——记华南理工大学电力学院教授康龙云

本刊记者  黄 健

深冬，北京，每年一场的全民战争几乎都会如时上演。人人参战，人人带着防PM2.5的各色口罩穿梭于大街小巷，人人又像是被一种东西隔离开来，无形无声，这就是雾霾。

而在这场没有硝烟的战争中，汽车尾气污染称得上是造成雾霾的“重罪要犯”。据统计，现今我国机动车保有量近3亿辆，机动车驾驶人数近3亿人，而且每年还在快速递增。汽车所运用的能源基本上为常规燃油，不仅污染物排放量大，而且对石油这一不可再生资源来说更是严峻挑战。该如何寻找新出路？

“发展新型能源环保型汽车是当前急需研究的课题。”华南理工大学电力学院新能源研究中心主任康龙云这样说到，“在政府政策的大力支持下，我们要不断拓展和加深新能源的开发和利用，电动汽车是汽车工业发展的未来选择，不仅是中国全世界各国都在加紧研发。我国发展新能源汽车不仅对整个汽车行业，乃至对整个新型工业化道路，对建设资源节约型、环境友好型社会都有着重大意义。”

辗转中求学

尽管新能源近几年发展比较快，“但和国外相比，我国的电力电网方面的研究还是比较落后，这是一个事实，虽然差距在缩小，但还是有差距。”而这也是康龙云的心头大事。

早在进大学之前，康龙云就给自己定了目标。从小就觉得机械和电力“很神奇”的他，读大学时也毫不犹豫地选择了物理专业，这也为他以后的研究打下了坚实基础。为了能继续在专业领域钻研更深的东西，1993年康龙云考到了日本京都大学攻读硕士，他直言“这个学校并不是很好考”。但天道酬勤，康龙云如愿以偿。在日本求学期间，除了专业知识以外，对康龙云影响更大的是他们的学习和做事态度，“所有的人都很努力，他们的学习方法也让人很佩服，老师分配任务以后，都是学生自己去做事去查资料。”而这也深深影响着后来他对自己学生的培养方式。

1996年硕士毕业时，很多人都忙于找工作。而这时康龙云犹豫了，是工作还是继续求学？但导师的一句话让他醍醐灌顶，“你来的时候不是说好要读博吗？”“对，应该不忘初心，坚持初衷。”康龙云突然意识到。1999年博士毕业，突出的成绩和表现，也为康龙云带来了更多机会。

在京都大学攻读博士学位期间，康龙云就受日本文部省的委托，进行磁流体发电机的动态特性方面的研究。其后，应东京工业大学的聘请，康龙云以高级研究员的身份，在东京工业大学理工学研究科进行关于太阳能及能量储藏系统的课题的基础研究。

一次看似偶然的契机，2001年7月，康龙云选择回国，加入了和自己研究方向一致的西安交通大学，从事新能源发电与应用的基础研究。虽然短短5年时间，但这段经历对康龙云来说有着特别的意义，不仅让他在专业上学到了很多东西，同事和前辈们严谨的科研精神也时刻影响着他。

2006年，康龙云被聘为华南理工大学教授，全心致力于多能源分布式发电系统及其并网技术和电动汽车驱动技术方面的研究。选择来到广州，这其中也有家庭原因。在这期间，康龙云主持了“863”课题“多能源发电系统的研究与开发”，成功研发了太阳能电池模拟器，风力发电机系统模拟器，飞轮能量储能器以及系统控制器等相关设备，在日本Nedo机构的资助下，进行了小型分散电源系统应用研究，研究结果得到了日本产业省的高度评价。

在2006年度电动汽车能量回馈的研究中，康龙云提出了简单实用的单回馈能量回收电路，并得到多项专利，其中“电动车能量回收关键技术及系列产品开发”获得2006年度教育部科学技术发明奖二等奖。

2008年开始，康龙云就投入了到了电动汽车研究中，这期间，他还受多家单位委托，出版了新能源汽车方面的多篇书目，极大丰富和引导了中国新能源汽车的研究之路。2011年，康龙云获得了第二届“广州十大优秀留学回国人员”荣誉称号，实至名归。

致力解决新能源汽车关键技术

不言而喻，电动汽车相对于燃油汽车具有零排放、低噪声等多个优点。世界各国都把电动汽车作为汽车工业发展的方向，也以其动力电池分布式储能的特点将其作为建设智能电网的重要环节。目前，混合动力汽车越来越受到重视，纯电动汽车也开始进入市场，动力电池作为电动汽车中重要组成部分，其性能也已日趋成熟，包括特斯拉等在内的电动汽车厂商使用的电芯基本一致，而特斯拉汽车应用能力却远超其他厂商。

为什么？康龙云给出了答案：“原因就在于其对电源管理系统（BMS）的研发”。特斯拉汽车BMS的性能有着独特的优势技术：动力电池组的热管理、动力电池组均衡系统管理以及动力电池组SOC估计技术。所谓SOC，即充电容量与额定容量的比值。一个电池一般是有额定容量的，在某倍率下充电一定的时间，可以得到充电容量，这个容量与你的额定容量的比值即为SOC。性能差异，决定了其作为动力和储能电池时，都需要电池管理系统进行充放电的管理、监控和保护，以避免单体电池出现损坏，影响整个电池组的性能。

据康龙云介绍，热管理系统直接决定了电池组的安全系数，是延长电池寿命，防止电池爆炸起火的主要环节；均衡系统管理决定整个电池组的充电时间和续航历程；动力电池的荷电状态作为衡量电池实际可用电量的重要参数，对其进行准确估算是保证动力电池安全、持续、最长寿命供电的前提条件。“这三项技术直接影响到电动汽车的使用与推广。”而这也正是康龙云和其团队开展高能量密度大动力锂电池管理系统研究的目的，“致力解决以上问题，才能为国内电动汽车及电动工具的研发生产提供有力支持。”

