当你驾驶新能源汽车穿梭在城市道路时，是否想过：车辆电池能稳定工作多少年？自动驾驶系统在极端天气下是否可靠？这些关乎行车安全与用户体验的问题，背后都指向一个核心领域—— 汽车可靠性研究。聚焦这一领域，上海理工大学赵礼辉副教授带领“智能与新能源汽车可靠性研究团队”变身为“汽车医生”，通过全生命周期可靠性技术研发，为智能新能源汽车破解“长寿密码”，筑牢安全出行屏障。团队产品在工博会展台亮相，受到多方关注。
团队成员向观众讲解项目创新点
“传统汽车可靠性研究多停留在‘出故障再解决’的被动模式，而智能新能源汽车的电池、电驱系统等新部件，需要更精准的全生命周期管理。” 赵礼辉指着一台正在运行的载荷数据采集设备解释道。这台设备正是团队的核心技术成果之一 —— 车端载荷数据采集模块，能实现 4G/5G 实时数据传输，宛如汽车的“健康监测仪”。
团队的技术创新之一，首先体现在“全流程覆盖”上。依托 “机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室”等平台，团队建立了从可靠性目标制定、设计分析，到试验验证、失效优化的完整技术链。“以某款新能源车型为例，我们通过自主开发的软件与车辆系统动力学仿真技术，对电池包进行了10万公里的模拟测试，提前识别出3处潜在失效风险，为企业节省了近千万元的后期整改成本。” 团队核心成员张东东副教授补充道。
更为关键的突破在于“中国工况”数据支撑，“过去我国汽车可靠性设计多参考国外工况数据，但中外道路环境、驾驶习惯差异大，数据‘水土不服’问题突出。”赵礼辉说。为此，团队历时5年，累计测试载荷里程超100万公里，收集了涵盖城市拥堵、高速巡航、山区坡道等多种场景的“中国工况”数据。
在此基础上，团队还提出用户工况识别算法，建立多失效模式损伤协同加速方法，参与制定了国标GBT29307-2022电动汽车驱动电机系统可靠性试验标准，填补了国内新能源汽车可靠性评价体系的空白。
“一项复杂的可靠性试验，需要硬件开发、数据采集、仿真分析等多环节配合，靠单打独斗根本不可能完成。” 赵礼辉谈道。这支由4名副教授、1名实验师和 39 名硕博研究生组成的团队，有着独特的“协作密码”。
团队传承自郑松林教授2002年搭建的研究基础，“师生共融、携手并进”的理念延续至今。“我们每周会开‘平等对话会’，学生可以随时打断导师的思路，提出不同观点。”毕业生王震荣回忆。为让协作更高效，团队还推广SMART目标管理原则。“导师会帮我们把‘完成电池测试’这样模糊的目标，拆解成‘每周采集 50 组数据、每月完成 1 次仿真优化’的具体任务。”2022 级硕士研究生孟超展示着自己的科研计划表，上面标注着清晰的时间节点和验收标准。“去年冬天团队做户外测试，零下20 度的低温里，大家轮流守着设备，没人抱怨，这种劲头比任何技术培训都管用。”孟超笑着说。
“可靠性研究不仅要服务企业，更要为国家汽车产业升级贡献力量。” 这是赵礼辉常挂在嘴边的话。团队不仅在技术上突破，更用实际行动诠释着科研工作者的社会责任。
在汽车企业的试验场，经常能看到团队成员的身影。今年夏天，为验证电驱系统在高温环境下的可靠性，他们顶着40度的烈日，连续30天在户外记录数据，夜间还要加班处理分析结果。“虽然每天衣服都被汗水浸透，但想到这些数据能让更多新能源汽车安全上路，就觉得值。” 2022级硕士研究生邓家辉说。截至目前，团队已服务上汽、一汽、长安、蔚来、东风、福田等120 余家企事业单位，培养 200 余名汽车可靠性领域专业人才，成为行业内知名的 “技术后盾”。
不仅如此，公益领域同样有他们的足迹。每年，团队成员参与社区清洁、助学扶贫等公益活动约120人次，累计无偿献血20人次。“去年去云南支教时，有个孩子问我‘新能源汽车能不能开到大山里’，这让我更坚定了研究方向 —— 要让可靠的技术惠及更多人。”学生邓家辉回忆道。
