6up【真.给力】

产品中心

一束突破电阻的电流|记全国劳动模范代康伟

发布时间: 2021-04-11 08:00

  11月24日,2020年全国劳模和先进工作者表彰大会在北京隆重举行。北汽新能源工程研究院副院长代康伟被评为2020年全国劳动模范。

  电流经过导体、遭遇电阻,会产生三大效应:热效应(光效应)、化学效应、磁效应。由此,一束束电流被运用到各个领域,辐射出巨大的能量,改变着人类世界。

  拿下中国汽车工业科技进步奖一等奖、北京市科学技术二等奖,连续两年获得“中国心”新能源汽车动力系统最高奖项,打造全球首款乘用车无模组动力电池,取得全球首家TMMI-3认证证书,攻克全地形模式越野模式开发难题……8年来,全国劳动模范、北汽新能源工程研究院党委委员、副院长代康伟带领团队,一直在三电核心技术领域奔跑、攀登。

  她和她带领的团队,就像一束永远向前的电流,突破电阻的同时发出光和热,并形成“电磁场”,为中国新能源汽车技术和产业的发展贡献力量。

  2008年,代康伟加入北汽集团,成为当时为数不多“科班出身”的新能源汽车开发工程师。2013年,她开始专注纯电动乘用车研发。

  在完成VCU(整车控制器)、BMS(电池管理系统)开发后,三电团队面对的是一道重要的选择题——MCU(电机控制器)是自主开发,还是找供应商开发?“如果我们这次不努力,以后连努力的机会都没有了。”在核心技术研发上,代康伟带领团队做出了关键抉择。

  电机控制,从不转到转是一个门槛。但两三个月过去了,电机还是没有转起来。“既然选择了这条道路就不能后退,没有什么困难是不能克服的,如果有,那就加倍奋斗。”代康伟对团队,也是对自己说。白天台架试验、晚上总结讨论,夜以继日、孜孜以求……直到有一天,电机转动了!

  经过努力,三电团队完成了两代动力电控产品平台开发。2014年搭载整车上市,当年销量就突破5000辆。2015年,“C30纯电动乘用车关键技术集成开发与应用项目”斩获中国汽车工业科学技术进步奖一等奖。

  2015年,代康伟接触到功能安全技术。电动汽车越高级,电子零部件就越多,一旦高安全等级控制器失效,将产生无法估量的伤害。代康伟敏锐地认识到功能安全技术在未来电动汽车发展中的关键作用,决定在国内率先立项启动研发。

  “就像当时我们做电控系统一样,一切从零开始。”代康伟回忆道:“没有可以借鉴的整车功能安全风险评估经验,没有三电功能安全系统设计方案,没有支撑开发的工具链和芯片……”

  代康伟一直用“争先”的精神激励团队,“争先,就是要敢于定义目标,然后不退不让。”目标,就是一束光,引领着人们在黑暗中跋涉。

  在国内找不到同行者,代康伟就直接找到最权威的认证机构——德国莱茵TüV集团,探讨电动汽车功能安全的标准与认证问题。最初的进展并不顺利,德国莱茵不了解电动汽车,代康伟团队不了解标准。在代康伟的推动下,双方签署战略协议,毫无保留地共享知识,成就了一段合作佳话。

  开发不是一帆风顺。方案3次叫停,9轮设计评审,最终实现了安全性、合理性和可行性的完美融合。2017年6月,项目团队成功将功能安全标准导入三电控制器产品开发。2017年,先后获得德国莱茵颁发的“ASIL D级”功能安全流程认证证书以及动力电控产品MCU、VCU和BMS功能安全产品“ASIL C级”认证证书。北汽新能源成为国内唯一一家完整自主掌握电动化功能安全产品及流程技术的整车企业,达到了世界级水平。

  在做项目的同时,代康伟更看重建体系、建流程、建规范。目前,她带领的团队已经申请专利5482项,完成1700多项企业标准,参与80多项国家和行业标准制定。

  2020年10月28日,北汽新能源又一次登上中国汽车工业科学技术奖的领奖台。由公司独立完成并申报的“电动汽车三电平台关键技术与产业化”项目,获得中国汽车工业科技进步奖一等奖。

  续航、安全、成本是行业的共性难题。此次,代康伟带领的三电团队,借助高能效电驱总成关键技术,提高了电机效率、回收效率和能量密度;研发高安全电池电控关键技术,解决了热失控预警、热失控抑制及数万组件毫秒级的电控功能安全管控。

  电动汽车开发技术不断迭代,所以在这个领域,永远没有成熟的经验可以参考。代康伟定义目标的方法就是问自己:“如果我是一名消费者,想要什么样的性能?油车已经做到的,电车做到了没有?”

  高性能动力总成开发项目立项之初,国外已量产的电动汽车产品均采用分体式电驱动总成方案,造成了前机舱布置臃肿、系统成本高、零部件故障率高等问题。为了解决难题,代康伟带领团队开始了将VCU、MCU、OBC(车载充电机)、DCDC(高低压电源转换)、高压配电以及驱动电机、减速器等进行高度集成的开发之旅。

  将所有的电气功能集成到一体化壳体内,狭小的空间要实现多个热源的散热非常困难,需要机-电-热-磁-安全多技术协同。

  在电机结构设计上,降低磁钢用量、优化电机结构,减少谐波,最终把间隙改成“花瓣形”,在空载理想状态下能产生最大的力矩,破解用户小扭矩使用工况的效率难题。在电控设计上,利用各热源生热功率不均匀、时序显著差异等特点,创造性地提出“三明治式”的液冷结构布局,设计一体化电气拓扑新架构,大幅度提高了电驱动总成的功率密度和可靠性,较分布式电驱动总成的重量减少28kg。

