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这个团队研发“海下充电宝”获金奖
2023-12-04 20:18 本报记者 李博 

杨磊(左二)和学生在一起

11月22日,在我校曲江校区无线电能传输实验室,电气工程学院副教授杨磊正带领团队成员对刚装配好的海下移动装备自适应充电装置样机进行测试。

前不久,第二届全国博士后创新创业大赛上,杨磊团队带着项目《海下无线供电关键技术开发与应用》参加比赛,经过激烈角逐,获得大赛“金奖”,作为本届大赛陕西省“唯一”的金奖,大赛见证了他的坚持和努力。

剑指深海矢志报国

“54号选手,最终得分90.71分!”听到得分,杨磊用力地握了一下队友的手,“我们很早就有一个‘金奖梦’,为了这一天我们一直在努力。”“金奖”得来不易。2017年,党的十九大报告作出了“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”的战略部署。同年,杨磊来到西安理工大学,从事电力电子技术及其在电力系统应用方面的博士后研究工作。

2018年,无线充电成为电子消费领域的热门技术和行业话题。“既然空气中可以实现电能无线传输,是不是水中也可以同样实现此项功能?”2018年,在西安理工大学从事博士后工作的杨磊将目光瞄准到海下无线供电关键技术。“当时,不仅西安理工大学没有海下无线充电这一领域的相关研究,放眼全国也寥寥无几。但研发成功后,该技术能够解决海下能源供应存在的兼容性、能效以及信息安全瓶颈等问题,为建设海洋强国作贡献,大有可为。”

作为无线电能传输的一个重要领域,国外对水下无线电能传输技术的研究取得了一系列研究成果,特别是美国康涅狄格大学在这一领域有较深入的研究。“能不能去康涅狄格大学交流开展此领域的研究工作?”杨磊将想法向学院作了汇报,很快得到学院领导和导师的大力支持。

杨磊的导师同向前教授鼓励杨磊:“一定要把国外的先进技术学到手,把核心技术带回来,服务国家需求。”

艰难困苦玉汝于成

2018年7月,在学院的大力支持下,杨磊远赴重洋,来到美国康涅狄格大学交流学习,深海无线充电技术航船正式起航。

为了能够快速掌握领先技术,杨磊“泡”在了实验室。“实验室的其他老师和同学都称我为‘实验室的坚守者’”。杨磊笑着告诉记者。半年后,杨磊结束了在美国的交流学习。回国后,他马上开始着手搭建实验平台、组建研发团队,“白手起家”搞研发。

项目起步时,困难重重。缺人,没有团队人员,杨磊就跟学院其他老师“借”研究生;缺技术参考,杨磊便带领团队从原理、硬件算法到整体系统,一步一步“摸着石头过河”;缺经费,项目需要购置水试验设备,杨磊找学院资助,找导师帮忙,还拿出自己的工资补贴……逢山开路,遇水搭桥,见招拆招,不达目的不罢休,就是杨磊团队科研报国最生动的表达。在杨磊和团队成员的努力下,项目整体系统已完成搭建。今年上半年,团队顺利完成样机开发,进入湖水试验阶段。“明明在淡水中试验的好好的,谁知道一放到加了盐的‘海水’中就出现了很多问题。”杨磊课题组成员、电气工程学院研究生陈鑫泽负责样机试验数据监测,看到在试验“海水”中的样机无法启动急得团团转。“别急,我们一起把样机拆开,检查分析原因。”作为团队负责人,杨磊来不及沮丧失望,他带领团队成员第一时间一一复盘,排查原因。“有可能是样机密闭性的问题,漏水会导致元器件短路。”“也有可能是盐电导电发生故障,因为盐水本身就是一个导电载体。”“我们此次试验是不是给样机加的功率太大了?”

