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梅 骜:续航1000公里弹匣电池背后的技术革新

日期:2022-12-30   浏览次数:501
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核心提示:动力电池是新能源汽车核心部件,新能源汽车成本中,动力电池就占据了三分之一。随着新能源汽车的快速发展,动力电池产业也取得了
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动力电池是新能源汽车核心部件,新能源汽车成本中,动力电池就占据了三分之一。随着新能源汽车的快速发展,动力电池产业也取得了长足进步。近年来,全球动力锂电池市场装车量保持高速增长趋势。SNE Research数据显示:2020年,全球动力电池装车量为137GWh,同比增长17.5%;2021年第一季度,全球动力电池装车量达到48GWh,同比增长128.6%。

在新能源汽车领域,很多企业陷入到对续航里程的“攀比”之中,这种“攀比”的压力自然转嫁到了动力电池身上。作为该行业从业者,梅骜是如何带领广汽集团在这场“混战”中突围的呢?

自2005年攻读清华大学博士学位至今,梅骜一直在行业深耕,主要从事新能源车用动力电池产品的自主开发与产业化技术攻关,领域范围涉及动力电池包的系统集成技术、电池管理系统软硬件技术、动力电池单体技术、下一代先进电池及核心材料等动力电池领域。

2010年,梅骜加入世界500强企业——广汽集团。在此期间,梅骜领导组建了广汽集团唯一的电池研发技术部门,聚集了广汽研究院最核心的电池技术研发人才,团队超过百人,研发成果填补了广汽在新能源动力电池板块一直以来的空缺,也大大推动了动力电池行业的发展。

短短十余年时间,梅骜共申请并获得授权专利50项。骄人的研发成绩奠定了他在动力电池行业的地位,梅骜也因此获得“广东省科技创新青年拔尖人才”“广州市高层次人才”称号等荣誉,并受邀参加多个行业会议分享他的研发成果与经验心得。

 

从“零”开始,用技术研发引领行业发展

 

2011年起,梅骜作为研发负责人,开始着力研发动力电池包集成与管理系统,对当时的广汽而言,这一领域还是一片空白。梅骜及其团队开展了多款电池包开发及试验验证,覆盖HEV(混合动力)、PHEV(插电式混合动力)、EV(纯电动)车型,于2015年正式完成广汽首款完全自主知识产权的动力电池包及电池管理系统,并在广汽GS4PHEV车型搭载后投入市场。从此,广汽新能源车用动力电池包结束了外购的历史。

研发期间,梅骜创新性地将铸铝材料用于电池包外壳体,“一体铸铝下壳+复合材料上盖”不仅解决了非规则空间的加工成型困难与轻量化问题,也解决了因空间体积、选材带来的密封安全问题。此外,梅骜领头研发的电池系统集成技术与设计理念,包括液冷、轻量化新材料与一体成型技术、模组模块化设计、电气集成模块化设计与降噪设计、电池包安全设计等,在当时已经量产的电池产品中,均处于业界领先地位,部分技术与设计理念后续还在国外同行中被逐步推广使用。通过该项目,梅骜和团队总计申请并获得授权专利三十多项,这些研究成果让动力电池行业向前迈进了一大步。

动力电池的负极材料是限制电池容量与能量密度的最重要因素之一,当前大部分动力电池负极材料是石墨材料,其能量密度较低,理论容量为372mAh/g。而硅负极材料是行业内重点研究的新型负极材料,它的理论容量是石墨的10倍,可以显著提升动力电池的能量密度。但由于硅负极充放电体积膨胀变化大,因此寿命很短,很难被广泛应用。

在梅骜及团队开发与应用硅负极材料之前,硅负极仅被用在小型圆柱电池的消费电子类产品中,如何将硅负极应用到大型动力电池,一直是业界公认的难题。为了解决这一行业痛点,梅骜开始了动力电池电芯的自主研发。他带领团队自主开发的“海绵硅负极片电池技术”及相关“技术群”涉及从电池正负极材料、粘结剂、极片设计到工艺生产制造等领域。经过五年多的技术攻关,梅骜申请了超过50项自主技术专利,其本人直接参与的专利有13项。这些技术使得硅负极首次被应用到大型动力电池中,攻克了硅负极材料在大型动力电池上的应用性难题。

