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在行业需求中定位自己

来源:  发布时间:2022-03-24

——记清华四川能源互联网研究院新能源汽车储能研究所所长肖伟

李 刚

 

 

为保护一棵树而改变房屋朝向,在农房屋顶安装光伏设备,停车场中新能源汽车充电桩设置充足,乡村海岛登山健身步道上村民正在锻炼……为助力国家早日实现碳达峰、碳中和目标,清华四川能源互联网研究院新能源汽车储能研究所所长肖伟参与到乡村能源转型路径的探索与规划中,这是未来中国乡村的几个场景。

从新能源汽车产品、储能系统产品创新技术研究及产业化到新能源汽车与电力系统协同发展研究,再到参与国家乡村能源转型路径规划,肖伟工作重心的每一次转移都源于他始终超前的目光,为满足行业需求,通过积累的丰富技术经验、产业经验和科研团队管理经验,他愿做探路先锋,探索在科研成果与应用转化间建立连接的可能性,让科研成果在应用落地中爆发改变社会的巨大能量。

 

研发首款混合动力平台

 

至今,肖伟对大学班主任对他说的一席话仍记忆犹新:“国家投入这么多资源在清华,既然你有幸进来了,就要用好这些资源,努力让自己成为高端人才,做什么都做到最好。”

一路走来,肖伟正是这样要求自己的。在外人看来,在校的出色表现,该是很不错的求职筹码,但硕士毕业,当肖伟的很多同窗都去了施奈德、ABB、西门子等外企工作时,他却做出了不一样的选择——坚持要去山城重庆的长安汽车集团。

问及原因,肖伟坦言,最初自己考虑过出国,考完托福后跟导师做了一个和汽车系合作的项目,开始和工业应用技术打交道,他发现研究汽车的懂电机专业知识的特别少,做起来比较困难。“那时我就觉得,把电机和汽车的知识结合起来,应该很有意思,又能学到东西。重庆长安汽车集团重视自身实力和技术含量的提升,对项目的投入也不小,能够为我提供真正做事情的平台和空间。”肖伟说。

在科技部项目支持下,肖伟在学校里做电动汽车研究时,相关行业在国内还未起步,由于参与了一些预研工作,肖伟对电动汽车的未来充满信心。进入长安汽车集团工作后的10年时间里,将电动汽车研发作为自己的主攻方向,肖伟亲自见证了电动汽车行业在我国的发展壮大。

21世纪初期,国内在汽车研发上是一片空白,电动汽车的研发更是如此。针对如何把国内的研发体系及产业结构做起来,业内当时有很多讨论,从技术路线上看,有支持做纯电动的,有支持做混合动力的,还有支持做氢能动力的,而从企业的角度做选择,一定会选一条最有利于市场推广和研发体系搭建的技术路线。长安汽车就明确地选择了混合动力的发展方向,并且对标的是丰田、本田等汽车行业佼佼者的技术路径。

在发动机的研发上,长安汽车之前与铃木等外企有过合作,因此积累了一些基础,但电动化平台的研发却未有任何积淀,需要从零做起。当时肖伟所在的团队还不到10人,承担起这项事关全局的重大任务,他们用创业的方式开始了攻关。

在小团队中,每个人虽都有各自熟悉的领域,但基础却都很薄弱,尽管如此,他们还是大胆地迎接着各种挑战。幸运的是,在起步的前3年里,他们就获得了集团公司领导和5个“863计划”高新技术研发项目的支持,团队开始在国内外寻找最合适的资源来支撑他们的研发,甚至德国最好的工程技术服务公司都来给他们做后盾。用了4年多的时间,以不到10人的班底,他们做成了国内第一个混合动力技术平台。

但平台投入应用后效果到底如何,大家心里都没底,急需进一步去检验。北京奥运会和上海世博会的召开,为肖伟及团队提供了绝佳的机会,从科技部、大会组委会到两个城市,对于新技术的应用都非常支持。为了赶在奥运会前将25辆电动示范车顺利投放,团队加班加点。如期投放后,这些车辆在实际运行中又出现了各种状况,为随时解决问题,2008年,团队成员几乎全部常驻在北京。

