鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1292次 | 2018年08月20日
姜久春做電動(dòng)汽車的“加油站”
姜久春,41歲,北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院院長,國家能源主動(dòng)配電技術(shù)研發(fā)中心主任。從事電動(dòng)汽車電池管理及充放電基礎(chǔ)設(shè)施方面研究工作。
他研發(fā)的電池管理系統(tǒng)在惠州市億能電子有限公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,占據(jù)了國內(nèi)新能源汽車市場50%以上份額。
他分別于2008年、2010年主導(dǎo)設(shè)計(jì)了當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的兩個(gè)純電動(dòng)汽車充換電站——北京奧運(yùn)純電動(dòng)汽車充電站和上海世博會純電動(dòng)汽車充電站,國家“十城千輛”25個(gè)示范城市中有16個(gè)采用該技術(shù)。并參與多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)如《電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)通用要求》和《電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)電池箱通用要求》的制定。其創(chuàng)新成果為首都重大科研項(xiàng)目以及節(jié)能減排、低碳環(huán)保、建設(shè)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會做出了卓越貢獻(xiàn)。
他建造了國內(nèi)第一個(gè)電動(dòng)汽車充電站——北京西黃莊電動(dòng)汽車充電站。
他設(shè)計(jì)了世界上規(guī)模最大的兩個(gè)純電動(dòng)汽車充換電站——北京奧運(yùn)純電動(dòng)汽車充換電站和上海世博會純電動(dòng)汽車充換電站。
他研發(fā)的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,占據(jù)了國內(nèi)新能源汽車市場50%以上份額。
4月25日,記者見到了這位電動(dòng)汽車領(lǐng)域的傳奇人物;北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院院長姜久春教授。不久前,他剛剛?cè)脒x科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。
結(jié)緣電動(dòng)汽車確定科研方向
在北京交通大學(xué)的電氣樓外,立著十來根綠色的金屬樁,被稱為零排放純電動(dòng)汽車的能量之源——電動(dòng)汽車充電樁。這是姜久春帶領(lǐng)課題組在北交大做的純電動(dòng)汽車充電示范,已經(jīng)成了校園內(nèi)的一道特殊風(fēng)景,很多校外人士到交大參觀,都要到這里看看,體驗(yàn)一下。
“我第一次接觸電動(dòng)汽車還是讀博士期間。當(dāng)時(shí),我的導(dǎo)師周希德教授承接了國家‘九五’科技攻關(guān)項(xiàng)目‘電動(dòng)車應(yīng)急多路充電站’?!苯么焊嬖V記者。
這個(gè)課題讓姜久春來到被稱為中國電動(dòng)汽車搖籃的汕頭國家電動(dòng)汽車運(yùn)行試驗(yàn)示范區(qū)。在那里,他平生第一次見到了完全由電力驅(qū)動(dòng)的汽車。“看到了通用、豐田等不少外國品牌的電動(dòng)汽車,總體感覺國內(nèi)的汽車與國外的汽車差距很大?!苯么赫f。
姜久春和大學(xué)同學(xué)張維戈一起開始深入這個(gè)陌生的領(lǐng)域。可現(xiàn)實(shí)的環(huán)境讓他們遇到了很多困難。“當(dāng)時(shí),學(xué)校沒有實(shí)驗(yàn)條件,整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)也很少,科研中要用到的零件折彎都要親自動(dòng)手。我們在汕頭基本每天晚上都做到凌晨兩三點(diǎn)鐘,連續(xù)兩三個(gè)星期,直到把一個(gè)事做完。”回憶起那時(shí)的情形,姜久春十分感慨。
研究工作雖然很艱難,但他們在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,通過反復(fù)實(shí)驗(yàn),在技術(shù)上得到突破,充電機(jī)的性能得到不斷改善??蒲许?xiàng)目結(jié)束時(shí),他們的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。
此時(shí),已經(jīng)博士畢業(yè)的姜久春留校任教。和電動(dòng)汽車的結(jié)緣,也讓他確定了今后的研究方向——姜久春把研究重點(diǎn)放在了汽車的電池管理上。
研發(fā)電池管理系統(tǒng)占據(jù)國內(nèi)市場半壁江山
對于電動(dòng)汽車來說,充電機(jī)只是供電的部分,電動(dòng)汽車要跑起來,還需要提高車載充電電池的穩(wěn)定性能——電池管理。
“就是在保證電池的壽命和電池安全的同時(shí),怎樣更高效地利用電池。就好比我們使用手機(jī)的時(shí)候,能準(zhǔn)確地知道手機(jī)電池的剩余量,電池管理就是能準(zhǔn)確地告訴車主電池的使用情況。”姜久春對電動(dòng)汽車電池進(jìn)行了簡單講解。他說:“電動(dòng)汽車是由上百塊的電池串聯(lián)在一起為汽車提供動(dòng)力。一只電池管理起來還好管,串起來之后管理更麻煩。這在技術(shù)上難度很大。因?yàn)殡姵厮ネ寺窂骄哂泻艽蟮牟淮_定性,你很難通過控制手段來解決這個(gè)問題,而且電動(dòng)汽車行駛在路上,駕駛習(xí)慣、路況、溫度等都會影響耗電量,考慮得越細(xì),難度也就越大。”