从破解技术难题到培育专业人才，从服务企业需求到践行社会责任，这支团队用20余年的坚守，在智能新能源汽车可靠性领域筑起了一道“安全防线”。正如赵礼辉所说：“我们的目标，是让每一辆中国新能源汽车，都带着‘可靠基因’驶向未来，为‘汽车强国’梦添砖加瓦。”
记者了解到，上理工国产高功率燃料电池技术也亮相工博会。 上海理工大学江小辉教授科研团队用创新打破技术壁垒，基于机械工程学院在高端数控机床设计、制造及检测等方面的技术优势，通过优化双极板设计、升级电堆技术，将装备制造与产品设计融合，推动在航空航天、新能源等领域应用。
团队成员在工博会展台向观众介绍技术创新点
“以前提到高功率燃料电池核心技术，不少人第一反应是依赖进口。现在不一样了！我们自主研发的电堆、双极板和压装设备，性能已达到国际先进水平，还能精准适配两轮车、无人机这些贴近产业需求的场景。” 江小辉教授在工博会现场向观众介绍道。
团队从产业实际需求出发，自主设计开发了新一代高功率燃料电池电堆、双极板及智能电堆压装设备，还联合了多家国企和新能源企业，专门聚焦两轮车、无人机等场景对高性能燃料电池的核心需求，深入攻关关键技术。
目前团队通过自主开发的压装设备，已完成不同功率电堆的制造及测试。如 400W 和 1KW 的单模块电堆系统已实现稳定生产，而且电堆的使用寿命可达4000小时，在-15℃到 + 40℃的温度范围内都能正常工作。更值得一提的是，这些电堆产品经过国内和新加坡第三方检测，性能指标已经达到了国际先进水平。
“未来，比如无人机在高空作业时，温度变化大，对设备稳定性要求高，我们的电堆能适应这样的复杂环境，为无人机提供持续稳定的动力；两轮车日常使用中，对电池寿命和适配性要求高，我们的产品也能满足这些需求。” 江小辉补充说，这意味着国产燃料电池在多场景应用上，有了更可靠的选择。
在燃料电池核心部件 —— 双极板及电堆的设计制造上，团队也下足了功夫。“我们掌握了高性能双极板及电堆设计、性能优化评估的整体解决技术，就是要围绕轻量化、长寿命这些用户最关心的关键指标做文章。”
为了实现目标，团队构建了双极板及电堆参数化的结构设计、性能预测及评价模型。“简单说，就是通过模型模拟电堆在不同工作状态下的情况，比如电流密度怎么分布、温度场怎么变化，然后综合分析这些数据，找到最优的版型设计方案。” 团队黄之文老师谈到，这样设计出来的双极板和电堆，既能减轻重量，又能延长使用寿命。
不仅如此，在研发过程中，团队还打通了机械结构设计、材料性能评价、电化学反应等多学科交叉融合，未来还将引入包括复合材料、金属密封、反向嵌套等先进设计理念，让技术创新更具全面性和前瞻性。
电堆装配过程可不是简单的 “拼零件”，其中藏着诸多技术难点。“电堆由端板、集流板、碳纸、双极板、膜电极等很多部件组成，装配时涉及多材料、多力场的综合工况影响，对压装过程的稳定性、材料与力学的耦合作用，都有精确力控和时间协同的严苛要求。”为了解决这个难题，团队充分发挥，自主开发了高性能智能电堆压装设备。
这款压装设备有不少 “黑科技”。“它是按照电堆压装过程高刚度及静动态稳定性的需求设计的，还搭配了我们自主开发的专业压装控制软件，能实现电堆装配全过程高稳定控制。” 团队负责测控技术的郭淼现副教授介绍道，设备采用先进的四轴联动控制，可针对不同功率及尺寸型号的电堆需求，考虑双极板与膜电极压装力均一性最优化目标，实现自动化压装。
更智能的是，设备还能结合基础数据分析和实时运算，精准确定并施加所需的总载荷。这样一来，既能保证电堆的高性能，又能提高生产效率、降低成本，满足不同场景下多样化电堆产品的压装需求。这套设备的成功研发，为国产高功率燃料电池的规模化、高质量生产提供了重要保障。
从核心部件到装配设备，从技术攻关到场景落地，这支团队用自主创新的力量，为国产高功率燃料电池技术发展注入了新动能。随着技术的不断优化和推广，这些 “国产智造” 的燃料电池产品，将在更多领域发挥作用，为低空经济、新能源产业发展贡献更大力量。
来源：中国新闻网
原文链接：https://www.sh.chinanews.com.cn/kjjy/2025-09-25/140450.shtml
