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      2. 經濟觀察報 記者 老盈盈 時間回到2021年初,當上海艾姆倍新能源科技有限公司(以下簡稱“艾姆倍新能源”)創始人李樹成按下1000A實驗室測試按鈕通電測試,超級快充系統一直在穩定運行。當時他的心情特別激動,激動在于他最終確認,此前對超充系統原創的理解是正確的。

        在李樹成的帶領下,艾姆倍新能源完成了超級液冷大功率充電槍及超級充電系統,電流最大可以達到1000A,功率最大可以實現1500kW,超越了特斯拉近日公布的 Semi卡車 800A、1000kW的水平,實現了從0到1的飛躍,而目前國內主流電流指標普遍是300-600A。1000A充電槍擁有先進的液冷散熱技術,充電速度很快,最快可滿足超級快充汽車3分鐘完成充電,同時用戶可以體驗更輕、更細、更軟的線纜,與過去又笨重又粗的線纜說再見。


        (資料圖片僅供參考)

        目前產品基本投入于乘用車市場,基于這個平臺化的規劃,艾姆倍新能源未來還有更大電流的超級充產品面市,比如用于商用領域、船舶領域進行快速充電。據李樹成介紹,與乘用車相比,商用車領域除了電池裝的多,電流比較大外,在超級快充板塊來說核心技術并沒有太多本質上的區別。艾姆倍超級快充目前做到的1000A,基本能滿足乘用車未來對超級快充的需求,但是商用車電流要求更高,需要可能比如1500~2000A。此外,隨著全球環境要求的提高,未來船舶也要實現電動化,未來船舶超級快充可能需要2000~3000A以上。

        李樹成對經濟觀察報記者表示,因為商用車領域、船舶領域屬于高電壓平臺,高電壓對絕緣耐壓要求較高,對線纜的性能、材料都有要求。傳統的線纜材料一般沒有液冷的要求,只要滿足行業常見規范即可,而液冷線纜是近幾年才興起的特殊應用場合,目前也沒有行業或國家相關標準參考,所以它一方面要滿足現有線纜在高電壓板塊的需求,同時還要能滿足液冷線纜的特殊要求。

        液冷線纜具體有什么特殊要求?李樹成表示,液冷線纜不管通的是水+乙二醇,還是自研的冷卻油,線纜絕緣材料首先不能和冷卻液發生反應。相容性是首先要解決的難題,第二步還要解決耐壓、耐溫問題,高電壓電擊穿絕緣層能力強,如何選擇合適的材料作為絕緣層,需要調各種配方得到最終需要的絕緣層;第三步線纜的液冷里面畢竟有些管路,液冷線纜的結構設計及制造工藝也是一大挑戰。

        即便前路有無數的艱難險阻,李樹成相信自己都能帶領團隊一一攻克?!敖窈笪覀儠^續堅持原創精神,不停的技術迭代保持在超充領域的全球領先優勢?!崩顦涑煞Q。

        如何做到1000A

        李樹成自2003年畢業就開始從事汽車整車開發,一直在新能源汽車及電池系統的開發領域耕耘,先后在上汽、中航鋰電、微宏動力以及小鵬汽車工作,從最基本的整車原理開始,到電池系統,再到超級快充系統,一直在一線做技術開發。

        早在2015年,他在原來的工作單位就發現,如果導體及時把熱量散掉,載流就可以做的更加大。他尋思著后期超級充電發熱會比較嚴重,如果解決熱及安全問題,會不會和快充電池是一回事。很多新技術的創新都來自不同領域的碰撞,因此李樹成將電池領域的熱管理技術應用到液冷快充這個領域,碰撞出了新的火花,當時他們做出的產品達到了450A的載流能力。

        李樹成告訴經濟觀察報記者,當初把這個樣品做出來以后,并沒有推出市場,因為當時還沒有超級快充汽車的概念,所以那個時候液冷大電流超級快充技術并不普及。2020年開始,李樹成發現超級快充技術可以大規模使用的時機已經來臨,便萌發出在這么好的時代是否可以為新能源行業做點什么的想法,于是開始創業。