“出租车司机以前是开油车的,为了北京奥运会、上海世博会,在公司安排下开起了电动车,出了问题他们会有抱怨。所以不管在前期准备还是在示范中,我们做了许多临时的补救和大量沟通工作。虽然过程多有曲折,但经历了这些后,我们积累了很多宝贵的经验和教训,所以之后在国内10个城市推广1000辆车的任务中,我们提前完成了目标。”肖伟说。

回顾在长安汽车集团研发电动车的这段经历,肖伟感慨不管是自己还是团队都获益匪浅。申报项目、做验收总结、将德国的技术开发体系完整地在国内走一遍、把国内供应链扶持起来、听市场反馈、解决市场上出现的问题,对各个环节肖伟了然于胸,并有了一些新的思考。而团队更是在这个过程中由弱变强,从不到10人变成了400人的大团队。因为在团队中得到了很好的锻炼,很多人后来到别的企业,都在各自的工作岗位上成了骨干或技术领导。

肖伟及其团队那些年的努力,不仅将国内的电动车科研队伍打造了出来,而且还培养了一批有影响力的供应商,直到现在它们仍在中国的市场上活跃着,甚至有的已经打入国际车企的供应链。对所在团队能为国内供应链的开拓和人才队伍的壮大作一些贡献,肖伟感到特别自豪。他说:“虽然在一些方面还存在不足,但目前,国内供应链和本土研发团队在很多方面已经超过了国外,尤其是电机和电池这两个领域,基本国外车企要进入中国市场,都会主动使用国内供应链的产品,这是非常了不起的成绩。走到现在不是一朝一夕的结果,我不敢说我们以前的工作对此作出了多大贡献,但我坚信,以前认真做的、努力做的每一件事,一定有它的价值和意义。”肖伟说。

 

在熟悉的领域寻找创新路径

 

20062016年就职于长安汽车集团的10年时间内,肖伟担任过长安新能源汽车公司动力系统专家、长安福特公司新能源研发经理等职务。作为主研人员,他参加了3个国家科技部“863计划”新能源汽车重大专项,研发了国内首款具有自主知识产权的量产混合动力平台。他负责和参与研发的新能源汽车——志翔混合动力、奔奔纯电动、逸动纯电动等产品,累计销量超过5万台。

当所做研究渐入佳境时,肖伟却从长安汽车集团辞职了。因为技术越成熟,他越感觉到新能源汽车未来能否在国内市场得到广泛推广,产品的研发可能并不是关键。关键的制约因素到底是什么?针对这个问题他想了很久。

在寻找答案的过程中,清华四川能源互联网研究院正加紧筹备落户成都的事宜。由清华大学和四川省共同创建,研究院致力于践行习近平总书记提出的能源“四个革命、一个合作”战略思想,积极开展能源互联网的前沿研究和产业培育。

为快速汇聚项目、人才,研究院四处招兵买马,一位负责筹备工作的清华老师找到肖伟,希望他加入进来。在与研究院几位领导的交流中,肖伟说出了自己已经想了很久的问题,大家觉得这个问题本身就是一个很好的探索方向,带着想把问题弄明白的初衷,肖伟进入研究院并担任新能源汽车储能研究所所长。

在熟悉的领域里找到创新的路径,在一个对的方向上找到自己的位置,到研究院后的几年时间里,肖伟不仅为之前困扰他的问题继续寻找着答案,同时也在为自己未来的工作找寻新的方向。

如果电动汽车的使用量占到一定比例,会对社会、对其他行业带来哪些影响?十几年前,美国早已开始了这样的预研。2015年,埃隆·马斯克在访问中国时曾明确表示,他做电动汽车的最终目标是为了改变传统能源行业。

电动汽车如何与能源行业建立联系?乍一听,或许很多人会一头雾水,但只要做一个简单的测算,大多数人应该会有所明了。如果北京有500万辆汽车全部是电动车,那么这些电动汽车保有的电量,足够支撑北京所有居民在重大断电事故发生时继续用电一个多星期。所以从这个角度来讲,电动汽车如果能够广泛推广,对能源无疑具有很强的支撑作用。

肖伟感到未来新能源汽车与能源行业的协同发展将为他工作的开展带来更广阔的空间,同时他也认识到为新能源汽车的推广找到好的模式并为做好公共配套找到好的方案是解决一切问题的基础和关键。

