冠程电动车【林程,疯狂的电动车】

  把别人认为“不可能”的事干成了,是林程的执念,也是他在电动汽车领域的“专长”。   从2002年带队研发纯电动低地板公交车开始,他瞄准的结构理念,基本都得靠“无中生有”,沾不得半点“现成”的光。作为国内顶尖的电动汽车专家,林程一再挑战高难度的理由很简单:“中国的纯电动车起步并不比发达国家晚,终于不再一味追赶,有机会领跑的时候,胆子要大一点。”
  这事儿值得干!
  
    用林程自己的话说,和电动汽车“搭上噶”,有点“弃武从文”的意思。
    搞传统汽车出身的林程,研究方向主攻车辆工程。1995年,他应聘至北京理工大学,主要负责有关汽车总体与结构设计的课题,并教授汽车构造、汽车理论等专业课程。
    “伞兵空降突击车”是第一个落在林程面前的重大项目。“当时应机械部要求,需要为我国空降部队研制一种高机动性能越野车,确保其从飞机上降至地面后,可以立即投入作业,彻底改变以往‘人拉肩扛’的装备模式。”
    由于研发难度大、周转经费有限,很多高校及科研院所都不敢领命。“北理工”迎难而上,由项目负责人陈思忠教授牵头,林程和一批中青年教师并肩作战,最终令“伞兵空降突击车”圆满收官,并经过后续10多年的技术改进,全面装备于现役空降部队和特种大队。经此一役,也让他对汽车有了更深刻的理解。
    恰逢项目正式收尾的2002年,科技部成立863电动汽车重大科技专项。基于前期相关的研发基础,“北理工”成为电动客车大项目的承接单位,林程的命运也跟着拐了个弯。
    早在1994年,由副校长孙逢春成立的“北理工”电动车研发团队,就攻克了车辆电驱动技术,并在北京市科委的支持下试制出2辆样车。“863项目”下达后,为壮大团队的师资力量,孙逢春邀请通晓车辆结构原理的林程加入项目组。
    “我一寻思,电动车节能环保,这事儿值得干!况且当时,大型电动车行业刚刚起步,国内只有诸如北理工、清华等少数高校在零零星星搞研发,国外也处于试验室积累阶段,我们没落在起跑线后面。”可虽说没有遥遥领先的对手,这仍旧不是个讨巧的差事:电池、电机等零部件尚未实现国产化自主研发,底盘、车架等技术结构也没有现成的模板可供移植,一切注定要从头开始。
  
  低地板,没有不可能
  
    方案论证阶段,摆在大伙儿面前的有3个选项:低地板(一级踏步)公交车、二级踏步公交车、旅游大客车。首轮淘汰名单很快揭晓,几乎所有人都认定“低地板”不可能成功,除了林程。
    “当时业内普遍认为,‘低地板’与‘纯电动’是压根相悖的理念,在技术上就不成立。”原因在于,“低地板”对于车体底板的厚度及离地高度均有严格限制,若想做到“薄薄一层”,就没地儿安置硕大的电池包;安上电池包,至少也要增高一个台阶的厚度,变为“二级踏步”。
    “但毫无疑问,‘低地板’是3种方案中最支持无障碍需求的,迈一步就上车,对任何人而言都是更贴心的设计。只要有一线可能,我非得试试!”打定主意,林程开始挑战这个“不可能完成”的任务。
    最要紧的,是甩开传统发动机车型的“低地板”模式,让底盘结构彻底脱胎换骨。经过缜密的分析计算,他在靠近车头的座椅下方、以及后轴后侧侧分别预留了电池包空间,这样既不会增加底盘厚度,亦不过分挤占车内空间,确保轮椅可以从车头畅通至车尾。
    与此同时,林程摒弃“改装车”理念,对整个车身桁架结构进行优化。“基于大功率发动机的传统公交车结构,在工业设计上较为随意,用料沉,且强度配比不均衡,担心哪里不结实就多焊几下。而纯电动汽车的车架子,讲求受力均匀,根据统计,电动汽车每减少1公斤的重量,其百公里能耗就会减少5~10瓦时。”最终,新桁架结构不但受力点分布科学,且“减负”700多公斤,有效提升了驱驶里程。
    总体方案成型后,2005年,林程团队与北京公交京华客车厂合作,试制出9台产品车投入121路公交干线运营载客。值得一提的是,它们亦是世界范围内首批搭载锂电投入运营的电动大客车。
    这又是一次疯狂的革新。“在此之前,国外的电动车大多配装铅酸电池。但从高效、轻巧、环保的角度而言,锂电无疑是更好的选择。只不过当时接二连三关于手机爆炸的新闻,令很多人一提锂电就毛骨悚然。事实上,二者是截然不同的:数码产品一般使用性质较为猛烈的钴酸锂电池,电动车则使用高温性能稳定的锰酸锂或磷酸铁锂。”
    通过反复的实验比对,林程带领团队与电池厂合作,定制最为安全可靠的锂电池单体,再将这些单体按照车辆动力结构进行“打包”,并在配装到位后辅以周密的安全监控,确保万无一失。就这样,一次充电后日行驶能力可达200公里的“低地板公交车”终于大功告成。
  
