探求电机极限的硬核派科学家

· Jun 18, 2014

什么是硬核派?百度告诉我们,硬核是一种执著的信念文化,希望以正确、不跟随主流、不跟随物质的态度,脚踏实地去过自己认为对的生活。其实这和极客的特征很有几分相像。

原型机重量 2.4 公斤(镂空设计),量产机重量 3 公斤,额定功率 12 千瓦的功率密度 4kW/kg,效率 97.5%;峰值功率 24 千瓦的功率密度 8kW/kg,效率 93%。这些数据对你来说是不是有点太烧脑了?但是如果你对电机比较懂行的话,看到以上数字也许会感到非常惊讶。

在那天」新汽车的白日梦「活动中,一个叫做陈拯民的哥们儿在微信群里说自己在做一个很牛逼的电机。于是我的职业病又犯了,很想了解了解他到底是何方神圣,于是在见面之后他给我讲了他的电机以及他的极客精神,并且给了我上面的那些数据。

不过,虽然之前我俩已经在车库咖啡有了初次交谈,但是直到中关村创业街开街那天,我才在现场第一次看到他的电机实物:一个直径 15 厘米的「小圆饼」。

陈拯民7

陈拯民是哈工大博士毕业,去年 5 月份,他在同学的建议下开始进行电机研发,经过一年左右的开发实验,当然还包括各种失败,现在展示的这个算得上是他的「工程样机」。

这电机究竟好在哪?

特斯拉的动力方案可以说是目前市场上性能最好的,它的电机采购自台湾富田公司。最大功率 310kW,实际额定功率为 80kW,结合它 50kg 的重量来看,额定功率下的功率密度约为 1.6kW/kg。陈拯民展出的这台样机重量为 2.4kg,额定 12kW 功率,功率密度 4 出头。单纯看数据的话,已经超越特斯拉很多。再看宝马,其 i 系列电动车搭载的电机重 50kg,额定功率 125kW,功率密度 2.5kW/kg,是目前公布的功率密度最高的电机。

功率密度高带来的好处是相同功率的情况下,体积和重量更小,可以节约空间,另外对电动车的轻量化会有一些帮助。

多数电动车厂商采用的都是永磁电机方案,今天我们报道的这款也不例外,而特斯拉 Model S 采用的则是异步感应电机。在效率上,感应电机的效率不如永磁电机,在额定功率下的最佳效率一般不会超过 96%。就特斯拉的额定功率与最大功率 1/4 的比值来说,在最大功率时,电机的效率应该会低于 80%。目前主流的量产汽油内燃机的效率一般是 30%-40%。

为什么能有这么大的性能突破?按照陈拯民的说法,他把优化电机结构放在了首位。

个体户科研的胜利?

为什么看上去很牛的技术突破,不是发生在研究院,不是发生在工厂,而是由一个人独立做出来?放宽眼界,Elon Musk 的 SpaceX 公司也做了很多 NASA 做不到事情,是不是有一些激励或者阻碍的因素?

之前说陈拯民是哈工大博士,不过他学的并不是电机专业,而是自动化,这是一个更全面的专业。在设计电机这件事上,一个人要负责从最初设计到最后生产的全过程,这其中需要掌握的知识不仅仅是电机这么简单,还要包括材料、工艺等等。就像前几天王传福说过的,「全产业链覆盖」,这需要大量跨专业的知识构成。

陈拯民6

从另一方面来看,不管是研究机构还是厂家,本身的羁绊有很多。可能这些机构中的一些人足够具有创新精神,也足够有能力,但是在那样的一个客观环境下,要达到自己的想法并非易事:他所在的团体不鼓励,或者说不需要在创新上和产品上有」大跃进「似的进步,并且在审批立项等各方面实际上都处于一个比较」慢「的节奏中。仔细想想,这其实很像互联网思维大潮笼罩下的传统汽车厂商。

即使这些机构的领导有创新的意识和或多或少的一些极客精神,同意做这个项目,但会不会用大量的资源来做这一个项目,还得打个问号。所以总的说来,在主观能动性上,个人可能会比组织更积极。

陈拯民4

在客观上,个人行为的劣势在于,没有足够的资金和资源支持,陈拯民的整个研发过程实际上都是处于「化缘」的状态。但是相比于资金,更大的打击是一次次的失败,他在做出样品之前,反复做了十几个方案,并且全部自我否定掉。在厂商和组织眼里,数十次的失败一般不被允许,也不会有这样的耐心,这和他们手中充足的资金以及资源形成了很强烈的对比。

在安徽合肥的实验室里完成所有测试项目之后,陈拯民回到北京,成立了「星谷实验室」,启动了 VC 融资和合资建厂计划。接下来的两年,他们会要做四件事:完成中试,报批准生证和各项审批,定制生产装备并建厂,建立面向电动汽车厂商的渠道。远期,他还打算开发一个叫做「火箭车」的电动汽车实验平台,用来测试电动汽车动力系统的性能指标。

陈拯民3

对于高科技以及实业的投资,其实并不像互联网行业投资那样引人注目。甚至如果没有足够的投资,很多高科技创业者最后的命运只能是卖掉自己的技术。但是陈拯民告诉 GeekCar,目前融资和车厂的反映越来越乐观,中试也可能应车厂的要求提前进行,他把自己归结为幸运的那一类人。但其实高科技创业本身就是一个很有挑战性的事情:有技术,市场前景如何?即使有的可能会有很好的前景,但是商业运作对于这些技术宅来说也是短板,有了投资,也要冒着自己被资本绑架的状况;又或者技术好但是产品设计差……

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极客改变世界?

总之,新的技术让人兴奋,但是未来的前景有些扑朔迷离。在我们目所未及的领域,肯定存在着许许多多这样的创新案例,但是要把这些创新转化为可以买到的产品,却有很长的路要走,甚至可能因为很多客观原因半途夭折。在有些人看来,不能转化为商品的创新永远是空中楼阁,但是如果我们都满足于现状,那这个世界也未免有点太无趣了。

我很好奇的问他,为什么做这个项目?他说了好几个理由,有的关乎利益,有的关乎理想,但是其中一点让人兴奋:他好奇电机究竟能做到什么样的水准。这种探求极限的风格,倒是真的很极客。

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4 responses to “探求电机极限的硬核派科学家

  1. 陈拯民先生你好看了你的电机很振奋有兴趣不知能给啥帮助联系 qq846339353(北京电机总厂)

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