在学生眼里,他是科技达人;在同事眼里,他是工作狂人;在妻子眼里,他是不顾家的人;在党员眼里,他是一面旗帜……辽宁工业大学汽车与交通工程学院院长李刚,是大家心目中公认的“车痴”。
给汽车安上“万向轮”
和汽车结缘,可以追溯到20世纪80年代。8岁的李刚想爬上一辆停在家门口的解放牌货车模拟开一下,却遭到一顿数落。从此,他幼小的心灵里充满了对开车、造车的向往。长大后,李刚本科、硕士、博士读的专业,工作的岗位,都与汽车有关。
2014年,李刚的师兄、在吉林大学汽车工程学院工作的郑老师发来一张照片:某国高速公路上,一辆车由于不能迅速转向,导致相邻四车相撞,事故现场惨烈。李刚想:“如果车辆能够四轮一起转向,就能减少或避免悲剧的发生。”此时,某军工企业也向他求援:为某军用小型飞机制作一个万向转向平台,解决在狭窄空间内无法迅速掉头转向的问题。于是,他开始进军新的领域。
从此,李刚的汽车开发实验室常常彻夜灯火通明。办公楼保安队长特地叮嘱新来的保安,这间实验室不用检查。两年的寒来暑往,他带领团队重新设计汽车底盘、万向轮、电气系统、整车控制程序,成功为车轮增加了防抱死功能和电子稳定性控制系统,大型车辆在狭窄空间里不但可以原地掉头,还可以实现360度转向。目前,万向轮的研究已经进行到第六代。
带领车队实现新突破
2017年春季,获知中国汽车工程学会要举行第一届“中国大学生无人驾驶方程式大赛”,李刚跃跃欲试。然而,他组建的团队在无人驾驶方面尚处一片空白。于是,他带队到赛场“偷艺”,在5天的比赛时间里不停地摄像,累得手臂酸肿;到冠军车队所在高校“拜师”,用虔诚的求知态度和探索精神感动了学校师生,学到了相关理论,满载而归。
凭借艰苦的钻研和艰辛的探索,李刚带领团队先后攻克了线控底盘技术、环境感知技术、决策与规划技术、轨迹跟踪控制技术等一道道难关。当团队成员看到研发的无人驾驶赛车奔跑在学校广场上,都流下了激动的泪水,把李刚抬起抛向空中……
2019年,李刚带队参加中国无人驾驶方程式大赛。在高速循迹比赛前,李刚提出:为了进一步提高赛车速度,要对程序进行更改。这个决定惊呆了所有人:万一程序更改出现bug,就会导致赛车冲出赛道。“参加比赛不仅是为了获得好成绩,更是为了技术进步!哪怕失败了,也在所不惜!”李刚一锤定音。经过一番努力,程序更改效果良好,李刚团队获得了中国无人驾驶方程式大赛总冠军。
成功的鲜花背后,是无数的荆棘。在一次比赛前,李刚团队的赛车在制动测试时出现了问题,直接影响到参赛资格。李刚在现场召开“诸葛亮会”进行研究,最终发现制动踏板结构设计和材料选取不合理。当天晚上,他们带着精心修改后的图纸,找到加工点连夜加工。次日凌晨4点多钟,他们回到现场,进行安装和测试。成功了!大家兴奋不已,七嘴八舌地分享着喜悦。“嘘——”有人示意噤声,大家回头看去,只见李刚坐在凳子上,发出了鼾声。
李刚从2014年起指导车队参赛,在原有燃油方程式赛车车队基础上,先后创建了电车队、无人驾驶车队。他带领车队参赛10年,先后获得国内外冠、亚、季军10次,创新竞赛国家级奖30余项。2017年,车队在日本赛场获得电车组总成绩亚军和4个单项奖;2019年,车队在德国赛场获得世界耐久赛第9名,结束了中国电车多年以来没能通过车检和没有完赛的历史。车队被评为“中国大学生自强之星”科创团队,李刚也先后获得“中国方程式汽车大赛突出贡献人物”、2023年度“中国大学生方程式大赛首届最佳导师奖”等荣誉。
给汽车换“心脏”
科研需要激情与梦想,更需要展示与证明。
电车,可以简单理解为把油车的发动机变成电机,也就是给汽车换“心脏”。这样做的好处是:速度快,没尾气。产生了这样的想法后,李刚带领团队依托电动方程式赛车研发,在电机、电池、电控等方面进行了艰辛的探索和努力。
首次研发电动方程式赛车,出现了两种极端状况:电机安装在底盘上,给电后,有时速度无法控制,一直在加速;有时电机却不转动。李刚和研发团队查阅了很多资料、尝试了很多方法,都无法解决问题。百思不得其解之际,他突然想起自己的“智囊团”——读博的同学们建立的“车辆工程同学群”。李刚将问题抛在群里后,各种各样的推断涌现出来。有一个同学忽然问他:“是不是电磁干扰的原因?”李刚恍然大悟,立即对赛车的电源线、信号线进行屏蔽,经过反复试验,问题迎刃而解。
“最初,我们是用1个电机驱动赛车;后来,用2个电机进行驱动,通过独立控制2个驱动轮,实现加速和转弯;现在,我们已经用4个电机进行驱动了。”李刚兴奋地说。10年来,李刚团队持续革新,每年都能推出一台体现新技术的新型赛车。
“衣带渐宽终不悔。”近20年来,李刚埋首于车辆系统动力学及控制、汽车及零部件关键技术、新能源与智能网联汽车前沿领域等方面的科研工作,主持和参与国家自然科学基金项目3项,辽宁省重点研发计划、辽宁省重大科技专项、企业技术研发项目等30余项科研课题,发表论文100余篇,SCI、EI检索50余篇,授权发明专利20余件,授权实用新型和软件著作权80余项。他每天的行程基本是“三点一线”——教室、办公室、实验室,经常十天半个月不回家。
今年年初,李刚入选2023年度辽宁“最美科技工作者”。那一天,恰是李刚和妻子的结婚纪念日。很少回家的他亲自下厨,张罗了一桌菜,深情地为妻子唱起一首歌:“军功章啊,有我的一半,也有你的一半……”