涂布是制(zhi)造大容量锂离子电池电芯的关键环节。“就是将预先制(zhi)备好的电极浆料涂敷在(zai)铜箔或铝箔等基材上，获得电池正极、负极的极片。”周华(hua)民介绍，为了让浆料形成(cheng)稳定均匀的涂层，要求(qiu)模具不同宽度方向上的浆料挤(ji)出速度保持一(yi)致，这就对模具的设计制(zhi)造技术提出了很(hen)高的要求(qiu)。

此前，我国的锂电装备主要依赖进口，特别(bie)是关键核心装备。“价格昂(ang)贵不说，定制(zhi)周期也很(hen)长。”周华(hua)民说，2012年(nian)前后(hou)，他到深圳走访了几家研发(fa)生产锂电装备的企业，了解到市(shi)场对于国产装备和(he)技术的迫切(qie)需求(qiu)，决心投身这方面的研究(jiu)。

当时，锂电装备在(zai)国内还属于新兴事物，有团队成(cheng)员(yuan)提出了疑虑：“我们主要是研究(jiu)高分子材料加工(gong)的，不懂电池呀。”但周华(hua)民很(hen)有信心：“高分子材料加工(gong)与(yu)锂电池涂布具有流变成(cheng)形的共性，这是我们的技术优势。”

就这样，周华(hua)民带领(ling)团队，从(cong)最(zui)基本的锂电材料、制(zhi)造工(gong)艺、装备特性等方面开始学起，在(zai)大量文献研究(jiu)和(he)行业调研的基础上，确立大尺寸电池宽幅制(zhi)造的主攻(gong)方向，用(yong)了三四年(nian)的时间，自主搭建了原型装备和(he)研发(fa)平台。此外(wai)，他还带着团队成(cheng)员(yuan)深入(ru)企业生产一(yi)线(xian)，和(he)技术人员(yuan)一(yi)道，发(fa)现实际工(gong)程问(wen)题背后(hou)的科学和(he)技术难(nan)题。

“团队成(cheng)员(yuan)派驻企业，双方协同攻(gong)关，是我们实现技术突破(po)的关键。”张云说，比如针对超薄铜箔基材在(zai)运行中容易(yi)发(fa)生抖动剐蹭，导致浆料涂布不均匀甚至刮花的问(wen)题，博士生黄天仑等3名团队成(cheng)员(yuan)被派到生产一(yi)线(xian)，3年(nian)间每年(nian)2/3的时间待在(zai)深圳，通过(guo)干燥箱体、风孔的结构优化，成(cheng)功解决了这一(yi)技术难(nan)题。

经过(guo)10余年(nian)联合攻(gong)关，团队创(chuang)立了大容量电池的异构电芯设计方法，突破(po)了涂布—辊(gun)压—卷叠的宽幅高速制(zhi)造工(gong)艺，攻(gong)克了液—固长程制(zhi)造的智能联动精确调控技术，研发(fa)出具有完全自主知识产权的涂布模具，浆料挤(ji)出宽度可以做到1.6米(mi)以上，速度、精度均达到国际领(ling)先水平。

“10多(duo)年(nian)来，我国的锂电装备从(cong)受制(zhi)于人到引领(ling)世界，已成(cheng)为世界上锂电装备及电池的主要生产国和(he)出口国。”周华(hua)民自豪(hao)地说，近3年(nian)，他们团队联合多(duo)家企业定制(zhi)化开发(fa)锂电装备几千台（套），不仅用(yong)于新能源汽车和(he)船舶(bo)的动力电池制(zhi)造，还在(zai)空间站(zhan)、月球探测器等国家重大装备电源系统自主研制(zhi)中发(fa)挥了关键作用(yong)。

目前，周华(hua)民团队已经聚集教师和(he)硕博研究(jiu)生60余名，分别(bie)聚焦在(zai)电池结构设计、工(gong)艺仿真(zhen)、装备控制(zhi)等不同领(ling)域(yu)，分工(gong)协作开展研究(jiu)。周华(hua)民说，团队将持续开展产学研用(yong)协同创(chuang)新，在(zai)固态电池、干法制(zhi)造等前沿技术方面不断发(fa)力，助(zhu)力我国锂电装备和(he)科技保持优势。

