領跑新能源技術 奏響新時代強音

倪海波

近年來，我國新能源汽車市場持續(xù)火爆。2012年，我國電動汽車銷量是美國的1/4，在國際新能源汽車市場上，中國還只是一個配角。而到了2016年，我國電動汽車的銷量已是美國的2倍，占全球的40%。截至2019年年底，我國新能源汽車保有量已達381萬輛，并且增量連續(xù)兩年超過100萬輛。

短短數(shù)年間，我國已經(jīng)成為全球最大的新能源汽車市場。如此迅猛的發(fā)展態(tài)勢，既得益于國家政策層面的大力支持，也得益于汽車企業(yè)的積極行動，更離不開廣大汽車技術科研人員的不懈努力、協(xié)同攻關，北京理工大學副教授、電動車輛國家工程實驗室支部書記、副主任王志福就是其中的一位佼佼者。十多年來，他致力于新能源智能車輛、驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)控制技術與測試技術等的研發(fā)工作，主持參與了包括科技部新能源汽車重點專項、國家自然科學基金、總裝預研等在內(nèi)的數(shù)十項科研項目。在電動汽車電驅(qū)動控制技術、驅(qū)動系統(tǒng)測試技術、電動汽車輛綜合控制技術等方面取得了一系列重要創(chuàng)新性成果，部分成果已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，取得了良好的經(jīng)濟效益、社會效益。

當前，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)建立起一定的先發(fā)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢。然而，隨著汽車“新四化”（電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化）浪潮的開啟，百年汽車產(chǎn)業(yè)正處于大變局、大洗牌的黎明前夜。如何繼續(xù)領跑新能源汽車行業(yè)，在新的科技浪潮中爭取主動，是王志福和他的團隊正在思索的問題。

主動選擇

1996年高考后，19歲的王志福面臨著決定人生發(fā)展方向的第一道難題——報志愿。當時的山東農(nóng)村，消息閉塞，人們對于高校、專業(yè)等知之甚少，幾乎沒有可以與之商量和求助的人。

就在此時，王志福突然想起曾經(jīng)看過的一本課外書。那本書簡單介紹了北京理工大學的辦學情況、教學風格、知名教授等，讓他對北京理工大學有了模糊的印象。“當時北京理工大學在山東的編號是‘1007，所以就想看看‘007是什么樣的。”他笑談。各種機緣巧合下，王志福的第一志愿選擇了北京理工大學車輛學院。

金秋九月，王志福如愿以償?shù)刈哌M北京理工大學校園，開始了求學求知之旅。“那會兒我們專業(yè)叫汽車與拖拉機專業(yè)。畢業(yè)證上也是這樣寫的。”回想起本科專業(yè)，王志福不禁笑了——這個專業(yè)名稱現(xiàn)在說起來有點“土”。

可汽車產(chǎn)業(yè)本身卻并不“土”，作為世界經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其已經(jīng)有100多年的發(fā)展歷史。隨著汽車擁有量的逐年增加，汽車廢氣排放及對石油資源的過度消耗所引發(fā)的環(huán)境、能源問題日益嚴重。控制汽車廢氣污染及尋找石油的替代能源已成為亟待解決的課題。近幾十年來，世界各國一直努力推動研究開發(fā)和推廣使用各種低排放或零排放汽車。其中，電動汽車綠色、環(huán)保、節(jié)約能源，能實現(xiàn)復合可持續(xù)發(fā)展，是最具開發(fā)潛力的綠色交通工具，美、日、德等國家都在加緊研發(fā)，以期占領技術高地。

經(jīng)過4年的系統(tǒng)學習，王志福越來越意識到在裝備傳統(tǒng)燃油發(fā)動機的車輛上，歐美日等強國，已將發(fā)動機、變速器和汽車電控等汽車中的核心零部件研究得相當透徹，核心技術和零部件的生產(chǎn)制造都基本掌握在國外企業(yè)手中，我國傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)展受到的限制很多，而以電動汽車為代表的新能源汽車領域，卻是方興未艾，大有可為。

在獲得保研本校機會后，王志福主動將研究方向鎖定為新能源汽車技術領域。為此他找到時任北京理工大學車輛與交通工程學院院長、我國新能源汽車行業(yè)“正向開發(fā)”的領航者孫逢春教授，提出希望能夠在他的指導下開展新能源汽車技術的學習、研究?？吹阶约旱膶W生有如此超前的想法，孫逢春教授非常高興，便一口答應下來。在孫逢春、張承寧等老一輩專家的悉心指導下，王志福的學術積淀更加深厚了。

2003年，王志福順利獲得碩士學位，留在校屬企業(yè)北京理工大學產(chǎn)業(yè)公司從事車輛設計工作。當時，孫逢春教授承擔了為奧運會研發(fā)電動大巴車的任務，作為年輕的技術骨干，王志福深度參與其中。

