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宋子由:我的汽车强国梦

研通社记者 陈碧玉 


  宋子由,清华大学汽车系2011级直博生,师从李建秋教授,研究方向为车用复合储能系统研究,本科毕业于清华大学汽车工程系。攻读博士期间,宋子由以第一作者身份发表SCI论文10篇(其中两篇为导师一作),其中有关复合储能的研究成果均发表在业内顶级期刊(Applied Energy、Journal of Power Sources),影响因子均大于5。他多次参加国际国内的学术会议,并作口头或张贴报告,在2013年获得IEEE VPPC的大会最佳学生论文奖。宋子由曾获得过研究生国家奖学金(2015),NSK优秀机械论文奖(2015),汽车系129辅导员奖(2012),清华大学综合优秀一等奖学金(2012、2013两次)等奖项。

  每次看着五道口外川流不息的车流,宋子由的心情都很复杂。“中国人买得起好车,却造不出好车”,这句话像鞭子一样,时刻敲打在这名汽车系博士生的心头。也正因为如此,宋子由与其他同样怀有强烈家国理想的清华学子一样,思考着如何帮助国家实现从“汽车大国”到“汽车强国”的飞跃。

  转变之路,道阻且长,但宋子由很快就从混沌中发现了光明。他意识到,新能源汽车将是改变中国汽车行业发展面貌的一个重大突破口。“新能源汽车对于中国来说,是一个机遇,一个缩短与汽车强国差距的机遇,而发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。”宋子由说,“幸运的是,我所从事的领域是一个新兴的、充满机遇与挑战的领域。”

换课题=跳出去

  宋子由是清华大学汽车工程系2011级的直博生,师从李建秋老师,专业是动力工程及工程热物理。读博的前两年,宋子由的研究方向是驱动轮的振动和防滑问题。在这段时期,宋子由以第一作者的身份,完成SCI论文5篇(当时录用1篇,在投4篇,并随后全被录用)。但很快,原本平静的博士生涯在2013年初泛起了涟漪。

  随着学术研究的深入,宋子由的研究兴趣逐渐转移到新能源汽车的储能系统上。对于纯电动车来说,关注点并不仅仅在于控制算法有多好,而还在于车能开多久,这是纯电动汽车研究中最核心的问题,同时也是技术难点之所在。而在早前做纯电动车的控制研究时,宋子由在查阅文献的过程中,发现复合储能或将解决这一问题。但是宋子由当时的研究方向与此并无直接关联,这一度让他很苦恼。怎么办?换课题!

宋子由在实验室。

  自从有了这个打算,宋子由每天都面临着激烈的心理斗争。当时时间相当紧迫,决定换课题的时候,距离原定的论文开题只剩两三周时间。这时候选择换课题,对宋子由来说充满了风险。

  “导师是希望我开题的。”宋子由说。虽然导师和身边的同学都一再劝宋子由三思,但最终还是没有改变他的想法。巧的是,最终也是因为导师的一句话,让宋子由下定了决心。

  “博士读到最后,不是为了发文章、出成果,而是要做出对行业有帮助的事情。”导师对宋子由说道。这句平实的话让宋子由触动很大,也更加感受到肩上沉甸甸的担子。最终,抱着站在行业前沿、解决行业难题的想法,宋子由主动向导师提出把博士课题定为复合储能系统研究。

  但随后的事实证明,换课题并非一件轻松的事。车辆动力学控制与复合储能优化的方法和理论的差别之大,用宋子由的话说,就如同是从自动化跨到工业工程。为了尽快熟悉新领域,宋子由工作更加卖力。“刚换完方向的时候,像博士一年级从头开始一样。用了差不多一学期,才对这个方向有了了解。”

  功夫不负有心人。经过锲而不舍的钻研,在2013年年底博三上学期,宋子由开题后不久就迎来了换课题后的第一个成果,他针对一种低成本的半主动式复合储能系统展开优化研究,并将动态电池衰减模型引入到复合储能系统的研究领域。论文在宋子由前往美国交换学习之前投出,并在2014年中下旬刊发在业内顶级期刊Applied Energy上,此时的宋子由已经在美国密歇根大学(安娜堡分校)做交换访学,打拼另一片天地。

