中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：四四方方，通體用鋼板密封，一角有數(shù)個(gè)接線(xiàn)端口，國(guó)防科技大學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室角落里的幾個(gè)軍綠色的柜子引起了記者的興趣。
“這些看似毫不起眼的‘綠皮柜’是我們最新研制的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)?！痹撛褐腔圮娛履茉磮F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張濤教授說(shuō)，“相比于傳統(tǒng)電源系統(tǒng)，它們體積更小、重量更輕，功率和能量密度顯著提升，能充分滿(mǎn)足某高能武器發(fā)射時(shí)的脈沖功率與能量需求，堪稱(chēng)高能武器的‘超級(jí)電能彈夾’?！?
在該團(tuán)隊(duì)的努力下，這些混合儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)連續(xù)實(shí)現(xiàn)了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)突破、高質(zhì)量電壓控制技術(shù)以及快速自生熱技術(shù)突破等，并在某高能武器研究所通過(guò)了功能測(cè)試。
“有了它們，我們就能為高能武器的全氣候機(jī)動(dòng)化作戰(zhàn)提供重要支撐?！睆垵f(shuō)。
讓研究落地生成戰(zhàn)斗力
未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)必然是高科技戰(zhàn)爭(zhēng)，以高能武器為代表的新型高科技武器裝備對(duì)電能保障的要求越來(lái)越高。
時(shí)間回到2021年9月，在全軍前沿能源技術(shù)培訓(xùn)會(huì)上，一位專(zhuān)家介紹了高能武器的電能保障需求——部分高能武器的用電具有典型的大功率脈沖特征，需要實(shí)現(xiàn)全氣候?qū)挏赜蚍€(wěn)定運(yùn)行目標(biāo)。
專(zhuān)家的介紹讓智慧軍事能源團(tuán)隊(duì)助理研究員周星敏銳意識(shí)到，當(dāng)前高能武器的電能儲(chǔ)存方案還存在較大提升空間。
“新型武器裝備體系正快速發(fā)展，我們的新型能源保障技術(shù)能否運(yùn)用其中？”基于這樣的想法，周星立即向張濤提出研究某高能武器儲(chǔ)能方案的建議。
然而，由于這項(xiàng)工作沒(méi)有任何科研經(jīng)費(fèi)支持，也沒(méi)有現(xiàn)成的研究方案，周星并沒(méi)有說(shuō)服張濤的把握?？蓻](méi)想到張濤聽(tīng)后異常興奮：“電能是高能武器的‘彈藥’。我們就是要多做這些服務(wù)備戰(zhàn)的科研，多做能夠生成戰(zhàn)斗力的工作。沒(méi)有經(jīng)費(fèi)支持，我們就自己想辦法！”
在團(tuán)隊(duì)支持下，周星立刻牽頭成立了課題組，并與某高能武器研究團(tuán)隊(duì)建立了聯(lián)系。
經(jīng)過(guò)多次溝通交流，他們發(fā)現(xiàn)該類(lèi)武器當(dāng)前所用的儲(chǔ)能系統(tǒng)確實(shí)存在體積重量偏大、溫度適應(yīng)性不強(qiáng)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。傳統(tǒng)單一類(lèi)型電池的能源保障模式難以滿(mǎn)足新型武器高功率密度和高能量密度要求，會(huì)限制其機(jī)動(dòng)化作戰(zhàn)能力。
這讓團(tuán)隊(duì)陷入了思考：到底什么樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)能滿(mǎn)足高能武器電源在小型化和寬溫域方面的使用需求呢？
于是，課題組開(kāi)始對(duì)數(shù)十種電池和電容器件進(jìn)行大量測(cè)試。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究論證，他們提出了“具有快速自生熱功能的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)”的研究路線(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的小型化和寬溫域運(yùn)行目標(biāo)。
探尋全氣候混合儲(chǔ)能技術(shù)
隨著系統(tǒng)研發(fā)“藍(lán)圖”的逐漸明朗，課題組的這些年輕人鉚足了勁，在系統(tǒng)研發(fā)之路上全力沖刺。
如何兼具高峰值功率密度與高能量密度，如何穩(wěn)定瞬時(shí)大功率脈沖沖擊下的總線(xiàn)電壓，如何提高系統(tǒng)的寬溫域穩(wěn)定運(yùn)行能力，成為擺在團(tuán)隊(duì)每個(gè)人面前的“三座大山”。
“勇開(kāi)新路才能殺出血路，科研創(chuàng)新是等不來(lái)的?！睆垵膭?lì)大家。
混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的選型、優(yōu)化和驗(yàn)證需要進(jìn)行大量的測(cè)試分析與建模工作，為此，團(tuán)隊(duì)通宵達(dá)旦地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)測(cè)試，確保測(cè)試不中斷。