“那時候確實比較‘彪，我?guī)Я艘粠秃⒆釉谕ㄖ莸脑囼瀳鲎鲈囼?。”王志?；貞?。雖然只是一個剛畢業(yè)的學生，但憑著一股初生牛犢不怕虎的勇氣，他還是熱火朝天地干了起來。不會的，就跟老工程師學；不懂的，就上圖書館查。從蓋廠房到買設備，從做實驗到畫圖稿，硬是把任務扛了下來。當時正值“非典”時期，王志福不僅要在試驗場盯工期，還要往返學校做大量溝通工作，其中的辛苦可想而知。

一分辛勞，一分收獲?？吹綀F隊研發(fā)的55輛自主創(chuàng)新的純電動大客車行駛上路，為奧運官員、媒體記者和運動員提供24小時服務，兌現(xiàn)了“科技奧運、綠色奧運”的承諾時，王志福倍感欣慰。

披荊斬棘

與傳統(tǒng)能源汽車不同，電動汽車的核心是“三電技術”，即驅(qū)動電機、動力電池和整車控制技術。由于新能源汽車采用了新的動力來源和驅(qū)動系統(tǒng)及相應的控制系統(tǒng)，在整車制造及總裝上又與傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)工藝設備上存在很大差異。這些都是橫亙在電動汽車產(chǎn)業(yè)化道路上的障礙。

整車控制系統(tǒng)，相當于電動汽車的“大腦”，對電動汽車的運行、安全、經(jīng)濟性等起著至關重要的作用。破解這一關鍵技術，對推動我國電動汽車行業(yè)的技術進步，打破國外的技術壁壘，將核心技術掌握在中國人自己的手里，意義重大。

為此，王志福和團隊展開了系統(tǒng)的攻關。他們組織了精兵強將，從整車控制的各個關鍵節(jié)點入手，各個擊破，實現(xiàn)了全流程的開發(fā)，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的整車控制系統(tǒng)。例如輪轂驅(qū)動電動汽車，一輛車在經(jīng)過不同的路面時，每個車輪怎樣運動，直接關系到整車的行駛效率和車輛平順性。每個車輪就像人抬轎子一樣，得協(xié)調(diào)起來，這就涉及相應的控制算法研究。諸如此類，不勝枚舉。

“說簡單一點，整車控制系統(tǒng)其實就是一塊電路板，這誰都能做，關鍵的是里面的程序?！边呎f著，王志福邊站起身，拿出了一塊電路板向記者介紹起來。這是一塊手掌大小的電路板，上面布滿了密密麻麻的線路和節(jié)點，每一條線路，每一個節(jié)點，都凝聚著他們的智慧和汗水?，F(xiàn)在，王志福和團隊研制的基于模型開發(fā)的電動汽車輛整車控制器系統(tǒng)，已經(jīng)成功推廣到唐駿汽車公司、唐車車輛等單位，實現(xiàn)了產(chǎn)品化、系列化，實現(xiàn)了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

安全，是電動汽車的命脈。針對車輛行駛過程中轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)等安全問題，王志福和團隊創(chuàng)造性地提出，直流升壓電路與反激式開關電路級連組成低壓變換電源并從高壓取電設計結(jié)構(gòu)和雙閉環(huán)矢量控制算法，轉(zhuǎn)速補償調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速跟蹤調(diào)節(jié)等成功應用于電動汽車輛電機控制器設計，相關控制器產(chǎn)品已經(jīng)得到了推廣應用。

一葉落而知秋。多年來，王志福致力于電動汽車輛、電機及其控制系統(tǒng)控制技術設計與測試技術研究工作，主持了國家科技部原“863”現(xiàn)代交通與新能源汽車領域子課題1項、國家自然科學基金1項，某預研課題子課題2項，北京科委課題1項；參與承擔了原“863”新能源汽車重大專項“奧運用純電動客車整車優(yōu)化及制造”“車用驅(qū)動電機系統(tǒng)檢測技術和快速評價方法研究”“電動環(huán)衛(wèi)車輛研制開發(fā)”“電動汽車用驅(qū)動電機與電池成組測試公共平臺建設”“純電動大客車及控制系統(tǒng)1”“電動汽車用電機及控制器測試規(guī)范與實驗方法研究”“電動汽車電機及其控制系統(tǒng)測試和評價研究”“電動汽車電機及其控制器高低溫和密封試驗研究”“車用驅(qū)動電機系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化集成技術研究”等20余項課題。十多年來，他風雨無阻，一路披荊斬棘，砥礪前行，有力地推動了我國電動汽車行業(yè)技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)進步。

