林程：為奧運造車
發(fā)布日期： 2019-08-20 供稿：北京日報
編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：原文標題：為奧運造車
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11年前，舉世矚目的北京奧運會舉行,。50輛藍綠相間,、印有奧運標識的電動公交車24小時穿梭于奧運場館核心區(qū)，為各國官員,、運動員和媒體記者等提供出行服務(wù)，這成為當年京城一道靚麗的風景線,。北京理工大學機械與車輛學院教授林程，就是這道風景的打造者,。
再干3年,，北京和張家口聯(lián)合舉辦2022年北京冬奧會時，耐寒抗凍,、動力強勁且具備智能駕駛功能的新能源汽車將在山地雪場間穿行，向世界展示中國新能源汽車的非凡實力,。目前，林程的“汽車人”團隊正和多家單位全力研發(fā)冬奧會版新能源汽車,，為再次打造綠色風景線做準備,。
科技之星 林程
北京理工大學電動車輛國家工程實驗室教授,，博士生導師,，國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。長期從事汽車總體技術(shù)及電動汽車技術(shù)的科研和教學工作,，擔任多項國家863重大專項、國家重大研發(fā)計劃項目等重大課題負責人,，主要成果包括北京奧運電動大客車、上海世博電動大客車等,，并推動實現(xiàn)了成果的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用,。在國內(nèi)外重要學術(shù)刊物發(fā)表論文百余篇,，主持編著5本專業(yè)著作,，作為第一發(fā)明人獲22項發(fā)明專利授權(quán)，作為前三名核心成員獲得多項國家級和省部級科技成果獎項,。
1 零排放電動公交奧運首秀
早在上世紀80年代，18歲的“武漢伢”林程就走上了“汽車人”之路,。他考入離家不遠的武漢工學院（武漢理工大學前身），就讀于該校王牌專業(yè)汽車專業(yè),，并在這里獲得本科,、碩士學位。1995年,，林程應(yīng)聘到北京理工大學,，成為一名教師,，并開始鉆研汽車整體設(shè)計。
那時,，北理工車輛專業(yè)教師不多,，林程主講過幾乎所有與汽車相關(guān)的課程,，他笑著回憶，“講到后來,，跟汽車有關(guān)的所有知識就幾乎都通了,?！笨此茻o心插柳的經(jīng)歷，為他日后迎接奧運挑戰(zhàn)打下堅實的基礎(chǔ),。
2002年，他受北理工副校長,、中國工程院院士孫逢春召喚,，參與科技部新能源汽車重大專項中電動客車的整車研發(fā)工作,，主要負責整車集成和控制技術(shù)研發(fā)。此后,，北理工團隊和客車制造廠商合作研發(fā)的低地板電動公交車被北京奧組委相中，計劃用于北京奧運會,。
十幾年前,，新能源汽車市場認可度還很低——放幾塊鋰電池就能讓公交車跑起來,，在很多人眼里幾乎是一個笑話。林程屬于第一批“吃螃蟹”的，他認準這是中國汽車實現(xiàn)彎道超越的機遇,。
其中,，電動客車上整車控制器的概念就是由林程團隊首創(chuàng)。普通燃油車上擁有發(fā)動機控制器,，電動汽車上沒有,，如何將電池,、電機、油門,、剎車踏板等關(guān)鍵零件有效聯(lián)結(jié)并綜合管理,，需要一個“最強大腦”,。林程團隊不僅提出了整車控制器的概念,，還研發(fā)出可靠的產(chǎn)品，并應(yīng)用于奧運電動公交車,。如今，整車控制器已成為行業(yè)內(nèi)電動客車的標配,。
研發(fā)機械式自動變速系統(tǒng)，解決換擋平順性難題,；發(fā)明可更換鋰離子電池系統(tǒng)，為電動公交車24小時不間斷運行提供技術(shù)支撐,；攻克動力電池管理及高壓安全,，為運行安全提供保障……北京奧運會前夕，為了圓滿完成任務(wù),，林程團隊吃住在車廠,，夜以繼日地論證、調(diào)試,，攻克一個又一個難關(guān)之后,，終于成功研制出具有世界先進水平的奧運電動大客車，并建成了世界上最大的公交換電站,。
2008年北京奧運會和殘奧會上，北理工研發(fā)的50臺純電動公交車驚艷亮相,，并取得全奧運周期運行零故障的成績,，向世界展示了中國新能源汽車的研發(fā)水平。
與“2008北京奧運會,、殘奧會全國先進個人”稱號相比,，林程感覺收獲最大的卻是人才，“奧運期間,，我的學生都在一線,，參與電動公交車技術(shù)研發(fā)和運行技術(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為電動汽車行業(yè)的知名專家和技術(shù)骨干,。”
2 搭建平臺布局中國化標準
在北京奧運會大放異彩之后,，這代電動公交車先后在上海世博會,、廣州亞運會、APEC北京峰會和G20杭州峰會等場合大顯身手,，還出口波蘭,。
