歷時5個多月，集成47項先進技術，42家單位聯合攻關，關鍵核心零部件“含津量”100%，一台完全依靠純太陽能驅動、真正零排放的高等級智能網聯汽車在天津研制成功，探索出一條天津特色的創新引領綠色低碳高質量發展之路 ──

　　“揭榜挂帥”擂鼓正酣。4月11日，在天津市科學技術獎勵大會上，作為2021年天津重大科技創新攻關成果，一台名為“天津號”的純太陽能車甫一亮相，立即驚艷全場。

　　去年以來，這項引領科技創新、探索綠色發展新路徑的重大創新攻關項目，被同一時間排在天津發改、科技、工信、教育四大職能部門重點工作首要位置。這是一個怎樣的項目？因何以創新和綠色作為著力點？

　　時間撥回2020年9月，兩個高頻詞屢屢刷屏──碳達峰、碳中和。在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，習近平總書記向世界庄嚴承諾，中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。

　　3個月后，習近平總書記在省部級主要領導干部學習貫徹黨的十九屆五中全會精神專題研討班開班式上，明確要求“有力有序推進創新攻關的‘揭榜挂帥’體制機制”。

　　為貫徹習近平總書記重要要求，落實“雙碳”目標，天津市瞄准重大科學前沿和產業科技前瞻，從掣肘的交通污染頑疾入手，確定以打造純太陽能高等級智能網聯車為突破口，採用科技攻關“揭榜挂帥”方式，探索以重大項目引領重大科技創新，支撐綠色發展，體現責任擔當。

　　歷時5個多月的協同攻關，“天津號”純太陽能車研制工作取得重要階段性成果，各項攻關指標達到榜單要求。天津憑著敢闖敢試、敢為人先的勇氣和矢志創新、銳意進取的實干，在創新引領綠色低碳高質量發展路上，交上一份圓滿答卷。

　　挑戰：一個純字，難在哪裡？

　　去年以來，從中央到地方，“揭榜挂帥”頻發“英雄帖”。天津堅決貫徹落實習近平生態文明思想，按照習近平總書記關於“打造我國自主創新的重要源頭和原始創新的主要策源地”的重要要求，確立了制造業立市等一系列決策部署，以研制純太陽能車為抓手，制定科技攻關榜單，促進新能源、新材料、人工智能等前沿領域持續創新，推動科技創新與先進制造業融合發展。

　　有人說，純太陽能車就像個斑斕的夢，五光十色卻讓研發者望而卻步。近年來，以太陽能作為混合動力的概念車陸續面市，但是依靠太陽能作為全車唯一能量來源的仍無先例。一個純字，到底難在哪裡？這份榜單如何凝練？天津又將圍繞這台車做出怎樣一篇大文章？

　　這項研究是要研發一款完全依靠太陽能驅動、不使用任何化石燃料和外部電源、真正實現零排放、引領前沿技術的智能網聯汽車。天津市著重從產業技術問題中凝練榜單任務，將純太陽能車分解為能源轉化與利用、無人駕駛技術、輕量化技術等關鍵核心指標，使車的整體性能達到世界領先。項目要求立足天津市產業基礎和優勢，以園區接駁、景區觀光、校園通勤等場景應用示范為目標，實現天津市最先進技術成果的集成應用。

　　去年4月的一天，市政府在市科技局召開“天津號”純太陽能車項目榜單發布會。大屏幕上列出的十大指標，讓這個項目看起來是個不可能完成的任務──續航裡程不少於50公裡，最低速度不低於50公裡/小時，搭載人數不少於3人，自動駕駛等級達到國標4級以上，太陽能電池陣最高轉換效率大於30%，比同類車型整車減重50%以上……

　　十大指標，個個嚴苛且充滿挑戰。如果按1度電跑10公裡計算，意味著這輛車每天至少要充5度電，而目前高配置的電站及太陽能板，年平均單日充電量僅有4度。當前，民用級別的太陽能電池板光電轉化率最高不過23%，30%的指標難度可想而知。

　　一紙“求賢令”，引來眾多勇者。天津三家企業長城汽車、旭馳汽車、阿爾特汽車脫穎而出，角逐帥印。

　　孫逢春，中國工程院院士，被譽為中國電動汽車第一人。去年“五一”假期剛結束，他和另外6位新能源、新材料領域專家齊聚天津，參加“揭榜挂帥”項目專家評審會。面對三家企業，他話語堅定：“指標必須達標，‘揭榜挂帥’就是簽下軍令狀！”

