浅谈汽车新技术科研方法——以“四位一体”式

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小编: 本文基于“四位一体”式汽车ECAS系统开发设计,结合作者科研体验,浅谈汽车新技术的研究方法,为汽车领域新技术研发者提供一些参考。



未来大概率实现新能源汽车逐步替代。汽车电子控制技术在智能驾驶,新能源汽车领域将广泛应用与发展。对其相关新技术的研究方法及时形成总结与探讨非常必要,为科研后进者提供意见参考。本文基于此,以ECAS(ElectronicallyControlledAirSuspension电控空气悬架)系统“四位一体”式开发设计为例,探讨相关的研究方法。

1科研存在的问题

(1)英语交流与写作水平差。无论是英语专业课堂的学习与交流,还是国际会议的英语交流,笔者认为研究生的英语口语、听力能力普遍较差,不能进行顺畅的交流。在英文论文的撰写过程中,语法、词汇表述不规范甚至错误,审稿专家提得最多的就是写作规范问题。(2)开发与设计能力弱。我国研究生就业需求大部分在企业,高校研究所只有少部分。高校教师多从学校到学校,没有企业研发经验,承接的项目纵向理论居多横向应用偏少。这样导致专业型研究生只能做学术而非技术研发。很多毕业生反馈研究生期间搞的算法理论企业用之甚少,应用开发能力弱。这反映了专业型研究生定位不清的问题,不过政策已在调整改革,学校也积极扩大专业型、双师型导师比例,方向是对的,趋势是好的。(3)科研视野不够开阔。多数硕士博士三四年只待在一个实验室,很少出去学习交流,一直在导师项目里耕耘,与国内外学术大牛实验室的交流、探讨极少,对新科技的进展不够敏感。最佳的学术交流方式是公费派遣或短期留学,但这种方式目前只限于知名高校的部分研究生,这对广大研究生的科研视野与创新思维不利。以上三种情况笔者认为是研究生普遍存在的问题,本人也常困于此,与国外教授交流胆怯结巴,交流过程中,明显感觉自己视野与学术敏感度远不如大牛,英语写作习惯中文转换成英文,这些问题笔者也在寻求改进与提高。本文针对以上问题,聚焦笔者熟悉的ECAS系统领域,结合多年研究教学体会,从研究生角度浅谈“四位一体”式科研方法。

2“四位一体”式科研方法简介

所谓“四位一体”式科研方法即充分利用学校、企业、留学,会议四个平台进行ECAS系统的研究方法(如图1所示),通过理论与实践结合,技术与学术交流,拓展自己的研究视野与思路,提高自己的科研国际化水平。 图1“四位一体”式科研方法简示  下载原图

车辆工程研究生应该聚焦实际应用问题,遇到瓶颈时再研究相关的深度理论问题,现阶段新能源电子控制技术是个热点,研究过程中应该结合人工智能、深度学习、控制算法,改进传统汽车领域的控制问题、解决电动汽车电池热管理、电机技术、电控技术等前沿重大课题。

3ECAS系统简介

电控空气悬架系统是用气囊代替传统的螺旋弹簧、钢板弹簧、扭转弹簧等,通过充气放气实现弹簧的高度调节。其系统结构主要由电磁阀、高度传感器、电子控制器(ECU)、气囊、遥控器等组成[1,2],如图2所示。 图2ECAS系统结构示意图  下载原图 1.储气罐;2.车架;3.电磁阀;4.气囊;5.高度传感器;6.控制器(ECU);7.遥控器.

其工作原理是ECU根据高度传感器采集信号,控制执行元件电磁阀通断,对气囊充气放气,可以实现车架离地高度的主动调节。现阶段研究的目标是实现ECAS系统的软硬件完全自主研发与智能精准控制,产品的节能化、智能化、安全化是未来发展趋势。

