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【媒体大咖话北理】北理工“黑科技”助力电动车再不惧冬奥崇礼超低温

发布日期：2017-08-31 供稿：党委宣传部编辑：张长鑫审核：王征阅读次数：

　　【编者按】 8月31日，由乐动（中国）、中信国安盟固利动力科技有限公司主办、北京理工华创电动车技术公司承办的“面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果发布会”在京召开。发布会上，电动车辆国家工程实验室主任、乐动（中国）机械与车辆学院教授孙逢春进行了技术成果发布，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，对电动汽车的发展具有里程碑意义。

　　党委宣传部提前密切跟踪新闻线索，积极策划，做好媒体联络组织工作，此次发布会得到国内近40家新闻媒体及汽车专业媒体的关注和支持，中央电视台《朝闻天下》、中国教育电视台《中国教育报道》等栏目，北京电视台等电视媒体多次报道，新华社、《人民日报》《光明日报》《北京日报》《中国教育报》《科技日报》《中国科学报》《中国青年报》《中国财经报》《环球时报》等二十余家平媒在各大版面进行报道，央视网、人民网、光明网、环球网、千龙网、中国青年网、凤凰网、腾讯网、网易、新浪、等数十家网络媒体先后发布或转载报道，技术成果引起社会各界广泛关注，截至目前各类媒体共计发布及转载近1300次。

　　【央视新闻频道】《朝闻天下》面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果

【人民日报·中央厨房】“黑科技”助力电动车再不惧冬奥崇礼超低温

　　绿色冬奥，绿色交通是关键，既要保证赛会通勤的可靠性与安全性，又要保证低污染、低能耗，电动客车将在冬奥会的服务保障中将承担重要角色。

　　但我们知道，锂电池有“体恤怕冷”的低温特性。作为2022年北京冬奥会举办地之一的河北省张家口地区，冬季平均温度处于-10℃左右，而崇礼室外赛区在极寒时温度将降至-23℃。面对低温条件，按照现有的技术，电动车辆动力电池的充、放电特性将变差。

　　该如何解决电动车低温条件下的续航问题，提升在冬奥会不同地区场馆之间的通勤能力和可靠性呢？

　　崇礼的低温，将给电动汽车带来“极限挑战”

　　我们知道，电池的工作原理是内部的电解质通过化学反应的变化，在正负极出现电势差从而产生电流。以锂离子技术为动力电池具有电压高、比能量高、循环性能好等优点，在手机、电脑以及电动汽车领域得到广泛应用。但在低温条件下，蓄电池的电解液、电极材料以及隔膜的化学活性大幅度降低，导致电池在低温条件下的放电性能变差，放电电压降低，放电容量明显减小。

　　以我们平常使用的智能手机为例，说明书中一般标注的理想使用温度带介于16℃至22℃之间，可以正常使用的温度区间是0℃至35℃，而可以存放的温度范围是-20℃至45℃。因此，智能手机在低温户外出现自动关机的情况，一般也是由于温度降低，电池性能下降引起的。有分析数据称，常温中电动汽车续航160公里情况下，在-6℃时，续航仅为69公里，而在-25℃的极寒温度下，电池将无法工作。

　　作为2022年北京冬奥会举办地之一的河北省张家口地区，与北京相距两百多公里，冬季平均温度处于-10℃左右，而崇礼室外赛区在极寒时温度将降至-23℃。面对低温条件，按照现有的技术，电动车辆动力电池的充、放电特性将变差，容量和寿命也会衰减，进而导致车辆续驶里程及整车动力性能显著下降，充电时间明显延长。

　　“黑科技”给锂电池“防寒保暖”

　　今天在京召开的“面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果发布会”上，乐动（中国）与相关企业联合共同发布了新型电池技术，有望彻底解决电池“怕冷”的问题。

　　根据科研团队介绍，在解决电动汽车动力电池低温应用方面，传统解决方案是采用外部加热方式，但是这种电池加热系统能耗高、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，加热速度慢，在加热电池的同时，并不能满足车内乘坐的舒适性要求。

　　电动车辆国家工程实验室主任、乐动（中国）机械与车辆学院教授孙逢春介绍：“此次发布的低温自加热电池系统适用于北方冬季较低的气温，-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，适用于目前各种电池体系，能够彻底解决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。”