年雖不惑，慨而當歌，王志福仍在路上?，F(xiàn)在，他主持的科技部新能源汽車重點專項“SiC電機控制器評測方法研究”、國家自然科學基金項目“電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)換擋控制方法及效率優(yōu)化策略研究”“多輪獨立電驅(qū)動車輛過驅(qū)動耦合解析與轉(zhuǎn)矩控制分配研究”等多個項目正在有條不紊地進行中，不斷拓展著研究的深度和廣度。

薪火相傳

2019年，電動車輛國家工程實驗室主任孫逢春找到王志福等幾個“年輕人”，說：“你們幾個小子別躲在背后享清福了，你們要把這個擔子給挑起來，以后實驗室的發(fā)展就交給你們了?！彪m然看似是句玩笑話，可信任卻是實打?qū)嵉?。就這樣，王志福從老一輩的手里接過接力棒，出任電動車輛國家工程實驗室副主任。從2000年到實驗室攻讀碩士學位算起，王志福已經(jīng)與實驗室朝夕相處了20年。他既是實驗室發(fā)展變化的親歷者、見證者，也是實驗室發(fā)展的貢獻者、建設者。

電動車輛國家工程實驗室的歷史可以追溯至20世紀50年代末，是國內(nèi)最早從事電動汽車輛研究的專門機構(gòu)。自國家“八五”計劃以來，實驗室受到了發(fā)改委、科技部、工信部、原總裝備部和北京市政府等單位的重點支持，進入了高速發(fā)展時期。

王志福親身經(jīng)歷了實驗室從一個課題組起步，從“兩個半”老師、6個碩士做起，經(jīng)過20年的發(fā)展，在技術方面，形成了完善的技術體系，在純電動汽車總體技術、混合動力汽車總體技術、整車輕量化技術、整車綜合控制系統(tǒng)、電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)技術等多個領域開展了卓有成效的研究工作。在人員方面，實驗室擁有50名教職工，其中教授9人，副教授及高級工程師21人，在站博后共15人，形成了學術帶頭人引領、中青年為主、學術思想活躍、有影響力的學術隊伍?！罢麄€實驗室還有小400人的學生隊伍，再加上兩個學科型公司的話，每個公司現(xiàn)在有300人，相當于我們整個團隊加起來將近1000人?！辈患偎妓?，整個實驗室的規(guī)模，王志福脫口而出。

在長期的科技攻關和技術積累下，實驗室取得了大批的知識產(chǎn)權(quán)成果，出版學術專著60余部，發(fā)表學術論文上千篇，獲授權(quán)專利近280余項。主持起草了多項國家標準、行業(yè)標準，建立了電動汽車充電站北京市地方技術標準體系。研究成果獲得多項國家獎勵，其中國家技術發(fā)明獎二等獎2項、國家科學技術進步獎二等獎2項，高等學?？茖W技術優(yōu)秀成果獎科學技術進步獎一等獎1項、中國汽車工業(yè)科學技術獎一等獎2項，省部級一等獎6項，以及其他省部級獎勵多項；被評為“國防科技創(chuàng)新團隊”“科技奧運先進集體”。

經(jīng)過多年的發(fā)展，實驗室已經(jīng)發(fā)展成為我國智能新能源汽車技術的領跑者，在國際上聲譽日隆，與國外高校、專家學者的合作日益密切。比如2020年年初，實驗室研究團隊在孫逢春的帶領下，與美國賓夕法尼亞大學教授王朝陽等專家、研究單位一道，共同攻克了“面向冬奧環(huán)境的新能源汽車關鍵技術開發(fā)及示范”項目，實現(xiàn)了技術上的重大突破，并研制成功了面向冬奧示范應用的純電動乘用車、智能純電動中型客車、燃料電池大客車和純電動大客車。

再比如，由北京理工大學主辦，實驗室等單位共同承辦的《新能源與智能載運》期刊，超過一半的編委會成員來自美國、德國、加拿大、英國、瑞典、瑞士等載運、交通和新能源技術領先的國家或地區(qū)，包括多個國際期刊主編、副主編，有助于期刊的國際化。

在新的歷史時期，在王志福等一大批研人員的努力下，實驗室將再接再厲，全力攻克包括全天候動力電池、智能電動汽車輛控制系統(tǒng)等關鍵核心技術，拓展深挖監(jiān)管平臺大數(shù)據(jù)分析應用，推動深圳汽車研究院的產(chǎn)學研落地進度，在研發(fā)國產(chǎn)實驗室測試裝備上有所擔當，為新能源汽車強國建設貢獻才智。

