不惧冬奥超低温！北理工技术团队研发出全气候内部自加热锂离子动力电池系统

从“2008年高科技奥运会”到“2022年绿色冬奥会”，中国新能源汽车的发展将迎来又一次技术飞跃。针对第24届京张冬奥会的严寒天气，8月31日，电动汽车国家工程实验室主任、北京市新能源汽车协会专家组首席专家孙逢春教授首次发布了由北京理工学院领衔的电动汽车技术团队。为冬奥会环境开发的新能源汽车和低温电池的技术成果将使电动汽车不再可用。冬奥会的极寒挑战围绕着“绿色冬奥”的总体目标展开，而奥运会期间实现绿色交通是重要的一环。然而，面对严寒的环境，在冬奥会上使用新能源汽车确实有许多挑战需要克服。

电动汽车国家工程实验室主任、北京市新能源汽车协会专家组首席专家孙逢春教授表示，经调查，2022年冬奥会期间，如果新能源汽车大规模使用，车辆将面临-20℃至-30℃的低温工作环境。作为场馆之一，张家口冬季平均气温在-10℃左右，而崇礼室外赛区在极寒时气温将降至-23℃。众所周知，在低温下，电动汽车动力电池的充放电特性会恶化，容量和寿命也会衰减，这将导致车辆续航里程和车辆动态性能显著下降，充电时间显著增加。长期以来，它很难在东北、西北等寒冷地区推广。目前，解决电动汽车动力电池低温应用的主要解决方案是使用外部加热，但这种电池加热系统能耗高、时间长、效率低、效果差。例如，目前在新能源汽车中广泛使用的电动空调通常采用电阻丝（PTC）加热，其加热能效比较低。在加热电池的同时，它无法满足车内的保暖性和舒适性要求。此外，北京冬奥会河北赛区地形以山地为主。在冬季，道路坡度和冰雪路面将导致非常复杂的驾驶条件。然而，面对复杂的路况，现有的电动新能源汽车普遍智能化程度较低，无法满足冰雪覆盖的低附着力道路等复杂路况的要求，也对新能源汽车的智能自主决策能力提出了很大挑战。一般来说，复杂的路况和低智能化限制了电动汽车在北京冬奥会上的大规模应用。低温电池技术的突破北京理工大学、中信国安蒙古里电力科技有限公司有限公司和美国EC Power有限公司的研究团队在超低温领域联合开发了具有自愈技术的锂离子动力电池系统产品，并进行了工业化批量生产。孙逢春介绍，电池系统可以应用于较低的温度。在-30℃时，电池温度可以在几十秒内通过自加热提高到0℃以上，从而激活动力电池的正常应用。电池系统的比能量可达170Wh/kg，系统可靠性测试已完成5000多次。

该技术通过物理方法解决了电池低温问题，适用于各类电池系统，彻底解决了电动汽车冬季续航里程急剧下降、无法启动、衰减和安全隐患等诸多问题，对电动汽车的发展具有里程碑意义。汽车及关键零部件技术的突破北京理工学院和华创电动汽车技术团队还在纯电动公交车的车辆控制和动力驱动领域取得了一系列核心技术成果，包括智能网联汽车的开发……

无电源中断的控制器（iVCU）和自动变速器电驱动系统产品，能够满足低温环境下车辆系统高效智能控制的要求。该系统技术已通过欧盟认证，并实现了完全出口。北京理工学院还与湖南华强电气合作，开展低温送风增焓技术的应用研究。与PTC加热相比，它具有温度范围宽、能源效率高、安全性好的特点，可以解决温度限制和能源效率低的问题，满足冬奥会电动汽车低温环境加热的要求。北京理工学院还与福田汽车、北汽新能源、宇通客车等车企开展了深度合作，开展了低温环境下的车辆系统集成技术研究，为其在冬奥会期间的应用奠定了坚实的基础。冬奥会新能源汽车发展规划为更好展示中国在新能源汽车领域的研究能力和成果，北京市科委将重点支持面向冬奥会的新能源汽车关键技术开发。针对冬奥会电动汽车面临的低温环境、坡道和结冰道路造成的复杂驾驶条件等应用需求，通过产学研和国际合作，突破汽车动力电池在低温环境下的集成应用等关键技术，高效低温增焓空调、高山环境下的大功率燃料电池系统、自动驾驶和自动充电的协同控制、低温环境下的车辆系统集成控制，开发L4级智能纯电动中型客车、高速燃料电池客车，具有优异低温性能的纯电动客车和乘用车，用于冬奥会示范应用。由北京理工学院、清华大学、梦谷丽、福田客车、北汽新能源、宇通客车和华强电气组成的北京新能源汽车项目组计划在2017年完成配备全气候电池和低温焓空调的新能源客车、豪华小巴和汽车原型车的开发；2018年春节前，完成高寒地区（东北漠河或内蒙古等地）全天候新能源汽车的验证测试。预计到2020年，将开发出四款车型共11款产品原型，并获得产品公告并投入试验和示范应用。同时，重点开展以新能源汽车为基础的智能新能源汽车的开发和示范。

根据北京市政府的规划，为服务“绿色冬奥”，我们应进一步加强技术应用，特别是分布式能源、智能网联和无线充电在北京冬奥会中的应用，并在2019-2020年推进冬奥电动汽车示范区建设，在冬奥区实现电动化的同时，实现燃料电池汽车一定规模的示范应用，努力开展无人驾驶汽车示范运营；