　　这种新型自加热的电池技术，就相当于在传统电芯内部插入高效的加热镍箔片，给电池带上“暖宝宝”，在电动汽车冷启动时，在短时间内就能把电池加热到适宜的工况温度。这一技术突破有望彻底解决电动汽车在冬季严寒条件下续航里程、行驶安全性和行驶舒适性等方面的诸多难题。

　　全气候电动汽车离我们还有多远

　　车辆的研发和制造是系统性综合性的工程，电池技术的突破只是走完了基础阶段，整车的研发还要在可靠性、安全性和耐用性上下大量的功夫。

　　北京市科委相关负责人介绍，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。面对复杂路况，现有以电动为主的新能源车辆智能化程度普遍较低，尚无法满足冰雪覆盖的低附着路面等复杂路况对车辆智能化的要求，也对新能源汽车智能自主决策能力提出了较大挑战。总体来说，复杂路况和低智能化制约了电动汽车在北京冬奥会中的大规模应用。

　　对此，科研团队加快整车技术研发，对智能网联控制技术、驱动电机与自动变速器一体化集成技术、自动变速控制技术、系统智能控制技术以及低温增焓空调技术进行了重新设计和开发，以求整车达到极高的可靠性和安全性，更好的保障冬奥会的需求。

　　孙逢春介绍，新能源汽车项目团队计划2017年完成搭载低温电池和低温增焓冷暖空调的新能源大客车、豪华中巴车和轿车原理样车的研制；2018年春节前，完成全气候新能源汽车在高寒地区的验证试验；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。同时，将以新能源汽车为基础和主线，重点攻关智能新能源汽车的研制和示范。

　　技术的革新正在打破电动汽车的发展瓶颈，可以预见，不仅是2022年冬奥会，电动汽车的不断发展将进一步改变人们未来的出行方式。（人民日报中央厨房·半亩方塘工作室耿炎焱）

　　【中国教育报】乐动（中国）：研发新型电池助力北京冬奥会

　　中国教育报北京8月31日讯（记者焦以璇）“在零下30℃的低温环境下，我们开发的锂离子动力电池仅需几十秒就能使温度上升到0℃以上，彻底解决电动汽车在冬季续驶里程急剧下降、无法启动等难题。”今天，在面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果发布会上，乐动（中国）电动车辆国家工程实验室主任孙逢春公布了这一最新技术成果。

　　据介绍，在奥运交通中大规模使用新能源汽车是节能减排的有效手段。乐动（中国）、中信国安盟固利动力科技有限公司和美国EC POWER公司，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。

　　此外，乐动（中国）及理工华创电动车技术团队还研发出智能网联整车控制器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求，系统技术通过欧盟认证并实现成套出口。

　　【科技日报】首款低温电池问世电动车再不会怕冷

　　将服务北京-张家口冬奥会

　　科技日报北京8月31日电（记者许茜）电动车怕“冷”，遇上严寒，其电池性能会大打折扣。这成为电动车发展的一大障碍。8月31日，全球首款低温电池产品问世。它可从零下30度快速升温至0度以上，从而激活动力电池的正常应用。

　　“在寒冷天气，电动车的行驶里程可降低40%至50%，且零度以下无法充电，这让它成了‘温室花朵’。”该技术团队负责人之一、乐动（中国）教授孙逢春告诉科技日报记者，通常给电池“升温”的方法是外加热，但这种方式不仅能耗高且效果也不理想。

　　产品研发团队由乐动（中国）、中信国安盟固利动力科技有限公司及美国EC Power公司组成。技术人员利用金属丝通电生热的原理，在电池电芯上加装镍箔片。通电后，镍箔片产生热量，使电池内部温度升高。达到一定温度后，箔片会自动断开，保障安全性。“在零下30度的实验环境，应用这项技术的电池仅用30秒，就能快速升温至零上，使其放电功率提高6倍以上，充电功率则提高10倍以上。”孙逢春告诉记者，这种操作并不改变电池原有结构，且改造成本极低，适用于铅酸电池、锂电池等各类电池。