        得益于當年做出來的450A產品的基礎,李樹成不用從零開始研發產品。在他看來,很多技術理論基礎不是很難,除了需要弄清楚基礎理論的內核,還需要克服一些實際工程難題,超級液冷槍在整個研發過程中,他和他的團隊攻克了密封、電氣、冷卻介質、材料及熱控技術,將產品從2015年的450A升級到了現在的1000A。其中,冷卻液的研發花了不少時間。一般來說,電流大發熱就嚴重,想把它做到1000A,熱量怎么散掉最為關鍵,除了熱管理系統控制技術外,也要攻克冷卻介質的問題。

        在這方面,李樹成思考了很多?!袄碚撋隙己芎唵?,風流動一下把熱量帶走不就可以了,但是用什么介質把它帶走呢?如果用乙二醇+水這種傳統冷卻介質,這種介質因為含水,水會導電,萬一漏液之后就成了一個導體了,安全就無法保證;或者是否可以用一種絕緣的材料換熱,但是一般絕緣的材料換熱效果差,如何提高換熱效果,這當中又要了解流體,運動快或慢對發熱效果的影響;此外還要兼顧考慮導熱、流動、密封和壽命等多種關鍵性能,最終達到冷卻流體同時具有極佳的絕緣安全性能、超強冷卻性能、極低流動阻力、優異密封耐久和超長使用壽命的特性?!崩顦涑煞Q。

        技術問題解決了還要考慮實際工程問題。李樹成進一步表示,例如液體都會有一些毒性,萬一泄漏滲到地下對生態環境也會產生破壞作用;又比如說要考慮選取的介質成本高不高,還有壽命長短、老化更換問題。整個冷卻介質需要考慮的問題是方方面面的,諸如上述的問題都需要一個一個攻克。

        在李樹成印象中,2015年的時候他選用硅油作為冷卻介質,但后來發現硅油有很多缺點,例如容易老化,兩年可能就要換一次,發熱效果也不好等,最后李樹成研發了一種冷卻流體,與硅油相比,這種冷卻流體具有更好的密封耐久性、耐高溫壽命。因為硅油容易出現密封失效,硅油在長期高溫下易于發生縮合反應導致粘度上升,自研的這種冷卻體具有更高的比熱容,可以帶走更多熱量,冷卻效果更加優異。冷卻介質配方的調試,前前后后花了將近一年多的時間。

        除了冷卻介質外,熱控技術也很重要。很多電動車發生燃燒,其實就是因為電池安全沒做好,而針對電池安全,一個有效的手段就是熱控技術。據李樹成介紹,超級充電槍熱控技術的核心性能參數體現在大電流載流下的槍線的溫升,比如說按照國家標準,充線槍在額度載流情況下溫升不允許超過50K,在熱控技術策略上,當發現溫度超過45℃的時候,就要采取控制手段了,因為如果等到溫度升到50℃的時候再做溫度控制已經晚了,基于對核心熱控技術把握,李樹成的超級充產品溫升做到了只有38.2K。

        李樹成說,這當中的控制策略,考慮的問題也是方方面面的,首先是系統的設計,包括考慮換熱器件的設計,如何做到在較小尺寸的換熱器使其換熱效率更高,這方面我們有很多創新的設計?;谶@些設計的基礎上,我們還要考慮,例如什么時候開啟熱管理系統,這其中需要收集一些信息和做一些探測,如要考慮傳感器、考慮運算,算法涉及開多大的流量和流速,多大流量流出和管道的粗細、流阻也有關系;即使同樣的管徑如φ5毫米的管道,由于選用不同的材料,換熱效果也是不一樣的;熱量產生之后,通過泵把熱量推送到散熱部件,熱量會通過散熱器件散發;散熱器還有不同的結構和工藝,如何選用小的型號,達到最佳的散熱效果也是問題。

        線纜外徑的優勢

        李樹成始創的艾姆倍新能源成立于2021年3月,同年11月,A股上市公司廣東日豐電纜股份有限公司(以下簡稱“日豐股份(002953)”)對其進行增資控股。日豐股份成立于2009年,專注橡套電纜為核心產品的研發、設計、生產、銷售,產品廣泛應用于空調、小家電、新能源、高端裝備制造、建筑機械、港口機械、石油化工、海洋工程、機器人和電工工具等行業。