為了拿到準(zhǔn)確數(shù)據(jù),姜久春和團(tuán)隊(duì)成員需要不斷地提高計(jì)算能力和檢測精度,反復(fù)地測量電池的電壓、電流、溫度等,從而判斷出電池的負(fù)荷狀態(tài)。
多年的努力和堅(jiān)持,姜久春他們的技術(shù)日趨成熟?!?008年的時(shí)候,我們基本上解決了電動(dòng)汽車剩余電量的問題,估計(jì)的電池荷電狀態(tài),精度一般能保證在5%以內(nèi)。我們研發(fā)的電池管理系統(tǒng)在惠州市億能電子有限公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,占據(jù)了國內(nèi)新能源汽車市場50%以上份額。而且我們在電池管理研究中還申請了二十多項(xiàng)專利?!碧崞疬@些,姜久春十分自豪。
打造電動(dòng)汽車領(lǐng)域的多個(gè)第一
2004年,姜久春帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在北京大興西黃莊設(shè)計(jì)完成了一個(gè)可容納20輛公交車進(jìn)行充電的充電站,這也是國內(nèi)的第一個(gè)電動(dòng)汽車充電站。
2008年,姜久春他們設(shè)計(jì)了當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的純電動(dòng)汽車充換電站,為50輛低能耗、無污染的純大巴運(yùn)行在奧運(yùn)村和各個(gè)場館之間提供了能源基本保障。
2010年,上海世博會的純電動(dòng)汽車充換電站照搬了姜久春他們提出的監(jiān)控系統(tǒng)。
隨后的廣州亞運(yùn)會期間,姜久春成為電動(dòng)汽車充電站設(shè)計(jì)的技術(shù)顧問,每周飛往廣州兩次。
“西黃莊充電站是國內(nèi)的第一個(gè)電動(dòng)汽車充電站,主要是確立各區(qū)的功能,包括動(dòng)力、監(jiān)控等功能區(qū)的劃分,我們這個(gè)充電站建好以后,應(yīng)該說為行業(yè)提供了一個(gè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn),后來再建的很多充電站實(shí)際上是按照我們當(dāng)時(shí)劃的功能區(qū)來建設(shè)的。”姜久春告訴記者。
其實(shí),電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)遠(yuǎn)不是劃分功能區(qū)那么簡單?!澳茉垂┙o模式的改變,不是一個(gè)很簡單的事情。新能源電動(dòng)車技術(shù)成熟后,制約它的另外一個(gè)關(guān)鍵因素就是充電站的建設(shè),這是一個(gè)大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題。而且,一輛車的充電與幾十輛車、上百輛車的充電是不同的概念,電網(wǎng)也面臨著不小的壓力。”姜久春說。
按照姜久春的設(shè)計(jì),北交大正在建設(shè)校園微網(wǎng)示范系統(tǒng)。6月份,300千瓦太陽能電池板以及500千瓦時(shí)的儲能系統(tǒng)將安裝完成?!斑@套系統(tǒng)能滿足100輛電動(dòng)汽車充電,并可向電網(wǎng)反向輸電,不但不增加電網(wǎng)壓力,還能穩(wěn)定電網(wǎng)?!苯么赫f。
興趣和堅(jiān)持是成功的關(guān)鍵
采訪中,姜久春多次提及兩個(gè)關(guān)鍵詞:興趣和堅(jiān)持。
“這個(gè)興趣真是靠培養(yǎng)出來的,不是說你小時(shí)候很感興趣,到大了一定會做這個(gè)方向。也可能一開始你不感興趣,深入進(jìn)去反而能發(fā)現(xiàn)很多樂趣,也會做得很好。”姜久春告訴記者。
在西黃莊做測試的時(shí)候,鉛酸電池變成了鋰電池,用兩個(gè)月之后汽車就跑不動(dòng)了,很多人認(rèn)為電池管理系統(tǒng)不好?!拔覀兙桶央姵夭鹣聛恚粋€(gè)一個(gè)地測,后來發(fā)現(xiàn)不是電池管理系統(tǒng)不好,是用法有問題,這么多電池串起來之后,它一定會出現(xiàn)短板效應(yīng)。我們就想辦法解決這個(gè)問題,從原來的兩個(gè)月變成六個(gè)月,再后來一年,再往后我們干脆自己在管理系統(tǒng)中解決這個(gè)問題,到后面你一年做一次手動(dòng)維護(hù)就好了。這個(gè)過程是很有意思,你越深入就越有成就感,就越想做下去。”姜久春說。
回首和電動(dòng)汽車打交道的18個(gè)年頭,姜久春認(rèn)為,自己能做出一些成果,除了興趣,最重要的就是堅(jiān)持。
由于在國內(nèi)研究電動(dòng)汽車起步早,遇到的困難也很多?!按_立搞電動(dòng)汽車這個(gè)研究方向的時(shí)候,很少有人關(guān)注、支持這個(gè)項(xiàng)目,當(dāng)時(shí)覺的最大困難是外界給我們的支持太少,沒有科研人才、缺少科研資金。”姜久春說。在很長一段時(shí)間內(nèi),如何吸引科研力量,拓展研究經(jīng)費(fèi)來源成為姜久春的首要工作。
“但是,你既然做這件事,就要堅(jiān)持把它做完。其實(shí),回過頭來看也沒有想象中的那么難,關(guān)鍵是要有恒心,不能半途而廢?!苯么赫f。
談到未來的研究方向,姜久春告訴記者:“隨著電池技術(shù)的進(jìn)步和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn),我想電池管理將來就是產(chǎn)業(yè)的事情了。我們正在研發(fā)以冷熱電三聯(lián)供為基礎(chǔ)的分布式能源系統(tǒng),提高整個(gè)能源的使用效率,為未來能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。”
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