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工人日报 2010年11月25日 星期一

给电动汽车嵌颗“超级心”

——上海奥威科技开发有限公司“超级电容”的研发之路

■本报记者 钱培坚
《工人日报》(2010年11月25日 006版)

凡到过上海世博会园区的人们,都会记住它们:61辆大客车每天忙碌地穿梭在世博园里的公交线路上。

但不是每个人都知道,只用在每个站点利用上下客时间充电30秒,在终点站再充电3分钟,这些客车就可以持续不断地工作。

上海世博会期间,这些零污染、无噪音的电动力驱动客车每天运营在15小时以上,不仅承受超负荷的运力,还接受极端高温、强烈雷暴天气的严峻考验。

“6个月内,这些客车累计安全运行120万公里,运送游客4000多万人次。”上海奥威科技开发有限公司董事长华黎骄傲地说。

而奥威科技,正是这些依靠电力驱动的城市客车核心动力源——超级电容的研发者和提供商。

美国知名杂志《大众机械师》在去年底预测了2010年或将取得重大研究进展的10项科技产品或科技概念,“超级电容”动力汽车被列入其中。《大众科学》杂志也预计2010年超级电容动力汽车即将面世。

在华黎和他带领的创新团队手中,这一“预测”成功转化为现实。11月19日,华黎在北京接受了“第三届全国职工优秀技术创新成果一等奖”的荣誉。

要技术独立,唯有自主创新

53岁的华黎早年是国有企业的管理者。上世纪90年代,他辞去稳定工作,下海经商。

一次,在俄罗斯考察时,华黎发现当地高能物理研究所正在研究的超级电容是一个“非常神奇”的东西。

作为一种新型储能装置,超级电容被称为全新的“物理电池”。与目前用于各种电动汽车驱动的化学电池相比,超级电容有着独特的优势。

它在能量储存过程中基本不产生化学反应,因此具有超长的寿命,是普通蓄电池的几十倍乃至数百倍;超级电容可以在短至几十秒,最长也不过几分钟内完成大容量充电,而普通蓄电池的充电时间则至少为数小时;超级电容的放电效率可达98%,远高于普通蓄电池70%的放电效率;超级电容还可以频繁地释放能量脉冲而不会产生衰减,蓄电池则不然,反复使用后功效会极大降低;此外,超级电容还是一种环保的“绿色电池”,拆卸或报废后不会造成环境污染。

“加以技术改进,完全就能开拓出意想不到的商业市场。”华黎那一刻充满了希望。

他试图将俄罗斯的“领先技术”引入国内。然而,历时3年谈判,俄罗斯人以一个“天价”把华黎挡在了门外。

遭遇技术转让失败,华黎没有放弃。1998年,他与合作伙伴在上海张江成立了奥威科技,开始走超级电容的自主研发之路。

只是,超级电容的技术研发远比华黎最初想象的要复杂,当时国内几乎找不到可以借鉴的资料。

3年下来,华黎带领的奥威科技仍然没有在关键技术上取得突破,这家决心要做“第一个吃螃蟹”、搞高科技创新的民营企业也在风雨中飘摇。靠以前贸易积累的资金基本用尽,在将要发不出工资的时候,华黎和几个股东不得不把家里的房子抵押出去。

