要做敢于“吃螃蟹”的研发人——记福田欧辉氢燃料电池电动客车研发团队

人人都想做第一个吃螃蟹的人，但并不是人人都能做到。

作为新能源汽车发展的大势所趋，氢燃料电池电动车早已成为行业研究的目标。但福田汽车借助国家863项目平台，早在2006年就启动了对氢燃料电池电动客车的开发项目，并于2008年研发出了第一代氢燃料电池客车，成功服务北京奥运会，成为国内首家在氢燃料领域取得技术突破的客车企业。

十二年来，福田欧辉氢燃料电池电动客车已经升级到了第三代产品，并以三个“世界第一”的订单，成为第一家实现氢燃料电池电动车商业化运作的企业。

而这一切成绩的取得，离不开欧辉技术研究院的研发人，是他们凭借敢于“吃螃蟹”的精神，用实际行动践行了“把不可能变为可能 把可能变为现实”的福田人哲学。

如果说开发氢燃料电池客车是一份美味的螃蟹大餐，那么，欧辉氢燃料电池电动客车研发团队是如何拿下这份螃蟹大餐的呢？让我们回到十二年前，去探访一下氢燃料电池电动客车的研发之路。

“汽车尾气能养鱼？”——这是在2008年4月的北京车展上，参展人员所发出的疑问。这一天，福田汽车与清华大学、亿华通共同研发的第一代氢燃料电动客车正式亮相，用“尾气养鱼”向公众展示了其零污染、零排放的特点。

继2008年8月三辆福田欧辉氢燃料电池客车服务于北京奥运会马拉松赛事后，2009年，北京市政府决定将这三辆车投入道路示范运营。

“我上任后的第一件工作，就是对这批车辆做整体评估，以便符合道路运营的实际需求。”福田欧辉技术研究院副院长王雷回忆道。作为氢燃料电池电动客车研发团队的带头人，他“啃螃蟹”的故事就是从这开始的。

当时，王雷的工作是在半个月内完成评估，并针对不符合项及时作出调整。“这可是开行业之先河啊，只许成功、不许失败，当时真心感觉压力很大。”

在评估中，王雷发现了一个很重要的问题。车辆冷却系统在40度高温下存在散热不足现象，而这会影响燃料电堆的正常使用。“要投入运营，必须要把产品调整到最佳状态才行。”为了提升系统性能，王雷特邀请了清华大学仇斌老师一起寻找优化方案。

“当时我们整个团队有20个人，核心骨干有5名，为了按时完成任务，大家工作都很投入，经常加班加点，但没有一个人抱怨。”王雷介绍道。

在欧辉试制车间，他们量尺寸、画图纸、制作装配件，每一次的试验王雷都要参与其中。“因为要不停地验证和比对，我每天大概要翻七八次车顶，还得猫着腰往车内钻，幸好那时候身手比较灵活。”提起往事，王雷笑道。

经过几轮商讨、验证、再商讨、再验证，他们终于明确了一个方向，即在冷却系统上多安装一个控制阀。但要找到改动最小、最合适的装配点，依然需要经过多次验证。为此，他们制定了七八套装配方案。

由于每评估一个方案最少也要用上大半天的时间才能完成验证，当他们最终确定安装控制阀的位置后，已经连续四天工作超过13小时了。

为了进一步验证方案可行性，研发团队又顶着烈日，测试高温状态下车辆的性能。汗水很快就浸透了他们的衣服，额头上的汗滴还不住地顺着下巴往下流。“时间紧、任务重，我们也顾不了那么多了，一门心思就想着用最短的时间完成实车验证。”试验的工程师周恩飞说。

当车辆完成试验测试后，所有人都很激动，“再也不怕高温天气了！”车辆投入运营后的那个夏天，北京最高温度达到43℃，地面温度接近50℃，但运营在北京801路区间段的第一代福田欧辉氢燃料客车没有发生任何车辆故障，圆满完成了为期一年的示范运营，行驶里程达75460公里。

“受到当时的研发技术、制造成本和运营环境的限制，第一代氢燃料客车并不具备商业化运营的条件。”王雷说。为了提升车辆低温性能，同时解决成本高、寿命短、能耗高等氢燃料研发瓶颈，2014年，福田欧辉再次向北京市科委提交项目，启动第二代12米氢燃料电池城市客车研发工作。

