【ZiDongHua之自動化學院派收錄關鍵詞：華中科技大學 新能源汽車 工業(yè)軟件 制造業(yè)】
 
 
　　直面業(yè)界難題！華科大本科生出手了！
 
 
　　剛剛走進華科大校門時
 
　　這群學子就懷揣上了一個
 
　　“為電機設計軟件國產(chǎn)化
 
　　出一份力”的心愿
 
　　開始埋頭奮斗
 
　　面對業(yè)界難題
 
　　這群稚氣未消的孩子
 
　　能做些什么？
 
　　他們能順利達成心愿嗎？
 
　　今天，一起走近我校
 
　　電氣學院Hi-Motor團隊
 
　　聽聽這群本科生勇攀高峰
 
　　最終圓夢的故事
 
 
 
　　2024年前三季度，我國新能源汽車“出海”已接近100萬輛，同比增長12.5%。行駛性能優(yōu)越、智能化程度超高的中國新能源汽車，成為海外許多國家消費者眼中的“尖貨”。新能源汽車的電機性能如何，更是評判一輛新能源汽車“好壞”與否的重要指標。長期以來，我國電機設計長期依賴國外商業(yè)軟件，授權費用高昂的同時，面臨著研發(fā)數(shù)據(jù)泄露等風險，嚴重影響了我國相關產(chǎn)業(yè)的安全和可持續(xù)發(fā)展。電機設計軟件對中國新能源汽車行業(yè)、電機行業(yè)意義重大。
 
　　在10月中旬結束的中國國際大學生創(chuàng)新大賽（2024）總決賽上，我校電氣學院Hi-Motor團隊正是憑借著自主研發(fā)的永磁電機設計工業(yè)軟件，為新能源汽車、航空電氣化等高端制造業(yè)提供的一站式電機設計服務，贏得了評委的一致高度評價，榮獲大賽金獎。
 
　　Hi-Motor團隊主要由我校電氣學院電氣工程及其自動化專業(yè)的本科生組成。3年前，在學院創(chuàng)新電機技術研究中心的支持下，這群剛剛走進大學校門的孩子就懷揣著一個“為電機設計軟件國產(chǎn)化出一份力”的心愿，開始埋頭奮斗。
 
　　然而，永磁電機設計存在諸多難題。傳統(tǒng)模型性能提升難，高速旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子可靠性不足；瞬態(tài)場仿真求解計算難，導致電機研發(fā)周期長，更新迭代緩慢；多維目標協(xié)同優(yōu)化難，如，稀土材料成本和性能難以兼顧……這些都需要在設計環(huán)節(jié)去解決。
 
 
　　面對業(yè)界難題，這群稚氣未消的孩子能做些什么？
 
　　初一開始學編程，上大學以前就已經(jīng)搗鼓過不少小程序的團隊成員、電氣學院2021級本科生李俊昊主動請纓創(chuàng)建團隊時，信心滿滿，“聽老師說要開發(fā)一款電機設計軟件，我就想著能寫一個‘大家伙’，好學有所用。”
 
　　在項目前，自認為的“編程少年”以為除了編程，無需電機知識，讓他們在項目的一開頭充滿信心。
 
　　可現(xiàn)實是，自認為的“編程少年”真的只會編程，對電機知識的匱乏，讓他們在項目的一開頭就幾近“擱淺”。
 
　　團隊指導老師王亞瑋對此卻并不擔心。萬事開頭難，他相信，只要幫助學生夯實學科基礎，給予適當?shù)囊龑?，學生一定能走出最初的困境。
 
 
　　團隊的信心既來源于這群朝氣蓬勃、積極好學的年輕人自身，更是建立在電氣學院雄厚的學科基礎，與堅持“科學與工程教育范式融合創(chuàng)新”理念、全力打造電氣專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式的創(chuàng)新實踐中。
 
　　電氣學院專業(yè)必修課《電機學》作為國家級一流本科課程，為學生打下了堅實的理論基礎；電能高密度轉(zhuǎn)換全國重點實驗室、強電磁技術全國重點實驗室，面向有興趣、有能力的學生開放，提供了高水平的實踐平臺；更是有院士、國家級人才直接參與學生課堂、實踐的指導，讓學子站在“巨人的肩膀上”，向著學科、行業(yè)最前沿登高望遠……
 
　　在電氣學院程時杰院士、曲榮海教授、李大偉教授等專業(yè)老師，以及管理學院丁秀好教授、啟明學院副院長黃剛、經(jīng)濟學院衛(wèi)平教授等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)老師的悉心指導下，團隊成員組織了近百次團隊會議，編寫了十余萬行代碼，改正了一個個意想不到的Bug，撰寫了一版版項目計劃書……
 
　　沉淀又沉淀，直到進步與突破——Hi-Motor團隊充分地將所學理論知識與實際應用相結合，通過實踐不斷提升解決實際問題的方法和技巧。
 
　　團隊成員、2021級本科生何廷科負責軟件程序方面的內(nèi)容。從看論文到向老師請教，從Matlab仿真到編寫Python代碼……一步一個腳印，3年里，他對電機設計優(yōu)化的認識不斷加深。
 
　　三年磨一劍，Hi-Motor團隊終于打造出完全自主的全流程、一站式永磁電機設計工業(yè)軟件。
 
　　創(chuàng)新建模方式，應用鏡像對稱結構諧波相消降低轉(zhuǎn)矩脈動，應用樣條曲線設計磁障尾部優(yōu)化應力分布，通過增加設計自由度，打破了電機性能的天花板；用時步有限元替代傳統(tǒng)的瞬態(tài)場仿真，單時步3秒出結果完成性能的快速估算，多時步在保證精度的同時大幅提升計算速度，完成性能的精確校核；應用分層優(yōu)化策略，確定每個參數(shù)對性能目標的敏感度，分層求取最優(yōu)解，讓結果能夠兼顧多維目標，進一步推進前沿解集，提升優(yōu)化效果……
 
　　依托自研軟件，團隊成員在指導老師們的幫助下深耕科研，探索高效電機的奧秘。去年秋天，團隊成員、2021級本科生包銘陽在國際電機學術會議上榮獲最佳論文獎，成為全場唯一獲獎的本科生。今年，包銘陽也成功獲批華中科技大學本科生自然科學創(chuàng)新基金項目。“開發(fā)出一款能用的軟件并不是攀登的終點，用前沿技術助力電機產(chǎn)業(yè)革新，才是我們要持之以恒去做的事情。”這已經(jīng)是團隊全體成員的共識。
 
　　團隊的科研成果也在實際生產(chǎn)中得到應用與實踐驗證。東風嵐圖汽車、中國航發(fā)動控所、雷勃電氣……都是團隊的合作伙伴。“電機設計軟件國產(chǎn)化”夢想的萌芽，在大家的共同努力下已然結出豐碩的成果。
 
　　在追夢的過程中，團隊成員逐步奠定了堅實的理論基礎，形成了擅于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維習慣，聚焦學科前沿、積極服務國家重大需求的戰(zhàn)略眼光……
 
　　在團隊項目落地生根的同時，也開出了絢爛的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)之花。電氣學院依托體系化的創(chuàng)新培養(yǎng)、常態(tài)化的科創(chuàng)指導、制度化的政策支持，在學院黨委書記張明、院長胡家兵以及老師們的共同努力下，打通了學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)鏈路。未來，面對電機設計領域中更多的“高山”，Hi-Motor團隊秉承著華科大電氣學院“厚積薄發(fā)、擔當致遠”的院訓精神，正躍躍欲試，信心十足。
 
　　華中科技大學（ihuster）
 
　　來源/華科大新聞中心