想了很久的问题终于有了答案,研究空间也被进一步拓展,肖伟为有这样的收获感到鼓舞。于是之前做新能源汽车产品技术研发的肖伟转而开始摸索如何在科研成果与应用转化间建立连接,并开始了引领性创新和规划方案的制订。肖伟在新的定位上开启了新征程。

肖伟感到,谁能让充电变成一件普通的事,谁将更快赢得新能源车的市场。他说:“‘充电焦虑’是导致许多人在要不要购买新能源车上犹豫不决的一个主要原因。但按照全国现有的充电桩数量,‘充电焦虑’本不应存在。工信部数据显示,截至20209月,全国各类充电桩达到142万个,车桩比约为3.11。加之此前被曝出的‘僵尸充电桩’,充电桩不但不缺乏甚至还出现了过剩的现象。所以不能简单用充电桩个数来判断,关键在于充电效率。大多车型的慢充时间在48小时,即使是快充也至少需3060分钟,而普通燃油车仅仅不到3分钟。如果让充电变成一件和加油一样普通的事,大家的焦虑感或许就能消失了。”

但实现快速充电并非一件易事。公开资料显示,目前全国充电站的快慢充比例约为11,此外对快充桩的建设而言,尤其在老旧社区等地方,线路改造是一大难点,北京、上海、深圳等具有政策优势的先发城市也遇到了配电网容量不够、扩容困难导致无法建设充电站、无法在小区为车主安装充电桩的问题。如此,“十四五”期间充电负荷增长和配电网局部容量不足的矛盾会加速显现。

为找到问题的解决方案,肖伟开展了一系列预研工作,并与企业开启了合作。“充电供需矛盾激化的趋势,近几年已从沿海城市向内陆城市蔓延,这是非常紧迫的事,所以这也是我最近两三年重点要做的工作。”肖伟说。

当然,除了开展这项工作外,肖伟在其他方面也做了一些技术储备工作,电池运营数字化就是其中一个。

谈起这项工作,肖伟介绍:“20212月初,北极气团持续影响美国中北部,并逐步南延至得克萨斯州,导致其遭遇持续低温寒潮。突如其来的低温引发得州400多万用户停水停电,10余人因极寒天气罹难。与常规电网事故停电不同,这次停电事件是得州电力系统在极寒天气下无法适应短时电力负荷激增且电厂出力受限情况下,得州供电部门通过减少负荷保障电网正常运行的‘拉闸限电’行为。国内也有相关案例,2020年年底,浙江、湖南出现了电荒,导致很多城市轮流限电,这不仅对生产有影响,还会影响市民正常的生活。如果市民有自己保障用电的手段,如:在家里装太阳能光伏板或其他储能装置,或有效利用电动汽车的剩余电量,这些配合起来,就算大电网断电,还是能保证居民基本的用电需求。所以我做的工作主要不在发电这一侧,不是解决大电网供电可靠性的问题,而是从小的方向,从用户供电一侧,想办法缓解局部供电紧张的问题。”

关于相关工作的进展,肖伟透露,一些短期方案,在两三年之内可完成制订,但长期的方案,还需假以时日。肖伟希望能有更快的方式,让一些比较随机的用电需求及时得到满足。

因为目标清晰,也因为确定目标后的苦干实干,所以一直以来肖伟的成长都很迅速。到四川工作至今,他有了不小的收获,共申请发明专利15项,发表期刊学术论文12篇,参与制定《电动汽车充放电双向互动》等行业标准,获得软件著作权2项。作为主研人员他参与了国家级能源互联网示范工程项目,作为单位牵头人成功申报了四川省高新领域重点科技研发项目“动力电池寿命预测系统关键技术研究”、重庆市重点科技研发项目“新能源汽车监控服务平台开发及应用”,作为主要完成人参与了2项国家电网公司科技项目,以及国家、四川省、电网公司“十四五”充电基础设施规划项目。

