清华少年说(第二辑)
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冯旭宁:跟NASA抢发文章

文 苏丽坦

•冯旭宁 清华大学汽车工程系2011级博士生

因缘际会踏上新能源之旅

“其实一开始进课题组的时候,是没有电池安全性这个方向的。”冯旭宁说。

冯旭宁的研究方向为锂离子动力电池安全性,但很多人不知道的是,在他最初选择时并没有这一研究方向。由于“不积极”没选上热门的研究方向,冯旭宁便进了在当时还不那么火的新能源课题组。

然而,就是这样一个“不积极”的选择,却在时代的变化发展中迎来了机遇。

随着新能源汽车的推广应用,发展新能源汽车成为我国的国家战略。但与此同时,以热失控为特征的锂离子动力电池系统的安全性事故时有发生,电池安全事故阻碍了新能源汽车的普及。因此,“以防止热失控为主要目标的锂离子动力电池系统的安全管理”成为新能源汽车发展应用过程中急需解决的问题,在这样的大背景下,新能源方向逐渐火热,电池安全性这一研究方向也应运而生。

“可以说这个方向是我和几个师兄一起探索出来的”,“当初进新能源课题组的时候也没想到将来会这么火”,冯旭宁说。

就这样,冯旭宁所在课题组的规模从最初的4人发展到如今的20多人,并且不断壮大。在他们的努力下,课题组突破了大容量动力电池绝热热失控测试难题,并在国际上第一个发表大容量动力电池热失控量热研究结果。在热失控扩展研究中,抢在NASA和Sandia之前得出可重复的实验结果并发表论文。

冯旭宁(左)在做研究

努力换来伯乐

在冯旭宁看来,时代的需求成就了他所取得的成绩,“感觉有一定运气的地方”。但在这背后,是他10天9夜验证方案的努力,3个月通宵实验的付出和半年的坚守。

冯旭宁的骨子里有股坚韧劲儿,从小就让旁人感到不可思议,“也不知道为什么你就愿意练这个东西,我也没有说非得逼着你”,小学时的扬琴老师这样对冯旭宁说。“练琴的前3个月老师让我们用小棍儿敲凳子背儿,每次练3个小时,别的小伙伴敲一个小时就出去玩,我还在练习,所以基本功练得很扎实。这对我后来做很多事情都有一定的影响,包括做实验。”

带着练琴时的那股韧劲儿,冯旭宁就像一匹努力奔跑的千里马。承担项目时,他在电池基坑旁边“蹲”了半年,“蹲”出了两代原理样机、“蹲”出了一篇论文。做电池安全性试验时,他搬来被子和行军床,在实验室睡了两三个月。做通宵实验时,由于担心睡过头引起电池爆炸,冯旭宁只好每隔一个小时设一个闹铃。

冯旭宁的努力也使他在科研道路上遇到了多位伯乐。“一路走来,去过很多地方,大家都很照顾我,想感谢的人太多,尤其是我的老师们。”冯旭宁说。

冯旭宁(右)获学术新秀奖后与副导师何向明老师的合影

出于对电化学知识的兴趣和研究领域的需要,冯旭宁选修了核研院何向明老师开设的“先进二次电池技术”课程。课后经常与何老师讨论问题的他,与何老师一见如故。

一次,冯旭宁利用短暂的清明节假期帮助何老师处理了复杂的实验数据,并提炼出了一篇研究论文,但最终因为工程项目的压力无法再继续深入研究。这时,何老师适时地点醒了他,认为他的能力完全可以胜任更有难度的学术研究工作,建议他应该把时间更多地投入到学术研究上。

导师欧阳高明则对冯旭宁很严格,话虽说得不多,但总会在关键时刻点拨他,为他每一次的学术蜕变给予支持。

因为听说汽车系研究生在低年级时可以去德国短期交换,冯旭宁从本科就开始学德语。当他博一准备申请去亚琛做交换生时,欧阳老师给他出了一道选择题:“中美汽车联盟是一个好机会,过两年可以去美国做交换,去德国还是美国,二选一吧。”

尽管心里多少有些不舍,但从导师的言语中,他听出来去美国对他的发展更有利,于是决定不去德国。冯旭宁说,“有时拿不定主意就会找老师谈,他给的建议不一定是我自己喜欢的,但总能在关键点给我正确的指导”。

