首页>《能源评论》>《能源评论》2018年第12期

【人物】蔡蔚:一直在路上的电机大咖

发布时间:2019-01-15 作者:

蔡蔚:一直在路上的电机大咖

文/本刊记者  苏慧婷

蔡蔚笑了。

“大咖?我们那个时候没有这个词,这是新出来的网络词语。”

十四年海外研发经历,手握数十项专利,让蔡蔚成为新能源汽车电机领域响当当的专家;回国创业,研发制造的电机产品成为国内外大多数一线车企认可的的高端汽车“心脏”,他无疑是横跨产学的“大咖”。

不过他丝毫没有冷峻的老板范儿,依然笑吟吟的,一副温厚长者的模样。一旁常年随身携带的小号黑色行李箱却标示着节奏。“您如果有什么问题现在得抓紧问了,不过我一会儿得去机场,赶到上海工厂去,接待日本丰田公司的高管。”刚刚在国家会议中心结束一场演讲的蔡蔚又要上路。

这一天应该算得上日常工作的典型样本,而从演讲台到工厂的行动轨迹也可以看作他从教授到创业者历程的缩影。

 

岔路口

哈尔滨理工大学电机系,是蔡蔚事业的根基与起点。从入学、留校、破格提拔教授,到担任系主任,都是水到渠成,就连受邀到美国威斯康星大学的电机及电力电子中心(WEMPEC)做访问教授,他也只是打算出去充充电,然后就回来接着教书。

远渡重洋,蔡蔚在WEMPEC遇见了一片新的天地。那里是举世公认的电机和电力电子控制器最具权威性的研究基地,群组里的五位教授中就曾有三位是美国工程院院士,团结共事、相互启发的氛围让蔡蔚着迷。更难得的是,世界顶级的汽车企业都是这里缴纳会费的会员。因而,蔡蔚结识了很多著名学者和公司技术高管。

“这些人您还有很多机会跟他们交流,会发现产业化的东西应该尽快变成产品,而产品当中遇到的问题,拿到WEMPEC,可能很快就能得到解决。”体会到这种乐趣和成就感,蔡蔚那时就动了“做些与产业相关的事”的念头。

因而,在博士毕业的岔路口,他切换了路线——没有回校任教,而是加入了美国雷米国际公司,担任乘用车与卡车起动机及发电机首席设计师,不久升任公司混合动力技术总监。

恰逢新能源汽车发展的“窗口期”,蔡蔚如鱼得水。他发明了发卡式定子绕组电机产品,使混合动力变速箱更加结构紧凑、性能优越、轻量可靠,雷米也因此成为通用汽车第一个混合动力电机供应商,由此构建了通用独特的双模混合动力双电机系统。

“我是在2002年的时候提出这个发明的,开始只用在通用、宝马、奔驰等几个公司的混合动力车上,现在已经成了所有主流新能汽车驱动电机的研究方向,我的研究超前了这个世界十多年。”在雷米公司的近10年中,他拥有发明专利几十项,成为混合动力汽车驱动电机的世界级专家。

就在这时,又一个岔路口出现了,也可以说是蔡蔚自己制造的——他决定回国创业。

经过几十年的发展,中国在传统汽车领域的产业能力不断增强,核心零部件却始终是短板。美国三大车企都在中国设置了亚洲甚至全球的采购中心,但是没有在中国购买发动机和变速箱。“新能源汽车的发展不能再走这条老路。其电机系统就相当于传统汽车的发动机和变速箱,这一块的缺失给了我们一个机会,去填空。”身怀顶尖技术,蔡蔚决心要“做世界最好的电机”,为中国的电动汽车产业献一份力。

 

再出发

2008年,蔡蔚与合伙人回到北京,靠着第一笔160万美元的风险投资,成立了精进电动科技(北京)有限公司,由他负责产品研发设计和产业化。

创业之初,筚路蓝缕。公司从两个人起步,招聘、建厂、拉订单,都靠自己来,但他们一开始就定下了高标准——直接进军国际市场。

公司只有半岁的时候,素有“电动奥运会”之称的世界电动车大会第24(EVS24)在挪威举行,他们就作为中国仅有的两家参展企业之一,带着简单的产品和宣传资料,不远万里前去,对国际业务的拓展起到了相当好的作用。

因为有了样件研发和批量生产订单,蔡蔚一路奔忙。他回忆起,为了抢进度,上海厂房的脚手架还没来得及拆除,就赶着往里面运设备,结果他和员工们的头上都被撞出了不少大包。

尽管急速增长,但蔡蔚始终谨慎。“有的时候跑得太快,就容易跑错路,跑到石头尖子上去,把鞋子划破了,甚至脚流血了。”

他说起在美国工作时,一次在通用汽车上试验新产品,用复合材料制成的电机端板,因为铸造不过关,碎裂导致电机停转,结果把通用汽车试车的高管扔在雪地上,晚上十点多打电话与他沟通情况。“这样的问题应该在前期通过试验认证来保证,以及通过各种各样的检验排除,一旦前期没能发现,流入试车样件和装车产品就惨了。”