  电机效率提高,直接反应在NEDC(新标欧洲循环测试)数据上。中汽研汽车检验中心出具的报告显示,北汽新能源NEDC动力总成效率为87.5%,处于行业顶级水平。不仅如此,新一代产品的电磁兼容等级提高到国际标准CISPR25等级4,解决了消费者对“电磁辐射会不会影响人体健康”的疑虑。

  2015年第一代一体化电驱动产品问世,2017年第二代产品搭载装车,2019年第三代产品成功产业化,并获得北京市科学技术进步奖二等奖。

  一体化动力总成解决的是电动汽车效率问题,动力电池则解决用户的另一个关注点——里程焦虑。

  “我们一直在思考,消费者购买一度电,如何跑得更远、更快、更安全?”2019年2月13日,代康伟代表项目团队在军令状上签字立状,誓保CTP电池研发节点,保证产品性能提升和成本下降。

  设计方案及数据冻结,第一台CTP电池车下线,电池系统及整车DV试验开展,电芯及整车认证,系统级及电芯级验证完成,经济性、高温及可靠性验证完成,产线年的初春到仲秋,CTP动力电池开发团队仅用了7个月就完成了全部开发任务,通过了50万公里试验强度的考验,实现箱体减重13%,整车能耗性能提升2.9%,整车常温续航里程增加3%,-7℃续航里程增加10%。通过系统集成创新,实现了能量密度性能指标的显著提升。

  创新永不止步。2020年,代康伟带领团队在硬件集成创新的基础上,通过软件控制策略的个性化匹配,依托北汽新能源50万辆车运营大数据,实现基于地区、工况对动力电池热管理的精准管控,使动力电池系统始终在适宜的温度范围内工作,延长了使用寿命。

  从2009年到现在,北汽新能源动力电池技术革新已历经三次迭代。11年间,系统能量密度提升100%。“50kWh级电池能量密度最高能达到180Wh/kg以上,国际先进!”三电项目申报材料中颇为自豪地写下了这样的数据。不仅如此,代康伟还带领团队进行全天候电池技术、四重安全电池技术的研发,着力构建完备的电池系统研发能力和测试验证体系。

  “立足市场,判断技术发展趋势,规划自身研发任务,时刻保持技术竞争力,这是我作为一名技术负责人和带头人要去做的事情。”代康伟说自己非常享受这种挑战的过程,而技术发展和消费者需求之间产生的化学反应,是其中最令人兴奋之处。

  通过不断提升电池性能来提升续航里程,是攻坚战;通过软件开发不断优化电控性能,则是遭遇战。

  “全地形模式开发,就是遭遇战中的典型战役。”全地形功能,就是纯电动汽车通过策略调整实现沙地、泥地和雪地驾驶,让电动SUV具备越野能力。这不是技术预研,而是一款量产车核心功能的应用开发。

  一开始团队信心不足,6up。认为这是不可能完成的任务。代康伟告诫团队:“我们要打造的是一支常胜之师,任何情况下都能打胜仗。”

  没有经验,就对标油车的功能指标,设计出算法和方案,然后上车测试。为了模拟实际用户使用场景,就租赁不同场地去测试。疫情期间,为了节约中午往返吃饭的时间,工程师就带饭去测试场,寒冬时节,一口凉饭就着一口热水。

  “我后来知道这个事情,非常心疼。我不鼓励他们这样做,但时间非常紧急,工程师真的拼了。”说到自己的团队,代康伟满是赞扬。

  协同底盘部和博世等供应商共同开发,无数次的技术方案和算法调整,无数次的实车标定,无数次的技术评审……“每一次的验收,北汽新能源执行副总经理陈上华和工程研究院院长杨子发都要参加,给三电团队以极大的关注和鼓励。”

  2020年10月23日,在ISQE软件质量工程峰会上,北汽新能源工程研究院以全部认证域“完全满足”的最高评分,获得TMMI基金会签发的TMMI-3级认证证书,成为全球汽车行业内首个获得该认证的测试组织,这是对其软件质量管理水平最有力的资质证明。

  为满足研发需要,到底是手动测试还是自动化测试?到底是自己做还是外包服务?为了获得极致的测试效率,代康伟还是决策“一定要自己做”。

  5年来,电控测试全过程自动化关键技 术经历了约3000小时的讨论、设计、编码、验证,已迭代近100个版本,为1700多次项目任务进行测试。

  2016年,电控测试团队将测试与云服务结合;2018年,将测试与数学模型结合,设计出自动化程度更高的工具;2019年底,全过程自动化率达到82%。2020年的大年初七,电控测试部工程师刘三兵来到硬件在环试验室对设备进行供电,同时,所有居家在线办公的工程师开始了远程操作。疫情考验,测试无恙,没有一项测试延期,没有一项测试遗漏。静悄悄的测试试验室里,指示灯在闪烁,基于用户使用工况自动生成的测试用例一条条按计划执行……

  12年,代康伟从一名大学毕业生成长为带领500多名研发工程师的三电技术带头人。“在发展新能源汽车的国家战略指引下,在一个重视研发和创新的企业里,才会有我和三电团队的成长。”成为全国劳动模范,代康伟觉得担子更重、责任更大,“我要以更好的业绩回报北汽,回报国家。”

  本文章由易车号作者提供,易车号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者观点,不代表易车立场,如涉侵权请及时与我们联系。