加快增强自主创新能力和实力”,这正是胡余生及其带领团队一直秉持的走自主创新道路的信念。

胡余生,教授级高级工程师,现任珠海格力电器股份有限公司总工程师助理兼研究院院长。他一直在格力电器从事制冷压缩机及电机领域的技术创新研发工作,担任空调设备及系统运行节能国家重点实验室副主任,中国电工技术学会常务理事、广东省机械行业协会常务副会长;获评国家万人计划中青年科技创新领军人才、国务院政府特殊津贴专家;研究成果获得中国授权发明专利200余件,美国、欧洲、日本等国外授权发明专利30余件;发表SCI/EI收录论文20余篇;先后承担5项国家和省部级科研课题;曾获广东省科学技术特等奖、中国专利银奖、中国制冷学会技术发明特等奖、广东省专利金奖。

胡余生长期致力于电机、压缩机、磁悬浮技术创新工作,带领团队取得8项国际领先技术成果。为推动我国制冷空调压缩机的技术进步作出重要贡献。

 

一、初生牛犊不怕虎,实现我国变频空调压缩机国产化

2004年胡余生从哈尔滨工业大学硕士毕业,面临这两个选择,一种选择是去外企,薪资丰厚,工作轻松,这是多数同学的选择。但多数外企的核心研发都不在国内,很难实现自己的技术抱负。另一种是去国内企业,可以做技术研发,但基础薄弱,和国外先进企业有较大差距,并且普遍待遇较低。最终他选择了民族企业——格力电器,从事电机研发工作,只因为格力电器承诺坚持自主研发。

早在2001年,格力电器曾试图购买日本的多联机技术,但对方直接表示,核心技术不可能出售,正是这样的难堪经历,让格力下定决心必须要自主研发,掌握核心科技。入职格力两年后,胡余生经过基层研发锻炼,凭借扎实的专业知识和敢打敢拼的冲劲,已经在压缩机电机控制领域上崭露头角。有一天公司领导找他谈话,表示有一项非常有挑战的任务要交给他,那就是研发中国人自己的变频空调压缩机。

变频空调具有非常好的节能性和舒适性,但变频空调的心脏——压缩机严重依赖国外进口,使得我国变频空调行业发展缓慢。现在要打破国外的技术垄断谈何容易,在研发过程中将存在着一系列的技术难题,首先是变频压缩机内高温高压和油气混合的恶劣环境,非常容易导致永磁体高温失磁,并且还没有评价电机抗退磁能力的方法,根本无法保障长期的可靠运转。此外变频压缩机转速变化范围大,工况复杂,曲轴的磨损问题是重大挑战。

面对这样艰难的挑战,胡余生没有退缩,而是迎难而上,通过不断地反复研究和试验,将技术难题一个个攻克,使格力成为首个自主掌握变频压缩机技术的民族企业。这是胡余生第一次感受到深深的民族自豪感。成就并未让他就此满足,而是更加坚定心中的信念,不断探索奋进,为下一次的跃进蓄力,夯实根基。

 

二、十年磨一剑,实现中国家用空调压缩机从技术跟随到技术引领

1、研发出高效无稀土压缩机,解决变频空调可持续发展难题 

一直以来,胡余生都坚定的认为前沿技术研究对企业非常重要。早在2007年,他在研究变频压缩机的时候就发现,压缩机中的稀土永磁体极可能会制约变频空调的发展,凭借敏锐的观察力和精准的判断力,在国内率先开始了对变频压缩机无稀土技术的探索,然而,这一切并没有那么容易。

在项目开展初期,关于使用少量稀土与不使用稀土技术方向的争辩异常激烈,少稀土方向技术难度较小,但缺点是变频空调仍然没有摆脱对稀土资源的依赖;无稀土方向可以彻底摆脱对稀土的依赖,但能效提升和可靠性保障上存在巨大难题。经过反复对比分析和思考,胡余生最后决定选择难度大,但能够彻底摆脱稀土资源的无稀土方案。敢于挑战,敢为人先,对自己高要求,严标准,只为做最好最先进的产品。