探索:复合储能研究新征程

  宋子由的工作主要围绕在新能源汽车中最典型的纯电动汽车研究上。“电动车研究最主要的瓶颈,实际上来自于电池的技术瓶颈,现有的电池很难同时满足车辆的续驶里程、动力性以及耐久性的要求。如何让电动汽车跑的又远、寿命又久,是决定电动汽车发展的关键问题。”宋子由介绍道。

  为了解决这个问题,宋子由和团队将电池和超级电容组合成复合储能系统。而在复合储能系统的研究中,有两个关键问题始终没有得到解决。对此,宋子由和团队将精确的动态电池衰减模型引入到复合储能的研究中。其次,他们还提出了联合优化的概念,并在此基础上,对复合储能系统的构型、参数及能量管理算法进行了全局的优化和分析,得到了真正的全局最优结果。

  通过宋子由和团队成员的努力,电动车电池的寿命在理论上提高50%,生命周期成本降低30%。与此同时,宋子由的努力付出也得到了同行专家的认可。在复合储能研究领域,宋子由至今以第一作者身份共发表一作SCI论文5篇,所发表期刊均为业内顶级期刊,影响因子均大于5。其中最早发表的两篇文章,也是他在复合储能研究领域的代表作,在审稿过程中便得到了审稿人的好评,他们肯定了宋子由所建立的电池衰减模型以及其提出的低成本复合储能构型,并且认为他对复合储能研究领域做出了很好的贡献。

  值得一提的是,虽然宋子由在复合储能领域发表的文章均不超过一年,但论文的累计他引次数已超过20次。他本人也成为多个高水平期刊的审稿人,目前已审稿9篇。

  更让宋子由自豪的是,他的研究成果并不只局限在实验室,而是延伸到了行业中。通过和国内的客车厂进行合作,宋子由成功将学术研究成果应用在实车上。截止到2015年10月,已有超过10000辆在运营客车采用了宋子由团队的研究成果,服务的城市超过80个。在宋子由看来,这是他学术成果价值的体现。

  “我所做的研究,正是国内车企所需要的。我主动改变博士课题,正是想在工程实践中提炼出学术问题,并利用科学方法去解决。在我的研究中,最大的挑战是如何将学术和工程紧密的结合起来。我想帮助中国的车企更合理的配置和使用复合储能系统。”宋子由坚定地说道。

坚韧:学术品格的养成

  说到在科研中取得成果的原因时,宋子由认为,外部因素包括条件完善的实验室和优良的团队,内部因素则是个人锲而不舍、坚持到底的精神。而当被问及“觉得自己哪里比别人优秀”时,宋子由想了一会儿说道:“大概是我比较较真吧。”

  这番话出自宋子由之口,显然不是说说而已。当宋子由还在密歇根大学的时候,他曾经为了调通一个算法天天待在实验室,接连吃了一周多的面条和快餐。“因为觉得做饭、吃饭很耽误时间。天天泡在实验室几乎忘记时间,有的时候会感觉和国内根本没有时差。”

  那段时间,除了调算法,其他任何事情都无法引起宋子由的兴趣。“当程序调通、结果出来的时候,觉得整个世界都亮了。我跑到体育馆痛快的打了一场篮球,然后在宿舍睡了整整一天。”说到这里,宋子由容光焕发的脸庞更添一抹光彩,“比较较劲的人,不管做什么,都要做到最好。”

  这一点也淋漓尽致地体现在另一件颇为传奇的事情上。汽车驱动防滑控制算法是保证电动车安全行驶的关键问题,对于这个问题,国际上已经拥有一套完整的研究体系。但经过不断深入的研究,宋子由发现这套成熟的算法存在两个问题,一是该算法在车辆高速运行的时候,可能导致车辆在湿滑路面上失稳;二是该算法有一定局限性,无法有效地利用地面的附着力,这就导致车辆在湿滑路面上的动力性很差。

