綠色冬奧，綠色交通是關(guān)鍵，既要保證賽會(huì)通勤的可靠性與安全性，又要保證低污染、低能耗，電動(dòng)客車將在冬奧會(huì)的服務(wù)保障中將承擔(dān)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(huì)舉辦地之一的河北省張家口地區(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℃。面對(duì)低溫條件，按照現(xiàn)有的技術(shù)，電動(dòng)車輛動(dòng)力電池的充、放電特性將變差。

該如何解決電動(dòng)車低溫條件下的續(xù)航問(wèn)題，提升在冬奧會(huì)不同地區(qū)場(chǎng)館之間的通勤能力和可靠性呢?

崇禮的低溫，將給電動(dòng)汽車帶來(lái)“極限挑戰(zhàn)”

我們知道，電池的工作原理是內(nèi)部的電解質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的變化，在正負(fù)極出現(xiàn)電勢(shì)差從而產(chǎn)生電流。以鋰離子技術(shù)為動(dòng)力電池具有電壓高、比能量高、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)、電腦以及電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(xué)活性大幅度降低，導(dǎo)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(jī)為例，說(shuō)明書中一般標(biāo)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(qū)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(jī)在低溫戶外出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)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(shù)據(jù)稱，常溫中電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航160公里情況下，在-6℃時(shí)，續(xù)航僅為69公里，而在-25℃的極寒溫度下，電池將無(wú)法工作。

作為2022年北京冬奧會(huì)舉辦地之一的河北省張家口地區(qū)，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(qū)在極寒時(shí)溫度將降至-23℃。面對(duì)低溫條件，按照現(xiàn)有的技術(shù)，電動(dòng)車輛動(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)致車輛續(xù)駛里程及整車動(dòng)力性能顯著下降，充電時(shí)間明顯延長(zhǎng)。

“黑科技”給鋰電池“防寒保暖”

今天在京召開(kāi)的“面向冬奧環(huán)境的新能源汽車與低溫電池技術(shù)成果發(fā)布會(huì)”上，北京理工大學(xué)與相關(guān)企業(yè)聯(lián)合共同發(fā)布了新型電池技術(shù)，有望徹底解決電池“怕冷”的問(wèn)題。

根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)介紹，在解決電動(dòng)汽車動(dòng)力電池低溫應(yīng)用方面，傳統(tǒng)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，加熱速度慢，在加熱電池的同時(shí)，并不能滿足車內(nèi)乘坐的舒適性要求。

電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院教授孫逢春介紹：“此次發(fā)布的低溫自加熱電池系統(tǒng)適用于北方冬季較低的氣溫，-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。該技術(shù)通過(guò)物理方法解決電池低溫問(wèn)題，適用于目前各種電池體系，能夠徹底解決電動(dòng)汽車在冬季續(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。”

這種新型自加熱的電池技術(shù)，就相當(dāng)于在傳統(tǒng)電芯內(nèi)部插入高效的加熱鎳箔片，給電池帶上“暖寶寶”，在電動(dòng)汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)就能把電池加熱到適宜的工況溫度。這一技術(shù)突破有望徹底解決電動(dòng)汽車在冬季嚴(yán)寒條件下續(xù)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(dòng)汽車離我們還有多遠(yuǎn)

車輛的研發(fā)和制造是系統(tǒng)性綜合性的工程，電池技術(shù)的突破只是走完了基礎(chǔ)階段，整車的研發(fā)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(guān)負(fù)責(zé)人介紹，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)致車輛行駛工況十分復(fù)雜。面對(duì)復(fù)雜路況，現(xiàn)有以電動(dòng)為主的新能源車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)車輛智能化的要求，也對(duì)新能源汽車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)汽車在北京冬奧會(huì)中的大規(guī)模應(yīng)用。

對(duì)此，科研團(tuán)隊(duì)加快整車技術(shù)研發(fā)，對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與自動(dòng)變速器一體化集成技術(shù)、自動(dòng)變速控制技術(shù)、系統(tǒng)智能控制技術(shù)以及低溫增焓空調(diào)技術(shù)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，以求整車達(dá)到極高的可靠性和安全性，更好的保障冬奧會(huì)的需求。

孫逢春介紹，新能源汽車項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)計(jì)劃2017年完成搭載低溫電池和低溫增焓冷暖空調(diào)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(jié)前，完成全氣候新能源汽車在高寒地區(qū)的驗(yàn)證試驗(yàn);預(yù)計(jì)至2020年共完成4種車型共11輛產(chǎn)品樣車的開(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)，將以新能源汽車為基礎(chǔ)和主線，重點(diǎn)攻關(guān)智能新能源汽車的研制和示范。

技術(shù)的革新正在打破電動(dòng)汽車的發(fā)展瓶頸，可以預(yù)見(jiàn)，不僅是2022年冬奧會(huì)，電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展將進(jìn)一步改變?nèi)藗兾磥?lái)的出行方式。