站在新能源的春天里
——記重慶大學汽車工程學院教授胡明輝

□ 杜月嬌

在任何一個領域里，“科技”二字逐漸占據(jù)著越來越重要的位置，也有著越來越重要的意義。事實證明，科技的作用并不是如過眼云煙一般，而是一直都在春天中蓬勃發(fā)展，迸發(fā)出無限生機。

在新能源動力傳動系統(tǒng)及其控制領域里，重慶大學汽車工程學院教授胡明輝也迎來了屬于自己的科學春天，多年來，他長期致力于車輛動力傳動及控制、混合動力傳動系統(tǒng)以及電動汽車動力傳動系統(tǒng)等方向的研究，取得的一系列研究成果均已在國內(nèi)新能源汽車中得到了推廣應用，獲得國內(nèi)外同行專家的一致認可。

強大后盾 迎難而上

在車輛工程領域里摸爬滾打20多年，胡明輝早已經(jīng)歷過科研中各種酸甜苦辣。也許只有親身感受過才體會得更加深刻，盡管品嘗過苦澀，但胡明輝更看重的是苦澀過后的甘甜。在追求科研的路上，胡明輝所在的重慶大學汽車工程學院給予了他巨大的支持，令他的科研之路更加穩(wěn)健。

長期以來，重慶大學汽車工程學院以“節(jié)能環(huán)保、安全可靠、智能舒適”為研究主題，在車輛動力傳動、電動汽車動力傳動系統(tǒng)方面積累了豐富的科研經(jīng)驗和研究基礎。如今，學院擁有博士生導師21人，國家級有突出貢獻的專家1人，“長江學者”特聘教授1人，組成了一支擁有60余人的成熟科研隊伍。學院已與美國密西根大學、西北大學、新加坡國立大學等知名高校在人才培養(yǎng)和科學研究方面建立了廣泛的國際交流與合作，極大促進了科研、學科和人才等多方面的國際化。

依托學院強大的科研平臺，胡明輝決定率先對汽車動力性能仿真及動力系統(tǒng)參數(shù)匹配展開研究，他以輕度混合動力汽車為研究對象，以此來研究采用了起動機、發(fā)電機、電動機一體化技術的ISG（Integrated starter/generator）型混合動力汽車。通過對該類型的混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)的結構和控制策略進行分析后，胡明輝與研究團隊在分析基礎上建立了裝備雙模式無級變速傳動系統(tǒng)的ISG型混合動力汽車起步加速過程的動力學模型，并對其進行了計算機仿真，提出了輕度混合動力汽車動力系統(tǒng)的匹配設計方法，還分析了電動機峰值功率、啟動轉矩和發(fā)動機啟動轉速對整車動力性能和傳動系統(tǒng)轉矩響應的影響，為輕度混合動力汽車總體設計提供了理論依據(jù)。

完成了對混合動力汽車性能與動力系統(tǒng)匹配方法的研究，胡明輝接下來開始考慮如何實現(xiàn)混合動力汽車蓄電池的快速充電。他明白，如果要實現(xiàn)蓄電池的快速充電，就要建立混合動力汽車蓄電池能量管理系統(tǒng)，而且一定要同時確保不論使用何種充電方式，蓄電池的壽命都不能受充電方式的影響。為此，胡明輝分別分析了當前一般充電方法的優(yōu)缺點以及對混合動力汽車工況的影響，在分析基礎上，他創(chuàng)新性地提出了一種新的脈沖分階段恒流快速充電方法，該方法能夠很好地適應混合動力汽車蓄電池在變電流放電狀態(tài)下“充電時間短、使蓄電池荷電狀態(tài)SOC始終保持在50%～80%范圍內(nèi)”的要求。

聚焦車輛 不斷創(chuàng)新

有了前期研究積累下的豐富經(jīng)驗，胡明輝不再滿足于只對汽車動力傳動系統(tǒng)以及電池快速充電方法的研究，而是加快研究速度，向著汽車動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)化和電池效率這兩個方向進軍。

在對汽車動力傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配的研究中，胡明輝了解到機械無級變速器(CVT)的速比連續(xù)可調(diào)，他心中一喜，這可以說是汽車最理想的變速器，如果在混合動力系統(tǒng)中使用CVT，就可以將其與電機優(yōu)化發(fā)動機工作點相聯(lián)合，以此來提高發(fā)動機的運行效率。不僅如此，假如在汽車制動過程使用了CVT，還可以有效提高汽車再生制動能量回收的效能。