在选择了无稀土的方向后,胡余生及其团队迎来了第一个难题,即无稀土磁阻电机的无位置传感器驱动,传统的磁阻电机都是有位置传感器驱动,但在压缩机中根本没有位置来安装传感器。在项目初期,电机经常出现启动失败、无法带负载稳定运转等情况,更不用说验证性能了,为此项目组花费了大量时间进行研究,通过反复测试,终于实现了无稀土磁阻电机的无位置传感器的驱动。另一个难题是新制作好的样机在进行常规测试时发生了退磁现象,在最普通的运行工况就如此,后面如何能通过公司异常苛刻的极端恶劣工况测试呢,项目组曾一度怀疑无稀土的铁氧体永磁体能否成功应用到功率较大的压缩机中,为此胡余生在那一段时间包括吃饭、走路都是在思考如何解决这个问题,有时睡觉做梦都在想。经过几个月的失败与努力之后,终于采用多种技术手段综合在一起的方法实现了电机抗退磁能力的大幅度提升。

经历项目初期技术方向争辩,到确定无稀土磁阻变频压缩机方案定型,期间遇到的种种难题,胡余生及其团队未曾言弃,多年的摸索尝试,技术瓶颈逐一攻克,无稀土磁阻电机技术首次实现了规模化产业应用。此时他意识到无稀土磁阻电机是一项应用前景非常大的技术,当下之急,就是要对研究成果进行知识产权保护。为此项目团队多次进行头脑风暴,力争将所有的技术点都保护起来,在撰写专利申请文件时,为保证专利的稳定性高、技术保护全面,胡余生还特意从北京邀请有多年专利审查经验的专家,对项目团队进行培训。目前该技术共取得了50余项发明专利授权。其中三项专利技术许可至全球最大的水泵制造企业—丹麦格兰富公司,首次实现了家电行业对国外的技术输出。

事实证明,胡余生的预见和坚持是对的。在2011年,变频空调计划大批量推广的关键期,全球爆发了稀土危机,稀土严重紧缺,很多企业束手无策。而此时格力已实现无稀土电机技术成功应用到变频压缩机和空调中,并在2012年完成全部技术切换,为国家节省大量稀土资源,解决了变频空调可持续发展问题,该技术获得了广东省科学技术特等奖。

2、研发出新型低温热泵压缩机,解决空调无法在严寒地区应用难题

2008年初,冰雪带来的寒冷让许多人至今印象深刻。我国北方大部分地区冬天气候严寒,以往,北方农村主要靠烧煤供暖,不够环保,在“煤改电”政策下,用空调代替燃煤成为主力。而在当时技术条件下,气温一旦低于0℃,普通空调压缩机无法运行,尤其在没有集中供暖的北方农村地区,冬天湿冷的长江中下游地区,如何用空调制暖成了棘手难题。从2008年开始,胡余生带领团队对这项世界级难题发起技术攻坚。

胡余生及其团队经过全面技术调研发现,问题的关键出在压缩机上。普通的单体压缩机,压比承受范围较小,寒冷条件下,热量、吸气量的衰减非常大,压比过大时,普通压缩机甚至会停机。要从根源上解决这个问题,就要对压缩机进行“升级改造”。整整四年多的时间,从方案设计到结构设置,他们一起做了几百次实验,最终发明了双级增焓滚动转子式变频压缩机,在空气源热泵空调提高制冷、制热能力和能效的关键技术上取得了重大突破。这一新技术不仅实现了热泵空调在-30℃~54℃宽温范围稳定运行,并且空调能效远超国家一级能效水平。

2018年1月,北半球的冬季,格力拿下美国水牛城温德姆酒店项目,成功的关键是解决了极寒地区空调无法制热的问题,实现了在零下25℃的环境下仍可以保持100%制热量。为何可以突破高寒地区空调制热的极限?核心科技正是胡余生研发的第二代超低温热泵空调压缩机,这是一种新型的滚动转子式压缩机,具有三个压缩气缸的泵体结构,形成单机双级压缩带补气增焓;并且能够通过变容气缸的卸载,实现双级容积比的变化和低压级工作容积的大幅变化,从而解决低温环境的制热问题。

通过多年潜心钻研,胡余生和团队研发的新型空气源热泵技术颠覆了传统供暖方式,并且相比普通燃煤采暖节约能源50%,为国家推进清洁供暖提供了技术解决途径。该技术入选国际“双十佳”最佳节能技术和实践清单,获得了广东省科学技术一等奖。

 

