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        在時(shí)代的風(fēng)口上順勢(shì)而為
        ——記西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院副教授徐俊

        2018-08-27 02:03:22干思思
        科學(xué)中國人 2018年14期
        關(guān)鍵詞:徐俊電動(dòng)汽車電池

        □ 干思思

        專家簡介:

        徐俊,西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院副教授、博士生導(dǎo)師。擔(dān)任陜西省汽車工程學(xué)會(huì)理事,2017電動(dòng)汽車國際會(huì)議(瑞典斯德哥爾摩)國際會(huì)議組委會(huì)聯(lián)合主席,學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,多個(gè)國際會(huì)議分會(huì)主席,西安市新能源汽車充電站項(xiàng)目評(píng)審專家,全國大學(xué)生機(jī)器人大賽Robocon、Robomasters指導(dǎo)教師,獲全國大賽一等獎(jiǎng)多次。

        長期致力于電動(dòng)汽車能源管理技術(shù)和復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)控制領(lǐng)域的研究,在新能源汽車/電動(dòng)汽車電池管理、能源管理、系統(tǒng)控制等方面有著重要的貢獻(xiàn)。曾主持相關(guān)國家級(jí)、省部級(jí)和企業(yè)合作項(xiàng)目20余項(xiàng),參編出版英文專著1部,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文50余篇,其中ESI高被引論文2篇,申請(qǐng)發(fā)明專利30余項(xiàng),其中已授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng);被聘為20余個(gè)國際高水平期刊評(píng)審專家,多個(gè)國際會(huì)議論文評(píng)審專家。

        在全球能源短缺,人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)的大背景下,新能源汽車/電動(dòng)汽車成為汽車行業(yè)的必然選擇,也愈來愈成為社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。

        擇自己所愛,順時(shí)代所求

        近年來,世界主要的汽車強(qiáng)國紛紛將新能源汽車提升至國家戰(zhàn)略,我國也將其作為七大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。在國家政策的大力扶持下,我國新能源汽車行業(yè)已經(jīng)步入高速發(fā)展階段,技術(shù)和市場成熟度不斷提高、關(guān)鍵零部件配套能力也得到大幅提升,行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。

        本科期間,徐俊就對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)生了濃厚的興趣,在了解其挑戰(zhàn)與機(jī)遇后毅然選擇電動(dòng)汽車作為研究生階段的科研方向,并于一年后轉(zhuǎn)博攻讀電動(dòng)汽車能源管理方向博士。為了對(duì)電動(dòng)汽車能源管理技術(shù)有更全面的認(rèn)識(shí)和更深入的研究,他于2011年至2013年兩年間在美國密歇根大學(xué)德爾本分校開展訪問研究。在美國期間,徐俊師從IEEE Fellow Chris Mi教授,并參與到美國能源部項(xiàng)目當(dāng)中。除此之外,他與美國的福特、克萊斯勒等企業(yè)聯(lián)合開展了電子管理相關(guān)的研究工作。赴美聯(lián)合訪問期間的研究成果以論文的形式發(fā)表到多個(gè)高水平學(xué)術(shù)期刊上,論文受到國內(nèi)外學(xué)者的認(rèn)可與高頻次引用。

        在美國的訪問研究經(jīng)歷為徐俊回國后的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?;貒螅炜∵M(jìn)入裝備與故障診斷研究所(現(xiàn)為機(jī)器人與智能系統(tǒng)研究所),依托于機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和陜西省智能機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái),在長江學(xué)者梅雪松教授的帶領(lǐng)以及在團(tuán)隊(duì)的共同努力下,開展國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中央高校新教師支持項(xiàng)目、中國博士后基金等20余個(gè)項(xiàng)目研究,在電動(dòng)汽車電池狀態(tài)估計(jì)、電池一致性控制、電池能量管理和安全性管理等方面取得重大突破。

        從實(shí)際出發(fā),尋解決辦法

        電動(dòng)汽車在國家政策的鼓勵(lì)下有很多機(jī)遇,隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展,對(duì)先進(jìn)電池及其管理系統(tǒng)的需求和要求也日益提高。電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心技術(shù),也是現(xiàn)階段制約我國電動(dòng)汽車技術(shù)水平發(fā)展的瓶頸之一,如何立足現(xiàn)有成果展開未來的研究,推動(dòng)電動(dòng)汽車核心技術(shù)的發(fā)展一直是徐俊研究的重點(diǎn)。

