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2011年,首批585輛江淮第一代純電動轎車在合肥市示范運行,開啟了國內(nèi)純電動轎車產(chǎn)業(yè)化的先河。這一年,劉舒龍從合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè),加入江汽集團。
“第一代電動汽車,應(yīng)用9.5Ah磷酸鐵鋰電芯,電池包電量13kWh,采用風扇冷卻方案,溫度一致性較差,車身基于傳統(tǒng)燃油車改制,續(xù)駛里程僅100km,還不能完全滿足市場需求”。在江汽集團扎根12年,劉舒龍參與并負責了江淮第二代至今所有電動汽車電池系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。他基于迭代研發(fā)模型,以技術(shù)升級為動力,以問題閉環(huán)為導(dǎo)向,通過四代產(chǎn)品的迭代,實現(xiàn)電芯的能量密度由100Wh/kg提升至280Wh/kg,整車續(xù)駛里程由100km提升至600km。
在這個過程中,劉舒龍聚焦于電池包結(jié)構(gòu)安全與可靠性開發(fā),主要負責成組部件開發(fā)、成組效率提升與電池熱失控安全開發(fā)。主導(dǎo)完成了高效率低內(nèi)阻電池模組設(shè)計、高強度輕量化電池殼體設(shè)計,帶領(lǐng)團隊開發(fā)出四代電池成組技術(shù),攻克電動汽車電池成組領(lǐng)域核心技術(shù)二十余項。特別是在行業(yè)領(lǐng)先開發(fā)出:車身結(jié)構(gòu)一體化CTB電池殼體,達成整車越級碰撞安全;模組同側(cè)精密激光焊技術(shù),實現(xiàn)電池包內(nèi)阻指數(shù)級下降,10分鐘閃充300km;磷酸鐵鋰液冷電池系統(tǒng)匹配框架式換電方案,實現(xiàn)運營類電動車3分鐘換電、電池包達成百萬公里長壽命;蜂窩電池技術(shù)方案,實現(xiàn)一旦電芯爆燃,電池包零熱擴散,安全性高,重新定義了電動汽車安全。
“2020年,換電模式迎來了發(fā)展新機遇。換電車型開發(fā)的難點在于換電機構(gòu)的可靠性開發(fā),當時國內(nèi)成熟的換電車型并不多,技術(shù)路線也各不相同,技術(shù)標準也并不完善”。結(jié)合十余年電池結(jié)構(gòu)的開發(fā)經(jīng)驗,劉舒龍主動承擔了換電機構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)工作。通過廣泛調(diào)研、開放合作,選擇了換電運營公司聯(lián)合開發(fā)框架式水平換電方案;通過模塊包干、責任落實,迅速明確了工作目標與具體任務(wù)。在項目開展過程中,加班加點、持續(xù)戰(zhàn)斗,跨院部、跨公司整合協(xié)調(diào),集中最優(yōu)資源攻關(guān)解決換電框架異響、換電互鎖結(jié)構(gòu)可靠性、換電接口匹配精度、多車互換一致性等技術(shù)難題。在換電站與換電樣車的首次聯(lián)調(diào)過程中,劉舒龍帶領(lǐng)團隊以時間換空間,連續(xù)調(diào)試三天三夜,克服重重困難,順利實現(xiàn)3分鐘換電。最終在半年內(nèi)實現(xiàn)江淮汽車首款換電車型批量生產(chǎn),并且是行業(yè)首款長壽命磷酸鐵鋰電池具備液冷系統(tǒng),同時能夠滿足5000次換電運營要求的車型。
安全是新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的前提與底線,是行業(yè)公認的“卡脖子”技術(shù),江淮汽車一直堅持不解決電池包熱失控問題,就不能大規(guī)模推廣電動汽車的理念。十余年來,劉舒龍和團隊苦苦尋找產(chǎn)業(yè)化級的電池安全解決方案,歷經(jīng)了2010年至2013年的機理探索、2014年至2016年的迭代研發(fā)、2017年至今的技術(shù)固化等三個階段,經(jīng)過四代技術(shù)25萬輛車百億公里的長期使用實證,找到了零熱擴散的車規(guī)級蜂窩電池解決方案,實現(xiàn)了電芯不同失效模式的安全性、不同失效位置的安全性、不同生命階段的安全性。
蜂窩電池,基于圓柱電芯,應(yīng)用仿生學(xué)設(shè)計,聚焦熱隔離、電隔絕、熱電解耦。十余年里,劉舒龍帶領(lǐng)團隊開展了上萬次爆炸試驗。“10年前,行業(yè)內(nèi)沒有電池熱失控的安全標準,2020年才有了真正意義上的國家標準,要求5min不擴散,而我的團隊在5年前已經(jīng)做到了0熱擴散。10年前,沒有專門的試驗室可以承擔電池的爆炸試驗,廢棄的集裝箱便成了我臨時的試驗場,寒來暑往,集裝箱就是我安全攻關(guān)的戰(zhàn)場”。
成功從來不是一蹴而就的。在迭代開發(fā)過程中,劉舒龍建立了從單個電芯到整車五個層級的安全開發(fā)流程,步步為營,100%確保電池安全。在電池包層級,每一個產(chǎn)品都要連續(xù)通過100次爆炸試驗,不允許出現(xiàn)1例電芯爆燃后發(fā)生熱擴散的問題。“我也曾經(jīng)歷過連續(xù)90次成功第91次失敗的痛苦、猶豫、彷徨,但是在安全面前我不敢有一寸讓步、不能有一刻懈怠、不愿有一絲妥協(xié)”。這個過程中,劉舒龍不斷打破思維定式,突破、嘗試新的解決方案,優(yōu)化電芯的材料和結(jié)構(gòu),研究排氣路徑和短路形成的機理,開發(fā)散熱效率更高的液冷系統(tǒng),應(yīng)用全天候監(jiān)控的電池管理系統(tǒng),從系統(tǒng)層面實現(xiàn)機電熱耦合控制,突破一代又一代的電池熱失控安全難題。
十余年來,圍繞高安全、長壽命、輕量化、一致性等方面,劉舒龍帶領(lǐng)團隊形成了兩百多項蜂窩電池專利群。“電動汽車行業(yè)已經(jīng)進入下半場,解決電池熱失控安全,真正的高品質(zhì)、差異化、全場景純電出行解決方案才能出現(xiàn)。未來,續(xù)駛里程800km以上,10分鐘閃充400km的電動汽車必將出現(xiàn);解決電動汽車可以長途出行的問題,才可以真正意義上‘平替’甚至‘超替’燃油車。”說話時,劉舒龍的臉上露出堅定的神情。

劉舒龍(右三)在電池熱失控試驗現(xiàn)場研討
本報記者 謝婷婷
責任編輯:丁亞東
