中新网四川新闻10月28日电 近日,被称作“全球最快高铁”的CR450动车组正在沪渝蓉高铁进行运用考核,期间,CR450动车组跑出了动车单列时速453公里、两列相对交会时速896公里的最新纪录,从起步到提速至时速350公里,只需要4分40秒。这背后的“功臣”之一,正是长虹电源研制的AI锂离子蓄电池组,这套电源系统不仅轻了57%,还创新研发了能预判故障的PHM健康管理技术。
“中国高铁要冲新速度,我们不能缺位。”长虹设计三所副所长彭秋回忆,2018年,长虹电源与中车青岛四方股份接洽,着手筹备车载锂电池系统前期调研和技术储备工作,2024年3月,长虹电源正式立项,CR450蓄电池组的研发生产才算真正“开跑”。
“我们的PHM健康管理系统,能提前预判故障。”彭秋解释蓄电池组搭载的核心技术,“就像给电池装了个‘智慧大脑’,电流、电压、温度这些参数有啥不对劲,它能实时追踪分析。”锂电池配置的BMS系统(电池管理系统)通常只能监控蓄电池的实时状态,对蓄电池实时状态进行故障报警,而PHM可以对电流、电压、温度等稳态量参数进行耦合分析,对其离群量参数进行追踪分析,有效预测故障概率、剩余可用电量和寿命,并以丰富的UI形式呈现。
“PHM系统要完善,得有大量前沿运行数据,这是我们更占优势的地方。”彭秋特意强调,靠着CR450项目积累的试验数据,长虹电源的电池健康管理技术一直在升级。
研发没有一帆风顺的,2023年末,研发团队就遇到最大技术瓶颈。当时蓄电池系统已经降到1200公斤,可整车其他部件超重,且无法再减,需要蓄电池再次减重200公斤来匹配整车的减重要求,要是做不到,整车系统设计就得全部推倒重来,项目进度直接卡住。
眼看项目要“卡壳”,主任设计师李凌波牵头完成减重设计,从材料到结构,一点点抠细节:电池箱既要满足振动冲击强度要求,又要满足减重设计,减重就会导致结构强度降低,只能通过特殊的结构框架保证在强度不降低的前提下实现减重……那一个多月,办公室的灯常常亮到后半夜,设计图纸改了一版又一版,仿真测试做了一次又一次,直到2024年初,研发团队经过月余努力,电池系统重量终于降到920公斤,成功满足整车需求。
现在,CR450蓄电池组已经在第三方认证机构取得TJ/JW126、TJ/JW127、TJ/JW129标准认证。虽然目前只有一台设备在线运行,但核心客户中车青岛四方股份反馈“运行状态很好”,且该产品在细分领域的市场占有率已经达到50%。
更重要的是,这些技术还能“外溢”到其他领域。彭秋介绍,CR450项目积累的智能化、轻量化、高安全性技术,能直接用在下一代地铁、低运量城轨上;就算是高压强电新能源机车、工商业储能、石油石化这些领域,也能靠这些技术定制解决方案,帮助长虹电源开拓新产业、创造新业态。
“努力终于迎来丰收,能成为世界之最的高铁装备研发设计师之一,助力中国速度突破新台阶,有一种深深的民族自豪感。”CR450样车成功发布之时,是彭秋最有成就感的时刻。他说,每一次时速的突破,都藏着无数个“不放弃”的日夜;每一块电池的进化,都是长虹电源向“更快、更轻、更智能”迈进的脚印。(完)
