創(chuàng)新驅動 加快邁向汽車強國（講述·弘揚科學家精神（特別策劃））

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(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，加快建設創(chuàng)新型國家，科技體制改革不斷深化，科技自立自強持續(xù)提升。

近日，新能源汽車領域的多個科技創(chuàng)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(fā)展需求，發(fā)揮了創(chuàng)新引領作用，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)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(jīng)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準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(yōu)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，并從模具內部的流道擠出，均勻地涂布在銅箔上……走進位于湖北武漢的華中科技大學材料科學與工程學院的實驗室，教授周華民和張云帶著幾名學生正在操作涂布機實驗平臺。

涂布是制造大容量鋰離子電池電芯的關鍵環(huán)節(jié)?！熬褪菍㈩A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(wěn)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?！皟r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(fā)生產(chǎn)鋰電裝備的企業(yè)，了解到市場對于國產(chǎn)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于新興事物，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?！钡苋A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(yōu)勢?！?/p>

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(yè)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(fā)平臺。此外，他還帶著團隊成員深入企業(yè)生產(chǎn)一線，和技術人員一道，發(fā)現(xiàn)實際工程問題背后的科學和技術難題。

“團隊成員派駐企業(yè)，雙方協(xié)同攻關，是我們實現(xiàn)技術突破的關鍵。”張云說，比如針對超薄銅箔基材在運行中容易發(fā)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(chǎn)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(yōu)化，成功解決了這一技術難題。

經(jīng)過10余年聯(lián)合攻關，團隊創(chuàng)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(lián)動精確調控技術，研發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)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于人到引領世界，已成為世界上鋰電裝備及電池的主要生產(chǎn)國和出口國。”周華民自豪地說，近3年，他們團隊聯(lián)合多家企業(yè)定制化開發(fā)鋰電裝備幾千臺（套），不僅用于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(tǒng)自主研制中發(fā)揮了關鍵作用。

目前，周華民團隊已經(jīng)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(xié)作開展研究。周華民說，團隊將持續(xù)開展產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新，在固態(tài)電池、干法制造等前沿技術方面不斷發(fā)力，助力我國鋰電裝備和科技保持優(yōu)勢。

2023年度國家科技進步獎二等獎——

智能網(wǎng)聯(lián)車路系統(tǒng)與可信測試關鍵技術及其產(chǎn)業(yè)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(fā)展

本報記者  張丹華

一輛白色小轎車被固定在測試平臺上，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(jù)收集到的數(shù)據(jù)信息，加速或減速，實時分析、調整。

在位于陜西西安的長安大學渭水校區(qū)車聯(lián)網(wǎng)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(tài)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(fā)的世界首臺基于虛實結合和整車在環(huán)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(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展?！耙惠v自動駕駛汽車需要積累海量測試數(shù)據(jù)才能驗證其安全性?！壁w祥模說，“只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(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展?！?/p>

“我們不斷創(chuàng)新自動駕駛測試技術，希望在保證安全性的基礎上，提高測試效率?！壁w祥模說。

趙祥模組建的“車聯(lián)網(wǎng)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(yè)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(yè)重大科研計劃支持下完成，通過10家單位協(xié)同攻關。12年里，僅此一項課題，形成美國、英國、日本等國際發(fā)明專利27項、中國發(fā)明專利142項，發(fā)表高水平論文301篇、出版專著6部，主編與參編國家和行業(yè)標準28項，部分研究成果寫入多項國際標準，形成了一批自主知識產(chǎn)權。

項目成果的推廣應用創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟和社會效益，促進了我國智能網(wǎng)聯(lián)車路一體化技術發(fā)展。團隊與山東高速集團合作，設計建設了雙向52公里“國內測試里程最長、測試場景最豐富、測試環(huán)境最真實”的高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)全尺度測試基地——山東高速集團智能網(wǎng)聯(lián)高速公路測試基地。其他多項研究成果也已在多家行業(yè)相關企業(yè)得到應用。

