启动能力提高15%！美的解决电机小型化带来的行业共性难题

今年的4月26日是第24个“世界知识产权日”，作为家电行业的龙头企业，美的集团一直高度重视创新，重视将科技应用到产品中，同时也非常重视对创新的保护。在电机领域当中，美的工业技术成功解决了电机小型化的过载驱动这一行业共性难题。“电机的转子位置估算方法、装置和电机控制系统”是一项在全球双碳战略牵引下具有重要战略意义的技术，该项技术更荣获了广东省专利金奖，为美的在电机领域持续领跑再添强力支撑。

专利突破的过程中如何实现跨学科拉通？专利布局如何驱动企业在多领域达到技术领先？在世界知识产权日到来之际，凤凰网广东对美的工业技术研究院电机技术研究所软件技术研究室负责人许培林进行了专访，揭开这项专利布局背后的故事……

比国外标杆竞品启动能力高15%

跨学科解决电机小型化的过载驱动问题

在成本领先战略的驱动下，电机转矩密度在不断提升，即电机不断小型化，随着电机做得越来越小，所带来的启动能力下降等产品质量问题也随即显现。以滚筒洗衣机为例，电机小型化会导致启动不良、启动堵转或卡住等诸多严重的产品质量问题，这是品牌和用户都不可能允许和接受的。

许培林回忆，在专利突破的过程中，要将技术应用在产品上，需要攻克很多难题，“接到项目的时候，内心是很彷徨的，尤其这是个电机设计和电控跨学科的综合性问题，电机知识的协同和介入对机理理解本身是非常重要的价值。在这样的情况下，如果不从第一性原理的角度弄清楚问题本身，对问题的分析就没有到位，解决问题也就可能考虑得不全面。”因为业内也没有去挑战过电机高载驱动的控制难题，所以有了这个挑战后，许培林就先组建了一个跨学科的项目组。然而，问题机理不清晰、问题本身跨学科、解决路径不明确、解决时间紧迫，这些都是许培林刚接到项目时所面临的挑战。

许培林首先协同电机设计参数仿真、电控实时仿真、理论解析等多个维度做了深入的分析和探讨。在洞悉问题本身机理之后，他们提出了对应的创新的解决方案，使得电机的启动带载能力提升30%。但这与产品目标要求还存在差距，且在与国外标杆竞品做分析对比时，他们发现启动能力还是明显落后。“问题机理很清晰，解决方案也是对症下药，为啥就是没有达到预期的效果呢？我和团队陷入了深深的焦虑之中，有一种挫败感。”

尽管产生了挫败感，但许培林深知创新方案的提出是需要时间打磨的，经过团队反复斟酌、技术推算、实验结果推演，最终发现当前方案设计上的一个漏洞。最终完善后的方案经过测试后，效果马上出来了，启动转矩较之前的方案更是提升了70%，且与国外标杆竞品相比，启动能力还要高出15%。

仅仅用了两个月的时间，方案便得到了理想的效果，这是许培林和他的团队都意想不到的。随后，很快他们又碰到了最后一公里的问题，即方案本身的易用性和通用性，“因为电机本身会做产品不同型谱的开发和拓展，以满足不同的用户需求。比如滚筒洗衣机，电机会做相应的更改以满足不同公斤重量时的需求，这对算法的考验就是能不能易用性比较好。这在方案设计之初，是未被考虑到的，当时是只针对一款电机产品做到性能最优。”为了打通方案全面落地的最后一公里，许培林及其团队开发了创新的易用性方案，可以快速匹配不同的电机品类和型谱。

与客户需求进行共创

助力美的在电机领域实现领跑

通过首创的高性能无位置传感器技术，该项技术成功解决了电机小型化的过载驱动这一行业共性难题，为美的工业技术在电机领域持续领跑提供了强大支撑。作为入职美的后负责的首个项目，此专利项目便获得了广东省专利金奖。

事实上，通过本专利的布局，该项技术使得产品实现了比国外标杆竞品启动能力高15%，能效提升3%。作为底层核心技术之一，电机驱动软件技术的研究成果已覆盖工业技术的消费电器、工业自动化、新能源等各个领域，目前核心成果已广泛应用在滚筒洗涤、空调风机、工业变频器、伺服驱动器、新能源热管理系统等诸多产品，从经营层面来说是产生了较高的回报。“我觉得这对工程师来讲是一个肯定，相比于在博士期间发表的几篇论文来讲，做一个实际的技术并得到实际的应用，这种成就感是很不一样的体验。”许培林说。

该项专利实现了电机驱动控制底层共性技术的突破，研究成果已广泛应用于消费电器、工业变频器等产品，实现了美的产品核心竞争力的提升和行业领先。除了获得广东省专利金奖，许培林所带领的团队还获得中国轻工联科技进步奖、广东省轻工联科技进步奖、国际领先鉴定、集团专利布局奖等多项内外部荣誉，覆盖营收超过10亿元。

许培林表示，技术创新的灵感来源不是必然的，而是靠日常的积累。除了关注前沿科技的发展，他们也会组织一些对应的头脑风暴，激发大家探索思考。此外，许培林也会了解市场上的核心卖点及客户需求痛点，注重与客户需求进行技术上的共创。接下来，将会在技术上进行系统化、小型化、智能化等方向的突破。

专利布局形成技术壁垒

驱动企业在多领域达到技术领先

知识产权是一家企业高质量发展的护城河。截至目前，美的在全球有效专利申请量超10万件，全球有效专利授权量超8万件，累计获中国专利奖120余项，其中金奖6项。在保护技术创新的工作上，美的从未让步。

作为世界500强企业，美的集团一直高度重视创新，重视将科技应用到产品中，同时也非常重视对创新的保护，这对像许培林一样搞技术的专业人员来讲是一个很大的吸引力。“当时美的对我来讲是一个相对熟悉的企业，他们对科技人才、科研投入等都是非常重视的，自己的专业研究方向与美的需求的岗位匹配度也很高。”正是因为希望能让自己专业研究方向的技术广泛应用在产品上，许培林2017年博士毕业后便选择加入美的，主要负责电机驱动控制软件技术的研究。

对于专利的认识，许培林认为自己在学校时与进入企业后的看法有所不同，“在学校里面更多的是关注学术水平，而在企业当中，申请专利的核心其实是保护我们的创新，也是为了提升我们产品的竞争力。”许培林透露，围绕底层共性技术的突破，目前已累计布局专利40余件。

许培林认为，做专利布局能让产品形成非常强的驱动力，使得企业可以在很多领域上形成技术壁垒，让企业在这项技术方向上达到领先。“美的非常重视知识产权的保护，这个对于提升我们产品的市场竞争力、创造商业价值，防止侵权等都是至关重要的。”

凤凰网广东佛山频道：卢思韵

通讯员：小美