2023年(nian)度国家科技进步奖二等奖——

智能网联车路系统与(yu)可信测试关键技术及其产业化应用(yong)项目

长安大学赵祥模教授团队——

让自动驾(jia)驶技术得到更好更快发(fa)展

本报记者张丹华(hua)

一(yi)辆(liang)白色小轿车被固定在(zai)测试平台上，车身的传感器和(he)4个(ge)车轮正常运行，每个(ge)车轮下的滚动装置(zhi)与(yu)车轮反向转动。同时，车旁的显示屏上，模拟路况随时变化，车辆(liang)根据收集到的数据信息，加速或减速，实时分析、调整。

在(zai)位于陕西西安的长安大学渭水校(xiao)区车联网与(yu)智能汽车试验场内，科研人员(yuan)正在(zai)进行自动驾(jia)驶汽车的道路动态模拟测试。

“就像(xiang)人在(zai)跑步机上跑步，没有绝对位移。”西安建筑科技大学校(xiao)长、长安大学教授赵祥模打了个(ge)形象的比喻。这套汽车测试装备，是赵祥模团队自主研发(fa)的世界首台基于虚实结合和(he)整车在(zai)环的自动驾(jia)驶汽车室内快速测试大型装备。

自动驾(jia)驶测试问(wen)题是世界性难(nan)题，制(zhi)约着智能网联汽车产业的快速发(fa)展。“一(yi)辆(liang)自动驾(jia)驶汽车需要积(ji)累海量测试数据才能验证其安全性。”赵祥模说，“只有建立严密的测试技术体系，才能不断提升测试效率，从(cong)而确保自动驾(jia)驶汽车的安全性、舒适性、敏(min)捷性和(he)智能性，推动智能网联汽车产业快速发(fa)展。”

“我们不断创(chuang)新自动驾(jia)驶测试技术，希望在(zai)保证安全性的基础上，提高测试效率。”赵祥模说。

赵祥模组建的“车联网与(yu)智能汽车测试技术”科研团队，由高水平学科带头人、学术骨干、外(wai)籍专家、企业技术专家等100余人组成(cheng)，涵盖交通运输工(gong)程、车辆(liang)工(gong)程、计算(suan)机科学与(yu)技术等多(duo)个(ge)学科。

项目在(zai)5项国家及行业重大科研计划支持下完成(cheng)，通过(guo)10家单位协同攻(gong)关。12年(nian)里，仅此一(yi)项课题，形成(cheng)美国、英国、日本等国际发(fa)明专利27项、中国发(fa)明专利142项，发(fa)表高水平论文301篇、出版专著6部，主编与(yu)参编国家和(he)行业标(biao)准28项，部分研究(jiu)成(cheng)果写入(ru)多(duo)项国际标(biao)准，形成(cheng)了一(yi)批自主知识产权。

项目成(cheng)果的推广应用(yong)创(chuang)造了显著的经济和(he)社会效益，促进了我国智能网联车路一(yi)体化技术发(fa)展。团队与(yu)山东高速集团合作，设计建设了双向52公(gong)里“国内测试里程最(zui)长、测试场景最(zui)丰富、测试环境最(zui)真(zhen)实”的高速公(gong)路车路协同系统全尺度测试基地——山东高速集团智能网联高速公(gong)路测试基地。其他多(duo)项研究(jiu)成(cheng)果也已在(zai)多(duo)家行业相关企业得到应用(yong)。

“自动驾(jia)驶什么时候才能普及？”——这是赵祥模最(zui)常被问(wen)到的问(wen)题。

“自动驾(jia)驶技术范围很(hen)广，比如自动巡航、自动泊车等。这些已经成(cheng)功商业化落地。其实，自动驾(jia)驶已经来到我们身边。”赵祥模说，“当然，自动驾(jia)驶技术在(zai)环境感知、高精度定位、智能决策控制(zhi)及测试评价等方面有了突破(po)性进展，但仍然面临着一(yi)些难(nan)题，需要不断去攻(gong)克。我们的努力方向，就是让自动驾(jia)驶技术得到更好更快发(fa)展。”

“成(cheng)功没有捷径，唯有用(yong)实干夯实基础，用(yong)奋(fen)斗积(ji)蓄力量，用(yong)坚持筑牢(lao)根基。所有的磨砺和(he)坎坷，都是通往成(cheng)功的阶梯。”赵祥模说。

