圖①：周華民（左一）和團隊成員在做實驗。 　　周建元攝 　　圖②：趙祥模（左二）在和團隊成員進行技術討論。 　　張 強攝 　　圖③：比亞迪汽車總工程師廉玉波在介紹車輛性能。 　　周江山攝 　　圖④：吳凱在研究動力電池技術細節。 　　寧德時代供圖 　　圖⑤：湖北武漢經濟技術開發區的新能源汽車智能工廠，工作人員在生產作業。 　　新華社記者 肖藝九攝 　　數據來源：工業和信息化部、中國汽車工業協會、中國汽車動力電池產業創新聯盟

　　習近平總書記強調，科技興則民族興，科技強則國家強。近年來，我國深入推動實施創新驅動發展戰略，加快建設創新型國家，科技體制改革不斷深化，科技自立自強持續提升。

　　近日，新能源汽車領域的多個科技創新項目榮獲2023年度國家科技進步獎，這些項目聚焦關鍵技術，服務發展需求，發揮了創新引領作用，為我國新能源汽車產業高質量發展作出了科技貢獻。本報記者走近4個獲獎項目科研團隊，了解他們挺立科技前沿、服務實體經濟的故事。

　　——編  者  

　　2023年度國家科技進步獎二等獎——

　　大容量鋰離子電池精准制造核心技術與裝備項目

　　華中科技大學周華民教授團隊——

　　助力我國鋰電裝備和科技保持優勢

　　本報記者  范昊天

　　啟動控制器，漿料泵把鋰離子負極材料源源不斷注入模具，並從模具內部的流道擠出，均勻地涂布在銅箔上……走進位於湖北武漢的華中科技大學材料科學與工程學院的實驗室，教授周華民和張雲帶著幾名學生正在操作涂布機實驗平台。

　　涂布是制造大容量鋰離子電池電芯的關鍵環節。“就是將預先制備好的電極漿料涂敷在銅箔或鋁箔等基材上，獲得電池正極、負極的極片。”周華民介紹，為了讓漿料形成穩定均勻的涂層，要求模具不同寬度方向上的漿料擠出速度保持一致，這就對模具的設計制造技術提出了很高的要求。

　　此前，我國的鋰電裝備主要依賴進口，特別是關鍵核心裝備。“價格昂貴不說，定制周期也很長。”周華民說，2012年前后，他到深圳走訪了幾家研發生產鋰電裝備的企業，了解到市場對於國產裝備和技術的迫切需求，決心投身這方面的研究。

　　當時，鋰電裝備在國內還屬於新興事物，有團隊成員提出了疑慮：“我們主要是研究高分子材料加工的，不懂電池呀。”但周華民很有信心：“高分子材料加工與鋰電池涂布具有流變成形的共性，這是我們的技術優勢。”

　　就這樣，周華民帶領團隊，從最基本的鋰電材料、制造工藝、裝備特性等方面開始學起，在大量文獻研究和行業調研的基礎上，確立大尺寸電池寬幅制造的主攻方向，用了三四年的時間，自主搭建了原型裝備和研發平台。此外，他還帶著團隊成員深入企業生產一線，和技術人員一道，發現實際工程問題背后的科學和技術難題。

　　“團隊成員派駐企業，雙方協同攻關，是我們實現技術突破的關鍵。”張雲說，比如針對超薄銅箔基材在運行中容易發生抖動剮蹭，導致漿料涂布不均勻甚至刮花的問題，博士生黃天侖等3名團隊成員被派到生產一線，3年間每年2/3的時間待在深圳，通過干燥箱體、風孔的結構優化，成功解決了這一技術難題。

　　經過10余年聯合攻關，團隊創立了大容量電池的異構電芯設計方法，突破了涂布—輥壓—卷疊的寬幅高速制造工藝，攻克了液—固長程制造的智能聯動精確調控技術，研發出具有完全自主知識產權的涂布模具，漿料擠出寬度可以做到1.6米以上，速度、精度均達到國際領先水平。

　　“10多年來，我國的鋰電裝備從受制於人到引領世界，已成為世界上鋰電裝備及電池的主要生產國和出口國。”周華民自豪地說，近3年，他們團隊聯合多家企業定制化開發鋰電裝備幾千台（套），不僅用於新能源汽車和船舶的動力電池制造，還在空間站、月球探測器等國家重大裝備電源系統自主研制中發揮了關鍵作用。

　　目前，周華民團隊已經聚集教師和碩博研究生60余名，分別聚焦在電池結構設計、工藝仿真、裝備控制等不同領域，分工協作開展研究。周華民說，團隊將持續開展產學研用協同創新，在固態電池、干法制造等前沿技術方面不斷發力，助力我國鋰電裝備和科技保持優勢。

