大家风范丨刘祥环：勇闯新能源电驱动系统的“无人之境”

编者按

在“制造名城”株洲，有这样一批青年科学家群体，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，他们踔厉奋发、笃行不怠，用汗水和智慧浇灌科技攻坚之路，用激情和热血书写了青春之歌，像一汪江河，热情地奔涌着。

市委宣传部策划推出《大家风范株洲人物》之青年科学家系列报道，选取他们中的一些代表，讲述他们的精彩故事，展示他们勇攀高峰、刻苦钻研的精神。

历史的画卷，在砥砺前行中铺展；时代的华章，在接续奋斗中书写。"制造名城"期待更多的青年科学家！

【人物名片】

刘祥环，株洲市第十二次代表大会党代表，工学博士，正高级工程师。现任株洲齿轮有限责任公司总工程师兼（国家级）技术中心主任，技术管理委员会主任，“新能源动力与传动系统”湖南省重点实验室主任，（省级）工业设计中心主任。科技部在库专家，湖南省创新达人，中欧协会齿轮传动产业分会第三届专家委员会副主任委员，株洲市科技领军人才，中南大学工程类博士兼职导师。

电池、电机、电控，俗称电动汽车的“三电”，是电动汽车区别于传统油车的关键部件。

这其中，电驱动系统如同人体的心脏，为车辆输入源源不断的动力。

2018年，在刘祥环的牵头下，株洲齿轮有限责任公司（以下简称“株齿公司”）参与国家重点研发计划——新能源高性能一体化驱动电机系统研制并顺利交付，对我国新能源汽车快速发展作出重要贡献。

发力新能源汽车关键核心技术

与传统油车相比，新能源汽车是一个全新赛道。在全球汽车市场格局基本成型之时，我国要从汽车大国迈向汽车强国，仅靠油车竞争已经很难取胜。若要弯道超车，新能源汽车是最佳解。

正因如此，中国大力推动新能源汽车发展，集中优势资源突破一批关键核心技术。

2018年，科技部重点部署新能源汽车电驱动系统专项，从6个技术方向启动24个研究任务。一体化电驱动系统研制便是其中之一。

“该研究计划通过系列技术攻关，开发出新一代高性能电驱动总成产品。”刘祥环说，这项研究任务对驱动电机及高速减速器的最高转速、电驱动总成的功率密度、电驱动总成噪声等多项指标提出了更高要求，成为当时领域内的技术标杆。

是挑战，更是机会。在众多竞争对手中，有60多年历史、从2009年着手新能源汽车变速器研制的株齿公司脱颖而出。身为公司技术担当的刘祥环当仁不让，成为项目牵头人。 

突破NVH技术难题

一体化电驱动系统研制是个复杂庞大的项目，涉及的技术众多。其中，NVH是业内关注的焦点和技术难点，也是一体化电驱动系统的重点。

所谓NVH，即噪声、震动与声振粗糙度的英文缩写。它是衡量汽车制造质量的综合性指标，给汽车用户的感受是最直观的。

“传统油车发动机噪音较大，往往能覆盖变速器噪音，因此人们对后者的关注相对较低。但随着新能源汽车的应用，传统发动机被电机和驱动控制器取代，这些设备的声音很小，对比之下，变速器的噪音就变得明显。”这就对刘祥环的研究提出了高要求，“在新能源汽车开发过程中，NVH指标备受各汽车厂商关注，当变速器发生异常时，听起来非常刺耳，严重影响驾乘感受。”

创新史无前例。“尽管株齿有六十多年的齿轮传动技术积淀，从宏观参数设计到刀具设计，再到后续制造检测都有基础。但新能源汽车领域是一片全新的‘无人之境’，项目究竟要如何攻克，没有现成答案。”

为了攻克这一技术，刘祥环带领团队做了大量实验调试。他们引入新软件，反复对电驱系统进行仿真调试，从而找出最优解。为了给产品实施精准测试，他们专门建立了半消声室检测室，检测产品在背景噪声30分贝以下时的NVH情况。不仅如此，每个产品在下线时都会现场检测，一旦发现有不合格，立刻返工分析原因，杜绝再发。

实验、调试，再实验、再调试，在成百上千次的摸索后，研究迎来曙光——传统变速器的NVH标准为转速在4000转/分钟时，噪音应控制在83分贝；在团队攻克下，该指标实现了转数在6000转/分钟时，噪音仅80分贝。

随着技术不断升级，这一指标还在精进。如今，株齿公司的电驱动产品最高转速达到25000转/分钟，NVH技术可实现当变速器转数在14000转/分钟时，噪音被控制在76分贝以内，“在全球范围内都处于领先水平。”刘祥环说。

向工程机械领域进军

科技创新没有捷径，需要创新者耐得住寂寞，一步一个脚印往前走。

提升能量密度、破解齿轮鬼频、实现产品量产……研发攻关的路上，一道又一道难题如同大山等待科技人员翻越。

作为项目牵头人，刘祥环不断扩充自己的知识面，积极建立系统思维能力和组织能力。当研发陷入瓶颈时，他始终保持定力和耐心，冷静思考，认真分析，从纷杂的信息中找到突破口，最终实现突破。

在刘祥环的带领下，依托株齿的技术体系，涵盖了机械、电控、液压、流体等多领域多学科的一体化驱动电机系统中各项技术被逐一攻克，代表着新一代高性能电驱动总成的产品从实验室逐步走向产业化。

创新永远没有尽头。如今，刘祥环又带领团队开启新征程，在现在技术迭代更新的同时，他们把视野从新能源乘用车领域拓宽至工程机械领域，“以技术力量全力支持我省工程机械产业电动化升级。”