  奥运车,继续折腾
  
    趁热打铁,林程团队又紧跟着“鼓捣”出“纯电动二级踏步公交车”及“纯电动旅游大客车”。“与安凯客车合作的‘二级踏步’,是第一批拿到国家产品公告,第一款列入国家新能源汽车目录的电动车。”
    眼看“863分项目”使命达成,林程却没能闲下来。2005年,国际奥组委官员前往北京考察,对低地板公交车“一见钟情”。“对方一致欣赏它的锂电结构设计和无障碍式理念,正好中国承诺要在2008北京奥运中心区实现‘零排放’,于是以‘低地板’为雏形的奥运摆渡车方案被正式提上议事日程。”
    从北京市政府到“北理工”到孙逢春再到林程,任务被层层下达,一切进入分秒必争的战备状态。这不是象征性的升级改造,2006年北京市专门成立了奥运电动汽车科技专项,孙逢春任总负责人,4000万人民币的“盘子”中,最大一笔2300万的课题被交到林程手中。
    首先要攻克的,是基于电动汽车的自动变速技术。“2005年出品的‘低地板’是没有挡位的,而且多年来,基于传统发动机的国产汽车自动变速箱一直依赖进口。但我们的目标是实现电动领域的自主研发,最终确保摆渡车拥有卓越的加速、爬坡及高速行驶能力。”
    不仅如此,全方位的远程智能监控亦至关重要。“奥运车决不允许发生恶性事故或突然抛锚,因此不能等到驾驶出了问题再安排工程师检测维修,而必须通过奥运监控中心实时了解车内的全部细节状况。与之相应的,我们还解决了一些高压及电池安全问题,设计了周密的系统保护策略,并将故障严格分级,确保车辆即使偶尔发生小毛病亦不影响正常行驶。”
    一个更大胆的举措在于,林程与相关企业合作,将整车充电的电池箱改造成标准化、可更换的“快换”式电池系统。如此一来,车辆再也不用拴在充电桩旁边四五个小时才能重新“抖擞精神”,借助机器人作业,8分钟即可完成新电池的替换配装。
    说起来简单,实现的过程却并不轻松。林程团队必须确保电池箱接入后与车内的电力高压系统100%连接成功,信号接入无误,整车信息要实时回传至监控中心。“为验证技术的可靠性,我们进行过上万次的替换插接试验,力求将失误率压缩至零。”
    那是一段刻骨铭心的日子,回忆起来,林程说每个人都是“玩了老命”在努力。“奥运的号召力非同凡响,我记得那时候开会,动辄就是一礼堂的人,光电池厂、电机厂、变速箱厂的就分别有好几家,加上空调、座椅等相关零部件厂商,最后形成一个由‘北理工’牵头的北京电动车团队。这在某种程度上亦体现出高校主导研发的优越性,我们可以在每一个生产环节选取最优拍档,而不必周旋于复杂的商业利益间计较得失。”
    2007年,代表国际顶峰技术水准的奥运电动公交车正式“交活”。但还是有人担心,这个“新产品”不会爆炸吧?不会发生点意想不到的状况吧。无论如何,在各国运动员、领导人、记者云集的奥运中心区,容不得半点差池。