　　評審會4天后，結合多輪評定和專家意見，阿爾特汽車成功“突圍”成為最終“挂帥者”。

　　開跑：想，全是問題﹔干，才有答案！

　　一朝挂帥，軍令如山。“天津號”純太陽能車排定時間表，2021年8月31日交付靜態整車，10月底前完成試跑。

　　當今，世界經濟正在從資源依賴型向技術依賴型轉移，一邊是對能源需求的望眼欲穿，另一邊創新就不能按部就班。

　　按照“揭榜挂帥”項目管理規定，阿爾特汽車可以自主組建研發團隊，自主決定技術路線和經費開支，調整事項無需報備。依據“挂帥單位吹哨，部門報到”機制，阿爾特汽車可以召集政府部門協調解決問題，還可以調集中國汽車技術研究中心、中國電科十八所、力神電池以及天津各高校力量集中攻關。

　　2021年5月15日，接過帥旗的當天下午，阿爾特汽車的會議室裡一片寂靜，工程師們圍坐在一起，呼吸聲都顯得格外輕。“一輛整車常規開發周期是24個月，而這個項目隻有5個月！”作為從業30年、業績出色的資深汽車人，天津阿爾特汽車公司總經理、“天津號”純太陽能車項目負責人王彥輝這次也感到前所未有的壓力和挑戰：“留給我們的時間不多了。”

　　除了超短的造車周期，這次無解的問題似乎太多──普通面包車的車頂面積隻有4平方米，能吸收的太陽能根本無法支撐續航50公裡要求﹔比同類車型減重50%以上，意味著即使全部採用市場上最輕量化材料，全車依然超重﹔全新的供能系統、儲能系統，再加上國標4級以上自動駕駛系統，近萬個部件能否兼容、協同工作……

　　想，全是問題﹔干，才有答案！

　　一支15人的項目組在阿爾特汽車迅速成立，職能部門也立即“開跑”。

　　攻堅：考驗實時存在，一次次推翻重來。

　　隨著研發工作進入實質性攻堅，如何突破太陽能電池板4平方米限制，項目組遇到了第一個難關。

　　一次次提出方案，又一次次推翻重來。必須兼顧行車安全、內部結構、無人駕駛等種種需要，這4平方米難住了所有人。

　　“有一天加班到很晚，我無意間看到解放橋開啟的新聞，橋身從中間打開，然后再豎起來，形成翅膀一樣的伸縮結構。”那一刻，天津阿爾特汽車公司工程師趙建平突然有了靈感。第二天一早，項目組馬上集體討論，車停下充電時，可以通過展翅的形態設計，把疊放的太陽能板伸展出來，這樣就使面積擴大了一倍。“這個方案出來時，大家別提多開心！”趙建平說。

　　解決了太陽能電池板從4平方米到8平方米的提升，而發電量要支撐續航50公裡，電池板的光電轉化效率至少要達到31%。

　　這次目光投向坐落在天津的中國電科十八所，其研發的太陽能電池陣幾乎貫穿整個中國航空航天發展史，從“東方紅一號”到“天宮一號”，太陽能電池板全都產自這裡。其中，“神舟十二號”載人飛船以及“天和”核心艙搭載的太陽能電池板，光電轉化率恰恰達到31%。

　　“經過多輪商討，決定要把我們最先進的技術應用到這台車上。” 中國電科十八所工程師呂冬翔說，“最終採用的是空間砷化鎵太陽電池技術，這與‘神舟十二號’載人飛船和‘天和’核心艙的太陽電池技術是相同的。”

　　砷化鎵太陽電池技術在深空表現堪稱完美，可當太陽光穿過大氣層，光譜大幅衰減后，光電轉化率僅剩下25%，剩下6%的差距怎麼辦？

　　奧秘就在半導體材料的重新排列組合中。

　　經過數十次推演，研究團隊得出一個較理想的電池配比方案。但地面不同於深空，風吹、雨淋、日晒、結霧、凝霜，再加上天津鹽鹼程度高，地面環境對太陽能電池板本身和光電轉化率的考驗異常嚴苛，選材至關重要。

　　以封裝工序為例，多達數百種材料，呂冬翔等人隻能一種一種試，每種材料都要經歷高低溫、淋雨、沙塵、震動等多重考驗。

　　一次又一次，這群年輕的科研工作者迎著陽光向前。無數次失敗后，終於迎來曙光。實驗結果証明，安裝在試驗車上的砷化鎵太陽能電池性能穩定，即使在陰天情況下，依然能發電使用！

　　接下來，難題傳導到減重環節。整車減重50%以上，能實現嗎？

　　鋁的密度是2.7克/立方厘米，碳纖維的密度是1.8克/立方厘米，項目組最初考慮的方案是整個車身採用碳纖維骨架。然而，由於周期原因，光模具制造就要2—3個月，除了時間上不允許，碳纖維昂貴的成本與項目可推廣性、未來產業化的初衷也無法契合。整車碳纖維輕量化方案行不通，隻能另尋出路。