肖伟牵头研发了电动汽车模块化换电技术、退役动力电池梯次利用技术、新能源汽车智能数据采集终端、储能电站智能运检系统、电池大数据分析软件平台等创新型技术。其中,储能电站智能运检系统经鉴定,达到国内领先水平,已获得四川省软件首版次产品认定。作为主研人员肖伟与多个单位协作完成科技成果“智能配电网多场景下移动储能关键技术、设备及应用”,并获得国家电网冀北公司科技进步奖二等奖和国家电网经研体系一等奖。通过以上创新技术的研究开发和转化,肖伟所做的一系列工作已获得显著的经济效益和社会效益。

肖伟说,成绩的取得离不开团队的助力。入职研究院不久,他便主持了储能和动力电池实验室建设和电动汽车充电基础设施智库团队建设,组建了一支国内一流的规划、研究团队和技术转化团队。

其中核心成员李立理,是新能源汽车储能研究所的副所长,也是肖伟的大学同学,入职研究院前他曾致力于充电基础设施的规划工作,在此方面积累了非常丰富的经验。肖伟与李立理搭档,针对解决充电设施存在的问题、推动设施的应用落地及预测未来的发展趋势开展了大量工作。

另外,团队的其他成员也均毕业于清华大学等知名高校,并且在电力企业和新能源汽车企业积累了多年战略咨询、创新技术研究及产业化经验。依托能源互联网领域创新成果转化契机,专注于规模化储能、新能源汽车与电力系统协同发展研究,以及关键创新技术成果应用与转化,在肖伟带领下,团队在电动汽车与能源融合的规划咨询与技术解决方案制订、“云储能”电网侧数字化软件模块和台区控制系统的研发、FlaBI电池数字化平台的搭建上都取得了众多可圈可点的成绩。

在不到5年的时间内,肖伟带领团队取得的成绩虽不错,但他并未停下继续探索的步伐,仍快马加鞭不仅关注着科研的走势与动向,更热衷于了解企业的需求与困惑。因为他清楚,只有提前作出判断,并提前进行相应的积累,才能顺利打通科研与产业化之间的壁垒,及时满足行业的各种需求,让更多的科研成果真正在应用中绽放它们应有的魅力。

 

筑梦“中国零碳乡村”

 

在长安汽车集团工作时,肖伟专注于产品的研发;到清华四川能源互联网研究院工作的前3年,他偏向于做成果的应用转化;从2020年开始,他尤其关注国家出台的一系列政策,尤其是能源方面的政策。

20209月,习近平总书记在联合国大会上宣布:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。同年12月,习近平总书记又在气候雄心峰会上再次重申我国的碳达峰、碳中和承诺。2021315日,第九次中央财经委员会议首次提出构建以新能源为主体的新型电力系统,明确实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。

碳达峰、碳中和承诺的提出,为科研和行业带来了新机会,对肖伟来说则又面临着新选择。是搞科研做产品的开发、设计,做成果的转化,还是做科研与转化中间的那部分?“创新的链条上缺的是什么?缺的是既知道怎么搞科研,又愿意花精力去了解行业需求,能把行业需求和科研衔接起来的人,于是我选择了后者。”肖伟说。

乡村振兴战略是党的十九大提出的重大战略,能源作为乡村振兴的战略性物质基础与动力基础,将发挥全面激发乡村发展活力的作用,能源发展的边际效应和带动作用将极大激发乡村的发展活力,带来新的经济增长点。在此背景下,从2020年年底开始,肖伟参与到农村电网“十四五”巩固提升的方案制订中。

为推动农村能源生产革命,增加清洁能源供给;推动农村能源消费革命,扩大清洁能源消费;推动农村能源技术革命,提升智能化用能水平;推动农村能源体制革命,为农村建立经济可持续的清洁能源开发利用模式……肖伟在理解国家顶层规划的同时,在细分领域里也做着深入的调研,致力于将“中国零碳乡村”从概念到实践,由理念到落地,为打通乡村能源转型最后一公里提供理论支撑和实践样本。 肖伟期望通过自己所做工作,能为农村建立经济、可持续清洁能源开发利用模式,提供一条可以复制的路径。

与电影《无问西东》中的清华人一样,内心烙印着清华印记的肖伟,身上也有着影片主人公那样的使命感。以满足行业、国家的需求为使命,肖伟相信,只要遵从自己内心的召唤,即使是凭着微薄的力量,涓涓细流也能汇入沧浪大海。

(责编:李莉)


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