全面發力“三大件” 國產純電動汽車駛向高端賽道

98%

針對傳統電池尺寸設計空間利用率低等一系列問題，研發團隊歷經多年攻關，開發出最大寬度達1200毫米、電池極芯體積利用率提升到98%的超大長寬比刀片電芯；發明了無模組高度集成的“三明治”動力電池結構，實現電池包直接碰撞不起火爆炸，解決動力電池熱失控痛點。

總部位於深圳的比亞迪汽車工業有限公司（以下簡稱比亞迪）日前宣佈停止生產燃油汽車，成為全球首家正式停產燃油汽車的車企。憑藉在新能源汽車領域雄厚的技術和優勢明顯的全產業鏈研發能力，廣東製造企業再次走在行業前列。

發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措。面對高端純電動汽車自主設計的技術高地，比亞迪組建研發團隊，率先開展新能源汽車相關技術研發。最終，他們攻克了高端純電動汽車安全、續航、動力協同提升難題。近日，由比亞迪總工程師廉玉波領銜的項目“高端純電動乘用車關鍵技術研發及產業化”獲得2021年度廣東省科技進步獎特等獎。

瞄準高端純電動汽車技術難題

高端乘用車技術複雜，綜合性能領先，是技術發展的風向標，更是產業的制高點。佔領高端乘用車市場是汽車產業由大變強的重要標誌。然而，發展初期，我國電動汽車市場自主品牌侷限於中低端，高端產品基本被國外品牌壟斷，亟須打造高端純電動乘用車，引領汽車產業電動化轉型。

“在電動車領域，我國已取得先發優勢，汽車電動化為實現汽車強國戰略提供了重大機遇。但我國仍亟須抓住產業發展戰略窗口期，自主掌握電動汽車核心技術，才能佔領高端純電動乘用車產業制高點。”2003年，廉玉波和團隊一頭扎進新能源汽車相關技術的研發中，成為我國最早一批進行電動車驅動系統、電池系統及功率半導體的研發團隊，“初衷是想將自身的電池技術優勢與汽車技術進行聯動，開發新能源汽車，用以解決能源危機和環境污染問題”。

“從傳統燃油汽車發展里程來看，發動機、變速器、底盤，汽車核心‘三大件’的技術先進性，直接影響整車的產品競爭力。基於歷史經驗，我們認識到，如果不突破這些核心技術，即使電動汽車發展起來也還會受制於人。”在廉玉波看來，核心技術自主可控才能快速發展。

於是，廉玉波帶領研發團隊瞄準高端純電動汽車安全、續航、動力協同提升難題，着手開展“高端純電動乘用車關鍵技術研發及產業化”的研究。

“項目建立了高端純電動汽車全產業鏈研發設計製造能力，打造出漢、唐等系列化高端純電動乘用車，漢系列高端純電動乘用車已成為我國20萬級別以上市場唯一單月銷量連續過萬的自主車型。”廉玉波介紹説。

值得一提的是，項目成果實現對豐田等國外一流品牌的技術輸出和產品配套，近3年直接經濟效益超千億，打破我國汽車核心技術長期跟隨國外的局面，助力廣東省打造世界級新能源汽車產業高地，推動汽車產業電動化變革。

“三明治”結構解決動力電池熱失控痛點

要突破核心技術，研發團隊面臨重重的挑戰。電池是電動汽車的能量來源。對於汽車來説，長續航和安全都是基本要求，而高能量密度與高安全需求極為矛盾。

“我們有信心接受挑戰。”廉玉波説，“從2002年開始研發磷酸鐵鋰動力電池，到2005年首款動力電池量產，再到2008年首次搭載車型應用，十餘年的堅持和積累，讓我們具備進行電池領域重大技術創新的基礎能力。”

針對傳統電池尺寸設計空間利用率低，限制續航提升、傳統電芯—模組—整包三層結構成組效率低，無法充分利用整包空間等一系列問題，研發團隊歷經多年攻關，開發出最大寬度達1200毫米、電池極芯體積利用率提升到98%的超大長寬比刀片電芯；發明了無模組高度集成的“三明治”動力電池結構，以超長刀片電芯陣列為骨架，創新高絕緣高熱阻結構膠將電芯與上蓋、底板直接粘連，實現電芯到整包無模組直接集成，系統體積能量密度達240Wh/L，電池包直接碰撞不起火爆炸，解決動力電池熱失控痛點。

“通過大量的材料、工藝和結構創新，我們成功開發出兼具高安全、長壽命、高能量密度、高性價比的刀片電池，可輕鬆應對針刺、擠壓、爐温、過充（僅冒煙）等極端工況試驗。”廉玉波介紹。

研發團隊還自主構建高端純電動乘用車高電壓平台設計製造體系；開發出首款量產車規級SiC驅動模塊控制器；創新發明“驅動—升壓充電”一體化拓撲結構，突破了高電壓車型在低電壓充電樁快速補能的難題，實現高端純電動驅動和充電性能的協同提升。

據瞭解，該研發項目授權發明專利79項，實用新型專利43項，主導制定了我國首個電動汽車安全強制國家標準等14項國家標準，代表中國主導制定了全球第一個電動汽車安全技術法規。

加強新能源汽車基礎學科研究

“當前新能源汽車行業加速變革，面臨着原材料價格暴漲、供應鏈不穩定等嚴峻挑戰，我們將以此次獲獎作為新的起點，繼續加強新能源汽車基礎學科領域的研究，持續推出創新性的產品，解決新能源汽車發展面臨的難題和消費者關注的痛點。”廉玉波透露，高速、高效、高密度、低噪音、高性價比是純電汽車驅動總成的重點發展方向，在前期基礎上，他們將在第三代寬禁帶半導體器件基礎材料與設計技術、電機控制器功能失效保護新技術等方面開展進一步的研究。

廉玉波特別提到近年來從國家到廣東省日益濃郁的創新氛圍，尤其是廣東強化企業技術創新主體地位，不斷完善以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創新體系。“政府鼓勵企業加強關鍵核心技術問題攻關，提升產業技術核心競爭力，在新能源汽車等領域啓動一批重大攻關項目，推動產業創新平台建設，促進企業、高等院校、科研院所組建產業技術創新聯盟。”他説，“積極參與省、市重大專項項目，承擔工程創新中心和重點實驗室建設，與來粵設立科研機構的國內高水平院校聯合共建重點實驗室、技術創新中心等創新平台，使得我們的技術創新能力和產品水平得到了大幅提升。”