正是这个建议,使得冯旭宁在2014年2月去美国密歇根大学交换时,遇到了人生中的另一个伯乐——Jing Sun教授。在去美国交换之前,冯旭宁已经发表了好几篇论文,“以为自己挺会写论文的”,因此与Sun教授初次见面时,冯旭宁就自信地表示“在美国这一年要发表10篇论文”,却不料被Sun教授泼了一盆冷水。

“不好好写的论文过几天就没有人看了,但是一篇好的学术论文是可以供大家参考几十年的,还是一篇一篇来吧。”

冯旭宁(右二)在美国与Jing Sun教授课题组成员的合影

在Sun教授高强度、严要求的学术训练下,冯旭宁交换期间发表了两篇高含金量的论文,尽管数量上远未达到他当初设定的目标,但是这段经历给了他学术观念上的转变,让他明白:“做学术不是想办法多写论文,而是把问题研究透彻,然后把问题讲清楚。”

距离特奖,你只差更多“失败”

冯旭宁拥有非常漂亮的成绩,但漂亮背后也有许多失败的经历。

实验的失败是他的家常便饭,每次实验、测试,他都不知道等待他的结果是什么。在得到最终满意的结果之前,他早已忘记试验过的次数。

而冯旭宁当年也参加过本科生特奖评比,但最终落选。回忆起那次经历,冯旭宁只淡淡地说,“实力确实不如别人,参加评选之前就感觉没希望。答辩的时候,跟别人相比也没什么亮点。最后亲友团都认为没戏了,评选的时候只有辅导员一个人陪我”。冯旭宁认为,当时自己的各方面能力确实不突出,因此也从未觉得遗憾。

冯旭宁在美国交换

在2011年第五届Honda中国节能竞技大赛中,他又多了一次失败的经历。而与以往不同的是,“之前的失败是我一个人的事情,但是这个比赛就是整个团队的事情”。

作为紫荆花车队发动机组的组长,冯旭宁带着组里的成员为比赛准备了一年,在前届的基础上作出了许多改进,几乎试遍了所有可能的发动机节油方案。直到赛前一个月,一切进展顺利。以当时的试车成绩参加比赛,取得前三名是毫无疑问的。

但是,一群热爱挑战、充满激情的年轻人并不满足于此,选择继续试车。可后来,由于他们赛前试车过多,比赛时发动机寿命受到影响,使原本到手的奖牌最终失之交臂。这件事至今让他耿耿于怀:“只恨不能亲自报仇。”

正是这样一次次失败的经历,练就了冯旭宁坦然接受失败、从失败中找原因的良好心态,让他懂得“人生其实挺艰难的,想做点事情还是比较困难的”,也因此使他学会了做任何事都要谨慎、要低调。

特奖的“叛逆”

然而,谨慎、低调并不意味着完全服从,在学术上,冯旭宁表现出了另一面的个性与“叛逆”——坚持真理,决不畏于权威。

2016年3—4月,受中国汽车研究中心的邀请,冯旭宁所在团队前去参加联合国EVS-GTR国际电动汽车安全法规的制定。在参与EVS-GTR国际法规TF5工作组主持法规的试验验证工作中,冯旭宁与国际专家进行公开辩论,坚持自己的试验结果。当发现对方在没有深入研究文献的情况下故意在会场上刁难中国时,冯旭宁以学术研究者所拥有的冷静与沉稳,逐一回应对方提出的意见,据理力争,使中国代表团逐渐占上风,其他国家的代表也纷纷表示“中国说得对”。

辩论的目的是为了让各方达成一致、通过国际法规。参加两次会议后,冯旭宁明白各方争执的焦点在于大家都想用自己的电池参数。而这个问题的答案刚好是他之前两三年得出的试验结果,可以拿过来帮助大家确定参数。最后在团队的努力下,各国代表也都认为中国的方案可行,使得谈判得以顺利进行下去。

参加国际电动汽车安全技术法规会议

2016年9月,中国主持的TF5法规第一阶段制定工作完成,将于今年开始全球试行。

在这背后,也有冯旭宁自己贡献的一份力量。冯旭宁在整个参会人员中是最年轻的,却显现出了超乎年龄的担当与气魄,也正如Jing Sun教授当年给予他的评价:“我完全被他在科学研究过程中表现出的探索热情、追求完美的精神、服务行业与社会的责任感,以及处理事务的成熟稳重所感动,他展现了清华大学最优秀学生的风采。”