陳清泉 如車疾行 如泉芬芳“亞洲電動車之父”

涂興佩

他提出了電動汽車研究核心和總體指導思想，將汽車技術，電機技術，電力驅(qū)動技術，電力電子技術和現(xiàn)代控制理論有機地結(jié)合起來，為現(xiàn)代電動汽車學奠定了基礎，使現(xiàn)代電動汽車學這一新興交叉學科從理論到實踐形成了一個完整的體系。

他發(fā)明了多種電動車專用的特種電機及其控制裝置，研制出多輛不同類型的電動車。其研究和創(chuàng)新成果多次在國際上獲獎，并在中國、日本、美國、德國得到應用。

他創(chuàng)辦了世界電動車協(xié)會，并擔任輪值主席，被譽為“電動汽車三賢士”之一和“亞洲電動車之父”。

他曾獲英國電機工程師學會國際杰出學術演講勛章；中國科學技術進步二等獎；香港工程師學會最高榮譽金勛章；聯(lián)合國教科文組織屬下世界工程師組織聯(lián)盟的卓越工程成就勛章；中國工程院光華工程科技獎等獎項。

他就是中國工程院院士、香港工程科學院院士、英國皇家工程院院士、烏克蘭工程科學院院士、劍橋大學丘吉爾學院院士——陳清泉?！犊茖W家》帶您走進陳清泉院士的科研人生。

一

啟蒙

陳清泉是印尼第三代華僑，祖籍福建省漳州市，祖父時代來到印尼定居。1937年1月，他出生于印度尼西亞中爪哇馬吉朗市，父親是馬吉朗市當?shù)氐娜A僑企業(yè)家，主要從事出租車和公交車行業(yè)的生意，屬于當?shù)氐闹挟a(chǎn)階級。和當時其他較為富裕的印尼家庭一樣，陳清泉從小就在多國文化的熏陶下成長。

由于父親從事汽車行業(yè)的生意，小時候的陳清泉得以常常在修理車間穿梭來回。每次看到汽車排出大量煙氣和工人因為修車而弄得全身油污時，他就覺得奇怪，心中充滿了疑惑?！澳莻€時候就好奇，為什么一輛漂亮的車一到車間就變得骯臟了？以后能不能有干凈的車呢？”陳清泉說道。就這樣，好奇的種子慢慢地在陳清泉幼小的心靈中生根發(fā)芽，茁壯成長，最終驅(qū)使他在電動汽車的“王國”開疆拓土、不斷前行。

1951年，勤奮好學的陳清泉通過刻苦努力順利考入著名的印尼雅加達巴城中學（以下簡稱“巴中”）就讀高中二年級。在巴中，陳清泉各學科成績優(yōu)良，打下了數(shù)理化和語文的堅實基礎。

彼時的巴中，新中國剛剛建立的消息傳來，促使巴中就讀的一批愛國學生組成了活躍進取的學生會。他們組織同學積極參加各項愛國活動，密切關注祖國的發(fā)展，還通過寫詩歌、小說、出壁報，開展紀念魯迅晚會等各種方式來宣傳愛國思想。陳清泉向往如日初升的新中國，積極參與各項課外活動，并擔任了巴中回國同學會文書。

二

求學

1953年從巴中畢業(yè)后，陳清泉立即選擇了回國，并就讀于北京礦業(yè)學院（今中國礦業(yè)大學），師從當時礦業(yè)學院機電系主任、中國工程院資深院士、著名礦山機電專家湯德全教授。

“那時有一個礦山電力牽引機車的課，就是在礦山里面用電動機來驅(qū)動機車進行運輸，激起了我的好奇心?！彪妱榆嚨男蜗鬂u漸與小時候“讓車變干凈”的夢想重合。也是從這時開始，陳清泉漸漸地開始踏上了電動汽車之路?！八宰鍪裁词虑槎家獜暮闷嫘拈_始，有好奇心才能激發(fā)你的思維?！标惽迦硎?。

1957年，陳清泉以優(yōu)異的成績從礦業(yè)學院畢業(yè)，留校任教至1971年。期間，他被保送到清華大學參加研究生班學習。同時，在學校工作期間，為了解決礦山提升機自動化的關鍵設備低頻發(fā)電機的技術難題，陳清泉帶頭設計制造出了國內(nèi)首臺礦山低頻發(fā)電機。后經(jīng)不斷地改進完善，形成了礦用低頻發(fā)電機系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品一直沿用到今天，填補了當時的國內(nèi)空白。此后，他又被借調(diào)到煤炭工業(yè)部，承擔提升機自動化的技術革新，主持研制了我國第一臺礦用防爆干式變壓器和低頻發(fā)電機系列，編寫出版了中國第一部《煤礦電工手冊》。

