全国特等奖！他们给无人船电池装上“智能凉扇”！

2025-12-06 12:47

江苏

日前，南京工业大学城市建设学院王瑜副教授与中国船舶集团第八研究院唐文辉高级工程师共同指导，丁小桐、顾俊龙、张浩康、王松青和杨征超等研究生组成的团队参赛项目《“瀚航睿循”——基于交叉流微通道冷板的无人船储能电池智冷系统》，凭借能把无人船储能电池的温度差异控制在±3℃以内、专用微通道散热板可满足最大功率1200W储能电池的散热需求，且整套系统能降低40%-60%的除湿能耗、实现35%-50%的节能率等亮眼表现，在“四洋杯”第八届全国大学生船舶能源与动力创新大赛中喜获特等奖。

该系统不仅大幅削减了储能散热全生命周期的成本，还解决了海水环境下设备易被腐蚀、湿度难控制的行业老难题，为无人船能源领域注入了全新的跨界创新活力。

老经验催生新方案，创新设计实现散热突破

在国家“双碳”目标驱动下，无人船在海洋监测、资源勘探等领域应用愈发广泛，但储能系统的散热瓶颈却长期制约其性能发挥。据项目学生负责人、暖通2024级研究生丁小桐介绍，他们受到了课题组师兄们研究思路的启发。师兄们在过往研究海水淡化项目时，从微通道高效传热特性中，找到了破解无人船储能电池散热难题的症结。他们也因此确定了“交叉流微通道冷板+智能温控”的核心研发方向。

（微通道冷板结构图）

该项目的核心优势在于交叉流微通道冷板的创新设计：采用双向互不连通的交叉式流道，搭配仿歧管进出水口结构，能让冷却液均匀流过散热板各处，避免局部区域出现过热问题。系统还创新整合了“热管自然冷却+蒸气压缩强制冷却”两种模式，可依据冷却液的温度自动切换。冷却过程中产生的冷凝废热，会通过热管分级回收后用于除湿再生环节，大幅减少了电加热的耗电量，打造出节能与余热回收一体化的全新模式。

（调控系统图）

这款交叉流微通道冷板，相比传统散热板能节省30%-50%的能耗，冷却液流动时的阻力也降低了30-40%，全生命周期的性价比提升了2倍。整套系统通过热管自然冷却、余热驱动除湿以及热湿协同闭环调控，实现了35%-50%的节能，使全生命周期运行费用仅为传统方案的60%。与此同时，项目还解决了海水环境下的防腐蚀和湿度控制问题，其体积也较传统方案减少40%。

校企联合指导，协同攻关破难题

“这个项目的成功，离不开王瑜老师和唐文辉老师的启迪和指导。”回忆研发历程，丁小桐满是感慨。项目研发期间，导师王瑜不仅从理论层面提供关键支撑，并正交实验设计阶段，帮助团队搭建起科学的实验框架，通过多因素、多水平的系统测试，快速锁定了影响散热效果的核心参数；唐文辉高级工程师则凭借丰富的工程实践经验，从产业化角度严格把关，针对冷板结构强度、海水腐蚀防护等实际应用问题提出优化建议，让实验室成果具备了落地价值。

分工明确、取长补短的协作模式，更让项目得以高效推进。团队成员有着清晰明确的分工：丁小桐整体统筹项目并负责系统设计，顾俊龙主攻冷板设计与优化，张浩康承担仿真模拟与文案撰写，王松青专注数据处理与PPT优化，杨征超则负责技术支持与效能评估。

“最难忘的是攻克温度控制难题的那段日子。”丁小桐回忆，研发路上并非一帆风顺，温度控制难题曾让团队陷入瓶颈。当时团队连续两周泡在实验室，反复调整微通道尺寸、流体流速等参数，历经数十次测试后，终于将电池工作温度稳定控制在35℃以下。“当监测数据跳出来的那一刻，小组成员们都松了一口气，这意味着我们日以继夜的努力终于得到了回报。”

（最优工况云图）

专利成果丰硕，产业化前景可期

截至目前，依托“瀚航睿循”项目，团队已累计申请8项发明专利，发表及投稿SCI论文5篇，投稿并参加江苏省工程热物理学会第十八届学术会议。其技术方案更得到中国船舶集团第八研究院的高度认可，被评价为“技术路线先进、实用性强，具备良好的产业化前景”。

对团队成员而言，此次获奖的收获远不止奖项和专利。“最大的收获是跨学科协作的能力和面对困难的韧性。”暖通24级研究生顾俊龙坦言，从最初的技术分歧到后来的默契配合，从一次次实验失败到最终的技术突破，每个人都在项目中实现了自我成长，还在合作中建立了深厚友谊。

“我们会继续优化冷板性能，尝试添加相变材料、改用纳米流体等方案，进一步提升散热效率和环境适应性。”谈及未来，丁小桐满是信心。他表示，“瀚航睿循”的命名，既寄托了团队探索海洋的志向，也包含着“智慧循环、绿色低碳”的技术理念。团队正积极对接企业资源，推进技术成果的产业化落地，力争让这项创新技术真正服务于海洋工程实践。