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孙逢春院士挂帅科技攻关突破欧辉电动客车极寒禁区

2019-01-23 作者:唐果 来源:客车文明网

  近年来,随着新能源汽车产业的高速发展,电动客车技术与应用也有很大的突破。根据数据显示,2018年,纯电动商用车产销分别完成19.4万辆和19.6万辆,产销量比上年同期分别增长3%和6.3%。不过,在高增长的销量数据背后,低温禁区始终是困扰国内外新能源汽车企的难题。

  据悉,在低温环境下,电动客车会遇到诸多难题,例如在室外长时间放置后,电动客车会出现电池没电的情况;在低温环境下充电的时间也慢于正常气温,在行驶过程中电池的里程也降低的较快等。

  举例而言,一辆电动车的续航里程是400公里,如果在东北、西北或高寒地带行驶的话,冬天一旦开空调其续航里程可能不到100公里。电池在低温条件下性能、电池的容量和寿命衰减和大打“折扣”限制了电动车在东北、西北或高寒地带的发展。不过,随着孙逢春团队的研究,或将解决这一历史难题。

  实际上,中国工程院院士、电动车辆国家工程实验室主任孙逢春院士及其团队一直在着手解决电动客车低温禁区这一难题。据悉,为了突破技术难题,孙逢春院士联合北京理工大学、福田汽车、盟固利公司等通过与美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳教授合作,开展全气候电池技术研发及整车集成开发,取得了阶段性成果,在极寒环境中获得了理想的测试效果。搭载全气候电池技术的电动客车汽车可以简单理解为适应各种环境气候下的电动客车,尤其是涉及极端低温条件。

  目前孙逢春研究团队在完成全气候电池技术原理验证基础上,集成全气候电池系统、智能整车控制器、动力电池一键加热控制系统、无动力中断两档驱动总成、低温增焓空调、航空气溶胶体保温材料等多项创新性产品,整车能耗较现有同类车型在运行工况下降低20%;电池系统能量密度超过155Wh/kg,可以在零下40度的低温极寒的环境下正常运行。从这一层面来讲,可以说孙逢春院士团队真正解决了电动客车的低温环境下的行驶难题,突破了低温禁区。

  “通过低温电池自加热,可以有效提升电动客车在低温环境下的续航里程,而且对于能力的损耗不大,损失不会超过5%,外接加热电源状态下则几乎没有损害,这也就是全气候电池的工作原理之一。”孙逢春院士表示,“2018年底,搭载适应全气候条件电池的汽车将会上公告,2020年将开始在北京市进行示范运营,为举办冬奥会做准备。”

  值得关注的是,目前纯电动客车极寒启动技术正在突破。2019年1月16日,搭载孙逢春院士低温启动技术的福田欧辉全气候纯电动客车在内蒙古牙克石市中汽中心呼伦贝尔冬季汽车试验场进行了极寒环境试验,也成为全球首例全气候纯电动客车成功测试。据了解,在低温冷启动、低温环境下空调制热、道路行驶性能、爬坡性能科目测试中,福田欧辉全气候纯电动客车均顺利通过测试,彻底解决了极寒条件下纯电动客车无法充放电、空调能耗高等技术难题。

  福田欧辉全气候纯电动客车的极寒试验为全气候纯电动客车测试,不过福田的目标不仅于此,对此福田汽车欧辉客车事业部研发副总裁秦志东表示,“希望在2019年实现全气候纯电动客车小批量商业化示范运营,为客户提供一体化解决方案,推动新能源汽车产业发展。”

  北京市科学技术委员会党组成员、副主任张光连表示,“此次试验是为了支持新能源汽车在北京2022年冬奥会的应用而开展的课题之一。通过本次测试可以发现在低温环境下电池条件得到了改善,但下一步电池研究还要做很多工作。”

  “在零下30度以下的环境中,电池是基本上放不出来电的。在本次测试中,我们靠及其微弱的电流将福田欧辉全气候纯电动客车搭载的动力电池慢慢激活到10度以上,这样就可以实现正常工作了。”孙逢春院士表示,“这样的操作对于设备没有任何的影响,保证车辆在极寒条件下正常启动及行驶。此外,我们通过控制车辆的加热速度,也能保证整车的安全。”

  福田欧辉全气候纯电动客车的本次极寒环境试验实际上对于电动客车的发展有着里程碑的意义,它代表着以孙逢春院士为首的我国科研团队成功打破了低温对于纯电动客车的限制。“本次试验中搭载全气候电池的整车冷启动、全气候低温增焓空调制热和车辆爬坡测试等重要项目的测试结果都非常好,试验数据达到了我们的预期,我们希望通过这些技术让中国的新能源汽车再无禁区。”孙逢春院士坦言道。

  美国宾州州立大学王朝阳教授对电池技术突破很乐观,他表示,“本次试验数据已经实现了突破,在全气候纯电动客车方面比国外超前,所以不久的将来在新能源研发技术方面会取得更多的突破。”

  本次试验验证了孙逢春院士团队研究的可行性,但为了保证电动客车更安全地在低温环境下行驶,除了在研究全气候电池之外,孙逢春院士团队还在从其他方面进行突破。孙逢春院士认为轻量化和高效低温的增焓温控技术也是保证纯电动客车在极寒环境中正常行驶的要素。通过轻量化的车身设计,能够提高纯电动客车在极寒环境下的续航里程;而高效低温增焓温控技术则可以解决低温环境中纯电动客车的高耗电问题,目前已经实现在零下20度左右的环境中制热能效比达到1.6。

  在解决了低温下的行驶问题后,孙逢春院士的团队还通过低温低辐射的隔热玻璃,石墨烯的辅助加热以及电加热等保障车辆内的温度,打造整车隔热保温系统能够让车内环境保持一定温度,为乘客提供良好的驾乘体验。

  虽然目前孙逢春院士的研究成果还没有规模化的应用到运营的纯电动客车中进行测试,但通过本次福田欧辉全气候纯电动客车的极寒试验,足以说明孙逢春院士团队突破电动客车低温禁区,让中国的新能源汽车再无禁区。

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