【媒體大咖話北理】北理工“黑科技”助力 電動車再不懼冬奧崇禮超低溫
發布日期：2017-08-31 供稿：黨委宣傳部 編輯：張長鑫 審核： 王征 閱讀次數：
【編者按】 8月31日，由北京理工大學、中信國安盟固利動力科技有限公司主辦、北京理工華創電動車技術公司承辦的“面向冬奧環境的新能源汽車與低溫電池技術成果發布會”在京召開。發布會上，電動車輛國家工程實驗室主任、北京理工大學機械與車輛學院教授孫逢春進行了技術成果發布，該技術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，對電動汽車的發展具有里程碑意義。
黨委宣傳部提前密切跟蹤新聞線索，積極策劃，做好媒體聯絡組織工作，此次發布會得到國內近40家新聞媒體及汽車專業媒體的關注和支持，中央電視臺《朝聞天下》、中國教育電視臺《中國教育報道》等欄目，北京電視臺等電視媒體多次報道，新華社、《人民日報》《光明日報》《北京日報》《中國教育報》《科技日報》《中國科學報》《中國青年報》《中國財經報》《環球時報》等二十余家平媒在各大版面進行報道，央視網、人民網、光明網、環球網、千龍網、中國青年網、鳳凰網、騰訊網、網易、新浪、等數十家網絡媒體先后發布或轉載報道，技術成果引起社會各界廣泛關注，截至目前各類媒體共計發布及轉載近1300次。
【央視新聞頻道】《朝聞天下》面向冬奧環境的新能源汽車與低溫電池技術成果
綠色冬奧，綠色交通是關鍵，既要保證賽會通勤的可靠性與安全性，又要保證低污染、低能耗，電動客車將在冬奧會的服務保障中將承擔重要角色。
但我們知道，鋰電池有“體恤怕冷”的低溫特性。作為2022年北京冬奧會舉辦地之一的河北省張家口地區，冬季平均溫度處于-10℃左右，而崇禮室外賽區在極寒時溫度將降至-23℃。面對低溫條件，按照現有的技術，電動車輛動力電池的充、放電特性將變差。
該如何解決電動車低溫條件下的續航問題，提升在冬奧會不同地區場館之間的通勤能力和可靠性呢？
崇禮的低溫，將給電動汽車帶來“極限挑戰”
我們知道，電池的工作原理是內部的電解質通過化學反應的變化，在正負極出現電勢差從而產生電流。以鋰離子技術為動力電池具有電壓高、比能量高、循環性能好等優點，在手機、電腦以及電動汽車領域得到廣泛應用。但在低溫條件下，蓄電池的電解液、電極材料以及隔膜的化學活性大幅度降低，導致電池在低溫條件下的放電性能變差，放電電壓降低，放電容量明顯減小。
以我們平常使用的智能手機為例，說明書中一般標注的理想使用溫度帶介于16℃至22℃之間，可以正常使用的溫度區間是0℃至35℃，而可以存放的溫度范圍是-20℃至45℃。因此，智能手機在低溫戶外出現自動關機的情況，一般也是由于溫度降低，電池性能下降引起的。有分析數據稱，常溫中電動汽車續航160公里情況下，在-6℃時，續航僅為69公里，而在-25℃的極寒溫度下，電池將無法工作。
作為2022年北京冬奧會舉辦地之一的河北省張家口地區，與北京相距兩百多公里，冬季平均溫度處于-10℃左右，而崇禮室外賽區在極寒時溫度將降至-23℃。面對低溫條件，按照現有的技術，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，進而導致車輛續駛里程及整車動力性能顯著下降，充電時間明顯延長。
“黑科技”給鋰電池“防寒保暖”
今天在京召開的“面向冬奧環境的新能源汽車與低溫電池技術成果發布會”上，北京理工大學與相關企業聯合共同發布了新型電池技術，有望徹底解決電池“怕冷”的問題。
根據科研團隊介紹，在解決電動汽車動力電池低溫應用方面，傳統解決方案是采用外部加熱方式，但是這種電池加熱系統能耗高、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加熱方式，一般是通過電阻絲(PTC)加熱，其制熱能效比很低，加熱速度慢，在加熱電池的同時，并不能滿足車內乘坐的舒適性要求。
電動車輛國家工程實驗室主任、北京理工大學機械與車輛學院教授孫逢春介紹：“此次發布的低溫自加熱電池系統適用于北方冬季較低的氣溫，-30℃時基于自加熱的方式在幾十秒內使電池溫度上升到0℃以上，從而激活動力電池的正常應用。該技術通過物理方法解決電池低溫問題，適用于目前各種電池體系，能夠徹底解決電動汽車在冬季續駛里程急劇下降、無法啟動、衰減、安全隱患等諸多難題。”
