編者按：
作為基礎研究主力軍和重大科技突破策源地，高校和科研院所是科技成果的“富礦”。近年來，我市各地主動對接高校院所，將“沉睡”在實驗室的科技成果進行市場化、產業化應用，將基礎研究的人才優勢、創新優勢轉化為產業發展優勢、城市競爭優勢。即日起，本報推出“從實驗室到生產線”系列報道，關注前沿科技在港城具體實踐，深切感受科技創新和產業創新在港城激蕩的澎湃動力，敬請關注。
（周瑩 楊子 陳阿奇 連科） 立秋時節，船長117米、吃水7.8米的“福運1”滾裝船緩緩駛入連云港港，與協助靠泊的兩艘純電拖輪同向而行。
大型船舶船寬和船長往往達到幾十甚至幾百米，且在海上營運時的航速也高達15節左右，換算成陸地車輛速度約30公里/小時，其慣性極為巨大。為了保障港口安全，大型船舶進港必須由拖輪輔助。自重僅有數百噸的拖輪為何能靈活引領、頂推自重數十萬噸、體積是其千倍的巨輪精準靠泊碼頭，幫助其在狹窄水域完成掉頭等高難度動作，其背后是中國船舶科研院所實驗室無數科技成果的支撐。
當日10時30分，接到指令后，連云港港“云港電拖一號”純電動拖輪在船舶駕駛員二副齊圣榮操縱下駛離拖輪基地。“‘云港電拖一號’千鈞力量背后是精妙的流體力學原理、強勁的動力系統、特殊的船體設計等技術的結合。”鴻云實業有限公司黨支部書記劉存龍揭秘電動拖輪背后的實驗室技術支撐體系。
登上電動拖輪，其異常強大的“心臟”讓人印象深刻。拖輪之所以能拖動萬噸級巨輪，核心就是因為其擁有一個強大的高強度引擎。以“云港電拖一號”為例，該船采用磷酸鐵鋰電池組作為動力源，動力性能相當于4000馬力常規燃油拖輪。這是什么概念呢？一輛普通家用轎車的馬力是150匹左右，“云港電拖一號”馬力約為27輛家用轎車的總和。
在“云港電拖一號”電池機房，384塊電池被整齊放置在24簇電池組中。“傳統拖輪動力是柴油，噪音大、能耗大、還冒黑煙。”劉存龍介紹，連云港港從2011年前后就考慮制造電動拖輪。為此，他們找到了國內船舶電力系統頂級科研院所中國船舶第712研究所。
作為國內擁有船舶綜合電力推進系統等多個世界領先的科研試驗室的科研院所，712所承擔著中國船舶電力系統新技術的開發。但受到當時國內電池研發技術的限制，傳統的船舶電池組很難滿足拖輪巨大引擎使用需求和經濟價值。
隨著國內新能源汽車快速發展，新一代電池技術——固態電池技術迎來大面積應用的時代。中國船舶產業看到了發展電動拖輪的可能。712所啟動了新一代船舶電池組的研發，完成了船用鋰電池核心技術研發，并取得了船級社認證。
在科研院所加快新技術開發的同時，生產線上的港城企業則通過應用場景搜集到電動拖輪動力系統數據。
“我們一直都沒有放棄發展電動拖輪的夢想。”劉存龍介紹，他們利用連云港港優勢，建立了拖輪動力需求數據庫，為科研院所提供制造電動拖輪電池組參考數據。
2019年，鴻云實業與712所研發人員一拍即合，開啟國產電動拖輪動力系統研發。
“云港電拖一號”采用712所高安全性磷酸鐵鋰電池組作為主動力源，總電量設計為5000千瓦時，充電一次即可滿足2至3天港口作業用電需求。其推出市場后刷新了當時國內交付的電池容量最大、推進功率最大的純電船舶紀錄。
更為重要的是這艘船設計多組電池組互為備用，相當于常規拖輪配置了多臺柴油機組。“簡單說，24簇電池組中有四分之一簇同時發生電池失效，整個拖輪仍然能夠完成當下作業過程并且安全返回基地。”連云港輪駁技術設備保障中心經理張張介紹。
經過半個小時的航行，“云港電拖一號”抵達“福運1”左側船首位置。“電一到位。”“左側推入。”“電一停。”齊圣榮在高頻中接收著引航員下達的協助指令，“云港電拖一號”用一根高強度纜繩連接著“福運1”，向著預定泊位頂推著“福運1”靠泊。
強大“心臟”是電動拖輪可以拖動巨輪的動力，保障拖輪拖得動巨輪，還需要“以柔克剛”。“我們通過與中國船舶第702所深海實驗室連云港中心合作，讓我們的船體可以更加克服水阻力。”張經理介紹。
船舶之所以能在水上航行是因為其巨大重量被水的浮力所平衡。拖輪要想幫助巨輪“剎車”，就需要克服巨輪在水中移動時產生的流體動阻力以及風、水流等環境阻力。
中國船舶第702所正是國內水動力學等船舶性能研究的核心科研院所，并長期保持該領域國際領先地位。借助無錫連云港結對幫扶的契機，702所與鴻云公司展開了電動拖輪外觀設計產學研合作。
張經理介紹，借助702所提供水動力技術，傳統拖輪方正船型被顛覆，工程師們采用下沉式布局，優化干舷傾角，船體阻力成功降低3%~5%，實現了船舶動力增加2000千瓦，但其船長和船寬分別僅增加了1米和0.5米。
11時30分，“云港電拖一號”在兄弟拖輪協助下，順利將“福運1”停泊至69號泊位。
經過三代迭代，如今“云港電拖三號”鋰電池容量近8000千瓦時，鋰電池能量密度提升約10%，鋰電池系統循環壽命提高約50%。借助連云港港口首創的高壓岸電技術，可實現快充3小時滿電。
據測算，純電拖輪的年綜合運營成本，較同馬力傳統燃油拖船節省近300萬元，能夠減少近900噸的碳排放量，純電拖輪船隊作業1年，相當于減少1200輛小汽車1年的碳排放總量。
劉存龍介紹，當前，他們正引入數字孿生系統，利用2000多個傳感器和全景監控鏡頭監控全船情況，所有信息可同步推送至船端、岸基與研究所。駕駛員僅需按8個按鈕，就可以實現整船裝備全啟動。
?
通過生產線企業和科研院所共同努力，中國船的時代正在來臨，連云港也將為這樣的時代貢獻更多的從實驗室到生產線的新實踐。
總值班: 曹銀生 編輯: 賈元元
來源: 連云港發布
連云港日報社主辦 連網·連云港新聞網 未經授權·嚴禁轉載 連云港日報社（連云港報業傳媒集團）版權所有 網站支持IPV6
互聯網新聞信息服務許可證編號：32120180018 蘇ICP備12051824號 蘇新網備:2006026號 廣播電視節目制作經營許可證:蘇字第330號 信息網絡傳播視聽節目許可證號:1010496
報業集團 | 網站簡介 | 廣告服務 | 法律事務 | 應急電話 | 江蘇省網絡視聽違規節目舉報窗口