三、再攀高峰,攻克大型制冷压缩机顶尖技术——磁悬浮离心压缩机

2018年10月22日,习近平总书记来格力电器视察,这是胡余生最为难忘的一天。他作为项目负责人在空调节能国家重点实验室向习总书记汇报了由格力自主研发,处于行业领先地位的磁悬浮压缩机技术。当习总书记亲手转动磁悬浮轴承互动装置的那一刻,胡余生感到无比激动和自豪。随后习总书记说道“我们要有自主创新的骨气和志气,加快增强自主创新能力和实力”,这正是胡余生及其带领团队一直秉持的走自主创新道路的信念,进一步坚定了作为核心技术研发带头人带领团队在磁悬浮领域继续创新突破,挑战技术“无人区”的决心。在格力率先实现中国制造业的转型升级。

磁悬浮离心压缩机作为制冷空调行业的顶尖技术,一直掌握在丹佛斯等少数国外企业手中。由于技术难度大、涉及学科范围广、技术集成度高,中国企业只能望而却步,花费昂贵的价格去购买国外的压缩机来制造空调设备。并且由于技术难度大,丹佛斯也仅研发出了小冷量的磁悬浮压缩机,已很难满足制冷空调设备大冷量的发展需求。面对制冷行业的迫切需求,胡余生立下“军令状”—要研发出中国人自己的磁悬浮压缩机,还要打破彼时磁悬浮离心机单机冷量小制约国内市场发展的形势,大胆地提出了研发1300冷吨磁悬浮压缩机,这个在当时看来几乎不可能完成的任务。

2018年,1300冷吨磁悬浮压缩机研发项目正处于攻坚阶段。1300冷吨,这是制冷领域的一座“珠穆朗玛峰”——作为目前单机冷量最大的磁悬浮压缩机,单单压缩机转轴就重达500多斤,而要将这个转轴高速旋转起来,且保持运行精度在10um内,是全行业正面临的巨大难题。

数次实验的失败、难以突破技术瓶颈让团队每一个人压力陡增。每当困难来临,研发人员犹豫时,作为团队带头人的胡余生总能坚定信念带领团队继续前进。为解决机组升频过程中转轴失稳的问题,团队中的每一个人忘却了上班与下班,忘记了工作与生活,不分昼夜地阅读文献,跟进测试,分析数据。

功夫不负有心人,2018年6月,胡余生及其团队终于成功研发出目前行业内单机冷量最大的1300冷吨磁悬浮压缩机,这不仅将业内磁悬浮轴承技术提升到新高度,更是对推动磁悬浮变频离心机组在中国市场发展具有重大意义,他们用行动和成果向世界证明了中国制造的底气和力量!由于项目团队在磁悬浮领域取得的成果,胡余生受邀参加第16届国际磁悬浮大会,并做主题报告。

 

四、培养人才,夯实基础理论技术研究,将核心技术服务更多行业

在半消声实验室内,胡余生与团队中的研究人员正围着一台正在运行的三缸双级变容压缩机,对压缩机振动、噪声等问题进行基础理论技术研究。通过不断总结测试结果,吸取失败的经验教训,近十年来压缩机噪声、振动问题得到极大改善。不仅在压缩机领域,胡余生及其团队通过基础理论技术研究在其他领域同样取得了傲人的成绩。基础研究是烦闷且枯燥的,但却决定了一个企业的深度和底蕴,甚至关系到企业的寿命。胡余生及其团队之所以能够实现重大科技突破、完成产业变革,正是由于他们对于基础研究的坚持。通过基础研究得到的技术成果能够高效转化为具有高质量的产品,从而在世界市场上处于不败之地。倘若不进行基础研究,表面上是节省了研发经费,降低产品成本,但产品始终落后于市场,最终会被市场淘汰。

项目研发团队在胡余生的带领下,是基础研究的践行者,通过日复一日的实验,制冷压缩机领域与国外在基础研究上的技术差距正一步步缩小。技术进步的背后,更离不开企业的鼎力支持。格力秉持着“研发按需投入、不设上限”的理念,承担着一般企业望而却步的风险,从而完成了一个个前沿开创性研究。

在未来,随着格力电器在家用电器和工业装备双发展战略转型。作为格力压缩机、电机、装备技术带头人,胡余生把精力继续聚焦于核心部件研发,将格力将原有的核心技术优势辐射到新能源、智能装备等领域,并且在新能源汽车、机器人等国家战略核心产业持续进行基础研究和人才培养,力求攻克这些领域的“卡脖子”技术。