国外电动汽车的研究起步早，并且在电池管理方面做了大量的理论和实践工作，为纯电动车、混合动力汽车的车用电池研制出了配套的电池管理系统。而我国对动力电池管理的研究起步较晚，但在国家“十一五”规划和“863”计划的推动下，近年来在BMS研究方面也取得了很大的突破。“高能量密度大动力锂电池管理系统作为电动汽车和电动工具关键技术之一，尽管近些年来有了很快的提升，也有很多投入了实际的运用，但现在的电池管理技术仍然有许多要改良和完善的地方。”康龙云说。

立足于广东省新能源产业发展战略，结合电动汽车和电动工具性能对动力系统的要求，康龙云和其团队依据电池工作温度与电池循环寿命、可用容量之间的内在联系，通过研发高效的电池热管理系统，提升电池循环寿命，增加动力电源安全性并降低成本；依据电感的储能特性，通过研究动力电池组新型均衡电路拓扑，减小不一致性对动力电池寿命的影响，提高动力组均衡效率；依据卡尔曼滤波算法及最小二乘算法对电池模型参数的辨识作用，通过利用一种算法或几种算法相结合的方法对电池组荷电状态进行估计，比较估计结果，找到一种最佳的荷电状态估计算法，提高动力电池组SOC在线估计的精度。

通过研究开发动力电池组新型管理技术，康龙云正致力解决电动汽车、电动工具等电池管理系统中电池组热管理技术、电池组均衡技术、电池组荷电状态估计技术等关键问题。

建创新团队，走产业化之路

纸上得来总觉浅。康龙云说：“工学就像制造业一样，其意义就是要落地，变成实际应用的东西。”“什么叫工学？工学就是做东西。”论文必须转化成成果并应用，才能进一步实现产业化。把研究变成工厂实际的东西，赢得利润，这才是工科应该做的事情。产学研结合，把正在做的事情产业化；跟企业合作，把已做的专利、研究的东西在工厂中应用，这正是康龙云的目标，也是他20余年来做科研的初衷。

目前，一个创新的科研团队正在蓬勃发展起来。团队由康龙云教授担任带头人，汪双凤教授、郭红霞副教授等担任核心成员，正致力于高能量密度大动力锂电池管理系统研发与产业化。其中，汪双凤教授身为华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室副主任，微纳传热与流动研究团队负责人。团队在长期基础研究和产业化开发过程中，不仅稳定发展，而且形成了自己的研究特色。

团队立足于国家对新能源汽车发展的迫切需求，围绕新能源汽车动力电池组热管理技术、均衡技术、SOC预测技术等新能源汽车关键技术，不仅在高能量密度大动力锂电池管理系统领域取得了一些开拓性成果，并在学术界和产业界产生了相当影响，若干关键技术已经大规模应用。近3年来团队成员共同承担项目已有10余项。

任何事物的发展都不可能一帆风顺，尽管也有失败也有不成功，而正是这些困难的磨练，在康龙云的带领下，团队正努力发展为国内乃至国际颇具影响的新能源汽车关键技术研发与产业化团队。

2010～2011年，作为团队带头人，康龙云与鹏辉电池有限公司合作，完成燃油汽车改装电动汽车，并实现少量量产。

2011年初，江苏兆伏新能源有限公司与华南理工大学签订技术服务合同，康龙云带领华南理工大学技术团队对兆伏新能源公司的逆变器进行设计改进，共同研制出了500KW/630KW高性能逆变器，该逆变器在江苏兆伏新能源公司得以产业化，此项目的产业化对兆伏公司的发展起到了积极推动作用。

2011～2014年，团队与三门峡速达交通节能科技有限公司合作，完成电动汽车用永磁电机的设计与开发，实现产品试样及少量量产。

2012～2014年，团队与广州供电局有限公司合作，完成了广州市电动汽车充电设施的规划与运营模式的研究与开发，建立了10个汽车充电站。

与东莞市德尔能新能源股份有限公司合作中，开发的电动汽车管理系统其各项数据达到国际领先水平。2016年，公司将继续保持高速增长，在新能源汽车等领域再次发力，预计销售额将突破10亿元，跻身电池总成行业前5名。

除了科研，康龙云教授还长期坚持在教学一线。目前已培养毕业博士研究生6人，硕士研究生26人，正在指导的博士研究生5人、硕士研究生10人。有很多学生这样评价他：“做康老师的学生是最幸福的”。康龙云也自认为自己“不严格”，但他的前提原则是学生们要“把事做好”，这无形培养了学生们的独立能力和实践能力。不拘泥于形式，善于发现每个学生的长处，因材施教；了解每个学生的愿望和想法，并尽最大努力创造适合他们自身发展的机会；除此之外，康龙云教授还经常带学生们去国外参观和学习，他说：“作为教师，应注重培养学生的创新能力和实践能力，形式不重要，重要的是每个人应把自己该做的事做好。”

电动汽车在环保和节能上的优势已经无可替代，它将是解决能源和环境压力的最有效途径。在即将到来的新能源汽车时代，我们应该加倍努力促进其发展，以调整我国产业结构、提高重点领域的创新能力和市场竞争能力。“做东西并不赚钱，但大家都不去做基础的东西，我们的工业怎么发展？必须有人来做。”康龙云如是说。

务实，是一个成功科研者必备的品质，尽管康龙云和和团队在专业领域内已经取得了不菲成绩，但他始终认为任重而道远：“我国的汽车工业和国外相比还有很大差距，我们必须踏踏实实，一步一个脚印做下去。”