“自動駕駛什么時候才能普及？”——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(jīng)成功商業(yè)化落地。其實，自動駕駛已經(jīng)來到我們身邊?！壁w祥模說，“當然，自動駕駛技術在環(huán)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(fā)展?！?/p>

“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?！壁w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臺自主研發(fā)與大規(guī)模產(chǎn)業(yè)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(fā)創(chuàng)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……走進位于廣東深圳坪山新區(qū)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(xiàn)在眼前。

“開辟新能源汽車的全新研發(fā)道路，幾乎無先例可循。前途光明，但我們也要勇于接受挑戰(zhàn)?！北葋喌瞎煞萦邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“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臺自主研發(fā)與大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化項目的牽頭人，他和團隊成員在各自研發(fā)領域從未停歇。

2003年，比亞迪作為電池制造商進軍汽車行業(yè)，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(fā)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臺自主研發(fā)與大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化科技攻關任務。

“這包括創(chuàng)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（平臺架構）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臺系統(tǒng)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’一樣組成到電池包里面?！北葋喌掀嚬こ萄芯吭焊痹洪L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；另一方面能夠保證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(chuàng)新提出了將刀片電池與車身融合傳力的思路?！北葋喌掀嚬こ萄芯吭很嚿砑夹g開發(fā)中心總監(jiān)衣本鋼介紹，這涉及電芯材料選型、安全邊界機理、電池系統(tǒng)設計和車身一體化集成眾多技術難題。經(jīng)過多個系統(tǒng)、多個性能團隊的緊密協(xié)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(tǒng)由汽油轉換成了電池，驅動系統(tǒng)由發(fā)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(fā)展路線，嚴重制約整車性能提升。”廉玉波說，比亞迪創(chuàng)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臺及系列車型，開創(chuàng)了電動汽車整車平臺化設計國際新路線。

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臺全鏈自主研發(fā)和制造方案在“漢”系列車型上得到充分運用，并迅速推廣運用到其他新能源車型。

“用前瞻思維進行研發(fā)，我們的創(chuàng)新能力和技術積累優(yōu)勢才能更充分地發(fā)揮?！绷癫ū硎?，比亞迪將做好研發(fā)創(chuàng)新和技術儲備，為行業(yè)高質量發(fā)展作出新的貢獻。

2023年度國家科技進步獎二等獎——

面向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的動力電池研發(fā)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恒創(chuàng)新

本報記者  王崟欣

生產(chǎn)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，并由后臺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(chǎn)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，就能準確辨別。然而，人工檢測效率有限，且出錯率難控?！皠恿﹄姵乇仨殬O致安全?！边@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(shù)據(jù)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，已廣泛用于寧德時代各個電池生產(chǎn)基地的密封釘焊接、頂蓋焊接、軟連接等多個工序，在保證電芯質量的前提下實現(xiàn)了快速生產(chǎn)。

AI質檢是寧德時代面向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的動力電池研發(fā)與制造關鍵技術中的一個縮影。“對于動力電池而言，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(chuàng)新是原創(chuàng)性創(chuàng)新，是‘從0到1’的突破，也是最難的?！眳莿P說，“哪怕100次試驗中只有一次得到可靠的結果，那也表明是值得繼續(xù)努力的?！?/p>

抱著這樣的信念，團隊從無數(shù)次失敗中走出來，創(chuàng)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(xù)研發(fā)的麒麟電池，助力純電車輛續(xù)航里程首次超過1000公里。

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(chuàng)新，團隊發(fā)明了亞微米金屬復合高分子功能集流體，實現(xiàn)了電池單體內短路不起火不失控。團隊還通過發(fā)明高溫煙塵與高電壓網(wǎng)絡分離的新技術，實現(xiàn)了電池系統(tǒng)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(chuàng)立了PPB（十億分之一）級大規(guī)模制造工藝裝備技術，實現(xiàn)單條生產(chǎn)線的產(chǎn)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(tài)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(xù)探索。“面對熱愛的事，我們愿持之以恒把它做好?！眳莿P說。

《 人民日報 》（ 2024年07月05日 17 版）