　　技術人員認為，車身骨架採用鋁合金結構，外覆蓋件是碳纖維結構，能減重40%。車身儀表板管梁是整車、儀表板、中控儀表等部件的主要承重部件，也是車身總成的關鍵部件，減重最后10%的希望被寄托在這裡。

　　天津理工大學材料與工程學院陳民芳教授在基礎材料這條寂寞路上走了40余年，這次當仁不讓接過挑戰。

　　阿爾特汽車設計的儀表板管梁必須經過擠壓成型，無法直接澆筑出來，這成了陳民芳團隊必須要過的一道坎。

　　根據設計需要，“天津號”儀表板管梁呈日字形結構，橫截面金屬焊點多達6個，擠壓加工的難度提升了數倍，對材料提出更高要求。

　　一代材料一代技術，一代技術一代裝備，材料已成為推動世界科技進步的重要力量。近半生的埋頭科研，讓陳民芳取得了20多項專利，但太多專利是一誕生便雪藏。

　　“天津號”的出現，讓陳民芳的堅守有了色彩。試驗中，型材擠壓出現斷裂，找到問題原因，陳民芳組織團隊對配方進行調整，第二次冶煉擠壓成功了。

　　“‘天津號’讓學校的科研成果走出校門，真正投入到工業應用中！”陳民芳激動不已。

　　隨著天津理工大學的鎂合金系列、天津工業大學的高性能纖維編制材料等一一實現應用，10%的目標被一點點攻克。在“天津號”純太陽能車研制過程中，有12項高校科研成果完成落地示范，為天津市高校前沿科研成果提供了全新應用場景。

　　破繭：全部達標並優於預期！

　　研究步步推進，復雜難題被逐個擊破，“天津號”也一天天破繭而出。

　　2021年8月28日，焊裝結束。

　　8月31日，靜態驗收。

　　9月7日，太陽能展翼系統調試完成。

　　9月8日，開始噴漆涂裝作業。

　　9月11日，全車內飾包覆結束。

　　……

　　時間來到10月29日，在天津體育館外的試跑場地，“天津號”純太陽能車第一次在世人面前揭開面紗──以藍色基調為主的車身，充滿了未來科技感。

　　為體現天津特色，盡顯天津之美，除了車頂太陽能板的展翼設計靈感源自開啟的海河解放橋，還有諸多設計理念、靈感元素來自天津。車頂的流線型造型，形似天津自然博物館的穹頂式曲線﹔車頭的橫梁流線設計，形似字母T，也象征著海河玉帶﹔車輪的輪罩裝飾與車輪輪輻巧妙結合，形似“天津之眼”摩天輪的輪廓﹔內飾的包覆材料採用負氧離子涂層技術，好似添加了“空氣維生素”，增強乘車舒適感……

　　測試數據顯示，在晴好天氣下，“天津號”純太陽能車年平均日發電量達到7.6度，支撐續航裡程79.2公裡，與燃油車相比，每百公裡可減少碳排放25千克左右。全部達標並優於預期！

　　下好未來產業“先手棋”，體現的是一座城市的高瞻遠矚，提升的是整個城市的核心競爭力。

　　“任何一個產業的發展，一方面要抓住當前，穩住運行底盤，另一方面更要下好‘先手棋’。通過這次‘天津號’純太陽能車的研發，體現了天津在汽車行業方面要率先突破關鍵核心技術，率先在國內形成標杆，率先在未來產業技術上搶佔先機。”市工業和信息化局副局長周勝昔說。

　　“此次聯合攻關，攻克了太陽能高效轉化、高密度儲能、輕量化材料等多領域前沿技術，集成了鎂合金、鈣鈦礦、碳纖維、高阻燃降噪材料等47項先進技術，其中16項達到國際或國內領先水平。通過需求牽引促進創新鏈產業鏈融合，聯合42家單位開展適配攻關，37家天津本地供應商參與項目，關鍵核心零部件‘含津量’達到100%。”市科技局副局長祖延輝說。

　　“‘天津號’純太陽能車的研制成功，彰顯了天津貫徹落實綠色發展理念的堅定決心和天津市門類齊全、實力雄厚的制造業基礎，也展示了天津產業與創新融合發展的集成能力。”時任市發展改革委副主任梁軍說，“下一步，我們將持續開展新一代太陽能車轉化技術攻關及純太陽能車技術迭代升級和產業化，舉全市之力深入探索實現‘雙碳’目標的新路徑、新機制、新模式，為我國主動承擔應對全球氣候變化責任的大國擔當，建設制造強國，貢獻天津力量，展現天津作為。”（記者 陳璠）

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