        超級液冷大功率充電槍不僅在電流上有核心優勢,線纜外徑也能體現出他們的核心競爭力。在艾姆倍產品系列中,800A電流的纜線外徑可以細到28mm,而現有市場上250A的充電槍線纜外徑已經超過40mm。

        李樹成稱,基于我們對快速充電的技術理解,與母公司日豐股份電纜聯合開發設計了全新的線纜結構,日豐股份線纜在特種線纜方面具有20多年的技術積累,我們用簡潔的結構、輕便的外被材料,結合自研的冷卻介質,同時通過智能熱管理控制技術,做到超級充電槍線柔軟輕便,超級的載流能力,在系統低能耗情況下,充電更加安全可靠。

        據記者了解,整個線纜的開發經過多次材料配方調制及大量測試,期間克服材料、冷卻介質相溶性、換熱性能匹配、線纜曲繞等技術問題,從開發驗證到工藝鎖定用近1年多的時間成型?!拔易?000A電流,像大腿一樣粗的導線也能充電,但那不是我們要的東西,我們要比特斯拉做得更細?!崩顦涑筛嬖V記者。

        事實上,李樹成最開始并沒有做過線纜?!安徊m你說,我對連接器比較了解,冷卻介質和槍頭都沒問題,但對這個線纜我并不了解;我早期創業,當時需要做出我需要的線纜,日豐股份并購之前我也沒有那么多資金讓我去做這種電纜,一般線纜的供應商也不會配合,因為他不知道你要做什么,他還需要買些定制設備,但他不可能買幾百萬的設備來配合我做線纜這個事?!?/p>

        當時李樹成就琢磨著自己手工做一個出來,他閉著眼睛在大腦里做工藝成線試驗,大腦呈現線纜設備,模擬一道一道的線往下做,經過幾次“試驗”,突然有靈感了,想到了怎么做出他需要的線纜。他想線如果是一股一股纏在一起,但它會有點歪,很容易做成一坨一坨,萬一線纜做成一坨,那導體和散熱系統如何接觸,不均勻的線纜不利于散熱與載流。即使是試驗階段線纜也要盡量做到接近真實狀態的線纜,否則,試驗效果會和未來可能都不一樣,所以李樹成決定要做一個真實的或者接近真實的狀態的線纜樣件。

        設想好之后,李樹成買了兩個自行車飛輪,把飛輪盤子上的八爪拆了下來,一個八爪先用夾具固定在做線臺一端,另外一個固定在做線臺的另外一端,單絲導線按照設定的規律排布在八爪上,再拉緊兩個八爪,拽這些導線,這樣就能把整個線纜拉直,早期的試驗階段就是這樣完成線纜試驗品的?;谶@種想法,他做出來了線纜,在日豐股份并購前派來的專家看的時候,專家詢問“這個線纜是哪家線纜幫你們做的???”李樹成說自己手工做的,日豐股份線纜專家豎起大拇指當時,李樹成很是激動,他的創新得到了業內專家的肯定。

        在采訪中,經濟觀察報記者多次問到李樹成是如何做到上述這一切的。在他看來,主要在于工程師愿不愿意思考和有沒有能力思考這兩方面?!叭绻銢]有很深的經驗或者很深的理論基礎,你想到了也做不到。但是這兩點目前我都具備了,這么多年來我一直做原創,不斷去思考,產生了很多原創的想法?!?/p>

        經過兩年時間的研發,超級快充實現了從0到1的飛躍。艾姆倍新能源目前擁有300A液冷充電槍、400A液冷充電槍、600A液冷充電槍、800A液冷充電槍和1000A液冷充電槍產品。李樹成團隊基于平臺化的開發理念,開發出超級液冷系列產品。

        據李樹成介紹,目前各大主流車企紛紛推出超級快充汽車,各大電池企業在開發高倍率電池,艾姆倍新能源目前和主流車企及樁企在做匹配性測試,依據客戶產品的開發進程,在有效推進產品量產。

        (責任編輯:劉海美 )

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