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“不断取得突破是我的目标”

——记2022年“福州市青年五四奖章”获得者、福建星云电子股份有限公司杨国

http://www.mwnews.cn  2022-08-23 09:12:55      【字号

“不断取得突破是我的目标”

  本报记者 江超云 文/图

  搭好平台,计划好今天要测的几组数据,观察信号、记录数据、计算分析、调整参数……早上7点多,福建星云电子股份有限公司的小功率产品开发部高级经理杨国已经开始了一天的工作。

  毕业于自动化专业的杨国,在新能源行业中运用电力电子的专业知识,将电池测试的电流精度调整到业内最佳。他通过技术研发、设备优化,始终坚持精益求精,为新研发的电池提供专业的电芯充放电测试系统。

  万分之二的精度

  让“娇贵”的锂电池更安全

  自放电率很低、使用寿命长、具有高储存能量密度……这些优异的特质让锂电池行业快速发展。然而,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用与铅酸电池相比,难度提高了一个数量级。

  锂电池需要兼顾性能和安全性,如何确保出产的锂电池能够在各种环境中正常运作?电池量产前的性能测试显得尤为重要,而提高电芯充放电测试系统的电流精度,是杨国多年来的努力目标。

  电阻、电容、集成芯片……每一个元器件都有可能影响整个设备的电流精度。而每类元器件就几十万种型号,它们碰撞出无数个可能性,为保证测试结果的准确,就必须控制元器件参数变化,谋求到搭配的最优解,通过尽可能排除测试仪器自身的误差,提高设备稳定性。

  长期以来,每提高一个精度要求,杨国面临的难度都是指数级增加。回忆起工作时最大的挑战时,莫过于国家电力科学院远高于市场平均水平1.5倍的精度要求。

  翻阅国内外最新研究、硕博论文,提升元器件、优化算法、外围电路补偿、提升电路设计……杨国尝试了各种升级系统的办法,一个材料学方面的最新突破被杨国注意到了。先前设备中用于电流采集的材料是锰铜丝,可以实现千分之一的精度。而由NiCr合金箔材制成的高精度电阻可以实现万分之三至万分之五的精度。

“不断取得突破是我的目标”

  但当NiCr合金箔材投入量产后,业内顶尖的公司生产出来的产品合格率仅有30%,元器件合格率又成为了“拦路虎”。为此,杨国和团队开始与国内一家供应商共同开发试验,希望通过优化元器件,降低电池测试中的温漂影响。一次次调试、测试、修改、再测试。那段时间,杨国办公室的灯常常亮到深夜。经过前后大半年时间的反复试验,元器件合格率从30%提升到了90%,同时,元器件的升级也带动了整个行业的升级。

  瞄准环保节能

  电能回收率破零冲九

  杨国自2012年进入星云公司以来,从工程师成长为高级经理,靠得不单单是努力,更是那一股勇往直前的干劲,这股干劲让他敏锐地感知到市场的变化。

  以往锂电池规模和产量都不大,充放电测试时耗费的电能较少,“那时候都是小电池,消耗掉的电量最多就是1.5千瓦时。”如今的新能源电池应用领域已经拓展到汽车等,企业在产品测试过程中,需要进行充放电测试,杨国介绍,以一台搭载70千瓦时电池包的新能源汽车为例,在严格测试条件下,电池包完全放空,一次测试便会消耗70千瓦时电。

  同时,放空电池包的方式是将电能转化为热能等方式耗费掉,为降低实验室温度,又要消耗电量制冷。杨国认为这样的耗电有些得不偿失。

  2013年,杨国发现了在国家清洁能源发展中发挥极大作用的光伏发电并网技术。光伏发电技术作为清洁能源的一个重要发展方向,取得了持续快速发展,而要将光伏发电技术发出的电真正利用起来,还需要依靠光伏发电并网技术,该项技术是指将光伏阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅值、同频、同相的交流电,并与电网连接将能量输送到电网的技术系统。

  “这个技术可以用在新能源电池的充放电测试中,将原先白白浪费掉的电能,再度回收至电网。”目前该项应用在行业中尚处于萌发阶段。“技术难点还有很多,只能下笨功夫。”杨国坦言。又是经过上百次的试验,一点点修正、一次次测试,杨国不断在测试设备的算法、控制、硬件这三个指标间寻求一种最佳平衡。

  2015年初,第一款回馈式电池测试设备面市,能够将电池测试中释放的80%的电回收到电网。随后,杨国又对测试设备进行优化,以期提升电能回馈的效率。目前,星云公司部分充放电测试设备的电能回收效率已超过90%。

  “锂电池的电池容量都一样,但如何在低成本的前提下完成精度高的产品,这非常考验技术人员。杨国始终专注于化成分容,他的工作在业内得到了很高的认可。”精密仪器产品研发部副总监邓秉杰对记者说。

  “电池测试是我的工作,深耕这一领域,不断取得突破是我的目标。”杨国说。截至目前,杨国已获得发明专利3项,实用新型专利2项。

  曾经懵懂种下的“电力”的种子,终于在十年之后长成了参天大树。比起成为严肃语境里的追梦人,创造出这些富有社会影响力的产品才是杨国成就感的来源。2021年获得福州市总工会授予“福州十大工匠人物奖”的他,已经成为锂电子行业的中流砥柱,2022年,杨国又荣获“福州市青年五四奖章”称号。