市科技奖技术发明特等奖项目引领新能源汽车动力电池系统迈向新台阶

津滨海讯（记者 牛婧文）让国产新能源汽车电池系统热失控的预警时间从国标的“提前5分钟”提升至“提前24小时”需要攻关多久？答案是15年。

作为“答题者”的力神公司、北京航空航天大学、应急管理部天津消防研究所、中汽研等多家单位，面向《高安全长寿命高效能动力电池系统关键技术及应用》项目发起了一场耗时15载的产学研用检协同攻关，研制出了高安全长寿命高效能车载动力电池系统和储能电池系统，并以此为基础实现了产业化应用。在今年一季度新鲜出炉的2024年度天津市科学技术奖的获奖名单中，这个项目一举夺得技术发明特等奖的殊荣，成为引领国产新能源汽车动力电池领域迈向新台阶的关键力量。

从“跟随者”到“探路者”

时钟指针回拨至2009年前后，彼时中国新能源汽车动力电池系统技术尚处于起步阶段，而业内公认的“好产品”均出自日本、韩国等技术发达国家。为了改变这一现状，让国产新能源动力电池系统更加安全、寿命更长、效能更高，北京航空航天大学交通科学与工程学院杨世春教授带领着团队一头扎进了课题当中，围绕动力电池的管理系统开启了一场砥砺奋进地技术创新与产业化攻关。

“2009年那会儿，我们扮演的是‘跟随者’的角色，把国外先进的产品买回来先解剖、后研究，逐一追赶技术差距。”此时此刻，已经是北京航空航天大学交通科学与工程学院院长的杨世春教授回忆起当初，仍感觉重担在肩。“谁家的技术强，我们就跟在谁后面学，团队埋头开展‘从0到1’的研发。几年之后，等我们再抬头的时候就发现，在动力电池管理领域的技术真的已经追赶上了，并且还掌握了大量自主研发的核心专利。而也就是此时，我们便将创新的目标聚焦到了‘从1到N’的产业化方向之上。”

当时正逢“2016年”—这个被很多业内人士喻为新能源汽车发展‘元年’的前夕，虽然杨世春教授和团队身在北京，但却当机立断地找到了拥有多年合作基础的天津电池企业力神公司。当时，伴随着我国新能源汽车产业的前行，动力电池的安全问题格外引人重视。为了能在产业当中更具竞争力，力神公司不仅当仁不让地为北航研发团队提供了横向的项目资金支持，更提供了业内稀缺的故障电芯供研发团队研究用。

“对我们研发团队来说，故障电池就是‘宝贝’。我们需要找到很多不同种类的、具有缺陷的电池来进行特征分析和模型设计。电流、电压、温度、内阻等参数都是我们开展综合分析判断的依据。”杨世春笑着说，没有力神公司提供的这些故障电池，研发团队也就不可能沿着繁杂的参数映射，搭建起自己的数据库和模型，也就更加无法为整个新能源汽车动力电池行业提供“探路者”的经验。

北京研发—天津转化

在杨世春教授看来，团队与力神公司等单位共同完成《高安全长寿命高效能动力电池系统关键技术及应用》项目，无疑是一场京津两地协同创新、优势互补的“双向奔赴”。一边有技术、有人才、有丰富的创新优势，另一边有场景、有实验测试资源、有生产制造载体。“北京研发—天津转化”的模式可以极大地助力科技创新成果走向产业化。

“从北京的实验室到天津的生产车间，我们与北航杨世春教授的团队配合十分密切。”据力神公司研发技术中心系统开发部部长信召峰介绍，在这种产学研用检协同攻关模式下，项目实现了高质量跨越，首创了电池系统“跨尺度融合感知—动态边界管控—孪生安全预警”技术体系，并且研制出了高安全长寿命高效能车载动力电池系统和储能电池系统，实现了其产业化应用。

如今，该项目已形成了一批在国内外掷地有声的创新成果：不仅把过去动力电池行业普遍3%—5%的状态感知误差，降低至1%左右；还提出了基于性能预测—多层级递阶评价—启发式寻优的电池系统动态边界量化辨识方法；发明了安全风险量化孪生推演预警技术，将目前国家标准的电池热失控预警至少提前5分钟，突破至提前24小时预警；以及实现了电池系统的大规模、低成本、趋零缺陷集成制造。在红旗、东风、解放等知名新能源汽车上，项目的研发成果已被广泛应用。以热失控预警功能为例，该项目成果已经成功预警了1700余量车辆，有效降低了新能源汽车的火灾发生率。

信召峰告诉记者，力神公司通过与北航、应急管理部天津消防研究所等机构围绕该项目开展协同攻关，研制出了高安全长寿命电池系统及配套生产装备，实现了大规模低成本地集成制造。项目成果支撑力神公司开发出了10万余套高性能电池系统，广泛应用于乘用车、商用车及储能领域。此外，在该项目的引领带动下，力神公司还攻克了大储能电池安全性的难题，推出了首款单箱10MWH储能系统，并出口欧美，开创了我国新能源汽车核心技术输出传统汽车强国的新纪元，有效推动国产电池的国际竞争力“更上一层楼”。

从2009年到2024年，这场耗时15年的攻关，不仅是我国新能源汽车动力电池技术创新突破的背水一战，更是协同创新驱动新质生产力发展的生动实践。从北京到天津，高校实验室的智慧、企业车间的需求、科研院所的场景，多方携手、打破壁垒、融汇贯通，真真切切地让科技成果从“高台”走向了“市场”。有理由相信，此次《高安全长寿命高效能动力电池系统关键技术及应用》项目获得2024年度天津市科学技术奖技术发明特等奖仅仅只是开端。未来，项目成果将持续在应用端发挥作用、释放动能，进而引领整个行业不断破浪前行。（力神公司供图）