坚守潜精研思的科研底色,助力我国工程机械双碳目标

——林添良事迹介绍

林添良,男 1983年4月生福建武平20116月毕业于浙江大学,2011年7月就职于华侨大学工作至今现任华侨大学教授、博士生导师,华侨机电及自动化学院副院长,中国液压专业委员会秘书长,入选福建省雏鹰计划青年拔尖人才、福建省杰青,福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划,厦门市拔尖人才、泉州市青年拔尖人才等人才项目。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、国家重点实验室开放基金、中国博士后基金、,福建省自然科学基金重点项目等多个国家级、省级项目以及国际合作项目。先后获得福建省科技进步二等奖、福建省科技成果转化二等奖,获得福建省青年五四奖章、厦门市青年五四奖章、泉州市青年五四奖章和五一劳动奖章等荣誉。

林教授严谨自律,始终坚守科研工作者潜精研思的底色。他面向国家战略需求和重大科学问题,十余年长期从事工程机械节能技术方面的基础理论和应用研究;在绿色节能技术、工程机械智能化和机电液一体化元件与系统控制等研究方向上,先后攻克了混合动力、纯电驱动、能量回收和高效电液驱动等关键技术;在国内外率先将多项节能和智能化技术应用于工程机械和重型车辆,推动了我国工程机械节能技术的发展,为工程机械行业的可持续发展发挥了重要作用。

一、 突破工程机械的节能减排核心关键技术

在国家实现“双碳”目标、构建双循环新发展格局的背景下,传统油耗高和排放差的工程机械已逐渐无法满足绿色节能和可持续发展的战略需求,电动化成为工程机械绿色发展的重要方向之一,而现有的电动化工程机械主要存在无电动工程机械专用零部件、整机电液控制系统并未根据电传动特点设计、整机的构型较多尚未标准化等核心问题,无法完全发挥电传动技术的优势。基于此,林添良教授围绕工程机械的节能减排核心关键技术,在高频、强过载、高效动力总成、基于阀口压差容积控制与能量回收的近零液压损耗流体驱动、大惯性负值负载能量复合式高效回收与再释放一体化三个方面开展了系统的创新研究工作,并在电动化核心零部件和系统集成应用方面取得了突破。

成果1:针对工程机械动力源要求在近零转速时甚至堵转工况下仍然高效输出可控瞬时大扭矩针的需求,林教授提出一种新型电流环、转速环和压力环三环协同驱动控制原理的电机泵动力总成驱动核心算法,实现不同工况的快速建压和堵转工况的大扭矩高效可控输出,解决了传统电机驱动器在泵控液压和电动工程机械应用的瓶颈,为变转速节能技术在液压行业和电动工程机械的应用奠定了基础。

成果2:传统流量匹配方式在液压节能上具有较大的局限性,而阀口压差则由负载决定,降低阀口压差实现节能一直被认为是难以攻克的技术瓶颈,针对项难题,林教授提出基于阀口变压差容积控制与能量回收的近零液压损耗流体驱动技术,通过能量回收单元控制溢流阀口和节流阀口的前后压差,使阀口的压差仅是保证工作性能的最小压差,并回收多余的阀口压差能量,实现近零压差损耗的流体驱动技术,为液压节能技术提供了一种新思路。

成果3:大多数工程机械在作业时释放出大量的机械臂势能和制动动能等负值负载,能量回收技术是解决负值负载消耗在节流口最重要的方法。针对高效回收能量和兼顾操控性能的需求,林教授提出了基于机电液复合式平衡机理的工程机械负值负载能量回收和再生一体化方法,通过机电液平衡单元平衡负值负载,实现了能量回收过程和执行器制动过程的解耦,使能量回收单元工作在高效区域,动力源的驱动功率较为平缓且较小,实现节能的同时,执行器的操控性仍能通过原有驱动系统保证。

围绕上述成果,形成了移动机械绿色化和智能化关键技术体系,出版国内第一本工程机械节能专著《工程机械节能技术及应用》和第一本电动挖掘机专著《电动挖掘机关键技术及应用》;以第一/通讯作者发表论文70余篇,其中SCI/EI收录论文38篇,TOP期刊论文11篇,单篇论文最高l影响因子为16.799;6篇论文为流体传动与控制领域引用次数较高的论文,申请国家发明专利100余项,以第一发明人授权发明专利22项,德国发明专利1项,PTC专利20余项

二、 攻坚克难,抢占工程机械电动化高地

在上述研究成果的基础上,依托Hitachi、徐工、三一、中联、柳工、厦工、华南重工、龙工、福龙马等龙头企业研制了国内外领先的系列化电动挖掘机、装载机、叉车、能量回收型起重机和电动扫地车等,在电动化工程机械领域已经实现了弯道超车,超越欧美成为全球工程机械电动化技术的领跑者。目前各机型已经在北上广地铁施工、绿色矿场、智慧港口等绿色施工中发挥了重要作用,取得了巨大的经济、社会和生态效益,牵头立项了5项工程机械节能方面的团体标准5项,通过技术转化和技术服务,使企业的技术升级,在国内外的电动工程机械行业占据重要地位

以项目为依托,以服务地方企业为宗旨,以推动行业进步为出发点,林教授团队突破了工程机械电动化与智能化关键技术,获批建立福建省产学研合作示范基地等省级平台,并建立了华侨大学-日立建机国际联合实验室,发挥了对行业引领示范作用,成为工程机械节能环保研发的典型示范。其中,所研制的高性能电液比例溢流阀获2016年国家发明展览会金奖,研制的全自动滴液机获首届中国高校科技成果交易会优秀奖,以第一获奖人主持的“重载工程机械高效电液驱动与能量回收系统研制及产业化”获福建省科技进步二等奖,“绿色移动机械高效机电液耦合传动节能技术研发及产业化”获2021年福建省首届科技成果转化二等奖

三、 立德于行,培养学生德才成长

“才为德之资,德为才之帅”,在培养和指导学生方面,林教授言传身教,将立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育等各环节。他充分发挥自身行业资源,构建“产教融合三协同”的课程教学体系,孜孜不倦致力于培养一批具有国际视野、有志于国家发展、具有较高学术研究能力和实践经验的人才,积极指导学生参加课外科技创新活动,将科研实验室开放给学生,为学生参加科创活动提供支撑和帮助,其“新能源工程机械机电液一体化驱动系统虚拟仿真实验”获2020年教育部虚拟仿真一流课程

林添良教授深知科研团队的重要性,组建成了一支在国内外具有一定影响力的以电液控制与节能技术为核心研究方向的创新团队“智能电液控制与节能技术”。并以本团队核心成员为基础,获批建立了福建省移动机械绿色智能驱动与传动重点实验室并担任重点实验室主任和学术委员会委员,成立了领域内国内第一个移动机械绿色智能驱动与传动分会并担任理事长,为高校、科研院所、工程机械主机厂和配套件厂家建立了合作、沟通和交流的平台,有力地促进了行业的发展,发挥了对行业引领示范作用,成为工程机械节能环保研发的典型示范。

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