這種新型自加熱的電池技術，就相當于在傳統電芯內部插入高效的加熱鎳箔片，給電池帶上“暖寶寶”，在電動汽車冷啟動時，在短時間內就能把電池加熱到適宜的工況溫度。這一技術突破有望徹底解決電動汽車在冬季嚴寒條件下續航里程、行駛安全性和行駛舒適性等方面的諸多難題。
全氣候電動汽車離我們還有多遠
車輛的研發和制造是系統性綜合性的工程，電池技術的突破只是走完了基礎階段，整車的研發還要在可靠性、安全性和耐用性上下大量的功夫。
北京市科委相關負責人介紹，北京冬奧會河北賽區地形主要為山區，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。面對復雜路況，現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。總體來說，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模應用。
對此，科研團隊加快整車技術研發，對智能網聯控制技術、驅動電機與自動變速器一體化集成技術、自動變速控制技術、系統智能控制技術以及低溫增焓空調技術進行了重新設計和開發，以求整車達到極高的可靠性和安全性，更好的保障冬奧會的需求。
孫逢春介紹，新能源汽車項目團隊計劃2017年完成搭載低溫電池和低溫增焓冷暖空調的新能源大客車、豪華中巴車和轎車原理樣車的研制；2018年春節前，完成全氣候新能源汽車在高寒地區的驗證試驗；預計至2020年共完成4種車型共11輛產品樣車的開發，并獲得產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。
技術的革新正在打破電動汽車的發展瓶頸，可以預見，不僅是2022年冬奧會，電動汽車的不斷發展將進一步改變人們未來的出行方式。（人民日報中央廚房·半畝方塘工作室 耿炎焱）
【中國教育報】北京理工大學：研發新型電池助力北京冬奧會
中國教育報北京8月31日訊（記者 焦以璇）“在零下30℃的低溫環境下，我們開發的鋰離子動力電池僅需幾十秒就能使溫度上升到0℃以上，徹底解決電動汽車在冬季續駛里程急劇下降、無法啟動等難題。”今天，在面向冬奧環境的新能源汽車與低溫電池技術成果發布會上，北京理工大學電動車輛國家工程實驗室主任孫逢春公布了這一最新技術成果。
據介紹，在奧運交通中大規模使用新能源汽車是節能減排的有效手段。北京理工大學、中信國安盟固利動力科技有限公司和美國EC POWER公司，合作開發了超低溫區域帶自加熱技術的鋰離子動力電池系統產品并進行產業化量產，該技術通過物理方法解決電池低溫問題，適用于各種電池體系。
此外，北京理工大學及理工華創電動車技術團隊還研發出智能網聯整車控制器和無動力中斷自動變速電驅動系統產品，可以滿足低溫環境下整車系統的高效智能控制要求，系統技術通過歐盟認證并實現成套出口。
【科技日報】首款低溫電池問世 電動車再不會怕冷
將服務北京-張家口冬奧會
科技日報北京8月31日電 （記者許茜）電動車怕“冷”，遇上嚴寒，其電池性能會大打折扣。這成為電動車發展的一大障礙。8月31日，全球首款低溫電池產品問世。它可從零下30度快速升溫至0度以上，從而激活動力電池的正常應用。
“在寒冷天氣，電動車的行駛里程可降低40%至50%，且零度以下無法充電，這讓它成了‘溫室花朵’。”該技術團隊負責人之一、北京理工大學教授孫逢春告訴科技日報記者，通常給電池“升溫”的方法是外加熱，但這種方式不僅能耗高且效果也不理想。
產品研發團隊由北京理工大學、中信國安盟固利動力科技有限公司及美國EC Power公司組成。技術人員利用金屬絲通電生熱的原理，在電池電芯上加裝鎳箔片。通電后，鎳箔片產生熱量，使電池內部溫度升高。達到一定溫度后，箔片會自動斷開，保障安全性。“在零下30度的實驗環境，應用這項技術的電池僅用30秒，就能快速升溫至零上，使其放電功率提高6倍以上，充電功率則提高10倍以上。”孫逢春告訴記者，這種操作并不改變電池原有結構，且改造成本極低，適用于鉛酸電池、鋰電池等各類電池。