1976年后，陳清泉移居到香港。他一邊在香港理工學院（現(xiàn)香港理工大學）擔任講師，一邊在香港大學梁維新教授門下攻讀博士研究生課，并在英國倫敦帝國學院任訪問學者，在著名直線電機專家E.R. Lewthwaite教授指導下開展電機科研工作。1982年，陳清泉獲得了香港大學的哲學博士學位。

多年的點滴積累，也讓陳清泉對電動汽車漸漸有了清醒的認識：隨著石油能源的消耗、汽車的增加，尾氣污染也越來越嚴重，呼吸道患者逐年增加，與空氣污染更有密切的聯(lián)系。嚴峻的現(xiàn)實迫使人們開始研究汽油的替代產(chǎn)品，而零污染汽車——電動車無疑將成為今后人們生活中的必需品。

此后，在香港大學任教不久，陳清泉便將電動汽車作為研究方向，不僅提出了電動車的工程哲學，揭示了電動車的系統(tǒng)集成與優(yōu)化設計規(guī)律，而且發(fā)明了多種電動車專用的特種電機及其控制裝置，研制了多輛不同類型的電動車，并多次獲得國際性的獎項，為現(xiàn)代電動車學奠定了基礎。

三

探索

1873年，英國人羅伯特？戴維森制作了世界上第一輛可供實用的電動汽車，比德國人戴姆勒和本茨發(fā)明汽油發(fā)動機汽車早了10年以上。隨后的100多年間，隨著石油能源的開發(fā)與銳減、電動汽車的命運幾經(jīng)波折、載浮載沉。然而，不管是興盛還是暗淡，自踏入這一領域后，陳清泉再也沒有想過離開。近半個世紀的執(zhí)著追求也讓他當之無愧地站在了世界電動汽車領域的最高峰。

兒時的夢想成為現(xiàn)實，無疑，陳清泉是幸運的。

1987年，陳清泉獲得美國能源部及美國電力研究所支持，創(chuàng)辦了國際電動車研究中心，并于該年獲得了美國IEEE優(yōu)秀論文獎。1988年，他創(chuàng)造性地提出了電動汽車感應電機的自適應控制，運用現(xiàn)代控制理論研究成功了多種新穎的電動車特種電機的高性能控制系統(tǒng)，包括自適應解耦控制法、滑?？刂品ǖ?，并采用他創(chuàng)立的電機數(shù)學模型。該方法彌補了電動汽車電機在實際運行中由于電機參數(shù)檢測變化而引起的控制誤差，大大提高了控制性能，根據(jù)工況優(yōu)化效率、節(jié)省能量、提高電動車行駛里程。

這一系列研究成果自然也得到了國際同行的認可。他發(fā)表的異步電機自適應解耦控制論文獲得了第九屆世界電動車大會的Alcan優(yōu)秀論文獎，1998年獲美國電機電子工程師學會工業(yè)電子分會頒發(fā)優(yōu)秀論文獎；1994年，在美國出版的電動汽車發(fā)展史中，記載了陳清泉創(chuàng)新性地將變頻控制感應電機應用于電動汽車，以提高電動汽車性能的貢獻。

四

突破

在電動汽車系統(tǒng)中，電力變換是一個很重要的環(huán)節(jié)。車載電池只能提供直流電，而所采用的驅(qū)動先進電機是交流電機，所以存在著把直流電轉(zhuǎn)換為交流電的問題。在先進的電力變換器領域，陳清泉也取得了巨大突破。

1991年，陳清泉提出了一種針對電池供電的三相逆變器脈寬調(diào)制新策略，特別適合于處理具有較強諧波抑制能力的非恒定電壓源。2000年，他又提出并實現(xiàn)了一種預估電池剩余容量的新方法，研究了電池的各種運行模式，包括電流的放電模式以及在歐洲、美國、日本使用的電動汽車標準運行模式等，預估電池剩余容量與實際情況比較證實了該方法的準確性和有效性。