        “電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)是要應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中的,如果電池系統(tǒng)建模過于復(fù)雜,實(shí)際應(yīng)用時(shí)計(jì)算量太大,相反,如果太簡單,實(shí)際應(yīng)用時(shí)精確度又不夠,我們研究的方向就是通過優(yōu)化模型,兼顧精確度和運(yùn)算量,使得電池系統(tǒng)能夠更好地應(yīng)用于實(shí)際?!毙炜≌f。

        “目前,電動(dòng)汽車的電池最大的問題就是電池剩余電量無法準(zhǔn)確預(yù)估。雖然已有一些估計(jì)辦法,但誤差非常大。”徐俊在談及電池管理系統(tǒng)的難題時(shí)說道。針對(duì)電池剩余電量等內(nèi)部狀態(tài)估計(jì)不準(zhǔn)確問題,徐俊研究了電池狀態(tài)估計(jì)運(yùn)行機(jī)理,提出了將電池電壓誤差信息及其積分信息反饋控制的比例積分觀測(cè)器電池荷電狀態(tài)估計(jì)和卡爾曼安時(shí)聯(lián)合方法;為了減少對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的依賴,徐俊提出了在線參數(shù)與SOC聯(lián)合估計(jì)方法,被認(rèn)為是“最先進(jìn)的方法”。在針對(duì)電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)中大量串并聯(lián)電池存在的“木桶效應(yīng)”問題上,徐俊及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)了多種電池主動(dòng)均衡與重構(gòu)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了簡潔有效的大電流均衡與重構(gòu),這為進(jìn)行電池一致性有效控制提供了理論與實(shí)踐基礎(chǔ),具有較強(qiáng)的市場推廣應(yīng)用價(jià)值。

        教師團(tuán)隊(duì)與部分2018年畢業(yè)生合影

        科技最終的目的是在實(shí)際應(yīng)用中為人們解決問題,帶來便利。徐俊十分重視科研轉(zhuǎn)化,在力求對(duì)電動(dòng)汽車核心技術(shù)進(jìn)行更深層次的研究的同時(shí),也積極促進(jìn)從學(xué)術(shù)科研到產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變。徐俊團(tuán)隊(duì)對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池進(jìn)行時(shí)頻特性測(cè)試,利用其頻域特性及其在時(shí)域上的分析,提出了一種分?jǐn)?shù)階阻抗模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的精確建模。針對(duì)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)工況,徐俊團(tuán)隊(duì)搭建了基于dSPACE的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池測(cè)試硬件在環(huán)(HIL)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并結(jié)合整車實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)方法的綜合驗(yàn)證。研究成果目前正逐步走向工程應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。

        教師之為教,相機(jī)誘導(dǎo)

        “教師之為教,不在全盤授予,而在相機(jī)誘導(dǎo)。”徐俊在教學(xué)上堅(jiān)持“激發(fā)學(xué)生的自主能動(dòng)性”的觀念。他把科研與教學(xué)融合,鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)揮,自主思考,發(fā)現(xiàn)問題并積極尋求解決辦法。

        “興趣是最好的老師,而且興趣也是最強(qiáng)的動(dòng)力。對(duì)科研有興趣,學(xué)生們就愿意花更多的時(shí)間,會(huì)自己想盡方法把問題解決。”徐俊說。他指導(dǎo)學(xué)生多次獲得全國大賽一等獎(jiǎng),培養(yǎng)了多名研究生和博士生。徐俊堅(jiān)信,老師只是起一個(gè)引導(dǎo)作用,學(xué)生的學(xué)識(shí)源于他們自己的探索。放手讓學(xué)生自己去做嘗試,去總結(jié)分析經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),激發(fā)他們的主觀能動(dòng)性,提高他們的興趣,才能把學(xué)生培養(yǎng)成能夠獨(dú)當(dāng)一面的人。除此之外,徐俊還鼓勵(lì)學(xué)生要走出校園,多參與實(shí)踐,要在實(shí)際行動(dòng)中發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)中更多的問題,并提出解決問題的方法。

        契訶夫說過:“科學(xué)是人們生活中最重要、最美好和最需要的東西?!彪m然在科研的道路上滿是曲折,但突破電動(dòng)汽車核心技術(shù)的瓶頸勢(shì)必會(huì)給人民、給國家甚至給全世界帶來便利和利益。關(guān)于未來,徐俊樸實(shí)地說道:“我們研究的方向前景非常好,我們要腳踏實(shí)地,一步一個(gè)腳印地走,希望在未來可以收獲好的成果?!?/p>

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