前沿技术攻关充满不确定性，
创新产品落地
如何赶在产业爆发前夜？
战略性新兴产业如何前瞻布局？
未来产业如何培育发展？
今年年初，由上海市科委于2019年资助、中国船舶集团有限公司第七〇四研究所具体承接的科研项目“大功率新能源船舶设计研发与应用示范”通过了市科委组织的项目综合绩效评价，与会专家以高分表达对项目成果的高度认可。
“我们这条大功率新能源船可以装3000多度电，充满一次能跑7个小时。”
七〇四所系统总体部系统科科长张元玮介绍，在上海市科委的大力支持下，来自中国船舶集团第七〇四研究所的科研团队开展了针对大功率新能源船舶的关键技术及示范应用研究。本次项目依托“久事号”大功率新能源黄浦江游览船、“风花雪月号”大功率新能源洱海游览船、“珠海云无人母船”混合动力等9条船，实现了大功率新能源船以及混合动力船舶的实船示范应用。并且，七〇四所依托本项目已实现新增产值上亿元。
本项目所依托的实船应用：“久事”号浦江游览船（左），“风花雪月”号洱海游览船（右）
“
“这次项目我们抓住了技术发展的前沿趋势，前期攻关实现了技术突破，后续又正好满足了市场应用需求，前期交付了几条船后，现在的订单越来越多了。可以说是赶在了产业爆发的前夜。”
近年来，船舶行业对新能源技术的需求呈现爆发式增长，尤其是内河上航行的船舶，对零排放的需求尤其突出，“包括武汉的游览船、黄浦江游览船、科考船等，他们都有着这个需求，所以当技术正好突破出来，就可以马上大量投入应用。”
01
“从0到1”研发攻关：
27个系统，170多种设备
“
“2019年当时申报这个课题的时候，国内在这个技术领域还未获得重大突破。”
“以前的船舶动力都是常规推进，船舶在航行的时候经常会有柴油机冒黑烟的情况发生。这几年随着电力电子技术发展，电力推进技术发展迅速，并随着国家智能化、绿色化战略发展，船舶动力系统形式由交流电力推进向直流综合电力系统转变，同时可以支撑蓄电池、超级电容等储能系统接入。”
在“双碳”目标、限硫令以及日益突出的海洋环境污染问题等大背景下，亟需升级现有船舶动力系统，其中采用混合动力系统和纯电池驱动是目前业内考虑的主流方案，国内外均致力于直流综合推进船舶的研究，但在大功率新能源船舶的动力系统集成设计等方面开展的工作较少，需开展重点研究攻关。
七〇四所系统总体部研发人员常彬介绍到，包括中山大学号等在内，七〇四所当时已有许多应用创新技术的船舶，得益于此，成果转化的新技术可以快速投入论证阶段，并顺利通过年度汇报论证，向市科委递交项目申请。
项目最终解决了大功率新能源船舶应用中系列关键技术难点，所开发的固态断路器、直流配电板、动力电池包等四套装置均完成了ccs取证工作，项目申请了多项专利、发表了多篇论文，研究成果使得我国跃居成为国际上少数掌握该项技术的国家之一。从预研走向研发，从科研走向产业，可以说是真正地实现“从0到1”的基础研究新突破。
项目所开发的
直流固态开关装置
项目所开发的变频驱动装置
项目所开发的动力电池组
项目所开发的综合控制系统
02
灵活机制：
单独成立部门，快速决策
“我们单独成立了
大功率新能源研发科室。
专门成立的科室更高效，
组织机制上更创新，
能更聚焦重点技术领域。”
“
“做前沿科研开发肯定有风险，大家都不知道这水有多深，但是在我们这个单独成立的部门风险决策效率比较高，我们就有机会先去尝试一下。可以实现快速迭代。”
据悉，在项目管理方面，七〇四研究所科技与信息化部为本项目的立项、计划、经费和采购管理以及项目的评审验收等项目全周期工作提供了支撑；在项目执行方面，七〇四研究所系统总体部具体负责科研攻关，全面开展了直流推进系统集成设计技术与试验验证等多项关键技术研究，建立了大功率新能源船舶直流推进系统的集成设计体系。
“大家加班加点都想把科研中遇到的问题尽快解决。” 七〇四研究所系统总体部研发人员田野感慨地说。
03
快速迭代：
三四个样机，
每个样机三四十万，
不断迭代验证结构设计、原理
研发一个产品，最痛苦的阶段是什么？在七〇四研究所系统总体部研发人员徐振洋看来，是至少为期两年以上的测试与迭代。
“
“研制出来了以后，我们要加工制造去做模块化的测试：从部套件的测试，再到整机的测试，再到不同阶段、不同实验室的测试，这个过程至少要两年以上的时间，所以这是研发一个产品最痛苦的过程。”
“在散热和温升等方面，理论仿真的结果和实际样机做出来的结果，往往是不一样的，那么在这一过程中，不断去迭代是至关重要的。”
从最前期的数字仿真，到热仿真的迭代控制、算法的迭代、器件的特性的迭代、结构设计的迭代、电气原理的迭代……在这一项目的研发过程中，团队不断迭代了三四款样机，每个样机成本就高达三四十万，而这也是成果转化的关键一步。
而迭代完成之后，还需要进行出厂验证、第三方实验室验证，又是多轮的迭代和论证。“三年的项目周期中，近两年的时间都在不断迭代。” 七〇四研究所系统总体部研发人员石磊说道，“也只有这样，才能证明这个产品真正是好用的。不断迭代与验证，是我们研发能力的体现。”
在采访的最后，七〇四研究所科信部项目主管李江说道，技术的突破在于守正创新，相信随着中国技术体系、工业体系逐渐完善，会有越来越多结合中国自己国情的“从0到1”的突破不断涌现。
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上观号作者：上海科技