“全天候电池”的秘密武器

　　低温环境作为新能源汽车发展的全球性难题，历来为行业所关注，2020年北京-张家口冬奥会上，国产电动汽车能不能像2008年北京奥运会上那样精彩亮相，其核心关键就是如何攻克低温技术。

　　在解决电动汽车动力电池低温应用方面，过去的主要解决方案是采用外部加热方式，但这种加热系统能耗高、时间长、效率低、效果差。例如目前新能源汽车广泛采用的电动空调加热方式，一般是通过电阻丝(PTC)加热，其制热能效比很低，在加热电池的同时，则不能满足车内乘坐温暖舒适性要求。而在东北，公交客车上更普遍的做法是采用燃油加热器(俗称燃油小锅炉)取暖，这种“土办法”显然不适合冬奥会的要求。

　　此外，北京冬奥会河北赛区地形主要为山区，进入冬季，道路坡度与冰雪路面等将导致车辆行驶工况十分复杂，现有的新能源车辆尚无法满足冰雪覆盖的低附着路面等复杂路况，这也对新能源汽车智能自主决策能力提出了较大挑战。

　　根据北京市政府规划，在科技部、北京市科协的支持下，北京理工大学、盟固利、和美国EC POWER公司等单位合作开发了超低温区域带自加热技术的锂离子动力电池系统产品并进行产业化量产，该电池系统可适用于更低的温度，-30°时基于自加热的方式在几十秒内使电池温度上升到0 °以上，从而激活动力电池的正常应用，该技术通过物理方法解决电池低温问题，适用于各种电池体系，彻底解决了电动汽车在冬季续驶里程急剧下降、无法启动、衰减、安全隐患等诸多难题。

　　据孙逢春教授告诉客车网，这种“全天候电池”技术实际上是在现有的锂电池中加入了一层金属镍铂片，连通电源后，就可以使电池迅速加热，而且这项技术不需要改变锂电池的原有工艺和材料，兼容磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂、钛酸锂等各种动力电池。

　　“全天候电池”的智能化应用

　　据电动车辆国家工程实验室副主任、北京理工大学林程教授向客车网介绍，这项被媒体称之为“全天候电池”的超低温区域带自加热技术的锂离子动力电池系统，是在现有电池上增加镍铂片技术，给电池一个最佳反应条件，用以提升动力和整车控制性能。具体在电动汽车应用当中，集中体现为以下四个特性：

　　1.不改变现有锂电池的制造工艺和材料，只是通过新技术让电池快速接通、加热和断开，有效提升电池动力性能和安全性，宽温范围达到零下45°。

　　2.在该技术的基础上，开展低温补气增焓技术的应用研究，与PTC制热相比，具有宽温区、高能效、安全性好等特点，解决温度受限及能效低的难题，可以满足冬奥电动汽车低温环境制热的要求。

　　3.在该技术的基础上，研发出智能网联整车控制器(IVCU)和无动力中断自动变速电驱动系统产品，可以满足低温环境下整车系统的高效智能控制要。

　　4.在该技术的基础上，研究低温条件下，其他零部件的适应能力和性能。

　　也就是说，通过该项技术，基本解决了电动汽车在低温环境下各项主要指标，比如电池、电机、电控、电空调以及其他主要零部件的核心技术难题，对电动汽车的发展具有里程碑的意义。

　　“全天候电池”的时间发展节点

　　据孙逢春介绍，在现有的锂电池中加入了这层金属镍铂片，连通电源后，零下30度的时候，二十几秒时间就可以让电池的温度增到零度以上。当温度升到零度以上，电池就可以非常好地工作，而且对电池的寿命没有丝毫的影响。有了这个核心技术，说电动车再没有禁区了。

　　而且孙逢春团队针对这些核心关键零部件的研发，都是按照低温零下45(摄氏度)这个标准来进行要求，确保冬奥会零下23度的时候不出问题。

　　客车网获悉，目前从电池单体到电池系统到整车的系统集成，技术方面全部攻克，在2017年12月31日之前，由北理工、盟固利、清华大学、北汽福田客车、北汽新能源、宇通客车、华强空调联合的组建 “全气候动力电池在电动车辆的工程化应用”团队将完成搭载全气候电池和低温增焓空调三类样车，分别是福田12米大客车、北汽新能源乘用车、宇通高端商务车。预计至2020年共完成4种车型共11辆产品样车的开发，并获得产品公告并投入试验示范应用。

　　此外，针对冬奥会期间使用的客车和乘用车，将由北京理工大学和理工华创协同整车企业在2018年春节前在漠河或内蒙古完成低温寒区样车实验，并在2019年-2020年完成全气候新能源汽车产品定型和示范考核。

　　孙逢春教授表示，欢迎业内更多的企业参与进来，与我们一起为中国电动汽车的事业而努力。

　　后记

　　随着我国新能源汽车的快速发展，我们国家在核心技术方面取得了明显进步，动力电池、关键材料的国产化进程快速提升，能量密度提升、成本显著降低、安全性和工艺技术持续改进。但要实现弯道超车，保持全球技术领先，我们还需要不断努力，而低温技术的突破，就是我国电动汽车持续创新发展能力的重要证明。

　　孙逢春及电动车辆国家工程实验室介绍

　　孙逢春，原北京理工大学副校长兼研究生院院长、北京理工大学机械与车辆学院院长。现电动车辆国家工程实验室主任、北京市新能源汽车联席会专家组首席专家。1999年度教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，电动车辆国家工程实验室主任，提出并构建了我国电动商用车、充/换电站系统、清洁交通等系统技术体系，作为第一完成人获国家技术发明奖二等奖2项、国家科技进步奖二等奖1项、何梁何利奖1项及省部级奖多项。

　　早在上个世纪五十年代末，北京理工大学电动车辆工程技术中心就开始引进苏联制造的电传动军用车辆进行电传动研究工作，从1992年开始参加原国防科工委组织的电动车辆研究开发工作。2008年由国家发改委授权，北理工电动车辆工程技术中心成立了电动车辆国家工程实验室，这是国内最早从事电动车辆研究的单位，也是国家863计划驱动电机授权检测基地。

　　该实验室成功研制了纯电动旅游客车、纯电动低地板公交客车、混合动力电动旅游客车、燃料电池汽车、纯电动轿车等共20余种电动车辆整车，其中10种整车产品列入我国国家汽车产品公告。开发了续流增磁电机及其控制器、一体化电驱动机械式自动变速系统、支持快速更换的标准化电池系统等具有自主知识产权的电动汽车关键零部件产品。在奥运史上，首次实施了中心区零排放电动客车工程在国内外产生重大反响和积极评价，受到国家表彰，并建造了国际上第一座具备电池更换功能的奥运公交车充电站，以及国际上规模最大、功能最完善的上海世博电动公交车充电站和广州亚运会充电站等。