這款電池將主要服務于2022年北京-張家口冬奧會。“冬奧會期間，室外溫度可能低至零下30度，低溫電池能保證車輛正常運行。”孫逢春說。
他透露，今年12月前，團隊將研制出搭載低溫電池的大客車、中巴車和轎車等3類樣車，并于明年春節前在低溫寒區完成樣車的驗證試驗。
【央視新聞】點贊丨大利好！我國在電動汽車領域有一重磅突破
2022年冬季奧運會將在中國舉行，中國政府再次許下“綠色奧運”的承諾。圍繞這一目標，實現奧運期間的綠色交通是重要環節。8月31日，北京理工大學等科研團隊發布了一項成果：全氣候電池產品研發成功，也就是在所有氣候條件下，包括極端低溫的情況下，電動車的電池還能正常工作。
嚴寒環境，電動車將面臨挑戰
經過調研，北京冬奧會期間，車輛將面臨-20℃至-30℃的低溫，使用新能源汽車面臨著以下挑戰↓↓
動力電池的充、放電特性變差！
電池容量和壽命也會衰減！
這些將導致車輛續駛里程及整車動力性能顯著下降！
北京理工大學電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯席會專家組首席專家：孫逢春：
現在電動汽車（續航里程）已經到了300公里以上沒有問題，但在零下10℃的環境下可能就只能跑幾十公里。北京冬奧會兩個場館之間最遠的，也就是北京的五棵松到張家口的崇禮距離是260公里，電動車在低溫下如何續航是必須解決的問題。
新技術，讓電動車突破低溫禁區
利用金屬在電池內部加熱會產生快速導熱性，孫逢春教授領導的團隊研發出了世界上第一個全氣候電池產品。關鍵技術如下↓↓
在現有的鋰電池中加入了一層金屬鎳鉑片
連通電源，就可以使電池迅速加熱！
孫逢春：在零下30℃的時候，我們電池的溫度二十幾秒就提升到零度以上了，這樣就可以非常好地工作，而且對電池的壽命沒有絲毫影響。這是核心技術所在，也就是說電動車再沒有禁區了，在這個方面是一個具有里程碑意義的原理和技術。
低溫環境，新能源車關鍵技術全攻克
此外，低溫環境下整車系統集成及控制等關鍵技術也獲得突破。自動駕駛與自動充電協同控制技術等，都為冬奧期間新能源汽車的應用奠定了堅實的基礎。
孫逢春：從電池單體、電池系統到整車的系統集成，現在應該說技術上已經全部攻克。我們這些核心關鍵零部件都是按照低溫零下45℃這個標準來進行要求，確保冬奧會期間不出問題。
今年底，全氣候電動汽車將首發
據介紹，全球首批全氣候電動汽車將于今年12月底發布，然后前往漠河等高寒地區進行零下45℃左右的實驗。預計2020年完成4種車型共11輛產品樣車的開發，并開始示范運行。
北京市科學技術委員會副主任：張繼紅
我們要進一步整合北京、全國，乃至國外的一些技術，進行產學研聯合攻關。不管是低溫電池技術，還是無人駕駛技術，2022年冬奧會期間能夠得到一個完整的、全面的呈現。
【科學網】北京理工大學等 發布新能源汽車低溫電池技術
科學網北京9月5日訊（記者 溫才妃）在2022年冬奧會期間，如大規模使用新能源汽車，車輛將面臨-20℃至-30℃的低溫工作環境，此時，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。如何破解這一難題？近日，北京理工大學等單位在“面向冬奧環境的新能源汽車與低溫電池技術成果發布會”上給出了答案。
在科研團隊的努力下，北京理工大學、中信國安盟固利動力科技有限公司和美國EC POWER公司合作，開發了超低溫區域帶自加熱技術的鋰離子動力電池系統產品，并進行產業化量產。
據電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯席會專家組首席專家孫逢春介紹，該電池系統可適用于更低的溫度，-30℃時基于自加熱的方式在幾十秒內使電池溫度上升到0℃以上，從而激活動力電池的正常應用，該技術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，對電動汽車的發展具有里程碑的意義。
據悉，全球首批全氣候電動汽車將于今年12月底發布，然后前往漠河等高寒地區進行-45℃左右的實驗。
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