……大家集思广益,迅速找到症结。第一次样机“出师不利”后,杨磊和团队成员加快了科研攻关的步伐。样机开发出来后,最重要的就是模拟动态海水中的大深度、高盐度、高电压等极端操作环境,检测样机的耐久性。在经历了上百次的试验后,团队终于克服了海水电导率、介电常数等电磁参数变化带来的影响。

同时,团队完成了对不同类型、不同功率等级海下移动装备自适应充电调节,解决了环境扰动对无线电能传输效率提升的约束问题,避免多基站接入所带来的耦合振荡等稳定性问题,实现了对不同类型、不同功率等级海下移动装备自适应充电调节。

作为团队的“定海神针”,杨磊的治学理念、创新思维、科研精神处处闪耀,落入深海便化为奇迹。

“二战”告捷研以致用

5年,是一个时间的维度,也是一个成长的坐标。杨磊的5年,围绕“海下无线供电关键技术开发与应用”,在深海无线充电领域留下浓墨重彩的一笔:

主持国家自然科学基金联合基金重点项目子课题、国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金面上项目、陕西省自然科学基础研究计划项目、陕西省博士后科研项目(一等资助)、西安市科协人才托举计划项目以及企业委托项目等10余项,参与国家自然科学基金地区科学基金项目,获得第二届全国博士后创新创业大赛金奖、陕西高等学校科学技术奖二等奖和陕西省电源学会青年学术贡献奖。申请发明专利20余件(其中美国专利1件),授权10件。在IEEETrans.PowerElectron.等Top期刊或者会议发表论文50余篇。

攀登科技创新的高峰,时不我待。在第一届全国博士后创新创业大赛中,杨磊团队未能取得理想成绩,杨磊看到了差距:“第一届大赛让我看到了来自全国的优秀选手,他们的技术成熟度和临场表现激励着我们努力优化和革新技术,向第二届大赛发起冲击。”

今年10月,带着自己的科研成果,杨磊团队第二次走上全国博士后创新创业大赛的赛场。最终,凭借具有世界先进水平的海下无线供电技术平台和赛场上的精彩表现,杨磊团队在此次大赛中摘得“金奖”。

所有的努力都会绽放,所有的拼搏终将值得。汗水浇筑的“金奖”不仅得到了各行各业专家的肯定,还吸引了众多企业的目光。目前,杨磊团队成果已经与南方海上风电联合开发有限公司签订了联合开发协议,与国家电网有限公司、中电电子有限公司、西安爱科赛博电气股份有限公司等企业签订了意向合同。“我们将以本次大赛为契机,继续打磨锤炼我们的项目,投身国家的海洋电能补给事业,为祖国的海洋工程技术建设奉献自己的青春和力量。”作为大赛金奖获得者代表,杨磊在接受中央电视台采访时说。

好风凭借力送君步青云

在杨磊看来,说一千道一万不如踏踏实实干一干,做科研不能“躺平”,要“比”起来、“赛”起来、“卷”起来。每学期,杨磊都会主动联系学院的学生科协,看看有没有本科生能够参与的竞赛课题。他把赛场当作考场,让每一名青年学子在赛道上奋力奔跑。

“我是从大二那年暑期开始跟着杨老师参与竞赛项目的。”杨磊的研究生张元启明年即将硕士毕业,他目前签约了电气行业著名的上市公司——广州智光电气有限公司。“我的焊接电路板、操作仪器等技能都是杨老师手把手教出来的。杨老师非常注重我们工程实践的培养,带我们参加了很多比赛和项目,让大家成长得很快。”

今年8月,杨磊指导带领学生参加全国电气电子工程创新大赛并获得全国二等奖的好成绩。

“这个比赛是从2月份开始的,历时半年时间。竞赛过程中,杨老师每次都是第一个到实验室。”主要参与人陈鑫泽说,“杨老师对我影响很大,从大三开始我就一直跟着他做嵌入式控制的项目,在他的指导下,我的本科设计课题还应用到西安的一家电气企业。未来,我也要像杨老师一样,做一名有责任有担当的电气工程师,为国家做出自己的贡献。”

如今,杨磊奔走在“加快建设海洋强国”的道路上,步伐坚定且从容,他用勤奋、汗水和智慧深耕深海无线充电科技,在铸魂育人的事业中勇挑重担,筑梦未来。

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