2023年(nian)度国家科技进步奖二等奖——

新一(yi)代电动汽车关键部件(jian)及整车平台自主研发(fa)与(yu)大规模产业化项目

比亚迪首席科学家廉玉波团队——

做好新能源汽车研发(fa)创(chuang)新和(he)技术储备

本报记者李刚

刀片电池、多(duo)合一(yi)驱动总成(cheng)、功率芯片、智能驾(jia)驶、智能座舱……走进位于广东深圳坪山新区的比亚迪汽车工(gong)程研究(jiu)院，一(yi)个(ge)个(ge)汽车领(ling)域(yu)的前沿成(cheng)果呈(cheng)现在(zai)眼前。

“开辟新能源汽车的全新研发(fa)道路，几乎无先例可循。前途光明，但我们也要勇于接受挑战。”比亚迪股份有限公(gong)司（以下简称“比亚迪”）首席科学家、汽车总工(gong)程师廉玉波说。作为新一(yi)代电动汽车关键部件(jian)及整车平台自主研发(fa)与(yu)大规模产业化项目的牵头人，他和(he)团队成(cheng)员(yuan)在(zai)各(ge)自研发(fa)领(ling)域(yu)从(cong)未停歇(xie)。

2003年(nian)，比亚迪作为电池制(zhi)造商进军汽车行业，开启了新能源汽车的初期布局。20多(duo)年(nian)来，比亚迪组建了动力电池、驱动总成(cheng)、功率芯片、智能化等方向的研发(fa)团队。2010年(nian)，比亚迪承担了我国新一(yi)代电动汽车关键部件(jian)及整车平台自主研发(fa)与(yu)大规模产业化科技攻(gong)关任务。

“这包括(kuo)创(chuang)建了新一(yi)代电动汽车能源核心（刀片电池）、驱动核心（功率芯片）及整车核心（平台架构）全链自主设计及制(zhi)造体系，打造了新一(yi)代电动汽车关键部件(jian)及整车平台系统解决方案。”廉玉波介绍。

“以电池为例，我们把磷酸铁(tie)锂电池设计成(cheng)长而薄的单体电池，就像(xiang)‘刀片’一(yi)样组成(cheng)到电池包里面。”比亚迪汽车工(gong)程研究(jiu)院副院长凌和(he)平说，刀片电池一(yi)方面可以提高动力电池包的空间利用(yong)率、增加能量密度；另一(yi)方面能够保证电芯具有足够大的散热面积(ji)，大幅提升电池安全性。

“刀片电池较好的安全性给(gei)整车设计带来了新的可能，我们创(chuang)新提出了将刀片电池与(yu)车身融合传力的思路。”比亚迪汽车工(gong)程研究(jiu)院车身技术开发(fa)中心总监衣本钢介绍，这涉及电芯材料选(xuan)型、安全边界机理、电池系统设计和(he)车身一(yi)体化集成(cheng)众多(duo)技术难(nan)题。经过(guo)多(duo)个(ge)系统、多(duo)个(ge)性能团队的紧(jin)密协作和(he)不断试验，比亚迪“电池车身一(yi)体化”技术应运而生。

“汽车能源系统由汽油转换成(cheng)了电池，驱动系统由发(fa)动机变速箱换成(cheng)了电机电控，但整车设计仍沿袭燃油汽车发(fa)展路线(xian)，严重制(zhi)约整车性能提升。”廉玉波说，比亚迪创(chuang)建了以电动力为中心的新一(yi)代电动汽车设计体系，研制(zhi)出电动汽车专属一(yi)体化整车平台及系列车型，开创(chuang)了电动汽车整车平台化设计国际新路线(xian)。

2020年(nian)4月，比亚迪“汉”系列车型正式下线(xian)，新一(yi)代电动汽车关键部件(jian)及整车平台全链自主研发(fa)和(he)制(zhi)造方案在(zai)“汉”系列车型上得到充分运用(yong)，并(bing)迅速推广运用(yong)到其他新能源车型。

“用(yong)前瞻思维进行研发(fa)，我们的创(chuang)新能力和(he)技术积(ji)累优势才能更充分地发(fa)挥。”廉玉波表示，比亚迪将做好研发(fa)创(chuang)新和(he)技术储备，为行业高质量发(fa)展作出新的贡献。