正是汲取之前的经验教训,蔡蔚对开发流程近乎严苛。据他介绍,从无到有研发一台电机,过程涉及电磁设计、应力分析、结构分析等诸多环节,不容松懈。从性能测试、设计认证到工艺认证,电机系统通常需要30个月左右,跟整车同步开发。

因此,他要求每一款电机量产前,都要将设计和工艺样件装载在台架上进行可靠性和耐久性试验,并且搭载目标车辆进行循环工况的模拟测试。比如第一批产品,为了验证可靠性,就有12台电机同时24小时不间断地运转,试验台架总的电机功率高达2兆瓦,而且持续六个月的时间。

带领技术团队连续奋战研发,蔡蔚笑谈自己因为太忙,衣服都脏成了“蓝领”;在分处两地的实验室和工厂之间不停奔走,他这个“空中飞人”已经是两家航空公司的金卡会员;频繁参加行业活动,推广研究理念和产业化成果,公司的知名度和影响力不断提升,他却因为日程太满连续几个月都休息不了一天。

执着投入终得报偿。在全国产销和进口电动化汽车7800辆的2011年,公司建成我国第一条年产6万台驱动电机规模生产线,开启了批量生产的闸门,当年就生产并出口乘用车驱动电机超过一万台,成为我国新能源汽车驱动电机“唯一出口欧美发达国家的供应商”。

 

一路向前

“世界厌变,但革新是推动进步的唯一动力。”这是蔡蔚深信和推崇的前辈格言,他也一直身体力行。尽管十年创业史中不乏经营上的波折,也有单纯追随补贴的诱惑,但蔡蔚始终不忘自己的初心,专注技术研发和产业化。

蔡蔚是世界少数掌握油冷技术的专家之一,这一技术能够很好地解决新能源汽车电机的冷却和润滑问题,是高速大功率新能源汽车电机系统达到可靠性和耐久性要求的同时, 延长峰值功率运行时间和提高连续功率的核心技术。

正是基于这一技术,蔡蔚率领团队研发了油冷电机,并且为美国克莱斯勒Pacifica插电混合动力MPV大批量配套,而搭载这一电机的克莱斯勒混动总成连续两年获得2017沃德十佳发动机大奖,开创了国内核心零部件获得国际奖项的先河。

“在过程当中,我们和合作方一次次在现场沟通技术和生产进展,每次都要确认之前的问题已经解决掉,而且防止可能的新问题,团队也随着积累了经验、得到了成长。”

为了对接市场需求,蔡蔚合伙创立的精进电动的研发范围已经从电机和算法软件扩展到了整个电驱动总成,其中包括电机、电力电子控制器和减/变速器等机电耦合部件。

对于电驱动系统来说,因为存在高压电,一旦进水可能引发人身安全事故,因而蔡蔚对防水性尤为重视。据他介绍,在他们的新能源汽车电机系统实验室里,团队会把自主研发的电驱动系统浸到水池里,持续30分钟进行检验,保证防护等级达到IP67乃至更高防水性能。

“通过研制免维护电磁离合器,系统实现了永久密封,我们解决了防水等一系列的问题,现在可以把汽车当成‘潜水艇’用了。”蔡蔚半开玩笑地说。

靠着过硬的技术和产品,蔡蔚和团队在国内国外市场都斩获颇多。2015年起,吉利帝豪、长城纯电动车、北汽、广汽、一汽、长安以及许多新创电动车企业等搭载精进电动驱动电机的新能源汽车产品陆续上市,公司在乘用车市场份额超过了10%,在商用车领域,则与中通、福田欧辉、厦门金龙等品牌合作,占到我国大巴车、物流车市场份额的四分之一以上。同时,他们还为宝马、大众、克莱斯勒、菲斯科、康明斯等海外公司开发或生产新能源汽车电机系统。

生产线也在升级,多条产线实现了完全自动化。“这样就使得我们生产的万台甚至十万台的产品一致性得到保证。”不但每3分钟就能生产一台电机,而且部分流水线上实现车间无人,做成了“黑灯也能生产”的“黑灯工厂”。

公司规模不断扩展,但蔡蔚明白,要想长远发展,一定要在技术上多做储备:“像博世当年因为起动机噪音大,就招聘20多名博士,花两年多时间专门攻克了这一个问题。里面具体的价值很难衡量,但是赋予了产品更高的竞争力。所以,一定要有前瞻性。”

作为国家节能与新能源汽车“十三五”规划的起草人之一,蔡蔚认为行业在材料、元器件和技术方面都需要集中突破,从而使系统更加集成和效率更高。其中,“大家已经看到宽禁带功率半导体以后会形成潮流,国家应该加大第三代功率半导体及其驱动电机控制开发的支持”。

精进电动对此已有布局,提早与美国的数所大学合作,研制80千瓦的碳化硅控制器和30千瓦的氮化镓控制器,很快就能拿到样件。

“能源向清洁化发展是世界的方向,电能清洁化和汽车电动化是国家发展的战略大棋。”蔡蔚对前景满怀信心。正像央视纪录片《超级工程》里,他驾驶搭载着自己生产电机搭载的新能源车疾驰向前,动力强劲,源源不竭