“当时正是互联网最时兴的时候,别人在互联网里烧钱,我们则把钱烧到了当时很多人看来很遥远的清洁能源技术上。”华黎略带幽默地感慨。

转折点在2002年初,奥威科技取得突破性进展,先后攻克了活性炭和隔膜两大关键原材料技术,并实现了关键原材料的自主生产,将核心技术牢牢握在手中。

就在此时,奥威赢来了一个发展机遇。

当时,上海为了改善城市面貌,准备将部分无轨电车上的“辫子”去掉,奥威的超级电容派上了用场,试验下来效果非常好。

从那刻起,原本只是希望将超级电容技术运用于汽车制动能源回收的华黎,萌发了用这种技术去做公交车动力的设想。

2006年8月,在与巴士集团、申沃汽车的合作下,上海11路公交线投入运营了17辆超级电容车,由此成为全球首个商业化超级电容车运营线路。

“在这一领域,奥威拥有国内40%的技术专利,同时还是6个行业标准的制定者。”华黎不无感慨,八年多的艰辛努力说明了一个道理:要实现技术完全独立,非自主创新不可。

职工创新活动潜力无限

今天的华黎,已经成为电动客车市场的先行者和领导者。然而,华黎却把一多半的功劳归于职工:“职工创新活动潜力无限。”

作为奥威科技的董事长,也是企业党总支书记,华黎除了完成企业管理和组织建设外,还全力做好职工的科技创新活动。

奥威科技申报和建立了浦东新区职工科技创新基地,结合企业特色,组织员工在新产品开发和项目攻关中争创佳绩,分班组进行“小革新、小发明”、“合理化建议”评比。

世博会运行期间,超级电容客车运载量是正常公交的10倍以上,发车频次密集,极端条件下约半分钟1趟,终点站充电不足,欠电运行对车辆损害极大,加上高温下运行,很容易过放电,造成部分电解液渗出,对安全性和可靠性是极大的考验。

“如果能为电容器披上一层会呼吸的皮肤就好了?”一位职工的奇想,触发了另一位职工的记忆。

这名职工看过一篇名为“会呼吸的墙”的科普文章,介绍了一种透气性强的外墙涂料……职工们的头脑风暴,激发了华黎的灵感。他组织科研人员查找有关资料,经过几天几夜的奋战,一道“世博难题”奇迹般被攻克了。

“通过改善受电弓快速充电技术、超级电容器模块管理系统和电平衡技术,使‘世博超级电容客车用混合型超级电容器’能量转换效率提高到95%以上,车辆出勤率在98%以上;‘毛刺镍带集流体技术’和‘防冒液安全阀’的发明,能降低内阻,在高温、过充情况下不冒液,消除了安全隐患……”华黎如数家珍般讲起职工的发明,语气中洋溢着自豪。

华黎说,职工创新活动对该项目的贡献率已经超过50%。

后世博设想

今年5月,香港政府代表在参观上海世博园后,对超级电容动力汽车留下了深刻的印象。香港九龙巴士公司决定引入。7月,首辆超级电容巴士在香港亮相。

“香港的公交线路都是私人运营的,超级电容客车进入香港证明了这种电动客车的市场价值。”华黎说。

据奥威科技测算,超级电容公交车比普通公交车节约至少2/3的燃料费用,而一次性投入购买的成本,只需3年时间就可以收回,而这还没把“零排放”和降低城市噪音对环境产生的效益计算在内。

世博会上的成功亮相,为奥威赢得了更多的国际关注。

在法国巴黎,奥威的超级电容将被应用到塞纳河的电动游船里;美国的汽车厂商也在与奥威科技洽谈技术转让,希望在大学校园内行驶的汽车上使用这项技术。

“当年俄罗斯的超级电容专家,后来也到奥威参观过,他对我们的发展表示惊叹。因为十几年来,他们的技术产业化仍然停留在原地,而我们早已迈出了商业化的步伐。”华黎非常自豪。

在中国政府推行新能源汽车的“十城千辆”计划中,奥威科技也接到了总值超过10亿元人民币的订单。这些订单不仅包括城市客车,还包括用于码头集装箱调运的70吨纯电动重型港口牵引汽车、100吨的矿石运输牵引车等。

在上海浦东老港工业园内,奥威科技的新生产基地——年产350万只超级电容器的工厂已经开工。在华黎的计划中,节能电梯、风电设备、太阳能储能系统和应急电源等都是奥威的超级电容在未来可以进入的领域。

“百辆、千辆目前是个槛,我相信批量增加后,成本会进一步下降,超级电容器车的优势将更明显。”华黎充满自信。

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