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【大創榜young】中制電控——讓電機控制離不開中國造

作者:成功就業
【大創榜young】中制電控——讓電機控制離不開中國造

北京中制電控科技有限責任公司

北京中制電控科技有限責任公司是國内首家緻力于全國産化電機控制器軟硬體一體解決方案的研發企業。公司在中國電動車輛工程科技開拓者孫逢春院士、北京理工大學電動車輛國家工程研究中心首席科學家張承甯教授的指導下,由國内外9名博士組建。公司以高效電驅動系統、控制器一體化內建設計、高精度強容錯控制為研發主線,旨在實作車輛驅動系統電動化、國産化、智能化。

公司竭力打造系列化産品,實作功率等級全覆寫;同時提供定制化服務,滿足客戶個性需求,切實提高整車機動性與安全性,助力大陸新能源産業飛躍式發展。公司現掌握多項電驅動核心技術,依托北京理工大學電動車輛國家工程研究中心等,擁有國内外領先的電機系統測試台架以及大型檢測裝置50餘種。伴随着新能源運載工具進入全面市場化拓展期,軍用裝備也處于向電動化邁進的曆史關口,公司二十餘套自主可控的電機控制器裝置已在交通運輸、軍民兩用等多個領域服役,最高效率技術名額達到國際領先水準,向世界展示了中國電控的力量。

紮根電控,科技報國

【大創榜young】中制電控——讓電機控制離不開中國造

北京理工大學機械工程專業在讀的中制電控團隊成員,在大三的時候就接觸到了電機驅動領域的課題,與電機控制器結下了不解之緣,開始了數年如一日的電機控制相關研究。多次參與課題組項目的團隊成員發現,目前所使用的電機控制器中許多核心零部件多直接購買國外研發公司生産的成品,在實踐應用中存在調試、維修困難等問題。子產品化産品隻能基于配置好的參數和模式進行應用,當需要根據不同應用場景更改控制功能和使用模式時很難直接與開發者取得聯系,往往在調試中耗費大量時間和試錯成本,而且一旦出現産品問題通常隻能選擇重新購買,很大程度上浪費了可利用資源。加之國際貿易摩擦愈演愈烈,部分核心晶片供應鍊出現波動,更促使電機控制器全國産化研制迫在眉睫。這讓團隊成員初步萌發了“做中國人自己的控制器”的想法。

依托實驗室資源和平台,成員們在苦練紮實基本功的基礎上,一起組建團隊,結合組内在電機控制領域多年發展形成的豐厚技術積澱,用兩年的時間完成了第一台核心零部件全面國産化替代的電機控制器樣機,其自主可控率達到100%。同時,該控制器搭載轉矩轉速精确控制算法,能夠實作傳感器失效模式下的容錯控制,整體效率突破98%,功率密度與市場主流産品相比提升近一倍。該項目核心技術形成了多篇頂刊論文和國家發明專利,産品以學校為主體與多家軍工企業簽訂了橫向合同,實作了産學研一體化建設。面對波瀾壯闊的電控市場,成員們又産生了由科研模式向創業者轉變的想法。

2023年,經過反複深入的方案規劃,項目團隊參加了第二屆“京彩大創”北京大學生創新創業大賽,在真正的行業領域專家和投資方面前展示自己的想法與多年的努力。在艱辛的創業之路上,成員們互相扶持走出一個個泥潭,創業項目也有了新的面貌,其中一名博士成員獲得在央視欄目上介紹産品的機會,團隊在2023年秋季進行了新産品的釋出。

中制電控:中國人自己的電機控制器

談起自己的創業之路,大家都說有偶然因素,而更多的是順理成章。有的從大一參觀實驗室開始,就堅定了科研報國的理想信念;有的一直跟着老師在實驗室接觸技術研究和各類項目,同時積極參加數學模組化競賽、機械創新設計大賽等各種科技競賽,在取得不少好成績的同時也積累了許多科研經驗。技術學習和比賽經曆為大家後來走上創業之路埋下了火種。

【大創榜young】中制電控——讓電機控制離不開中國造

遇見電驅,點燃夢想

【大創榜young】中制電控——讓電機控制離不開中國造

随着交通運載工具逐漸向電動化發展,電機變成三電系統的心髒,廣闊的應用領域和廣泛的應用場景讓團隊成員看到了從事這項研究的意義。從學習電機學基礎知識開始逐漸入門,靈活多樣的控制算法和複雜而精巧的硬體設計讓大家着迷。他們在廣泛閱讀文獻的基礎上,形成了控制算法方面的創新點,通過一輪輪的仿真優化和實驗驗證,終于形成了自己的論文和專利,在電機控制器軟體設計領域邁出了堅實而重要的一步。

