2011年,首批585辆江淮第一代纯电动轿车在合肥市示范运行,开启了国内纯电动轿车产业化的先河。这一年,刘舒龙从合肥工业大学毕业,加入江汽集团。
“第一代电动汽车,应用9.5Ah磷酸铁锂电芯,电池包电量13kWh,采用风扇冷却方案,温度一致性较差,车身基于传统燃油车改制,续驶里程仅100km,还不能完全满足市场需求”。在江汽集团扎根12年,刘舒龙参与并负责了江淮第二代至今所有电动汽车电池系统的设计和开发。他基于迭代研发模型,以技术升级为动力,以问题闭环为导向,通过四代产品的迭代,实现电芯的能量密度由100Wh/kg提升至280Wh/kg,整车续驶里程由100km提升至600km。
在这个过程中,刘舒龙聚焦于电池包结构安全与可靠性开发,主要负责成组部件开发、成组效率提升与电池热失控安全开发。主导完成了高效率低内阻电池模组设计、高强度轻量化电池壳体设计,带领团队开发出四代电池成组技术,攻克电动汽车电池成组领域核心技术二十余项。特别是在行业领先开发出:车身结构一体化CTB电池壳体,达成整车越级碰撞安全;模组同侧精密激光焊技术,实现电池包内阻指数级下降,10分钟闪充300km;磷酸铁锂液冷电池系统匹配框架式换电方案,实现运营类电动车3分钟换电、电池包达成百万公里长寿命;蜂窝电池技术方案,实现一旦电芯爆燃,电池包零热扩散,安全性高,重新定义了电动汽车安全。
“2020年,换电模式迎来了发展新机遇。换电车型开发的难点在于换电机构的可靠性开发,当时国内成熟的换电车型并不多,技术路线也各不相同,技术标准也并不完善”。结合十余年电池结构的开发经验,刘舒龙主动承担了换电机构的产业化开发工作。通过广泛调研、开放合作,选择了换电运营公司联合开发框架式水平换电方案;通过模块包干、责任落实,迅速明确了工作目标与具体任务。在项目开展过程中,加班加点、持续战斗,跨院部、跨公司整合协调,集中最优资源攻关解决换电框架异响、换电互锁结构可靠性、换电接口匹配精度、多车互换一致性等技术难题。在换电站与换电样车的首次联调过程中,刘舒龙带领团队以时间换空间,连续调试三天三夜,克服重重困难,顺利实现3分钟换电。最终在半年内实现江淮汽车首款换电车型批量生产,并且是行业首款长寿命磷酸铁锂电池具备液冷系统,同时能够满足5000次换电运营要求的车型。
安全是新能源汽车产业高质量发展的前提与底线,是行业公认的“卡脖子”技术,江淮汽车一直坚持不解决电池包热失控问题,就不能大规模推广电动汽车的理念。十余年来,刘舒龙和团队苦苦寻找产业化级的电池安全解决方案,历经了2010年至2013年的机理探索、2014年至2016年的迭代研发、2017年至今的技术固化等三个阶段,经过四代技术25万辆车百亿公里的长期使用实证,找到了零热扩散的车规级蜂窝电池解决方案,实现了电芯不同失效模式的安全性、不同失效位置的安全性、不同生命阶段的安全性。
蜂窝电池,基于圆柱电芯,应用仿生学设计,聚焦热隔离、电隔绝、热电解耦。十余年里,刘舒龙带领团队开展了上万次爆炸试验。“10年前,行业内没有电池热失控的安全标准,2020年才有了真正意义上的国家标准,要求5min不扩散,而我的团队在5年前已经做到了0热扩散。10年前,没有专门的试验室可以承担电池的爆炸试验,废弃的集装箱便成了我临时的试验场,寒来暑往,集装箱就是我安全攻关的战场”。
成功从来不是一蹴而就的。在迭代开发过程中,刘舒龙建立了从单个电芯到整车五个层级的安全开发流程,步步为营,100%确保电池安全。在电池包层级,每一个产品都要连续通过100次爆炸试验,不允许出现1例电芯爆燃后发生热扩散的问题。“我也曾经历过连续90次成功第91次失败的痛苦、犹豫、彷徨,但是在安全面前我不敢有一寸让步、不能有一刻懈怠、不愿有一丝妥协”。这个过程中,刘舒龙不断打破思维定式,突破、尝试新的解决方案,优化电芯的材料和结构,研究排气路径和短路形成的机理,开发散热效率更高的液冷系统,应用全天候监控的电池管理系统,从系统层面实现机电热耦合控制,突破一代又一代的电池热失控安全难题。
十余年来,围绕高安全、长寿命、轻量化、一致性等方面,刘舒龙带领团队形成了两百多项蜂窝电池专利群。“电动汽车行业已经进入下半场,解决电池热失控安全,真正的高品质、差异化、全场景纯电出行解决方案才能出现。未来,续驶里程800km以上,10分钟闪充400km的电动汽车必将出现;解决电动汽车可以长途出行的问题,才可以真正意义上‘平替’甚至‘超替’燃油车。”说话时,刘舒龙的脸上露出坚定的神情。
刘舒龙(右三)在电池热失控试验现场研讨
本报记者 谢婷婷
责任编辑:丁亚东