同時，根據(jù)這些研究，陳清泉還創(chuàng)新開發(fā)出了“智能化電池充電器及容量檢測儀”，提出了電池的新模型，能最佳控制電池的充電電壓和電流，并可精確顯示電池的剩余容量。該成果已被美國福特汽車公司和臺灣工業(yè)技術研究所采用。此外，他還研究成功了“智能化電動車能量管理系統(tǒng)”實現(xiàn)全車用電的安全經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度。該項成果已成功用于日本本田電動車和港大電動車，顯著提高了電動車的能源效率和行駛里程。

在電動機系統(tǒng)方面，陳清泉也先后研制出多款高性能的電動汽車專用的特種電機。1994年，他提出了一種針對電動汽車的新型高功率密度永磁電動機驅(qū)動系統(tǒng)，1998年又提出和實現(xiàn)了容錯式永磁無刷電動機恒功率運行的新型效率優(yōu)化控制方法，2000年提出了一種新型五相表面嵌入式永磁無刷直流電動機驅(qū)動系統(tǒng)……

五

創(chuàng)新

最近，陳清泉潛心研究能源與信息的關系，推導出能源與信息的機理與公式，提出基于納米網(wǎng)的能源優(yōu)化配置系統(tǒng)。他進一步提出交通網(wǎng)、能源網(wǎng)、信息網(wǎng)和人文網(wǎng)的融合。

創(chuàng)新無止境。在電動汽車起起伏伏的20世紀下半葉，陳清泉毅然堅持在科研一線，潛心鉆研、開發(fā)創(chuàng)新。即使是在電動汽車逐漸走進千家萬戶的21世紀，他仍然清醒地認識到電動汽車關鍵技術的缺陷與不足，并且堅持每年奔波在世界各國考察研究，為電動汽車的未來貢獻自己最大的力量。

“我從事電動汽車已經(jīng)有40多年了，我的經(jīng)驗體會到電動汽車在40多年間時起時落，但這一次起來跟以前不一樣了。40多年前我剛剛開始加入電動汽車，開會的規(guī)模很小——一兩百人，并且開會大多數(shù)都是技術人員，今天我們這個會那么龐大，既有政府官員、也有企業(yè)家、也有投資者，也有專家，就是說明電動汽車的產(chǎn)業(yè)化的曙光已經(jīng)到來了，但是我們還面臨著各種挑戰(zhàn)?！?012年在全球新能源汽車大會上陳清泉如是說。

六

感悟

進行科研，要敢想敢干，敢于超越前人，敢于創(chuàng)新，去開拓新的領域。人際關系走極端不好，搞科研則可走極端，不搞大的就搞小的，不搞長的就搞短的，不搞高的就搞低的，中間地帶有人搞過，就不必重復。當然，敢想敢干不等于蠻干，不等于不要規(guī)劃，不是去違反客觀規(guī)律，恰恰相反，只是要求我們發(fā)揮主觀能動性，去提示、駕馭未被人們發(fā)現(xiàn)的客觀規(guī)律。在科研過程中，個人的智慧才能畢竟是有限的，因此，要善于依靠集體的力量，發(fā)揮眾人的才智。要與上下級、同事、學生以及周圍的人合作，從他們身上吸取營養(yǎng)，合作中要互相尊重，不嫉才，不自負，合作才能搞好。概括起來，就是：超越、創(chuàng)新、合作、互重。

幾十年的科研經(jīng)驗，我深切地體會到“留心到處皆學問”，隨時隨地可學習。物質(zhì)世界和人類社會的發(fā)展是永恒的，學無止境，不進則退，而要有所作為，有所貢獻，就必須通過艱苦努力，我深感在科學上是沒有平坦的道路可走的，只有在攀登時不畏艱難險阻的人，才有希望達到光輝的頂點。

半個世紀以來，陳清泉對電動車進行了不懈的研究和開發(fā)創(chuàng)新，發(fā)明了多種電動車專用的特種電機及其控制裝置，研制出多輛不同類型的電動車。其研究和創(chuàng)新成果多次在國際上獲獎，并在中國、日本、美國、德國得到應用。他還創(chuàng)辦了世界電動車協(xié)會，曾被Global View期刊譽為“亞洲電動車之父”，被印度譽為“電動車技術之祖”，被國際電動車同行譽為“世界電動車三賢士之一”，以表彰他在現(xiàn)代電機控制及電動車研究方面的杰出成就。

如今“青絲染白雪”，這位年過八旬的學者依然活躍在工程科技一線。他用畢生精力為電動汽車事業(yè)注入了一汪不竭的源泉。