“懸浮之心”破瓶頸 職教學(xué)子“軸”出綠色新動(dòng)能

在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略與新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的雙重驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能技術(shù)正經(jīng)歷深刻變革。面對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能全周期污染與資源瓶頸的行業(yè)痛點(diǎn)，一支來(lái)自蘇州職業(yè)技術(shù)大學(xué)的年輕團(tuán)隊(duì)——“軸有成效”，將目光投向了飛輪儲(chǔ)能這一零污染、高可持續(xù)的物理儲(chǔ)能技術(shù)。他們聚焦飛輪系統(tǒng)的“心臟”——無(wú)軸承電機(jī)，前后4年多，成功研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁懸浮控制雙凸極無(wú)軸承電機(jī)，以三項(xiàng)全球首創(chuàng)的核心技術(shù)，為我國(guó)高端儲(chǔ)能裝備的自主可控注入了強(qiáng)勁的職教動(dòng)能。

飛輪儲(chǔ)能的核心在于高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子，而無(wú)軸承電機(jī)正是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮與高效能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。然而，國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域長(zhǎng)期受困于發(fā)熱高、響應(yīng)慢、穩(wěn)定性差三大技術(shù)瓶頸。“軸有成效”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李雨婷介紹：“我們的目標(biāo)，就是打造一顆更‘冷靜’、更‘敏捷’的飛輪心臟。”團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的多目標(biāo)磁路優(yōu)化技術(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新將永磁體數(shù)量從4個(gè)優(yōu)化至2個(gè)，單位體積降低33%，從源頭上解決了永磁體過(guò)密排布導(dǎo)致的高溫失磁風(fēng)險(xiǎn)，顯著降低了依賴稀土材料的制造成本。針對(duì)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性這一世界難題，團(tuán)隊(duì)提出全域穩(wěn)定動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，利用D分割法鎖定穩(wěn)定域，使轉(zhuǎn)子偏移位置控制精度提高50%，徹底消除了高速碰撞隱患。此外，諧波轉(zhuǎn)速同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了0.05秒內(nèi)的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)速跟蹤，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度提升38%，完美契合飛輪儲(chǔ)能毫秒級(jí)充放電的嚴(yán)苛需求。

由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李雨婷領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在研發(fā)這個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目的過(guò)程中不斷挑戰(zhàn)自我，努力突破現(xiàn)有技術(shù)的局限，構(gòu)思出改進(jìn)方法和大體思路，并不斷填充完善框架。截至目前已構(gòu)筑起包含17項(xiàng)專利申請(qǐng)（已授權(quán)8項(xiàng)）、2項(xiàng)軟件著作權(quán)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)矩陣。在原有團(tuán)隊(duì)成員構(gòu)筑的堅(jiān)實(shí)技術(shù)壁壘基礎(chǔ)上，新加入團(tuán)隊(duì)的成員張晏菱以第一作者在EI期刊World Electric Vehicle Journal發(fā)表論文并受理實(shí)用新型專利4項(xiàng)，胡靜怡受理實(shí)用新型專利3項(xiàng)，發(fā)明專利1項(xiàng)，過(guò)佳洋受理實(shí)用新型專利2項(xiàng)，王可嫻受理實(shí)用新型專利1項(xiàng)。這些團(tuán)隊(duì)新鮮血液的注入，加速了項(xiàng)目技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)。大一學(xué)生迅速上手仿真軟件，通過(guò)模擬多種不同情況下電機(jī)運(yùn)行效果來(lái)進(jìn)行電機(jī)改進(jìn)情況模擬和錯(cuò)誤點(diǎn)排查，大大縮短了團(tuán)隊(duì)在試錯(cuò)上所花費(fèi)的時(shí)間。在新老成員的共同努力下，團(tuán)隊(duì)最終完成了本項(xiàng)目的全部核心技術(shù)研發(fā)。
經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)查新確認(rèn)，項(xiàng)目中的三項(xiàng)核心技術(shù)為全球首創(chuàng)，電機(jī)能效達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)結(jié)果是團(tuán)隊(duì)所有新老成員合作付出的最好見證。

本次技術(shù)創(chuàng)新的核心動(dòng)因，源于團(tuán)隊(duì)對(duì)綠色發(fā)展與民生福祉的深度考量。據(jù)測(cè)算，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)生命周期長(zhǎng)達(dá)20年以上，且無(wú)化學(xué)污染，是真正的綠色技術(shù)。該項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化，不僅將推動(dòng)上游磁性材料、精密制造與下游儲(chǔ)能集成產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。團(tuán)隊(duì)通過(guò)學(xué)校推薦、學(xué)術(shù)會(huì)議與專業(yè)展會(huì)持續(xù)推廣成果，并與產(chǎn)業(yè)鏈伙伴建立穩(wěn)定合作，形成了“標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品+深度定制”的商業(yè)模式，旨在讓這一高性能、低成本的國(guó)產(chǎn)電機(jī)惠及更多數(shù)據(jù)中心、軌道交通與電網(wǎng)調(diào)頻場(chǎng)景。“在職業(yè)院校，我們同樣能瞄準(zhǔn)世界前沿技術(shù)，用匠心與創(chuàng)新服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略。”李雨婷表示。這支跨專業(yè)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)，正以實(shí)實(shí)在在的“軸”出成效，詮釋著新時(shí)代職教學(xué)子的科技擔(dān)當(dāng)與社會(huì)貢獻(xiàn)。（李雨婷）