我國的電力電網方面的研究還是比較落后，這是一個事實，雖然差距在縮小，但還是有差距?！倍@也是康龍云的心頭大事。

早在進大學之前，康龍云就給自己定了目標。從小就覺得機械和電力“很神奇”的他，讀大學時也毫不猶豫地選擇了物理專業，這也為他以后的研究打下了堅實基礎。為了能繼續在專業領域鉆研更深的東西，1993年康龍云考到了日本京都大學攻讀碩士，他直言“這個學校并不是很好考”。但天道酬勤，康龍云如愿以償。在日本求學期間，除了專業知識以外，對康龍云影響更大的是他們的學習和做事態度，“所有的人都很努力，他們的學習方法也讓人很佩服，老師分配任務以后，都是學生自己去做事去查資料?！倍@也深深影響著后來他對自己學生的培養方式。

1996年碩士畢業時，很多人都忙于找工作。而這時康龍云猶豫了，是工作還是繼續求學？但導師的一句話讓他醍醐灌頂，“你來的時候不是說好要讀博嗎？”“對，應該不忘初心，堅持初衷?！笨谍堅仆蝗灰庾R到。1999年博士畢業，突出的成績和表現，也為康龍云帶來了更多機會。

在京都大學攻讀博士學位期間，康龍云就受日本文部省的委托，進行磁流體發電機的動態特性方面的研究。其后，應東京工業大學的聘請，康龍云以高級研究員的身份，在東京工業大學理工學研究科進行關于太陽能及能量儲藏系統的課題的基礎研究。

一次看似偶然的契機，2001年7月，康龍云選擇回國，加入了和自己研究方向一致的西安交通大學，從事新能源發電與應用的基礎研究。雖然短短5年時間，但這段經歷對康龍云來說有著特別的意義，不僅讓他在專業上學到了很多東西，同事和前輩們嚴謹的科研精神也時刻影響著他。

2006年，康龍云被聘為華南理工大學教授，全心致力于多能源分布式發電系統及其并網技術和電動汽車驅動技術方面的研究。選擇來到廣州，這其中也有家庭原因。在這期間，康龍云主持了“863”課題“多能源發電系統的研究與開發”，成功研發了太陽能電池模擬器，風力發電機系統模擬器，飛輪能量儲能器以及系統控制器等相關設備，在日本Nedo機構的資助下，進行了小型分散電源系統應用研究，研究結果得到了日本產業省的高度評價。

在2006年度電動汽車能量回饋的研究中，康龍云提出了簡單實用的單回饋能量回收電路，并得到多項專利，其中“電動車能量回收關鍵技術及系列產品開發”獲得2006年度教育部科學技術發明獎二等獎。

2008年開始，康龍云就投入了到了電動汽車研究中，這期間，他還受多家單位委托，出版了新能源汽車方面的多篇書目，極大豐富和引導了中國新能源汽車的研究之路。2011年，康龍云獲得了第二屆“廣州十大優秀留學回國人員”榮譽稱號，實至名歸。

致力解決新能源汽車關鍵技術

不言而喻，電動汽車相對于燃油汽車具有零排放、低噪聲等多個優點。世界各國都把電動汽車作為汽車工業發展的方向，也以其動力電池分布式儲能的特點將其作為建設智能電網的重要環節。目前，混合動力汽車越來越受到重視，純電動汽車也開始進入市場，動力電池作為電動汽車中重要組成部分，其性能也已日趨成熟，包括特斯拉等在內的電動汽車廠商使用的電芯基本一致，而特斯拉汽車應用能力卻遠超其他廠商。

為什么？康龍云給出了答案：“原因就在于其對電源管理系統（BMS）的研發”。特斯拉汽車BMS的性能有著獨特的優勢技術：動力電池組的熱管理、動力電池組均衡系統管理以及動力電池組SOC估計技術。所謂SOC，即充電容量與額定容量的比值。一個電池一般是有額定容量的，在某倍率下充電一定的時間，可以得到充電容量，這個容量與你的額定容量的比值即為SOC。性能差異，決定了其作為動力和儲能電池時，都需要電池管理系統進行充放電的管理、監控和保護，以避免單體電池出現損壞，影響整個電池組的性能。

據康龍云介紹，熱管理系統直接決定了電池組的安全系數，是延長電池壽命，防止電池爆炸起火的主要環節；均衡系統管理決定整個電池組的充電時間和續航歷程；動力電池的荷電狀態作為衡量電池實際可用電量的重要參數，對其進行準確估算是保證動力電池安全、持續、最長壽命供電的前提條件?！斑@三項技術直接影響到電動汽車的使用與推廣?！倍@也正是康龍云和其團隊開展高能量密度大動力鋰電池管理系統研究的目的，“致力解決以上問題，才能為國內電動汽車及電動工具的研發生產提供有力支持?！?