研发之初，如何解决燃料电池的低温适应性，提升车辆整体性能，是摆在团队面前的首要难题。

“经过分析，我们提出了做电池保温、外部电源加热、电池控制策略提升以及利用电池加热四个方案。”主要负责氢燃料整车高低压调试的周恩飞说。

但由于给电池加保温层不能从根本上解决问题，也没有充足的加热装置可以随时为车辆充电加热，经过与燃料电池厂家的沟通协调，研发团队决定从优化电池策略及利用电池加热两方面入手。

12月的户外寒冷异常，凛冽的寒风不时刮起。“我记得当时我穿了一件保暖衣、两件厚毛衣、一件羽绒大衣，王超也差不多，但还是觉得冷风嗖嗖地往身体里钻，手都冻僵了，字都写得歪歪扭扭的。”周恩飞说。为了及时记录数据，他们经常一忙起来就是一整天，基本上就是中午一顿顶三顿。

由于经常吃“冷饭”，周恩飞患上了严重的胃病，一到晚上就疼得厉害，要靠吃止疼片才能缓解。可项目正在关键时期，他不想因为自己影响整个进度，就一直咬牙坚持着，吃药也都是偷偷的。直到有一次被同事们发现，才被“勒令”马上回家休息。“那天是他一个月以来最早下班的时候，平时每天基本都要忙到10点多。”同事王超说。

为了将控制程序调整到位，周恩飞和王超要不断地比对、分析电池数据。一个月的时间里，他们前后验证了不下十次，每一次测试都要屏气凝神，专注地盯着温度表记录电池温度的攀升速度，“我甚至感觉自己的心跳速度都与升温速度保持一样了。”王超笑着说。

当燃料电池达到在1分钟内由零下15℃恢复到零上10℃的满功率温度时，周恩飞和王超忍不住击掌相庆。

2015年底，具备商业化运营基本条件的福田欧辉第二代12米氢燃料电池电动客车在北京市384路公交线路投入运营，这无疑是氢燃料技术领域的新突破。截至目前，该批5辆车的行驶总里程已达到97004公里，出勤率达95%以上。

作为新能源产品，节能、可靠是客户最关注的硬指标。能否赢得市场的认可，拼的就是这两方面。作为全球首批用于商业化运营的氢燃料电池客车，福田欧辉在研发过程中，就通过持续的技术改进升级，提高产品性能，以保障产品的节能性和可靠性。

为了进一步优化燃料电池控制策略，降低整车能耗，2015年底，王雷带领团队投入福田欧辉第三代燃料电池客车的研发工作。

要实现降能耗，就要保证车辆动力电池和燃料电池之间的能量匹配关系达到最佳状态，并且使电机处于最佳效率区。

“刚开始接触氢燃料的时候，因为没有行业标准，很多地方都不知道该怎么入手。”周恩飞说。

为了验证优化效果，他根据城市、城郊两种运行工况，设定了上百个燃料电池工作点，并和试制车间工程师王亚馗一同前往通州试验场“安营扎寨”，一次次进行现场氢耗测量及性能优化。

每天早上7点多钟，周恩飞便会准时到达检测厂门口，“试验场的容量有限，需求厂家却多，有时候等一天都不见得能排上队，所以得赶早儿。”周恩飞说。一天十二个小时里，周恩飞一半的时间是在车内蹲着分析数据，一半的时间在车外站着采集数据。为了省掉吃饭的时间，他买了几大袋小面包，饿了就拆开一袋垫垫，“这样方便省事儿，出去吃一顿饭怎么也要一小时，这时间省出来能干不少活儿呢。”周恩飞笑着说，“因为买的次数多了，后来网店还给我返了好多优惠券呢！”

因为在试验场一连呆了两个月，那里的工作人员都认识了周恩飞。“那段时间真是相当充实，每天晚上回到家，往床上一躺就能睡着，睡眠质量特别高。”他打趣道。

在整个团队的共同努力下，福田欧辉第三代氢燃料客车实现了10%的节能优化，整车能耗控制在5公斤/百公里左右。

当然，作为新能源产品，除了节能，最重要的还是要可靠。

2016年，福田欧辉首台8.5米氢燃料客车在试车跑道进行路试时出现绝缘报警现象。为了防止绝缘阻值过低导致整车漏电，周恩飞马上赶到现场对车辆高压零部件的绝缘状态进行检测。

由于车辆绝缘数值在运行中不断发生变化，为了准确捕捉数据，周恩飞拿着绝缘测试仪等诊断工具，一点点排查异常原因。DCDC、燃料电池系统、驱动系统、高压附件……每个零部件都仔细测试、比对。待确认是由于燃料电池冷却系统故障导致绝缘值过低后，他马上联系动力所工程师对冷却系统进行分析，并进行管路升级，同时联系厂家更换相关部件，顺利保障车辆按时完成了整车试验。