記得在一次優化電機控制器的設計方案過程中,因為技術手冊不完善、可供查找的資料欠缺,團隊成員用了兩天時間才排查出一個由元器件配置不當引發的小問題,這個經曆讓大家印象深刻的同時,也引發了團隊成員對核心技術自主權的思考。由于國外産品發展時間長、研發經驗豐富,目前國内廣泛使用的電機控制器的核心零部件多數采用直接購買的國外成品套件,在節約開發時間和成本的同時,也帶來了許多不可避免的問題,例如維修保養困難、貿易摩擦導緻晶片禁運限售等,這都使研發團隊不得不正視科技産品全面國産化的問題。然而國内電機控制器在開發設計時往往已經采用國外方案,即使應用自主研發的核心零部件,其配套算法和接口等設計也需要較長開發周期和較高開發成本,不利于實際生産對效益的追求,是以如何找到高效、高可靠性的電機控制器全國産化解決方案,成為團隊成員們發現專業領域缺口與需求的突破口。

潛心研發,攻堅克難

“人生是一段很奇妙的旅程,幸運的是在每個階段都能遇到啟明星。我們是幸運的,在成長的過程中有許多導師給我們指引、鼓勵,是以我們才能走得那麼穩。”

團隊成員關于研發全國産化電機控制器的想法與導師一拍即合。我們構想的電機控制器産品不僅要實作全國産化自主可控,還要在硬體設計方面貫穿一體化內建設計思想,通過拓撲結構優化提升控制器整體輕量化程度,提升電驅系統功率密度,同時通過合理有效的配套冷卻系統設計,實作控制器散熱效果高效可靠,提高控制器使用保障性能;在軟體設計方面,由于目前控制器使用的高精度傳感器對使用環境要求高、本身較為脆弱容易損壞,團隊綜合評估提出,可以結合傳感器失效模式下的容錯控制算法,在控制器實作高精度轉矩轉速控制的同時保證在傳感器故障後控制器仍能安全穩定運作。

确立了研發目标,團隊成員一刻不停地投入技術攻關,從尋找合适的國産替代零部件開始,仔細研究每個元件的設計功能與國外産品的異同,并在此基礎上嘗試自主設計配套算法和接口。初步形成了全國産化硬體方案後,又展開了容錯算法的設計,通過多次仿真和實驗驗證,最終實作了當初的設計目标。經過兩年的設計、開發、驗證和反複疊代優化,研發團隊設計制造的高效率、高功率密度全國産化電機控制器終于第一次實作産品化,其核心技術通過了國防技術成果鑒定,樣機通過合作企業的搭載示範應用也獲得了認可與好評。

仰望星空,腳踏實地

【大創榜young】中制電控——讓電機控制離不開中國造

2023年,團隊決定從單純的科研模式向創業者轉變,北京中制電控科技有限責任公司初具雛形。在經過5版以IGBT為功率子產品的全國産化電機控制器、3版以碳化矽為功率子產品的全國産化電機控制器疊代優化後,2023年6月他們帶着200kW功率等級的電子元器件全國産化電機控制器樣機站上了京彩大創的舞台。經過極緻地打磨,一輪輪的使用者測試,目前的電機控制器系列産品更加高效、可靠。

現階段,團隊以“小步快跑”為作戰方略,在進一步優化服務和産品體驗的同時,逐漸嘗試探索、開拓并深入市場。團隊目前已經與多家軍工企業簽訂銷售合同,總額超過千萬元,并與多家企業達成合作意向,預計五年内利潤突破五千萬元。

2023年,中制電控學生創業團隊在第二屆“京彩大創”北京大學生創新創業大賽中獲得科技創新賽道三等獎,獲得百強創業團隊、百粒“金種子”項目等榮譽,并成功沖進第九屆中國國際“網際網路+”大學生創新創業大賽北京市賽,獲得多位領域專家多次一對一指導,從大處着眼、小處落腳,全面提升項目創業和轉化能力。

相信在不久的将來,北京中制電控科技有限責任公司将成為國産電機控制器領域舉足輕重的領頭羊,讓世界看見中國控制的力量。

創業路上,修煉内力

創業需要持續修煉内力。世間沒有一本萬利的事情,也沒有永恒不變的利益。所有的結果都要通過不斷努力來積累,所有的成功都要經受多次的挫折打擊才能促成。創業路上,修煉的不僅僅是這一條事業之路,更是成就一個人走向強大的心路。他們堅信:無論做什麼事情,遇到什麼困難,隻要有恒心、用心做,終會柳暗花明。

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