殷德軍：新能源車輛的創(chuàng)新之路

肖貞林

2016年，新能源汽車持續(xù)高速增長(zhǎng)，相關(guān)政策法規(guī)層出不窮?！蛾P(guān)于“十三五”新能源汽車充電設(shè)施獎(jiǎng)勵(lì)政策及加強(qiáng)新能源汽車推廣應(yīng)用的通知（征求意見稿）》明確提出新能源汽車的推廣進(jìn)度，并對(duì)完成推廣的地區(qū)給予充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼，2016年最高補(bǔ)貼1.2億。隨著新能源車輛推廣數(shù)量的增加，最高補(bǔ)貼金額今后每年增加2000萬，到2020年，最高補(bǔ)貼2億。新能源車輛將成為未來發(fā)展趨勢(shì)之一，新能源車輛的動(dòng)力革新勢(shì)在必行。走在創(chuàng)新前列的南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授兼車輛工程專業(yè)負(fù)責(zé)人殷德軍，為國(guó)內(nèi)新能源車輛的動(dòng)力控制領(lǐng)域開辟出一片新天地。

東瀛筑夢(mèng)，師出名門，車輛驅(qū)動(dòng)控制專家的養(yǎng)成

風(fēng)起于萍末，樓立于塵土。殷德軍關(guān)于未來的夢(mèng)想也早早萌芽于求學(xué)時(shí)期。1999年，他畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2000年經(jīng)中日聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目選拔至日本千葉工業(yè)大學(xué)攻讀碩士學(xué)位。2002年，他獲得該校電子工程碩士學(xué)位后，在機(jī)電控制以及電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，從事嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)逾4年半。在這期間，殷德軍勤奮好學(xué)，刻苦鉆研，打下了堅(jiān)實(shí)的設(shè)計(jì)與開發(fā)基礎(chǔ)。

2006年，殷德軍考入日本國(guó)立東京大學(xué)，師從世界最著名的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛動(dòng)力學(xué)研究先驅(qū)Hori教授，2009年順利取得博士學(xué)位后，他進(jìn)入日本慶應(yīng)義塾大學(xué)，在世界頂尖實(shí)踐型電動(dòng)車輛研究據(jù)點(diǎn)（Shimizu教授創(chuàng)立的電動(dòng)車輛研究室，2004年時(shí)速374公里的8輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車即誕生于此），從事分布式輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及主動(dòng)安全控制系統(tǒng)的研究。翌年，他兼職于SIM-Drive株式會(huì)社，擔(dān)任控制技術(shù)開發(fā)室室長(zhǎng)，從事面向下一代電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作。在日本期間，殷德軍先后參與了3項(xiàng)日本國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目以及5項(xiàng)企業(yè)高端科研項(xiàng)目，通過8臺(tái)不同類型電動(dòng)汽車的持續(xù)革新，奠定了整車控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)和框架，掌握了高端分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛的核心軟硬件技術(shù)。

2012年，殷德軍開發(fā)了全時(shí)全電動(dòng)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC，不僅通過了美國(guó)高速公路管理局FMVSS126整車標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，還具有可編程的操控特性；2013年他開發(fā)的采用四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車具有超低能耗（9.12千瓦時(shí)/100公里）和超強(qiáng)動(dòng)力（4.2秒/0-100kph）的特點(diǎn)。研發(fā)樣車中5輛已通過日本環(huán)境部、日本汽車研究所以及日本國(guó)土交通部陸運(yùn)局的技術(shù)鑒定，頒發(fā)上路牌照，進(jìn)入能夠?yàn)槭袌?chǎng)提供一站式解決方案的研發(fā)階段。

科研道路上一路高歌猛進(jìn)的殷德軍并沒有因?yàn)樵谌毡镜慕?jīng)歷而停滯不前， 2013年7月，殷德軍回到祖國(guó)，進(jìn)入博世（中國(guó)）投資有限公司，在博世中央研究院擔(dān)任電動(dòng)車輛研究科學(xué)家職務(wù)，從事電動(dòng)汽車動(dòng)力總成以及主動(dòng)安全控制方面的研究。2014年6月，他又放棄外企的優(yōu)厚待遇回到故鄉(xiāng)，出任南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授兼車輛工程專業(yè)負(fù)責(zé)人，開始了自己新的科研與教育旅程。

從祖國(guó)到日本，又從日本回歸祖國(guó)，殷德軍的科研生涯始終圍繞著新能源車輛。他把自己的勤奮與刻苦化為心中夢(mèng)想的養(yǎng)分，無論是祖國(guó)花園，還是異國(guó)他鄉(xiāng)，都開出了芬芳的花朵。但他并不因此驕傲，而是更加小心翼翼地在科研道路上前進(jìn)，為靠近心中的夢(mèng)想鋪路筑基。

殷德軍攻讀博士學(xué)位以來，一直致力于未來新能源車輛共性關(guān)鍵技術(shù)的研究，在取得代表性研究成果的同時(shí)，這些共性關(guān)鍵技術(shù)的整體布局在腦海中日漸清晰。他加入南京理工大學(xué)后，為避免我國(guó)在未來新能源車輛領(lǐng)域重蹈專利覆轍，立刻展開了關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)性布局工作，目前已就未來五年以后的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)申請(qǐng)?jiān)硇园l(fā)明專利50多項(xiàng)，涉及高可靠性車輛電子系統(tǒng)、新型車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)控制算法、新型車輛結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)、高扭矩密度驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)一體化系統(tǒng)、智能與輔助駕駛以及線傳復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)七個(gè)方面，為國(guó)家車輛發(fā)展護(hù)航。