经过历时2万5千公里、长达3个月的严苛测验，福田欧辉氢燃料客车的研发工程师们以高安全、高可靠的产品性能，完成了“终极环保车”的凤凰涅槃。2016年5月，福田欧辉与有车新能源汽车租赁公司签订了一百台8.5米氢燃料电池客车订单，不仅拉动当日 A 股涨停，更是连创三个“世界第一”：第一个实现全球最大的氢燃料电动客车订单；第一个实现国家863项目闭环；第一在全球范围内实现氢燃料电动客车产业化、商业化开发运营。这三个“世界第一”不仅代表了市场对欧辉氢燃料电池客车产品的认可，更凸显了福田欧辉在整个行业的领先地位。

随着新能源技术的发展，人们对新能源产品的接受程度不断提高。但2016年之前，行业内还尚未形成公认的研发标准。所以，即使欧辉客车早已实现商业化运营，公众对氢燃料电池产品的安全性依然心存疑虑。

没有行业标准，谁来保证产品的安全性能符合要求？ 作为行业的领导者，福田欧辉研发团队再次承担起了探索行业标准的责任，决定在前两代燃料电池客车开发基础上，建立福田欧辉的储氢系统标准。

万事开头难。由于对氢瓶制作工艺、安全标准等专业技能了解不全面，王雷决定深入行业主流的氢瓶厂商进行学习交流。三个月的时间里，从氢瓶制作原材料到整个瓶组的生产流程，王雷与程华先后六次往返位于北京及江苏的氢瓶生产厂家，参观考察对方的生产实验室，并与之进行了深入的技术交流。

当时，他们面临一个技术难题，即氢气在车内容易形成聚集点，这是个安全隐患，必须想办法排掉。为了解决这个问题，福田欧辉氢燃料电池客车采用了氢气瓶顶置的方案，一旦有氢气发生泄漏，车顶更容易使氢气扩散。经过全车CAE分析和道路模拟仿真计算，气瓶顶置完全符合道路法规要求，不会给安全行车带来影响。

“但是氢瓶、发动机、冷却系统都布置在车辆顶部，车辆转弯的时候容易出现重心不稳的现象。”第三代8.5米氢燃料首台样车进行路试的时候，程华注意到了这个问题。

“能不能对整车系统布置进行优化，将车辆重心进行下移，并且降低整车高度呢？” 为了增强整车稳定性，程华在团队讨论中提出了改善方案。

但这个方案几乎要把整个瓶组系统重新更换一遍，工作量太大，有人提出了异议。“困难不可怕，只要能提升产品品质，就应该试一试！”程华斩钉截铁地说道。

说干就干，程华很快就将自己的构想通过设计图纸体现了出来。在将近两个月的时间，程华跟同事们一遍一遍地根据测试修改图纸，不断地优化方案。“那段时间脑子里只有这一件事，甚至做梦都是在画图纸。”

终于，功夫不负有心人，在氢瓶厂家的配合实施下，他们顺利实现了氢瓶瓶组间的管路以及系统布置优化，不仅使整车降高80CM，还大大增强了车辆行驶的稳定性，各项评审及检测指标均符合国家规定的安全标准。

就这样，王雷带领欧辉氢燃料电池研发团队不仅推出了福田欧辉自己的标准，还参与了国家储氢系统标准的制定工作。十二年间，福田欧辉共完成了十余项氢燃料电池电动技术开发，不仅用过硬的实力建立了行业标准，更用实际行动消除了人们对“氢燃料”电池电动车的恐惧。

执着匠心，无惧挑战，这既是欧辉氢燃料电池团队的研发之道，也是福田欧辉研发人的真实写照。十二年间，从12米氢燃料城市客车，到8.5米氢燃料城间客车，再到10米氢燃料城市客车，福田欧辉不仅搭建了丰富的产品体系，更是抢先在整个产业链实现布局，从设计研发能力到商业化运作都走在了行业前列，在氢燃料电池领域，真正成为了第一个“吃螃蟹”的人。

“目前，福田欧辉第四代氢燃料电池客车的研发已经接近尾声，2018年年中就可以完成所有的试验、测试，产品性能也将有更进一步的提升！”王雷高兴说。

看来，已经尝过螃蟹美味的欧辉氢燃料电池电动客车研发团队，无论如何也要将“螃蟹大餐”进行到底了。

文/欧辉客车事业部  刘爽

摄影/公司总部 刘东兵 欧辉客车事业部 缪琳