　　2023年度國家科技進步獎二等獎——

　　智能網聯車路系統與可信測試關鍵技術及其產業化應用項目

　　長安大學趙祥模教授團隊——

　　讓自動駕駛技術得到更好更快發展

　　本報記者  張丹華

　　一輛白色小轎車被固定在測試平台上，車身的傳感器和4個車輪正常運行，每個車輪下的滾動裝置與車輪反向轉動。同時，車旁的顯示屏上，模擬路況隨時變化，車輛根據收集到的數據信息，加速或減速，實時分析、調整。

　　在位於陝西西安的長安大學渭水校區車聯網與智能汽車試驗場內，科研人員正在進行自動駕駛汽車的道路動態模擬測試。

　　“就像人在跑步機上跑步，沒有絕對位移。”西安建筑科技大學校長、長安大學教授趙祥模打了個形象的比喻。這套汽車測試裝備，是趙祥模團隊自主研發的世界首台基於虛實結合和整車在環的自動駕駛汽車室內快速測試大型裝備。

　　自動駕駛測試問題是世界性難題，制約著智能網聯汽車產業的快速發展。“一輛自動駕駛汽車需要積累海量測試數據才能驗証其安全性。”趙祥模說，“隻有建立嚴密的測試技術體系，才能不斷提升測試效率，從而確保自動駕駛汽車的安全性、舒適性、敏捷性和智能性，推動智能網聯汽車產業快速發展。”

　　“我們不斷創新自動駕駛測試技術，希望在保証安全性的基礎上，提高測試效率。”趙祥模說。

　　趙祥模組建的“車聯網與智能汽車測試技術”科研團隊，由高水平學科帶頭人、學術骨干、外籍專家、企業技術專家等100余人組成，涵蓋交通運輸工程、車輛工程、計算機科學與技術等多個學科。

　　項目在5項國家及行業重大科研計劃支持下完成，通過10家單位協同攻關。12年裡，僅此一項課題，形成美國、英國、日本等國際發明專利27項、中國發明專利142項，發表高水平論文301篇、出版專著6部，主編與參編國家和行業標准28項，部分研究成果寫入多項國際標准，形成了一批自主知識產權。

　　項目成果的推廣應用創造了顯著的經濟和社會效益，促進了我國智能網聯車路一體化技術發展。團隊與山東高速集團合作，設計建設了雙向52公裡“國內測試裡程最長、測試場景最豐富、測試環境最真實”的高速公路車路協同系統全尺度測試基地——山東高速集團智能網聯高速公路測試基地。其他多項研究成果也已在多家行業相關企業得到應用。

　　“自動駕駛什麼時候才能普及？”——這是趙祥模最常被問到的問題。

　　“自動駕駛技術范圍很廣，比如自動巡航、自動泊車等。這些已經成功商業化落地。其實，自動駕駛已經來到我們身邊。”趙祥模說，“當然，自動駕駛技術在環境感知、高精度定位、智能決策控制及測試評價等方面有了突破性進展，但仍然面臨著一些難題，需要不斷去攻克。我們的努力方向，就是讓自動駕駛技術得到更好更快發展。”

　　“成功沒有捷徑，唯有用實干夯實基礎，用奮斗積蓄力量，用堅持筑牢根基。所有的磨礪和坎坷，都是通往成功的階梯。”趙祥模說。

　　2023年度國家科技進步獎二等獎——

　　新一代電動汽車關鍵部件及整車平台自主研發與大規模產業化項目

　　比亞迪首席科學家廉玉波團隊——

　　做好新能源汽車研發創新和技術儲備

　　本報記者  李  剛

　　刀片電池、多合一驅動總成、功率芯片、智能駕駛、智能座艙……走進位於廣東深圳坪山新區的比亞迪汽車工程研究院，一個個汽車領域的前沿成果呈現在眼前。

　　“開辟新能源汽車的全新研發道路，幾乎無先例可循。前途光明，但我們也要勇於接受挑戰。”比亞迪股份有限公司（以下簡稱“比亞迪”）首席科學家、汽車總工程師廉玉波說。作為新一代電動汽車關鍵部件及整車平台自主研發與大規模產業化項目的牽頭人，他和團隊成員在各自研發領域從未停歇。

　　2003年，比亞迪作為電池制造商進軍汽車行業，開啟了新能源汽車的初期布局。20多年來，比亞迪組建了動力電池、驅動總成、功率芯片、智能化等方向的研發團隊。2010年，比亞迪承擔了我國新一代電動汽車關鍵部件及整車平台自主研發與大規模產業化科技攻關任務。

　　“這包括創建了新一代電動汽車能源核心（刀片電池）、驅動核心（功率芯片）及整車核心（平台架構）全鏈自主設計及制造體系，打造了新一代電動汽車關鍵部件及整車平台系統解決方案。”廉玉波介紹。

