熊雷和浣熊哈工大如何将科研成果转化为“重庆造”产品

熊雷和浣熊本文转自：重庆日报

熊雷和浣熊结合产业需求在应用场景中搞研发

熊雷和浣熊哈工大如何将科研成果转化为“重庆造”产品

熊雷和浣熊新重庆-重庆日报客户端记者申晓佳

熊雷和浣熊发展新质生产力，需要及时将科技创新成果应用到具体的产业上。怎样走通从科技创新到产业应用的道路，让原创X、颠覆X科技创新成果走出实验室，走进生产一线？

熊雷和浣熊位于两江协同创新区明月湖畔的哈尔滨工业大学重庆研究院，落户3年来，重点围绕汽车与新能源、智能化装备、新材料、信息技术和应急环保五大领域汇聚了15支科研团队，将一批又一批科技创新成果成功转变为“重庆造”技术和产品。

熊雷和浣熊近日，记者来到哈尔滨工业大学重庆研究院（以下简称研究院），打探从创新成果到产业应用的转变过程。

熊雷和浣熊把来流变成动力系统散热的“风扇”

熊雷和浣熊氢动力无人机“青鸥”最长续航时间达9小时

熊雷和浣熊在研究院2楼的实验室里，记者见到了研究院研发的青鸥30B氢动力复合翼无人机。它有流线型的纤细机身，平直的双翼，显得很轻盈。

不过，这台外表轻盈的无人机，却具备强大的实力：最长续航9小时，最大载荷7千克。经持续飞行测试，其续航时间可达到同等级锂电池无人机的3—4倍。在输电线路、石油管道巡检等场景中具有很大优势。

研发团队相关负责人介绍，相较于传统的锂电池，氢燃料电池重量更轻，更适合用于无人机。但开发用于长续航无人机的航空氢动力系统，有两个难点：其一，要在不增加电池重量的情况下，尽可能提高电量利用率；其二，无人机在飞行过程中，可能会有悬停、投放物资等动作，动力系统的功率会发生波动，极易造成能量浪费。

换言之，如果不攻克这两个难点，氢动力无人机产业化的路就走不通。怎么办？研发团队选择到应用场景中去寻找。

无人机翱翔蓝天，机头会遇到迎面而来的气流，术语称之为“来流”。来流也会给飞行造成阻力，消耗氢电池的能量。

第一个难点的破题思路就源于来流——从飞行的角度来看，来流是阻力；但从节能的角度来看，来流还可以是用于散热的“风扇”！

经过精细计算后，研发团队在青鸥30B的机头迎风位置开了一个椭圆形的气窗，让来流进入机头内部，通过管道，对安装在机头中的氢动力系统进行冷却。

如此一来，就形成了进气/散热一体化航空氢动力系统结构，使得动力系统的功率重量比大幅提高。在电量不变的情况下，为无人机提供了更长的续航能力。

第二个难点的解法，则是在青鸥30B上采用混动系统。即主电池采用氢燃料电池，同时配备一块较小的锂电池，作为电量“蓄水池”。在电量充裕时，锂电池可以储备能量；在电量不足时，锂电池则反过来为氢燃料电池补能。

这对电池“搭档”结合研发团队的能量管理技术，让青鸥30B“身轻如燕”又行动敏捷：虽然它是一架翼展超过4.2米的大块头无人机，但能量管理模块仅有一本书那么大。起飞时，它的系统能量输出功率从0%提升到100%，仅需1秒。

目前，青鸥30B已经进入量产阶段。

以“大力出奇迹”克服枝晶难题

宽温区高安全凝胶固态电池不惧穿刺、弯折和剪切

如果说青鸥30B抓住了低空经济的风口，那么，研究院的另一款研发成果则是紧紧对标智能网联新能源汽车产业——宽温区高安全凝胶固态电池。

其中，“宽温区”指的是电池可以在零下40℃至80℃的环境中工作，并通过了X龙江漠河的实地极寒测试；“高安全”则是指电池在被穿刺、弯折、剪切时，本体不起火、不冒烟、不发生热失控。

并且，这款电池还具有大倍率充放电能力，峰值放电倍率可达5C。电池可应用于大型动力系统的高功率发电，也可以实现新能源汽车快充，经测试，它仅需5分钟就能为主流品牌新能源汽车续航上百公里路程。

这样一款“全能型”电池，背后还是原创X科技创新。一方面，电池采用无溶剂法制备固态电极技术和原位一体化制备电芯技术，可兼容现有锂离子电池制造工艺，大幅减少制造成本；同时采用凝胶化技术，能够有效防止电解液泄漏。

不过，研发团队当初同样遇到了技术难题：传统锂电池的负极大多使用石墨材料，而宽温区高安全凝胶固态电池负极使用金属锂材料，能量密度是石墨理论能量密度的10倍。

可是金属锂有一个缺点：太“好动”。在电池供电的过程中，锂离子会在电池正负极之间来回“乱跑”并彼此“抱团”，凝固成树枝状的结晶，术语称为“枝晶”。而枝晶会刺破电池的电解质隔X，造成电池短路。

对此，研发团队做了大量试验，最终将破题关键锁定在电池隔X材料上。他们研发了高强度机械X能的电解质隔X，用“大力出奇迹”的方式，压制电池内部枝晶的生长，使其无法刺破隔X。

“通俗地说，电解质X更‘耐造’，电池也更‘皮实’。”研发团队相关负责人介绍，经过第三方检测，这款电池已具备了可以应用的实力。目前，电池处于小试线试制及验证、中试线建设阶段，电池模组作为人形机器人的动力电池已完成两批次交付。

研发紧扣实际需求

将培育新质生产力落到服务地方产业升级发展上

“从2020年落户以来，我们就秉承科教产一体化的发展思路。我们认为，新质生产力要落地，核心还是服务地方产业升级发展。”哈尔滨工业大学重庆研究院副院长柯瑞表示，作为新型研发机构，研究院致力于服务产业化，特别是把原创X、颠覆X创新成果进行产业转化。

目前，哈尔滨工业大学重庆研究院有职工300多人，其中核心团队40余人，包括两院院士5名、国家级人才15人，教授级专家30人，具有博士及副高级职称以上103人。研究院招收的第一届研究生也将于今年9月入学。并且，依托研究院成立的明月湖·紫丁香科创园已经孵化科技型企业约100家，年产值过亿元。

柯瑞介绍，下一步，在继续做好科创成果转化的同时，作为重庆培育软件人才“超级工厂”的成员之一，研究院还将深入了解长安望江工业集团等成员单位软件人才需求，建立“核心素养+能力本位+成果导向+持续改进”的产教融合型人才培养模式，培养出具备多元化知识结构、具有丰富实践经验、能够跨学科工作的精技术、懂管理、善协作、能创新的复合型人才，为培育新质生产力提供更多人才支撑。