從“2008科技奧運”到“2022綠色冬奧”，中國新能源汽車發(fā)展又將迎來一次技術(shù)飛越，針對第24屆北京-張家口冬奧會的嚴寒條件，8月31日，電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯(lián)席會專家組首席專家孫逢春教授首次發(fā)布了以北京理工大學為首的電動汽車技術(shù)團隊，面向冬奧環(huán)境研發(fā)的新能源汽車與低溫電池技術(shù)成果，將讓電動汽車不再“怕冷”。

冬奧會極寒挑戰(zhàn)

圍繞“綠色冬奧”的總體目標，實現(xiàn)奧運期間的綠色交通是其中的重要環(huán)節(jié)，然而，面對嚴寒環(huán)境，在冬奧會中使用新能源汽車，確實還要克服諸多挑戰(zhàn)。

電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯(lián)席會專家組首席專家孫逢春教授

孫逢春表示，經(jīng)過調(diào)研，在2022年冬奧會期間，如大規(guī)模使用新能源汽車，車輛將面臨-20℃至-30℃的低溫工作環(huán)境，作為舉辦地之一的張家口地區(qū)，冬季平均溫度處于-10℃左右，而崇禮室外賽區(qū)在極寒時溫度將降至-23℃。眾所周知，在低溫條件下，電動車輛動力電池的充、放電特性將變差，容量和壽命也會衰減，進而導致車輛續(xù)駛里程及整車動力性能顯著下降，充電時間明顯延長。長期以來，在東北、西北等高寒地區(qū)難以推廣。

在解決電動汽車動力電池低溫應用方面，目前主要的解決方案是采用外部加熱方式，但是這種電池加熱系統(tǒng)能耗高、時間長、效率低、效果差。例如目前新能源汽車廣泛采用的電動空調(diào)加熱方式，一般是通過電阻絲(PTC)加熱，其制熱能效比很低，在加熱電池的同時，則不能滿足車內(nèi)乘坐溫暖舒適性要求。

另外，北京冬奧會河北賽區(qū)地形主要為山區(qū)，進入冬季，道路坡度與冰雪路面等將導致車輛行駛工況十分復雜。但是，面對復雜路況，現(xiàn)有以電動為主的新能源車輛智能化程度普遍較低，尚無法滿足冰雪覆蓋的低附著路面等復雜路況對車輛智能化的要求，也對新能源汽車智能自主決策能力提出了較大挑戰(zhàn)?？傮w來說，復雜路況和低智能化制約了電動汽車在北京冬奧會中的大規(guī)模應用。

低溫電池技術(shù)的突破

北京理工大學、中信國安盟固利動力科技公司和美國EC POWER公司的科研團隊，合作開發(fā)了超低溫區(qū)域帶自加熱技術(shù)的鋰離子動力電池系統(tǒng)產(chǎn)品并進行產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)。孫逢春介紹，該電池系統(tǒng)可適用于更低的溫度，-30℃時基于自加熱的方式在幾十秒內(nèi)使電池溫度上升到0℃以上，從而激活動力電池的正常應用，電池系統(tǒng)比能量可達170Wh/kg，系統(tǒng)可靠性試驗已經(jīng)完成累計切斷次數(shù)超過5000次。

該技術(shù)通過物理方法解決電池低溫問題，適用于各種電池體系，徹底解決了電動汽車在冬季續(xù)駛里程急劇下降、無法啟動、衰減、安全隱患等諸多難題，對電動汽車的發(fā)展具有里程碑的意義。

整車及關鍵零部件技術(shù)的突破

北京理工大學及理工華創(chuàng)電動車技術(shù)團隊在純電動客車整車控制及動力驅(qū)動領域也取得了一系列的核心技術(shù)成果，包括研發(fā)出智能網(wǎng)聯(lián)整車控制器（iVCU）和無動力中斷自動變速電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品，可以滿足低溫環(huán)境下整車系統(tǒng)的高效智能控制要求，系統(tǒng)技術(shù)通過歐盟認證并實現(xiàn)成套出口。

北京理工大學還與湖南華強電氣合作開展了低溫補氣增焓技術(shù)的應用研究，與PTC制熱相比，具有寬溫區(qū)、高能效、安全性好等特點，解決溫度受限及能效低的難題，可以滿足冬奧電動汽車低溫環(huán)境制熱的要求。北京理工大學還與福田汽車、北汽新能源、宇通客車等整車企業(yè)開展深入合作，在低溫環(huán)境下整車系統(tǒng)集成技術(shù)方面開展技術(shù)攻關，為冬奧期間的應用奠定了堅實的基礎。

冬奧新能源汽車開發(fā)計劃

為了更好的展現(xiàn)我國在新能源汽車領域的研究能力和研究成果，北京市科委將重點支持面向冬奧環(huán)境的新能源汽車關鍵技術(shù)開發(fā)，針對面向冬奧的低溫環(huán)境、坡道及冰雪路面導致行駛工況復雜等電動車輛應用需求，通過產(chǎn)學研和國際合作，突破車輛動力電池在低溫環(huán)境下集成應用、高效低溫增焓冷暖空調(diào)、高寒環(huán)境下高功率燃料電池系統(tǒng)、自動駕駛與自動充電協(xié)同控制、低溫環(huán)境下整車系統(tǒng)集成及控制等關鍵技術(shù)，研制面向冬奧示范應用的L4級智能化純電動中型客車、高速燃料電池大客車、低溫性能優(yōu)異的純電動客車和乘用車。

由北京理工大學、清華大學、盟固利、福田客車、北汽新能源、宇通客車、華強電氣組成的北京市新能源汽車項目團隊計劃2017年完成搭載全氣候電池和低溫增焓冷暖空調(diào)的新能源大客車、豪華中巴車和轎車原理樣車的研制；2018年春節(jié)前，完成全氣候新能源汽車在高寒地區(qū)(東北漠河或內(nèi)蒙等)的驗證試驗。預計至2020年共完成4種車型共11輛產(chǎn)品樣車的開發(fā)，并獲得產(chǎn)品公告并投入試驗示范應用。同時，將以新能源汽車為基礎和主線，重點攻關智能新能源汽車的研制和示范。

根據(jù)北京市政府的規(guī)劃，服務“綠色冬奧”，要進一步強化技術(shù)應用，特別是加強分布式能源、智能網(wǎng)聯(lián)、無線充電等技術(shù)在北京冬奧會上的應用，2019-2020年推動建設冬奧電動汽車示范區(qū)，在冬奧會區(qū)域?qū)崿F(xiàn)電動化的同時，實現(xiàn)燃料電池汽車一定規(guī)模的示范應用，并力爭開展無人駕駛汽車示范運行；著力京津冀充電設施協(xié)同發(fā)展，打造京津冀一體化城際快速充電網(wǎng)絡，有效保障2022年冬奧會的綠色出行。2022年冬奧會舉辦過程中，其所在區(qū)域?qū)崿F(xiàn)新能源汽車的全覆蓋。

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