　　“以電池為例，我們把磷酸鐵鋰電池設計成長而薄的單體電池，就像‘刀片’一樣組成到電池包裡面。”比亞迪汽車工程研究院副院長凌和平說，刀片電池一方面可以提高動力電池包的空間利用率、增加能量密度﹔另一方面能夠保証電芯具有足夠大的散熱面積，大幅提升電池安全性。

　　“刀片電池較好的安全性給整車設計帶來了新的可能，我們創新提出了將刀片電池與車身融合傳力的思路。”比亞迪汽車工程研究院車身技術開發中心總監衣本鋼介紹，這涉及電芯材料選型、安全邊界機理、電池系統設計和車身一體化集成眾多技術難題。經過多個系統、多個性能團隊的緊密協作和不斷試驗，比亞迪“電池車身一體化”技術應運而生。

　　“汽車能源系統由汽油轉換成了電池，驅動系統由發動機變速箱換成了電機電控，但整車設計仍沿襲燃油汽車發展路線，嚴重制約整車性能提升。”廉玉波說，比亞迪創建了以電動力為中心的新一代電動汽車設計體系，研制出電動汽車專屬一體化整車平台及系列車型，開創了電動汽車整車平台化設計國際新路線。

　　2020年4月，比亞迪“漢”系列車型正式下線，新一代電動汽車關鍵部件及整車平台全鏈自主研發和制造方案在“漢”系列車型上得到充分運用，並迅速推廣運用到其他新能源車型。

　　“用前瞻思維進行研發，我們的創新能力和技術積累優勢才能更充分地發揮。”廉玉波表示，比亞迪將做好研發創新和技術儲備，為行業高質量發展作出新的貢獻。

　　2023年度國家科技進步獎二等獎——

　　面向大規模產業化的動力電池研發與制造關鍵技術項目

　　寧德時代首席科學家吳凱團隊——

　　在動力電池領域持之以恆創新

　　本報記者  王崟欣

　　生產線上，一個個焊接完極耳的電芯，在質檢攝像頭下方整齊滑過。50張圖像被迅速捕捉，並由后台合成為一張高清影像，檢測是否達標。

　　這是寧德時代新能源科技股份有限公司（以下簡稱“寧德時代”）電芯生產車間極耳翻折的檢測場景。過去人工檢測時，操作員會“一看二撥”——用手指撥一撥，就能准確辨別。然而，人工檢測效率有限，且出錯率難控。“動力電池必須極致安全。”這是寧德時代的工作要求，也是寧德時代首席科學家吳凱團隊的奮斗目標。

　　吳凱團隊成立專門的數據標注小組，僅一個極耳翻折檢測，就標注了超過1萬張缺陷樣本。針對成像困難，團隊又制定多幀融合成像+檢測算法+分割技術的方案，通過疊加深度算法模型，將50張左右聚焦圖像融合成一張清晰的圖片，徹底解決了成像困難。

　　目前，包括極耳翻折在內的AI質檢，已廣泛用於寧德時代各個電池生產基地的密封釘焊接、頂蓋焊接、軟連接等多個工序，在保証電芯質量的前提下實現了快速生產。

　　AI質檢是寧德時代面向大規模產業化的動力電池研發與制造關鍵技術中的一個縮影。“對於動力電池而言，我們堅持以安全為底座，同時追求性能的提升和成本的下降。”吳凱說。

　　能量密度是動力電池的關鍵性能指標，其中起決定性作用的是材料體系。“材料體系的創新是原創性創新，是‘從0到1’的突破，也是最難的。”吳凱說，“哪怕100次試驗中隻有一次得到可靠的結果，那也表明是值得繼續努力的。”

　　抱著這樣的信念，團隊從無數次失敗中走出來，創制了單晶鎳鈷錳三元高比能動力電池新材料，使電芯能量密度有了顯著提升。后續研發的麒麟電池，助力純電車輛續航裡程首次超過1000公裡。

　　一個新的問題隨之而來，動力電池的高性能與高安全性幾乎是“悖論”。二者如何兼得？

　　通過不同維度的安全技術創新，團隊發明了亞微米金屬復合高分子功能集流體，實現了電池單體內短路不起火不失控。團隊還通過發明高溫煙塵與高電壓網絡分離的新技術，實現了電池系統無熱失控熱蔓延的高安全性。

　　一款動力電池好不好，最終要靠市場檢驗。圍繞相關技術成果，寧德時代創立了PPB（十億分之一）級大規模制造工藝裝備技術，實現單條生產線的產能超過10吉瓦時/年，達到國際領先水平。

　　談起動力電池的未來，吳凱滿懷憧憬。全固態電池、鈣鈦礦電池、無貴金屬電池等等，他們還在電池技術的前沿持續探索。“面對熱愛的事，我們願持之以恆把它做好。”吳凱說。

　　《 人民日報 》（ 2024年07月05日 17 版）

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