奮斗有我

回顧王志福的科研生涯，“奮斗”二字閃閃發(fā)光?？粗芯砍晒麘玫綄嶋H中，培養(yǎng)的學子走到科研一線，王志福感到由衷的自豪。

2006年，王志福開始讀博。那時候，他既要保證工作的順利開展，又要抽出時間閱讀專業(yè)書籍、撰寫博士論文，“壓力比較大”。為此，他經(jīng)常凌晨4點爬起來寫論文，寫到6點多的時候，小睡一會，然后再到辦公室工作。老師們也看出他很辛苦，經(jīng)常寬慰他：“你小子別仗著身體好，不要命?！敝钡浆F(xiàn)在，王志福依然感念這份深厚的師生情誼。還有一次，一個項目在快要結(jié)題時，突然在實驗過程中發(fā)生了意外。“那會兒仗著年輕，熬了兩個通宵，把問題給解決掉了”，保證了項目的順利開展。

不經(jīng)歷風雨，怎能見彩虹?，F(xiàn)在，王志福已經(jīng)是智能新能源汽車技術領域的技術骨干、學科帶頭人，研究成果豐碩，應用效果明顯。2014年，他獲北京市政府科學技術獎一等獎；2016年，獲淮海科學技術獎委員會科學技術獎三等獎；2018年，獲中國高等教育學會高校教師創(chuàng)新大賽三等獎等。同時，他抽出時間，兼任國家工業(yè)和信息化部新能源車輛準入審查專家、中國汽車工程學會會員、中國電工學會學會電動汽車分會會員、電動汽車電磁兼容標準研究制定工作組成員，積極在社會工作中貢獻才智。

作為北京理工大學副教授、碩士生導師，北京電動車輛協(xié)同創(chuàng)新中心支部書記，王志福在言傳身教中，將“奮斗”“務實”的傳統(tǒng)傳遞給年輕一代。王志福承擔了本科生和研究生的實驗教學和現(xiàn)場測試管理工作，培訓相關測試與試驗有關人員達155人次，參與了《GB/ T36282—2018電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)電磁兼容性要求和試驗方法》《G B/T 18488.1—2006電動汽車用牽引電機及其控制器技術條件》《GB/T18488.2—2006電動汽車用牽引電機及其控制器試驗方法》等國標的編制修改工作，制定了科技部“十五”“十一五”電動汽車重大專項“電動汽車電機及其控制器技術規(guī)范”“電動汽車電機及其控制器試驗規(guī)范”等。

在教學工作中，他以教書育人為己任，將“四重”內(nèi)容滲透到專業(yè)課教育中，同時，注重結(jié)合學科特點，主動拓展學生學習的廣度，鼓勵學生以工程應用為導向的創(chuàng)新。從本科二年級開始，引入導師制，結(jié)合各類創(chuàng)新大賽，引導學生去做全過程的創(chuàng)新。此外，就車輛工程教育的學科特點而言，王志福還特別注重學生實踐、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)?！氨热缭诳碱}上，我們就會設計一些不局限于課本知識，有計算題，有判斷題，也有一些自由發(fā)揮的場景題，要求學生把全流程設計描繪出來?！蓖踔靖Ｅe例。

課堂教學中，王志福教會學生的是專業(yè)知識，而在課堂之外，學生收獲的卻是寶貴的人生財富。王志福常常告誡學生，在科研工作中，除了技術攻關，還有很多“技術外”的工作。一次，他帶領學生去做現(xiàn)場調(diào)試，遇到廠里的工人起沖突。他就和學生說：“咱們不能光在這看著，要去理解和觀察，為什么會發(fā)生沖突；發(fā)生沖突后，怎么去解決問題?！币驗橐院蟮綇S里工作，學生們也有可能會遇到類似的問題，一旦沒有順利解決，就有可能會影響項目進度。學習之外，王志福還經(jīng)常與學生談心，帶學生爬山、鍛煉，被學生們評為“最佳實踐老師”。

在多年工作的基礎上，王志福出版了《嵌入式車載信息系統(tǒng)開發(fā)與應用》《電動汽車輛驅(qū)動系統(tǒng)理論與設計》《車輛電磁兼容基礎》等學術著作，并參加編寫和翻譯了《現(xiàn)代電動汽車技術 》《混合電動汽車輛基礎》《裝甲車輛混合動力電傳動技術》等著作；申請國家發(fā)明專利10余項，獲授權(quán)5項，發(fā)表EI/SCI論文30余篇。在他看來，撰文寫作更像是對以往研究工作的一次“系統(tǒng)的梳理”。

2019年，工信部發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出我國新能源汽車滲透率到2025年將達25%，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定下了時間表，吹響了集結(jié)號。

胡適曾經(jīng)說過：“功成不必在我，而功力必不唐捐?！蓖踔靖Ｕ浴肮Τ刹槐卦谖摇钡木窬辰绾汀肮Τ杀囟ㄓ形摇钡臍v史擔當，為在世界新能源汽車領域發(fā)出中國聲音而不懈奮斗。