林程團隊并未滿足于此，2010年以北理工電動汽車研發(fā)團隊為基礎(chǔ),，北京理工華創(chuàng)電動車技術(shù)有限公司（以下簡稱“華創(chuàng)”）宣告成立,。這是學校的一個學科性公司，專注于提供新能源汽車動力系統(tǒng)平臺技術(shù),、產(chǎn)品及服務(wù),，林程擔任董事長和總工程師，公司技術(shù)人員不少是北理工畢業(yè)生,。
林程的博士生董愛道也是華創(chuàng)一員,。在他眼中，林老師既有遠見,，又具膽識,，尤為重視核心技術(shù)的攻關(guān)與布局。有段時間,，董愛道所在的團隊負責電動客車集成控制器的研發(fā),，這個部件是各種執(zhí)行器的控制器，其作用類似于人體的神經(jīng)元,。其實,，這類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)積累和人員儲備上并無優(yōu)勢,。
但是，從項目啟動第一天,，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)，才不會被卡脖子,?！眻F隊幾乎從零起步，起初設(shè)計出來的樣品,，加工價格比供應(yīng)商價格還貴,。那時，公司內(nèi)部也出現(xiàn)了不同的聲音——有沒有必要投入這么多繼續(xù)干這事兒,？
4年過去,，華創(chuàng)自主研發(fā)的集成控制器已批量應(yīng)用。今年,，當華為的“備胎計劃”在網(wǎng)上刷屏時,，董愛道才更加深刻地體會到導師的良苦用心，“我們可以采購別人的關(guān)鍵部件,，也能隨時切換成自己的產(chǎn)品,，掌握主動性，就不會受制于人,?！?/p>
2015年前后，隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)化快速推進,，在林程提議之下,，華創(chuàng)有了一個更大膽的舉措，打造新能源汽車整車控制器底層軟件開發(fā)平臺,，并邀請企業(yè)加入,。他打了一個比方，“這個平臺相當于給了個Windows系統(tǒng),，企業(yè)可以根據(jù)自己的需求，在上面自主開發(fā)軟件,?！?/p>
之所以花費精力搭建平臺，源于林程對行業(yè)前景的深刻洞察：過去,，傳統(tǒng)燃油車上已大量采用國外的平臺,，中國整車企業(yè)不太掌握核心技術(shù)，尤其對軟件控制開發(fā)能力比較弱,，這就好比“外國人把中國車的靈魂掏走了”,。華創(chuàng)搭建的底層平臺，便于企業(yè)在上面開發(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,，增添自動泊車、部分自動駕駛等功能,。更深的用意在于,，他想帶領(lǐng)中國企業(yè)搶占先機，在新能源汽車領(lǐng)域布局中國的平臺和技術(shù)標準,。
這番初心,，林程稱是責任使然，“十幾年來,，我們承擔了多個國家重大項目,，所以有一種使命感，既然這個事業(yè)是我開拓的,，有必要把它送到更高層次,，帶動企業(yè)和行業(yè)進步?！?/p>
3 為冬奧用車打造抗凍心臟
現(xiàn)在,，為了2022年北京冬奧會，包括林程在內(nèi)的北理工團隊正在牽頭研制冬奧會期間的新能源汽車,。
當前,，電動小汽車已進入很多尋常百姓家，去年中國新能源汽車銷量突破120萬輛,。林程心中很清楚,，將在冬奧會上亮相的電動汽車必須形成技術(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,、動力強勁,、增添智能駕駛功能，這將是冬奧會電動車的三大核心亮點,。
應(yīng)對嚴寒,，北理工、中信國安盟固利動力科技有限公司,、北汽福田汽車股份有限公司等正在研發(fā)全氣候電池系統(tǒng),，其技術(shù)來源于孫逢春院士團隊研發(fā)的全氣候電池核心技術(shù)。其原理說來有些“劍走偏鋒”,，在極低溫環(huán)境下,，讓電池利用僅剩的一點能量,，給自身實現(xiàn)加熱，相當于內(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)團隊要對加熱系統(tǒng)的控制策略和理論展開研究，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,，還要與整車控制聯(lián)合起來。目前,，全氣候電池系統(tǒng)整個工作原理驗證工作已完成,，并成功研發(fā)出電池系統(tǒng)產(chǎn)品樣機。
在動力方面,，北理工團隊創(chuàng)新設(shè)計出“雙電機驅(qū)動系統(tǒng)+自動機械變速器”策略,，這在國內(nèi)系首創(chuàng)，既能實現(xiàn)自動換擋,，又能保證電力不中斷,。
冬奧會電動車上還將增加智能網(wǎng)聯(lián)整車控制器，它能夠和互聯(lián)網(wǎng),、車內(nèi)的組件網(wǎng)絡(luò)無縫連接,。按照團隊設(shè)想，“未來,，車走到任何地方,，內(nèi)部每一塊電池,、每一塊回路的信息，都能夠?qū)崟r到達監(jiān)控中心,，到達管理團隊和整車企業(yè)，以便實現(xiàn)科學監(jiān)控管理,，提前預判故障,。”