面對如此重要的研究方向，胡明輝不敢懈怠。他根據(jù)CVT自身特點，對CVT輕度混合動力系統(tǒng)的匹配與能量管理策略進行了研究，給出了發(fā)動機最大功率、電機額定功率、蓄電池額定電壓和CVT速比范圍的確定方法。為了進一步提高電池使用過程中的能量效率，他又進行了電池溫度場的理論分析和仿真計算，設計了電池組冷卻系統(tǒng)的一種新型結構，為CVT混合動力系統(tǒng)效率分析奠定了基礎。他還通過建立的各種驅動工作模式下的系統(tǒng)效率的優(yōu)化模型，獲得了在不同驅動模式下系統(tǒng)效率最高的CVT目標控制速比模型與電機目標控制轉矩模型，為CVT混合動力系統(tǒng)能量管理策略的制定奠定了理論基礎。此外，胡明輝對現(xiàn)有的混合動力油耗評價方法進行了修正，使其更加接近車輛的實際油耗。他還利用Matlab/Simulink仿真平臺和dSPACE實時控制工具，開發(fā)出了實時控制系統(tǒng)，對提高我國混合動力汽車的研究開發(fā)水平和實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權的混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

而在對混合動力汽車鎳氫電池組的充放電效率的分析中，胡明輝也取得重大突破。他以6.5 A.h/144 V60QNY6.5的鎳氫電池組為研究對象，對其進行效率分析，他基于鎳氫電池組性能實驗結果，將電池組環(huán)境、溫度等因素考慮進去，利用擬合技術得到了鎳氫電池內(nèi)阻與電動勢的理論計算模型。與此同時，他結合電池與電機聯(lián)合工作原理，創(chuàng)新性地提出了鎳氫電池組效率的理論計算模型，為混合動力汽車系統(tǒng)控制策略的動態(tài)優(yōu)化技術提供了理論基礎。

干一行愛一行，在胡明輝心里，對新能源動力傳動系統(tǒng)及其控制的研究光有熱愛還不夠，還要有堅持到底的決心與毅力才能做到最好，這一點胡明輝用自己的實際行動證明了。他基于系統(tǒng)效率優(yōu)化，提出了混合動力系統(tǒng)能量管理與控制策略，改變了傳統(tǒng)以發(fā)動機油耗為優(yōu)化目標的系統(tǒng)能量管理與控制策略的思想，大大降低了混合動力系統(tǒng)能耗。再者，他基于系統(tǒng)效率最優(yōu)而提出的混合動力系統(tǒng)工作模式劃分方法，改變了人為劃分發(fā)動機低效區(qū)、高效區(qū)的基于工程經(jīng)驗或規(guī)則的工作模式劃分方法，為混合動力系統(tǒng)工作模式劃分提供了有力的理論支撐。近年來，胡明輝還先后主持參與了國家自然科學基金面上項目、國家基礎研究規(guī)劃項目、原“863”計劃項目、重慶市科技重大攻關項目等多項國家級和省部級科研項目，曾獲重慶市科學技術進步獎一等獎、中國兵器裝備集團科技進步獎特等獎等多項榮譽。

人生很簡單，也很復雜。有人選擇安身樂業(yè)，有人選擇馳騁沙場，胡明輝在車輛工程的世界里，一心為新能源動力傳動系統(tǒng)及其控制技術的發(fā)展辛勤耕耘，只求無愧于心。

專家簡介：胡明輝，重慶大學汽車工程學院教授。多年來，主要研究方向集中在車輛動力傳動及控制、混合動力傳動系統(tǒng)以及電動汽車動力傳動系統(tǒng)等。已在國內(nèi)外重要學術期刊或國際重要學術會議上發(fā)表論文40余篇，其中被SCI、EI、ISTP索引20余篇。代表性論文為《輕度混合動力汽車巡航工況總工作效率分析與優(yōu)化》《混合動力汽車用鎳氫蓄電池熱管理方法》《混合動力汽車鎳氫電池組的充放電效率分析》等。曾獲得重慶市科技進步獎一等獎、中國兵器裝備集團科學技術獎科技進步獎特等獎等多項榮譽。