術(shù)有專攻，矢志不渝，新型車輛控制系統(tǒng)的耕耘

在《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃》及《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃》中，我國(guó)政府明確指出，電動(dòng)車輛將是車輛節(jié)能減排的最佳選擇，是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。由此，新能源汽車即電動(dòng)車輛作為解決環(huán)境污染以及能源問題的重要手段，成為車輛工程領(lǐng)域及能源領(lǐng)域的重要科研內(nèi)容。在其相關(guān)研究?jī)?nèi)容中，除動(dòng)力電池以外，關(guān)鍵核心技術(shù)仍然包括驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)總成及其控制技術(shù)。此類技術(shù)屬于內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代技術(shù)的延續(xù)和發(fā)展，是所有新能源車輛所必需的基礎(chǔ)性技術(shù)。

然而我國(guó)自內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代起，在車輛關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域積累薄弱，絕大部分關(guān)鍵技術(shù)仍由德日美等國(guó)的跨國(guó)公司所壟斷。如果這些技術(shù)無法自主研發(fā)，那么實(shí)現(xiàn)“彎道超車”的新能源車輛發(fā)展愿景極有可能陷入“空中樓閣”的危險(xiǎn)境地。

分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛被譽(yù)為新能源車輛驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的終極發(fā)展方向。殷德軍在此領(lǐng)域積累多年，深諳分布式驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵和難點(diǎn)在于其控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)技術(shù)涉及多學(xué)科知識(shí)，其核心是算法研究，屬于看不見摸不著的軟件技術(shù)。一種控制系統(tǒng)的成功不僅需要深刻的思考，還需要大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，世界先進(jìn)技術(shù)的跟隨者大多為此所累。

殷德軍以擅長(zhǎng)的控制技術(shù)為主線，組織各共性關(guān)鍵技術(shù)的研究。他以“全面直接基于力學(xué)”為新方向，以“驅(qū)動(dòng)器即傳感器”為新方法，對(duì)分布式電動(dòng)車輛底層防滑進(jìn)行重點(diǎn)研究，擴(kuò)展至一體化主動(dòng)安全系統(tǒng)，以提高車輛在任何駕駛姿態(tài)以及驅(qū)動(dòng)器失效情況下的生存能力和復(fù)雜地形下的通過性。在控制系統(tǒng)的研究過程中，逐一攻克車輛電子技術(shù)、驅(qū)動(dòng)器技術(shù)等硬件難關(guān)，其軟硬件研究成果在電動(dòng)汽車、氫能源汽車、混合動(dòng)力汽車上具有廣闊的應(yīng)用前景。

大浪淘沙，中流砥柱，新型車輛底盤系統(tǒng)的探索

制動(dòng)系統(tǒng)是車輛不可或缺的核心部件。傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)接收駕駛者對(duì)于制動(dòng)踏板的制動(dòng)操作，經(jīng)由助力裝置，直接將此制動(dòng)操作施加于車輪。而車輛線傳制動(dòng)系統(tǒng)在正常工作模式下，由電子裝置接受駕駛者的制動(dòng)請(qǐng)求，電子裝置將此信號(hào)適當(dāng)處理后，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施車輪制動(dòng)。對(duì)于混合動(dòng)力、純電動(dòng)、氫燃料等各類新能源車輛，線傳制動(dòng)系統(tǒng)還承擔(dān)著協(xié)調(diào)復(fù)合制動(dòng)的關(guān)鍵任務(wù)。此時(shí)，線傳制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)先利用電機(jī)再生制動(dòng)的容量進(jìn)行車輪制動(dòng)，并將剩余的制動(dòng)請(qǐng)求分配至液壓制動(dòng)，以期最大程度回收車輛制動(dòng)能量，從而延長(zhǎng)車輛行駛距離。

因此，殷德軍指出，線傳制動(dòng)系統(tǒng)是未來車輛必需的關(guān)鍵部件，是車輛制動(dòng)、輔助駕駛、智能駕駛、主動(dòng)安全控制的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，也是制約未來智能交通的基礎(chǔ)技術(shù)之一。線傳制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于提高車輛安全性能、提高車輛能源使用效率、降低新能源車輛成本、促進(jìn)智能交通發(fā)展有著非常重要的意義，是未來車輛的共性關(guān)鍵技術(shù)。他認(rèn)為，我國(guó)未來在汽車保有量，特別是新能源汽車的投入量上將居世界首位，因此線傳制動(dòng)技術(shù)，特別是具有協(xié)調(diào)復(fù)合制動(dòng)功能的線傳制動(dòng)技術(shù)，在我國(guó)既具有廣闊的市場(chǎng)空間和堅(jiān)實(shí)的生產(chǎn)基礎(chǔ)，也符合我國(guó)解決環(huán)境、能源以及交通問題的現(xiàn)實(shí)需求。

但是受內(nèi)燃機(jī)汽車技術(shù)積累薄弱的限制，我國(guó)目前還沒有針對(duì)線傳制動(dòng)技術(shù)展開深入有效的研究和開發(fā)。國(guó)內(nèi)企業(yè)與高校提出的一些解決方案與國(guó)外技術(shù)相比，還存在制動(dòng)能量回收率低、失效模式下可靠性低、裝置本身能耗高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。

針對(duì)國(guó)外已有相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)，但我國(guó)自主技術(shù)在此領(lǐng)域還處于空白階段的現(xiàn)狀，以殷德軍為代表的研究者積極探索新型線傳復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，目前已就最有可能采用的原理性方案申請(qǐng)十余項(xiàng)發(fā)明專利，為我國(guó)掌控先進(jìn)的車輛線傳制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)，促進(jìn)國(guó)家車輛底盤系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)著自己的力量。

路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。在科研大道上，殷德軍將駕駛著裝載著自己研制出的新能源車輛動(dòng)力系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)新能源車輛動(dòng)力的創(chuàng)新發(fā)展而不斷前行。