來自北京市科委的信息顯示,，經(jīng)過兩年技術(shù)攻關(guān),，該項目團隊在完成全氣候電池技術(shù)原理驗證的基礎(chǔ)上,，集成全氣候電池系統(tǒng)、智能整車控制器,、動力電池一鍵加熱控制系統(tǒng),、無動力中斷兩擋電驅(qū)動總成、低溫增焓空調(diào),、航空氣溶膠車體保溫材料等多項創(chuàng)新性產(chǎn)品,，并解決了極寒條件下純電動汽車無法充放電、整車無法啟動,、空調(diào)能耗高等技術(shù)難題,。整車能耗較現(xiàn)有同類車型在運行工況下降低20%，電池系統(tǒng)可在零下40℃至零上60℃超寬環(huán)境溫度下正常運行,。
今年1月,，在零下三四十攝氏度的極寒環(huán)境中，孫逢春,、林程等在內(nèi)蒙古海拉爾開展冬奧會新能源汽車技術(shù)測試,，零下30℃以下的環(huán)境中，整車靜置40個小時被凍透之后,，福田12米電動大客車,、宇通7米中型客車、北汽新能源電動小客車三類車型均可實現(xiàn)6分鐘快速自加熱啟動,，并順利通過全氣候動力電池低溫加熱,、空調(diào)制熱、除霜及冰雪條件下的整車20%爬坡,、加速,、制動、能耗等系列試驗,。
林程告訴記者,，預計今年底或者明年初申請冬奧會新能源車輛小批量生產(chǎn),，并在延慶試跑。
如果把全氣候電池技術(shù)攻克,，這也預示著,，電動汽車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家,。林程興奮地暢想，“由此我國自主研發(fā)的純電動汽車將不再有‘禁區(qū)’,?！?/p>
4 做新能源電動車的“開山人”
如今的林程,，有兩重身份：作為北理工教授，他要教書授課指導學生,；作為華創(chuàng)董事長,，他需要帶領(lǐng)公司開拓市場，研發(fā)技術(shù),。他在學校和公司兩邊都游刃有余,。董愛道說：“林老師抗壓能力很強大，情緒很樂觀,?！?/p>
強大的抗壓能力，源于專業(yè)功底,，更歸功于管理智慧,。早在北京奧運會時，林程就展現(xiàn)了卓越的管理能力,，作為電動公交車項目的主要負責人,，他要帶領(lǐng)電動車輛研發(fā)團隊推進科研，還要與近20家配套廠家對接,。他回憶,，當時項目的每一個重要部件都是在多家企業(yè)中選擇最優(yōu)秀的供應(yīng)商。團隊拿到大項目后,，會對之進行系統(tǒng)分解,，設(shè)置總體車輛技術(shù)、電池系統(tǒng),、驅(qū)動系統(tǒng),、車載網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)等6個子課題，與子課題負責人再簽協(xié)議,。他提倡“責任到人,，經(jīng)費到人”，讓每個專家都有自主決策權(quán),，可自行聘請工程技術(shù)人員,、設(shè)定自己的工作進度。龐大的系統(tǒng)工程就這樣被化整為零地破解了,。如今承擔了面向冬奧會的電動汽車項目,，林程也專門組建了項目管理團隊，穩(wěn)步推進,，集中力量,，逐步突破。
在公司管理上,，他習慣放權(quán),，讓年輕人自由探索更多可能性，但作為掌舵者,，遇到困難時會施以援手,，給予實際的指導。有學生記得,，當初研制機械式自動變速系統(tǒng)時,，很多人認為，讓二三十人的年輕團隊去干,，幾乎不可能完成,。但林程不這么認為，他帶著大家一起討論,，出主意,，判斷大方向，并邀請電機領(lǐng)域?qū)＜襾斫涣?、解惑,。歷時三年，當系統(tǒng)終于做出來后,，團隊信心也大大增加,。
林程提倡科研與產(chǎn)業(yè)實踐結(jié)合，他的研究生也有很多深入車企一線的機會,，能把自己的想法變成產(chǎn)品,。學生邢濟壘說，自己在參與電機轉(zhuǎn)子位置估計的科研課題時,，選擇了學術(shù)圈很流行的一種算法,，仿真結(jié)果特別好。但聽完匯報,，林程冷靜地提示,，“算法過程有些復雜，電腦能計算,，車輛控制器上單片機的處理速度會慢很多,，可能無法執(zhí)行?！笔聦嵶C明,，單片機果然算力不夠，在林程指導下,，邢濟壘找到其他算法,，解決了這個問題，他也記住了導師的囑咐：科研是否成功要靠實際檢驗,。
十幾年間,，中國的純電動大客車技術(shù)已步入國際先進水平,，林程也從青年教師成長為行業(yè)領(lǐng)軍人物。然而,，他奮進的腳步不敢停歇,，還有更大的夢想在心中醞釀，“新能源電動車這個行業(yè),，我們要不斷做開山的人,。開山最困難，有可能荊棘滿地,、毒蛇猛獸遍布,。但是你把它開出來了，你就很有成就感,，這是為國家留下了自主的產(chǎn)業(yè),。”
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