访学期间的宋子由。

  为了解决上述问题,宋子由重新对系统进行了稳定性分析,在理论上重新阐述了系统的稳定性条件,并引入新的算法,对车辆的前后轮进行独立、分布式的控制,不仅保证了车辆的稳定性,更大幅度提升了整车的动力性,从根本上解决了稳定性和动力性这一对矛盾。

  基于此,宋子由撰文进行阐述。但让他意想不到的是,当他信心满满地将文章投稿至学术期刊时,竟接二连三地遭到了拒绝。“你的文章和我们之前发表的文章太像了,找不到创新性。”——这是宋子由当时收到的拒绝回复。

  “我的创新性工作几乎被无视。”一想到这,宋子由的韧劲就上来了。他坚持认为,外国某位学术权威在这一领域发表6篇论文中,前两篇文章的计算忽略了电动车的坡度阻力和风阻,而后四篇文章并没有对前面的文章提出否定。事关车辆的稳定性和驾驶安全,宋子由丝毫不妥协。

  在他的坚持下,论文发表一事有了新转机。宋子由随后就此发表的两篇文章,其中一篇在2013年举办的IEEE 国际会议上被评为大会的最佳学生论文奖,另一篇文章则发表在美国机械工程师协会的期刊。此外,宋子由还因此获得一项授权专利。

体育+社工=一生的财富

  博士生涯进入最后一年,对于宋子由来说,学术研究是博士生涯最重要的部分,但并非全部。除了在学术上成果显著,宋子由在其他方面也同样精彩。

  一直以来,篮球都在宋子由的生活中占据着极为重要的位置。从本科开始,宋子由就是系篮球队的主力控卫。在担任队长的那一年,宋子由曾带领球队拿到了马杯全校四连冠。至今,宋子由代表汽车系参加的校级比赛超过50场。在刚刚结束的马杯篮球比赛中,宋子由作为教练,再次带领球队拿到了马杯的全校总冠军,“队里的小队员都太棒了,他们没有一个特长生,能取得这样的成绩实属不易,他们太令我骄傲了!”宋子由激动地说道。

  出国交换期间,宋子由也把清华人的体育精神带到了美国。作为密西根大学华人篮球队的主力控卫,他帮助球队获得了密歇根州华人篮球联赛的冠军。

  “我感谢清华的体育氛围,它培养了我坚忍不拔的意志,在我最困难的时候,给与我力量,激励我前行。清华的体育精神将会是我一生的财富,帮助我迈向更高的山峰。”宋子由对此十分感慨。

  此外,在读博初期,宋子由就担任了汽1年级的新生带班辅导员,新生的入学和军训,正式拉开了他的“双肩挑”生活。

  新生的带班工作十分关键,却也十分辛苦,但宋子由仍然一丝不苟地做着这项工作。宋子由每周都要留出固定的时间,参加班会,或和同学们一对一交流。最多的时候,宋子由一周约谈过近50位学生,每天有差不多半天的时间在和同学交流,帮他们分析,并提出建议。由于当时宋子由还有课业和科研的任务,那段时间带班的压力很大,他形容那种辛劳的感觉就是“每天回到宿舍话都说不出了”。“做辅导员最大的挑战就是24小时随时待命,在上课、科研的时候,一个电话、短信就把你的既有安排打乱,又需要重新安排。”

  在教学相长的过程中,宋子由感到个人的提高也很大,尤其是角色转换的能力得到了明显的提升,虽然每天的生活十分忙碌,但十分高效。经过不断地总结,宋子由角色转换的时间变得越来越快,工作节奏也越来越好。在带班的同时,宋子由也慢慢找到了科研的节奏。在博一结束时,他完成了人生中第一篇SCI论文,汽1年级也取得了骄人的成绩。“两年的辅导员生活十分难忘,非常感谢清华能给我这样的机会锻炼自己,这将是我一生的财富。”

清华新闻网1月26日电

供稿:研通社   编辑:常 松

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2016-01-26 16:08:48]
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