團(tuán)隊(duì)成員黃旭程承擔(dān)了解決電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制算法關(guān)鍵問(wèn)題的研制任務(wù)。
“能不能使混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出電壓在大功率沖擊下依舊保持穩(wěn)定？”某高能武器研究團(tuán)隊(duì)提出了許多實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的棘手問(wèn)題。
為找到問(wèn)題的癥結(jié)所在，黃旭程做了大量仿真和實(shí)驗(yàn)，分析了電壓波動(dòng)機(jī)理，有針對(duì)性地制定了抑制策略，完成了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)高質(zhì)量電壓控制技術(shù)研究工作。
團(tuán)隊(duì)成員宋元明此前一直從事著微電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)研究，而針對(duì)混合儲(chǔ)能初級(jí)電源系統(tǒng)的研究需要深入到器件層面，這對(duì)他來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大挑戰(zhàn)。為了完成好研究任務(wù)，他惡補(bǔ)實(shí)驗(yàn)測(cè)試、參數(shù)辨識(shí)與模型仿真等方面的理論知識(shí)，從最基本的測(cè)試程序編寫(xiě)做起，一步步掌握了從測(cè)試建模到仿真控制的各項(xiàng)研究手段，出色完成了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置與管理控制的聯(lián)合優(yōu)化工作。
周星牽頭研制方案和項(xiàng)目推進(jìn)，常常在深夜拉著大家研究解決技術(shù)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)反復(fù)的仿真優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和研討分析，他們最終確定了樣機(jī)制造最可行的方案。
目前，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)相較原有系統(tǒng)，體積和重量均降低25%以上，在-40℃的極低溫環(huán)境下混合儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)能實(shí)現(xiàn)快速冷啟動(dòng)，大幅降低了作戰(zhàn)準(zhǔn)備時(shí)間。
精益求精實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化
電腦屏幕熒光閃爍，每跳出一個(gè)數(shù)據(jù)，周星便迅速記在本子上，攥筆的手指因過(guò)于用力而變得發(fā)白。
“最大脈沖輸出功率達(dá)標(biāo)！滿(mǎn)電狀態(tài)連續(xù)發(fā)射脈沖數(shù)量達(dá)標(biāo)！”當(dāng)屏幕上的數(shù)據(jù)指標(biāo)顯示出來(lái)，周星把手高高地?fù)P起，向旁邊的同事大聲報(bào)告著喜訊。
今年3月，第一代全氣候混合儲(chǔ)能脈沖電源樣機(jī)與某高能武器系統(tǒng)順利完成了聯(lián)調(diào)測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這意味著經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)兩年多的不懈努力，研制方案終于順利落地。
試驗(yàn)取得的成功極大鼓舞了團(tuán)隊(duì)，同時(shí)也成為他們下一步研究的動(dòng)力。
“新型模塊化組合式電路拓?fù)?、快速功率分配控制技術(shù)、電磁防護(hù)技術(shù)等，都將成為未來(lái)高能武器小型化改造和大功率應(yīng)用的重要基礎(chǔ)?；诖耍覀円趦?yōu)化電路設(shè)計(jì)、擴(kuò)展控制功能、提升抗擾能力等方面下功夫，邁出多模式高功率密度變換器研制的第一步，這是全氣候混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的先導(dǎo)工程。”任務(wù)總結(jié)匯報(bào)中，黃旭程向大家介紹了全氣候混合儲(chǔ)能系統(tǒng)研發(fā)方案的思路。
“只有突破了先進(jìn)電能儲(chǔ)存技術(shù)，才能確保新型武器裝備在戰(zhàn)場(chǎng)上用得上、用得好?！敝苄钦f(shuō)。
“戰(zhàn)場(chǎng)要打贏，我們的武器保障能力絕不能拖了后腿，只要是軍隊(duì)需要的技術(shù)，再難也要攻克。”張濤介紹，目前團(tuán)隊(duì)正在現(xiàn)有混合儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)的基礎(chǔ)上加緊研制下一代全氣候輕小型混合儲(chǔ)能脈沖電源系統(tǒng)，以此提升高能武器的環(huán)境適應(yīng)性和機(jī)動(dòng)能力。
黨的二十大報(bào)告指出，以國(guó)家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅(jiān)決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。
如今，智慧軍事能源創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)正在創(chuàng)新之路上全力奔跑！