　　这款电池将主要服务于2022年北京-张家口冬奥会。“冬奥会期间，室外温度可能低至零下30度，低温电池能保证车辆正常运行。”孙逢春说。

　　他透露，今年12月前，团队将研制出搭载低温电池的大客车、中巴车和轿车等3类样车，并于明年春节前在低温寒区完成样车的验证试验。

　　【央视新闻】点赞丨大利好！我国在电动汽车领域有一重磅突破

　　2022年冬季奥运会将在中国举行，中国政府再次许下“绿色奥运”的承诺。围绕这一目标，实现奥运期间的绿色交通是重要环节。8月31日，乐动（中国）等科研团队发布了一项成果：全气候电池产品研发成功，也就是在所有气候条件下，包括极端低温的情况下，电动车的电池还能正常工作。

　　严寒环境，电动车将面临挑战
　　经过调研，北京冬奥会期间，车辆将面临-20℃至-30℃的低温，使用新能源汽车面临着以下挑战↓↓

　　动力电池的充、放电特性变差！
　　电池容量和寿命也会衰减！
　　这些将导致车辆续驶里程及整车动力性能显著下降！

　　乐动（中国）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：孙逢春：
　　现在电动汽车（续航里程）已经到了300公里以上没有问题，但在零下10℃的环境下可能就只能跑几十公里。北京冬奥会两个场馆之间最远的，也就是北京的五棵松到张家口的崇礼距离是260公里，电动车在低温下如何续航是必须解决的问题。

　　新技术，让电动车突破低温禁区
利用金属在电池内部加热会产生快速导热性，孙逢春教授领导的团队研发出了世界上第一个全气候电池产品。关键技术如下↓↓

　　在现有的锂电池中加入了一层金属镍铂片
连通电源，就可以使电池迅速加热！

　　孙逢春：在零下30℃的时候，我们电池的温度二十几秒就提升到零度以上了，这样就可以非常好地工作，而且对电池的寿命没有丝毫影响。这是核心技术所在，也就是说电动车再没有禁区了，在这个方面是一个具有里程碑意义的原理和技术。

　　低温环境，新能源车关键技术全攻克

　　此外，低温环境下整车系统集成及控制等关键技术也获得突破。自动驾驶与自动充电协同控制技术等，都为冬奥期间新能源汽车的应用奠定了坚实的基础。

　　　　孙逢春：从电池单体、电池系统到整车的系统集成，现在应该说技术上已经全部攻克。我们这些核心关键零部件都是按照低温零下45℃这个标准来进行要求，确保冬奥会期间不出问题。

　　　　今年底，全气候电动汽车将首发

　　　　据介绍，全球首批全气候电动汽车将于今年12月底发布，然后前往漠河等高寒地区进行零下45℃左右的实验。预计2020年完成4种车型共11辆产品样车的开发，并开始示范运行。

　　　　北京市科学技术委员会副主任：张继红

　　　　我们要进一步整合北京、全国，乃至国外的一些技术，进行产学研联合攻关。不管是低温电池技术，还是无人驾驶技术，2022年冬奥会期间能够得到一个完整的、全面的呈现。

　　【科学网】乐动（中国）等发布新能源汽车低温电池技术

　　科学网北京9月5日讯（记者温才妃）在2022年冬奥会期间，如大规模使用新能源汽车，车辆将面临-20℃至-30℃的低温工作环境，此时，电动车辆动力电池的充、放电特性将变差，容量和寿命也会衰减。如何破解这一难题？近日，乐动（中国）等单位在“面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果发布会”上给出了答案。

　　在科研团队的努力下，乐动（中国）、中信国安盟固利动力科技有限公司和美国EC POWER公司合作，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。

　　据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孙逢春介绍，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，对电动汽车的发展具有里程碑的意义。

　　据悉，全球首批全气候电动汽车将于今年12月底发布，然后前往漠河等高寒地区进行-45℃左右的实验。

　　相关报道链接

　　【中央电视台】冬奥新能源汽车关键技术取得突破

　　【中国教育电视台】面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果面世

　　【北京电视台】北理工研发“动力电池” 解决冬奥会电动汽车续驰难题

　　【人民日报·中央厨房】“黑科技”助力电动车再不惧冬奥崇礼超低温

　　【人民日报政文】“黑科技”助力电动车再不惧冬奥崇礼超低温

　　【中国教育报】乐动（中国）：研发新型电池助力北京冬奥会

　　【中国科学报】冬奥新能源汽车与低温电池技术获突破

　　【中国日报】面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果发布会在京召开

　　【中国新闻社】面向冬奥环境的新能源汽车与低温电池技术成果面世

　　【科技日报】首款低温电池问世电动车再不会怕冷