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      下潛萬米,“奮斗者”號載人潛水器哪兒來那么大“力氣”?
      [ 發布時間:2021-01-13 ]   [ 信息來源: 中國船舶集團有限公司 ]  [ 字號: ]

        “奮斗者”號載人潛水器坐底馬里亞納海溝創造10909米載人深潛紀錄!這也意味著七一二所研發的全海深鋰離子電池組隨載人潛器圓滿完成海上試驗。


        2016年,在科技部重點研發計劃的支持下,我國啟動了全海深載人潛水器及其關鍵技術的研制,標志著我國全海深載人潛水器研制工作全面拉開帷幕,正式邁入實施階段,七一二所承擔了為“奮斗者”號研制動力電源的重大任務。


        直面攔路虎,沉著應對克難關


        
      此次“奮斗者”號載人深潛器將在被稱為“地球第四極”的馬里亞納海溝開展作業,這里水壓高、氣溫低、完全黑暗,環境極其惡劣,這對電池系統提出了嚴苛要求。


        張祥功在化學電源科研一線奮戰十多年,“超高安全設計”是張祥功對團隊的要求,更是對技術的自信。“奮斗者”號下潛作業深達萬米,最大環境壓力高達115兆帕,相當于指甲蓋大小面積上需要承受約1.2噸重的大象體重,這對深潛器的動力心臟——鋰離子電池提出了極其嚴格的耐壓要求。


        耐壓,成了張祥功遇到的第一只“攔路虎”。2017年,在全海深項目的首個重要節點——方案評審會召開前,在進行電池單體耐壓性能測試中,當模擬深度到達約8000米時,電壓突然下降至零,電池出現故障。


        張祥功帶領團隊在排除非因實驗設備和操作方法的原因后,把注意力轉移到電池單體本身,“我們創造性地探索出一種超耐壓密封設計技術、超高安全性電池技術以及國內首創全海深耐壓電子開關技術等,研制出百千瓦級全海深耐壓鋰離子電池組。”張祥功介紹。



        經過刻苦攻堅,張祥功率領團隊成功研制出這種既具備超高安全耐壓特性,又能大幅提高深潛器水下作業時間的鋰離子電池組,實現了我國在深海關鍵技術裝備上的突破,一攬子解決了多種萬米深潛器的深海電池難題,填補了國內在該領域的技術空白,相關性能國際領先。


        數年磨一劍,百轉千回終結果


        
      “在萬米深海,搭載三人進行長時間作業,一切都是未知的,一旦動力系統出現故障,后果不堪設想!”如何保證在極端環境下“動力心臟”萬無一失,這是擺在張祥功面前的又一大難題。


        “我們經過了上百次的科學論證,再結合此前在‘海斗一號’上的成功應用經驗,終于實現了從材料、系統集成到用戶使用全環節、全生命周期電池安全可靠,保證了‘奮斗者’號任務執行。”張祥功自豪地說。


        “奮斗者”號代表了當前深海工程技術領域的頂級水平。頂級的背后,也包含了張祥功及其團隊三年來的日夜堅守,是對極致安全耐壓孜孜不倦地追求,哪怕是再小的一個元器件,都凝結著團隊的汗水。


        “別看這只是一個小小的電子開關,為了把它做好,我們用了足足三年多的時間!”張祥功拿出一個零件說道。


        作為保護鋰離子電池正常使用的關鍵元器件,全海深電子開關就好比心臟上的一道安全閘門,看似不起眼的小玩意兒卻蘊藏著許多高精尖技術。


        由于沒有成熟經驗的理論數據支撐,張祥功率領團隊通過多輪設計改進,幾十次壓力循環試驗,最終成功研制出體積緊湊、能量消耗低、可控性高、可直接承壓、質量輕的全海深電子開關,成功解決了在有限空間與極端條件下的多項優異性能集成難題,在關鍵元器件上實現自主可控,助力國產化核心技術實現突破。


        從300米到10909米,“奮斗者”號載人深潛器驗證了我國特種電能源技術經受住實航考驗,邁入一個全新發展的工程領域。


        未來,張祥功將繼續帶領七一二所深海電池研發團隊為新型深海裝備再添“強勁動力”,為海洋強國建設作出新的更大貢獻!

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