聚焦京津冀充电设施协同发展，构建京津冀一体化城际快速充电网络，有效保障2022年冬奥会绿色出行。2022年冬奥会举办期间，其所在地区将实现新能源汽车全覆盖。从“2008年高科技奥运会”到“2022年绿色冬奥会”，中国新能源汽车的发展将迎来又一次技术飞跃。针对第24届京张冬奥会的严寒天气，8月31日，电动汽车国家工程实验室主任、北京市新能源汽车协会专家组首席专家孙逢春教授首次发布了由北京理工学院领衔的电动汽车技术团队。为冬奥会环境开发的新能源汽车和低温电池的技术成果将使电动汽车不再可用。冬奥会的极寒挑战围绕着“绿色冬奥”的总体目标展开，而奥运会期间实现绿色交通是重要的一环。然而，面对严寒的环境，在冬奥会上使用新能源汽车确实有许多挑战需要克服。

电动汽车国家工程实验室主任、北京市新能源汽车协会专家组首席专家孙逢春教授表示，经调查，2022年冬奥会期间，如果新能源汽车大规模使用，车辆将面临-20℃至-30℃的低温工作环境。作为场馆之一，张家口冬季平均气温在-10℃左右，而崇礼室外赛区在极寒时气温将降至-23℃。众所周知，在低温下，电动汽车动力电池的充放电特性会恶化，容量和寿命也会衰减，这将导致车辆续航里程和车辆动态性能显著下降，充电时间显著增加。长期以来，它很难在东北、西北等寒冷地区推广。目前，解决电动汽车动力电池低温应用的主要解决方案是使用外部加热，但这种电池加热系统能耗高、时间长、效率低、效果差。例如，目前在新能源汽车中广泛使用的电动空调通常采用电阻丝（PTC）加热，其加热能效比较低。在加热电池的同时，它无法满足车内的保暖性和舒适性要求。此外，北京冬奥会河北赛区地形以山地为主。在冬季，道路坡度和冰雪路面将导致非常复杂的驾驶条件。然而，面对复杂的路况，现有的电动新能源汽车普遍智能化程度较低，无法满足冰雪覆盖的低附着力道路等复杂路况的要求，也对新能源汽车的智能自主决策能力提出了很大挑战。一般来说，复杂的路况和低智能化限制了电动汽车在北京冬奥会上的大规模应用。低温电池技术的突破北京理工大学、中信国安蒙古里电力科技有限公司有限公司和美国EC Power有限公司的研究团队在超低温领域联合开发了具有自愈技术的锂离子动力电池系统产品，并进行了工业化批量生产。孙逢春介绍，电池系统可以应用于较低的温度。在-30℃时，电池温度可以在几十秒内通过自加热提高到0℃以上，从而激活动力电池的正常应用。电池系统的比能量可达170Wh/kg，系统可靠性测试已完成5000多次。

该技术通过物理方法解决了电池低温问题，适用于各种电池系统，彻底解决了电动汽车冬季续航里程急剧下降、无法启动、衰减和安全隐患等诸多问题，对电动汽车的发展具有里程碑意义……

电动汽车的发展。汽车及关键零部件技术的突破北京理工学院和华创电动汽车技术团队在纯电动公交车的车辆控制和动力驱动领域也取得了一系列核心技术成果，包括智能网联汽车控制器（iVCU）和无断电自动变速器电驱动系统产品的开发，能够满足低温环境下车辆系统高效智能控制的要求。该系统技术已通过欧盟认证，并实现了完全出口。北京理工学院还与湖南华强电气合作，开展低温送风增焓技术的应用研究。与PTC加热相比，它具有温度范围宽、能源效率高、安全性好的特点，可以解决温度限制和能源效率低的问题，满足冬奥会电动汽车低温环境加热的要求。北京理工学院还与福田汽车、北汽新能源、宇通客车等车企开展了深度合作，开展了低温环境下的车辆系统集成技术研究，为其在冬奥会期间的应用奠定了坚实的基础。冬奥会新能源汽车发展规划为更好展示中国在新能源汽车领域的研究能力和成果，北京市科委将重点支持面向冬奥会的新能源汽车关键技术开发。针对冬奥会电动汽车面临的低温环境、坡道和结冰道路造成的复杂驾驶条件等应用需求，通过产学研和国际合作，突破汽车动力电池在低温环境下的集成应用等关键技术，高效低温增焓空调、高山环境下的大功率燃料电池系统、自动驾驶和自动充电的协同控制、低温环境下的车辆系统集成控制，开发L4级智能纯电动中型客车、高速燃料电池客车，具有优异低温性能的纯电动客车和乘用车，用于冬奥会示范应用。由北京理工学院、清华大学、梦谷丽、福田客车、北汽新能源、宇通客车和华强电气组成的北京新能源汽车项目组计划在2017年完成配备全气候电池和低温焓空调的新能源客车、豪华小巴和汽车原型车的开发；2018年春节前，完成高寒地区（东北漠河或内蒙古等地）全天候新能源汽车的验证测试。预计到2020年，将开发出四款车型共11款产品原型，并获得产品公告并投入试验和示范应用。同时，重点开展以新能源汽车为基础的智能新能源汽车的开发和示范。

根据北京市政府的规划，为服务“绿色冬奥”，我们应进一步加强技术应用，特别是分布式能源、智能网联和无线充电在北京冬奥会中的应用，并在2019-2020年推进冬奥电动汽车示范区建设，在冬奥区实现电动化的同时，实现燃料电池汽车一定规模的示范应用，努力开展无人驾驶汽车示范运营；聚焦京津冀充电设施协同发展，构建京津冀一体化城际快速充电网络，有效保障2022年冬奥会绿色出行。2022年冬奥会举办期间，其所在地区将实现新能源汽车全覆盖。

标签：北京福田宇通客车

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