從“2008科技奧運(yùn)”到“2022綠色冬奧”，中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展又將迎來(lái)一次技術(shù)飛越，針對(duì)第24屆北京-張家口冬奧會(huì)的嚴(yán)寒條件，8月31日，電動(dòng)車(chē)輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京市新能源汽車(chē)聯(lián)席會(huì)專(zhuān)家組首席專(zhuān)家孫逢春教授首次發(fā)布了以北京理工大學(xué)為首的電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，面向冬奧環(huán)境研發(fā)的新能源汽車(chē)與低溫電池技術(shù)成果，將讓電動(dòng)汽車(chē)不再“怕冷”。

冬奧會(huì)極寒挑戰(zhàn)

圍繞“綠色冬奧”的總體目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)期間的綠色交通是其中的重要環(huán)節(jié)，然而，面對(duì)嚴(yán)寒環(huán)境，在冬奧會(huì)中使用新能源汽車(chē)，確實(shí)還要克服諸多挑戰(zhàn)。

電動(dòng)車(chē)輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京市新能源汽車(chē)聯(lián)席會(huì)專(zhuān)家組首席專(zhuān)家孫逢春教授

孫逢春表示，經(jīng)過(guò)調(diào)研，在2022年冬奧會(huì)期間，如大規(guī)模使用新能源汽車(chē)，車(chē)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(shí)溫度將降至-23℃。眾所周知，在低溫條件下，電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力電池的充、放電特性將變差，容量和壽命也會(huì)衰減，進(jìn)而導(dǎo)致車(chē)輛續(xù)駛里程及整車(chē)動(dòng)力性能顯著下降，充電時(shí)間明顯延長(zhǎng)。長(zhǎng)期以來(lái)，在東北、西北等高寒地區(qū)難以推廣。

在解決電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池低溫應(yīng)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(shí)間長(zhǎng)、效率低、效果差。例如目前新能源汽車(chē)廣泛采用的電動(dòng)空調(diào)加熱方式，一般是通過(guò)電阻絲(PTC)加熱，其制熱能效比很低，在加熱電池的同時(shí)，則不能滿足車(chē)內(nèi)乘坐溫暖舒適性要求。

另外，北京冬奧會(huì)河北賽區(qū)地形主要為山區(qū)，進(jìn)入冬季，道路坡度與冰雪路面等將導(dǎo)致車(chē)輛行駛工況十分復(fù)雜。但是，面對(duì)復(fù)雜路況，現(xiàn)有以電動(dòng)為主的新能源車(chē)輛智能化程度普遍較低，尚無(wú)法滿足冰雪覆蓋的低附著路面等復(fù)雜路況對(duì)車(chē)輛智能化的要求，也對(duì)新能源汽車(chē)智能自主決策能力提出了較大挑戰(zhàn)?？傮w來(lái)說(shuō)，復(fù)雜路況和低智能化制約了電動(dòng)汽車(chē)在北京冬奧會(huì)中的大規(guī)模應(yīng)用。

低溫電池技術(shù)的突破

北京理工大學(xué)、中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技公司和美國(guó)EC POWER公司的科研團(tuán)隊(duì)，合作開(kāi)發(fā)了超低溫區(qū)域帶自加熱技術(shù)的鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)產(chǎn)品并進(jìn)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(shí)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(dòng)力電池的正常應(yīng)用，電池系統(tǒng)比能量可達(dá)170Wh/kg，系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)已經(jīng)完成累計(jì)切斷次數(shù)超過(guò)5000次。

該技術(shù)通過(guò)物理方法解決電池低溫問(wèn)題，適用于各種電池體系，徹底解決了電動(dòng)汽車(chē)在冬季續(xù)駛里程急劇下降、無(wú)法啟動(dòng)、衰減、安全隱患等諸多難題，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展具有里程碑的意義。

整車(chē)及關(guān)鍵零部件技術(shù)的突破

北京理工大學(xué)及理工華創(chuàng)電動(dòng)車(chē)技術(shù)團(tuán)隊(duì)在純電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)領(lǐng)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(chē)控制器（iVCU）和無(wú)動(dòng)力中斷自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品，可以滿足低溫環(huán)境下整車(chē)系統(tǒng)的高效智能控制要求，系統(tǒng)技術(shù)通過(guò)歐盟認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)成套出口。

北京理工大學(xué)還與湖南華強(qiáng)電氣合作開(kāi)展了低溫補(bǔ)氣增焓技術(shù)的應(yīng)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(diǎn)，解決溫度受限及能效低的難題，可以滿足冬奧電動(dòng)汽車(chē)低溫環(huán)境制熱的要求。北京理工大學(xué)還與福田汽車(chē)、北汽新能源、宇通客車(chē)等整車(chē)企業(yè)開(kāi)展深入合作，在低溫環(huán)境下整車(chē)系統(tǒng)集成技術(shù)方面開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，為冬奧期間的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

冬奧新能源汽車(chē)開(kāi)發(fā)計(jì)劃

為了更好的展現(xiàn)我國(guó)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的研究能力和研究成果，北京市科委將重點(diǎn)支持面向冬奧環(huán)境的新能源汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)，針對(duì)面向冬奧的低溫環(huán)境、坡道及冰雪路面導(dǎo)致行駛工況復(fù)雜等電動(dòng)車(chē)輛應(yīng)用需求，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研和國(guó)際合作，突破車(chē)輛動(dòng)力電池在低溫環(huán)境下集成應(yīng)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(dòng)駕駛與自動(dòng)充電協(xié)同控制、低溫環(huán)境下整車(chē)系統(tǒng)集成及控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制面向冬奧示范應(yīng)用的L4級(jí)智能化純電動(dòng)中型客車(chē)、高速燃料電池大客車(chē)、低溫性能優(yōu)異的純電動(dòng)客車(chē)和乘用車(chē)。

由北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、盟固利、福田客車(chē)、北汽新能源、宇通客車(chē)、華強(qiáng)電氣組成的北京市新能源汽車(chē)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)計(jì)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(chē)、豪華中巴車(chē)和轎車(chē)原理樣車(chē)的研制；2018年春節(jié)前，完成全氣候新能源汽車(chē)在高寒地區(qū)(東北漠河或內(nèi)蒙等)的驗(yàn)證試驗(yàn)。預(yù)計(jì)至2020年共完成4種車(chē)型共11輛產(chǎn)品樣車(chē)的開(kāi)發(fā)，并獲得產(chǎn)品公告并投入試驗(yàn)示范應(yīng)用。同時(shí)，將以新能源汽車(chē)為基礎(chǔ)和主線，重點(diǎn)攻關(guān)智能新能源汽車(chē)的研制和示范。

根據(jù)北京市政府的規(guī)劃，服務(wù)“綠色冬奧”，要進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用，特別是加強(qiáng)分布式能源、智能網(wǎng)聯(lián)、無(wú)線充電等技術(shù)在北京冬奧會(huì)上的應(yīng)用，2019-2020年推動(dòng)建設(shè)冬奧電動(dòng)汽車(chē)示范區(qū)，在冬奧會(huì)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車(chē)一定規(guī)模的示范應(yīng)用，并力爭(zhēng)開(kāi)展無(wú)人駕駛汽車(chē)示范運(yùn)行；著力京津冀充電設(shè)施協(xié)同發(fā)展，打造京津冀一體化城際快速充電網(wǎng)絡(luò)，有效保障2022年冬奧會(huì)的綠色出行。2022年冬奧會(huì)舉辦過(guò)程中，其所在區(qū)域?qū)?shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的全覆蓋。

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