梅骜开发的“海绵硅负极片电池技术”属于化学体系与工艺上的系统性创新,使得电池单体电芯能量密度达到280Wh/kg,成为当前可量产的能量密度最高的电芯产品,综合性能及其产品竞争力也非常优秀,在众多动力电池创新技术中脱颖而出,备受瞩目。“海绵硅负极片电池技术”可以说是动力电池发展史上的一个重要里程碑。

 

放眼世界,情系行业

 

作为广汽核心技术负责人的梅骜一直关注整个行业的实时发展动态。梅骜经常与国内外同行交流彼此的工作心得与经验,讨论动力电池行业的未来发展方向。他曾作为广汽代表参与了中国汽车工业协会组织的“中国汽车T10联盟”“中国汽车动力电池产业创新联盟”等活动,还被广汽委派为“国联汽车动力电池研究院”董事会董事,参与国内外汽车行业在动力电池及电芯领域的工作与交流。

凭借在动力电池行业作出的卓越贡献,梅骜被聘任为中国汽车工业协会标准法规工作委员会委员。为了让国内动力电池行业趋于规范化及良性发展,梅骜作为起草人参与编写了动力电池国家技术标准《GB30381-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求》。此标准替代原有三个国家推荐技术标准,更加符合当前行业发展现状,成为动力电池行业最重要也最具权威的国家强制性标准之一。所有在中国上市的新能源车必须在国家检测机关按照该标准检测通过后,才允许在市场上销售。

梅骜多年来一直扎根在技术岗位,他坚信只有不断深耕技术,行业才能蓬勃发展。他不断总结实践经验,并与动力电池发展现状与趋势结合,在国内外多家核心期刊共发表论文22篇,为业界提供了全面且深度的参考文献。

 

自我革新,助力行业高质量发展

 

在新能源汽车行业快速发展的同时,也有一些问题始终困扰着整个行业。比如,新能源汽车的安全事故问题,在损害新能源汽车品牌的同时,也让众多消费者持观望态度。

梅骜自进入动力电池行业就以树立行业最高安全标准为目标,不断加大研发力度,在电池的安全性能方面持续深耕。他带领团队在2021年研发推出的弹匣电池技术及其延伸应用在广汽埃安LX上,可达1000公里续航。弹匣电池模组的每个电池包里的电芯都独立在安全舱之内,可以有效阻隔热失控电芯的蔓延,将国标热失控报警后大于“5分钟”起火的标准,提高至不起火水平,极大提高了电池的安全性。

与此同时,针对动力电池系统在极限温度下导致性能衰减的问题,梅骜开发了冷却液直接接触的恒温式电池包热管理技术,以“三明治”形式的电池包保温结构,利用冷却液直接对电池进行温度调节,使电池包大部分时间能够在最佳温度范围内工作,让电池在极端环境下也可以保持较高的性能以及较低的寿命衰减。

梅骜的研发成果不仅刷新了行业以及受众的认知,更是提升了消费者的消费信心,充分体现了行业引领者所具有的责任感和担当。这同时也是广汽作为新能源头部企业的自我革新与进步,对全球新能源汽车产业的发展有重大意义。

放眼整个动力电池行业,像梅骜这样具备扎实科学素养、丰富实战经验的人才非常稀少。当前,梅骜为未来作出了进一步规划,他希望可以将自己十多年来对行业和技术的理解以及创想予以实现,不断研发有突破价值的新产品与新技术,推动电池行业走向低碳化、智能化和高端化。

来源/中国商人杂志    作者/吴 凯

本文链接:http://www.irmb.cn/news/show.php?itemid=1376

 
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