4学校

学校有专业导师、团队、科研设备与平台,是科学研究的重地。学校具体科研方法如下:(1)做好时间规划。研究生三年,博士四年时间过得很快,没有合理的安排规划,很容易荒废时间而难产成果。ECAS系统的开发聚焦应用居多,也可开展控制算法理论研究。应用方面,应该重视企业实习,时间安排上提前半年进入企业研究院。如直接读博,则没必要搞半年实习研发。有实习计划的研究生科研任务必须在前两年提前完成,给企业科研预留时间。所以入学时应提前进入课题组,早日进入科研状态。笔者认为科研不要有“完美主义”心态,这会耗费大量时间,要把时间尽量细分切割,设置任务截止时间,逼迫自己按时保质完成任务。同时对于琐事杂事可采取集中时间处理,节省出宝贵的时间。(2)尽早确定研究方向。研究方向非常重要,笔者在研究方向上碰壁很多次,方向不对时单兵作战身心疲惫。ECAS系统研究可选的方向有:控制策略与仿真、系统设计与开发、电磁阀计算与分析、气囊材料与力学性能分析、悬架系统动力学、振动与测试等。一旦确定好方向,马上沉下心去做,利用一切实验团队与平台资源,随时与导师团队保持学术上的沟通与交流。(3)多参加高质量的科研讲座。科研讲座能直接向学术大牛学习科研思维与训练技巧,快速挽回自己走过的弯路,同时与学术大牛的交流能解决诸多长期困惑,国内ECAS系统做得比较好的有吉林大学[3]、江苏大学[4]等,可以去他们学校当面请教相关团队与教授。(4)多阅读经典英文文献并早日开始写作。一定要多阅读科研论文,对前人的方法与工作有全面认识,同时对于经典论文要反复阅读再现,撰写科研论文可以迅速提高英文写作与相应的表述能力,这个是研究生尤其是博士生的必修课。

5企业

理论联系实际,企业科研方法要从以下两点努力:(1)开展与企业的实验测试。很多课题组实验测试很难做到完全精准,原因是测试样本少,试验环境过于理想。笔者曾经测试过不少实验室设备,ECAS系统在测试过程中会出现小幅颤震,导致测试数据存有不稳定性,对于这种情况除了请教学术大牛外,一定要与企业多沟通,企业实测的经验远超多数高校,所以一定要通过团队与企业达成相应测试合作。(2)寻找企业导师。这个非常关键,很多研究院的研发主管都是名校硕士博士,有丰富的理论实践经验,他们在企业培养锻炼下,对学校科研方向的实用价值具有相对准确的判断。所以在保证学校科研能完成的前提下一定要尽早寻找企业导师。笔者有一同学当年成绩非常优秀,研三开始就去吉利研发院实习,后面直接进入新能源开发核心团队,现在就职于上海某汽车研发院,团队成员多是国内顶尖高校优秀硕士博士,可见企业科研的重要性。

6会议

(1)积极参与学术会议。当碰到团队和企业导师都棘手的难题时,只能去更大范围寻找能人解惑,学术会议是个非常重要的平台。在导师项目支持的情况下,尽量多参与车辆工程、内燃机、机械工程、控制工程等相关的学术会议,重量级的学术会议该领域的核心专家都会参与,这是个难得的机会,笔者认为一定要脸皮厚、勤学好问,抓住一切机会寻求答疑的能人,如果当时得不到答案,相应的交流也能触发灵感与思路。(2)作学术会议发言与交流。这对个人英语表达与学术地位的建立非常重要,参加学术会议尽量在学术会议上作相应的专题英文报告。

7留学

争取出国留学机会。目前ECAS系统最大生产商是WABCO公司,相关高水平成果也是国外最先产出。笔者认为在公费派遣的情况下,应该去留学一段时间,这样能充分借助国外平台与思维训练优势,回国快速提高我国ECAS系统的国产化水平。笔者所接触的部分留学归国科研者,其英语表达与协作能力,前沿创新意识确实存在一定优势。哈尔滨工业大学高会军教授这一点做得非常好[5],他的每位博士都会有短期或长期出国访学机会,这对博士的培养非常重要!同时他的实验室博士汇报必须全英文讲解,这能促进博士英文表达与组织能力的提高,非常可取。

8结语

本文以ECAS系统“四位一体”式开发设计为例,简要讲述科研方法,最后笔者认为科研方法的落地需要最重要的四个基本素质:勤、恒、勇、健。勤奋是第一位的,西湖大学施一公教授多次公开表示研究生务必勤奋,笔者深表赞同。古往今来大凡大科学家没有一个不是日复一日,勤勉而成。恒心太重要了,科研是持久的攻坚战,要坐很久的冷板凳,此时能否坚持非常关键;勇是不畏科研孤独与难度,向新方向发起冲击的勇气;最后身体健康是科研的基础与保障。笔者希望通过自己的一些拙见,能起到抛砖引玉的作用,促进科研者在科研的道路上相对顺利。

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