2023年(nian)度国家科技进步奖二等奖——

面向大规模产业化的动力电池研发(fa)与(yu)制(zhi)造关键技术项目

宁德时代首席科学家吴凯团队——

在(zai)动力电池领(ling)域(yu)持之以恒创(chuang)新

本报记者王(wang)崟欣

生产线(xian)上，一(yi)个(ge)个(ge)焊接完极耳的电芯，在(zai)质检摄像(xiang)头下方整齐滑过(guo)。50张图(tu)像(xiang)被迅速捕捉，并(bing)由后(hou)台合成(cheng)为一(yi)张高清影像(xiang)，检测是否达标(biao)。

这是宁德时代新能源科技股份有限公(gong)司（以下简称“宁德时代”）电芯生产车间极耳翻折(she)的检测场景。过(guo)去人工(gong)检测时，操作员(yuan)会“一(yi)看二拨”——用(yong)手指拨一(yi)拨，就能准确辨别(bie)。然而，人工(gong)检测效率有限，且出错率难(nan)控。“动力电池必须极致安全。”这是宁德时代的工(gong)作要求(qiu)，也是宁德时代首席科学家吴凯团队的奋(fen)斗目标(biao)。

吴凯团队成(cheng)立专门的数据标(biao)注小组，仅一(yi)个(ge)极耳翻折(she)检测，就标(biao)注了超过(guo)1万张缺陷样本。针对成(cheng)像(xiang)困难(nan)，团队又制(zhi)定多(duo)帧融合成(cheng)像(xiang)+检测算(suan)法+分割技术的方案，通过(guo)叠加深度算(suan)法模型，将50张左右(you)聚焦图(tu)像(xiang)融合成(cheng)一(yi)张清晰(xi)的图(tu)片，彻底(di)解决了成(cheng)像(xiang)困难(nan)。

目前，包括(kuo)极耳翻折(she)在(zai)内的AI质检，已广泛用(yong)于宁德时代各(ge)个(ge)电池生产基地的密封钉焊接、顶(ding)盖焊接、软连接等多(duo)个(ge)工(gong)序(xu)，在(zai)保证电芯质量的前提下实现了快速生产。

AI质检是宁德时代面向大规模产业化的动力电池研发(fa)与(yu)制(zhi)造关键技术中的一(yi)个(ge)缩影。“对于动力电池而言，我们坚持以安全为底(di)座，同时追求(qiu)性能的提升和(he)成(cheng)本的下降。”吴凯说。

能量密度是动力电池的关键性能指标(biao)，其中起决定性作用(yong)的是材料体系。“材料体系的创(chuang)新是原创(chuang)性创(chuang)新，是‘从(cong)0到1’的突破(po)，也是最(zui)难(nan)的。”吴凯说，“哪(na)怕100次试验中只有一(yi)次得到可靠的结果，那也表明是值得继续努力的。”

抱着这样的信念(nian)，团队从(cong)无数次失败中走出来，创(chuang)制(zhi)了单晶镍钴锰三元高比能动力电池新材料，使电芯能量密度有了显著提升。后(hou)续研发(fa)的麒麟电池，助(zhu)力纯电车辆(liang)续航里程首次超过(guo)1000公(gong)里。

一(yi)个(ge)新的问(wen)题随之而来，动力电池的高性能与(yu)高安全性几乎是“悖论”。二者如何兼得？

通过(guo)不同维度的安全技术创(chuang)新，团队发(fa)明了亚微米(mi)金属复合高分子功能集流体，实现了电池单体内短路不起火不失控。团队还通过(guo)发(fa)明高温烟尘与(yu)高电压网络分离的新技术，实现了电池系统无热失控热蔓延的高安全性。

一(yi)款动力电池好不好，最(zui)终要靠市(shi)场检验。围绕相关技术成(cheng)果，宁德时代创(chuang)立了PPB（十亿分之一(yi)）级大规模制(zhi)造工(gong)艺装备技术，实现单条生产线(xian)的产能超过(guo)10吉瓦(wa)时/年(nian)，达到国际领(ling)先水平。

谈起动力电池的未来，吴凯满怀(huai)憧憬(jing)。全固态电池、钙钛矿电池、无贵金属电池等等，他们还在(zai)电池技术的前沿持续探索。“面对热爱的事，我们愿持之以恒把它做好。”吴凯说。