國外電動汽車的研究起步早，并且在電池管理方面做了大量的理論和實踐工作，為純電動車、混合動力汽車的車用電池研制出了配套的電池管理系統。而我國對動力電池管理的研究起步較晚，但在國家“十一五”規劃和“863”計劃的推動下，近年來在BMS研究方面也取得了很大的突破?！案吣芰棵芏却髣恿︿囯姵毓芾硐到y作為電動汽車和電動工具關鍵技術之一，盡管近些年來有了很快的提升，也有很多投入了實際的運用，但現在的電池管理技術仍然有許多要改良和完善的地方?！笨谍堅普f。

立足于廣東省新能源產業發展戰略，結合電動汽車和電動工具性能對動力系統的要求，康龍云和其團隊依據電池工作溫度與電池循環壽命、可用容量之間的內在聯系，通過研發高效的電池熱管理系統，提升電池循環壽命，增加動力電源安全性并降低成本；依據電感的儲能特性，通過研究動力電池組新型均衡電路拓撲，減小不一致性對動力電池壽命的影響，提高動力組均衡效率；依據卡爾曼濾波算法及最小二乘算法對電池模型參數的辨識作用，通過利用一種算法或幾種算法相結合的方法對電池組荷電狀態進行估計，比較估計結果，找到一種最佳的荷電狀態估計算法，提高動力電池組SOC在線估計的精度。

通過研究開發動力電池組新型管理技術，康龍云正致力解決電動汽車、電動工具等電池管理系統中電池組熱管理技術、電池組均衡技術、電池組荷電狀態估計技術等關鍵問題。建創新團隊，走產業化之路

紙上得來總覺淺。康龍云說：“工學就像制造業一樣，其意義就是要落地，變成實際應用的東西?！薄笆裁唇泄W？工學就是做東西?！闭撐谋仨氜D化成成果并應用，才能進一步實現產業化。把研究變成工廠實際的東西，贏得利潤，這才是工科應該做的事情。產學研結合，把正在做的事情產業化；跟企業合作，把已做的專利、研究的東西在工廠中應用，這正是康龍云的目標，也是他20余年來做科研的初衷。

目前，一個創新的科研團隊正在蓬勃發展起來。團隊由康龍云教授擔任帶頭人，汪雙鳳教授、郭紅霞副教授等擔任核心成員，正致力于高能量密度大動力鋰電池管理系統研發與產業化。其中，汪雙鳳教授身為華南理工大學傳熱強化與過程節能教育部重點實驗室副主任，微納傳熱與流動研究團隊負責人。團隊在長期基礎研究和產業化開發過程中，不僅穩定發展，而且形成了自己的研究特色。

團隊立足于國家對新能源汽車發展的迫切需求，圍繞新能源汽車動力電池組熱管理技術、均衡技術、SOC預測技術等新能源汽車關鍵技術，不僅在高能量密度大動力鋰電池管理系統領域取得了一些開拓性成果，并在學術界和產業界產生了相當影響，若干關鍵技術已經大規模應用。近3年來團隊成員共同承擔項目已有10余項。

任何事物的發展都不可能一帆風順，盡管也有失敗也有不成功，而正是這些困難的磨練，在康龍云的帶領下，團隊正努力發展為國內乃至國際頗具影響的新能源汽車關鍵技術研發與產業化團隊。

2010～2011年，作為團隊帶頭人，康龍云與鵬輝電池有限公司合作，完成燃油汽車改裝電動汽車，并實現少量量產。

2011年初，江蘇兆伏新能源有限公司與華南理工大學簽訂技術服務合同，康龍云帶領華南理工大學技術團隊對兆伏新能源公司的逆變器進行設計改進，共同研制出了500KW/630KW高性能逆變器，該逆變器在江蘇兆伏新能源公司得以產業化，此項目的產業化對兆伏公司的發展起到了積極推動作用。

2011～2014年，團隊與三門峽速達交通節能科技有限公司合作，完成電動汽車用永磁電機的設計與開發，實現產品試樣及少量量產。

2012～2014年，團隊與廣州供電局有限公司合作，完成了廣州市電動汽車充電設施的規劃與運營模式的研究與開發，建立了10個汽車充電站。

與東莞市德爾能新能源股份有限公司合作中，開發的電動汽車管理系統其各項數據達到國際領先水平。2016年，公司將繼續保持高速增長，在新能源汽車等領域再次發力，預計銷售額將突破10億元，躋身電池總成行業前5名。

除了科研，康龍云教授還長期堅持在教學一線。目前已培養畢業博士研究生6人，碩士研究生26人，正在指導的博士研究生5人、碩士研究生10人。有很多學生這樣評價他：“做康老師的學生是最幸福的”?？谍堅埔沧哉J為自己“不嚴格”，但他的前提原則是學生們要“把事做好”，這無形培養了學生們的獨立能力和實踐能力。不拘泥于形式，善于發現每個學生的長處，因材施教；了解每個學生的愿望和想法，并盡最大努力創造適合他們自身發展的機會；除此之外，康龍云教授還經常帶學生們去國外參觀和學習，他說：“作為教師，應注重培養學生的創新能力和實踐能力，形式不重要，重要的是每個人應把自己該做的事做好?！?/p>

電動汽車在環保和節能上的優勢已經無可替代，它將是解決能源和環境壓力的最有效途徑。在即將到來的新能源汽車時代，我們應該加倍努力促進其發展，以調整我國產業結構、提高重點領域的創新能力和市場競爭能力?！白鰱|西并不賺錢，但大家都不去做基礎的東西，我們的工業怎么發展？必須有人來做?！笨谍堅迫缡钦f。

務實，是一個成功科研者必備的品質，盡管康龍云和和團隊在專業領域內已經取得了不菲成績，但他始終認為任重而道遠：“我國的汽車工業和國外相比還有很大差距，我們必須踏踏實實，一步一個腳印做下去?！?