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　　“全天候電池”的秘密武器

　　低溫環境作為新能源汽車發展的全球性難題，歷來為行業所關注，2020年北京-張家口冬奧會上，國產電動汽車能不能像2008年北京奧運會上那樣精彩亮相，其核心關鍵就是如何攻克低溫技術。

　　在解決電動汽車動力電池低溫應用方面，過去的主要解決方案是采用外部加熱方式，但這種加熱系統能耗高、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，在加熱電池的同時，則不能滿足車內乘坐溫暖舒適性要求。而在東北，公交客車上更普遍的做法是采用燃油加熱器(俗稱燃油小鍋爐)取暖，這種“土辦法”顯然不適合冬奧會的要求。

　　此外，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，現有的新能源車輛尚無法滿足冰雪覆蓋的低附著路面等復雜路況，這也對新能源汽車智能自主決策能力提出了較大挑戰。

　　根據北京市政府規劃，在科技部、北京市科協的支持下，北京理工大學、盟固利、和美國EC POWER公司等單位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。

　　據孫逢春教授告訴客車網，這種“全天候電池”技術實際上是在現有的鋰電池中加入了一層金屬鎳鉑片，連通電源后，就可以使電池迅速加熱，而且這項技術不需要改變鋰電池的原有工藝和材料，兼容磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元鋰、鈦酸鋰等各種動力電池。

　　“全天候電池”的智能化應用

　　據電動車輛國家工程實驗室副主任、北京理工大學林程教授向客車網介紹，這項被媒體稱之為“全天候電池”的超低溫區域帶自加熱技術的鋰離子動力電池系統，是在現有電池上增加鎳鉑片技術，給電池一個最佳反應條件，用以提升動力和整車控制性能。具體在電動汽車應用當中，集中體現為以下四個特性：

　　1.不改變現有鋰電池的制造工藝和材料，只是通過新技術讓電池快速接通、加熱和斷開，有效提升電池動力性能和安全性，寬溫范圍達到零下45°。

　　2.在該技術的基礎上，開展低溫補氣增焓技術的應用研究，與PTC制熱相比，具有寬溫區、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境制熱的要求。

　　3.在該技術的基礎上，研發出智能網聯整車控制器(IVCU)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。

　　4.在該技術的基礎上，研究低溫條件下，其他零部件的適應能力和性能。

　　也就是說，通過該項技術，基本解決了電動汽車在低溫環境下各項主要指標，比如電池、電機、電控、電空調以及其他主要零部件的核心技術難題，對電動汽車的發展具有里程碑的意義。

　　“全天候電池”的時間發展節點

　　據孫逢春介紹，在現有的鋰電池中加入了這層金屬鎳鉑片，連通電源后，零下30度的時候，二十幾秒時間就可以讓電池的溫度增到零度以上。當溫度升到零度以上，電池就可以非常好地工作，而且對電池的壽命沒有絲毫的影響。有了這個核心技術，說電動車再沒有禁區了。

　　而且孫逢春團隊針對這些核心關鍵零部件的研發，都是按照低溫零下45(攝氏度)這個標準來進行要求，確保冬奧會零下23度的時候不出問題。

　　客車網獲悉，目前從電池單體到電池系統到整車的系統集成，技術方面全部攻克，在2017年12月31日之前，由北理工、盟固利、清華大學、北汽福田客車、北汽新能源、宇通客車、華強空調聯合的組建 “全氣候動力電池在電動車輛的工程化應用”團隊將完成搭載全氣候電池和低溫增焓空調三類樣車，分別是福田12米大客車、北汽新能源乘用車、宇通高端商務車。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。

　　此外，針對冬奧會期間使用的客車和乘用車，將由北京理工大學和理工華創協同整車企業在2018年春節前在漠河或內蒙古完成低溫寒區樣車實驗，并在2019年-2020年完成全氣候新能源汽車產品定型和示范考核。

　　孫逢春教授表示，歡迎業內更多的企業參與進來，與我們一起為中國電動汽車的事業而努力。

　　后記

　　隨著我國新能源汽車的快速發展，我們國家在核心技術方面取得了明顯進步，動力電池、關鍵材料的國產化進程快速提升，能量密度提升、成本顯著降低、安全性和工藝技術持續改進。但要實現彎道超車，保持全球技術領先，我們還需要不斷努力，而低溫技術的突破，就是我國電動汽車持續創新發展能力的重要證明。

　　孫逢春及電動車輛國家工程實驗室介紹

　　孫逢春，原北京理工大學副校長兼研究生院院長、北京理工大學機械與車輛學院院長。現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。1999年度教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授，電動車輛國家工程實驗室主任，提出并構建了我國電動商用車、充/換電站系統、清潔交通等系統技術體系，作為第一完成人獲國家技術發明獎二等獎2項、國家科技進步獎二等獎1項、何梁何利獎1項及省部級獎多項。

　　早在上個世紀五十年代末，北京理工大學電動車輛工程技術中心就開始引進蘇聯制造的電傳動軍用車輛進行電傳動研究工作，從1992年開始參加原國防科工委組織的電動車輛研究開發工作。2008年由國家發改委授權，北理工電動車輛工程技術中心成立了電動車輛國家工程實驗室，這是國內最早從事電動車輛研究的單位，也是國家863計劃驅動電機授權檢測基地。

　　該實驗室成功研制了純電動旅游客車、純電動低地板公交客車、混合動力電動旅游客車、燃料電池汽車、純電動轎車等共20余種電動車輛整車，其中10種整車產品列入我國國家汽車產品公告。開發了續流增磁電機及其控制器、一體化電驅動機械式自動變速系統、支持快速更換的標準化電池系統等具有自主知識產權的電動汽車關鍵零部件產品。在奧運史上，首次實施了中心區零排放電動客車工程在國內外產生重大反響和積極評價，受到國家表彰，并建造了國際上第一座具備電池更換功能的奧運公交車充電站，以及國際上規模最大、功能最完善的上海世博電動公交車充電站和廣州亞運會充電站等。