科技冬奧
“目前，全世界沒有一輛電動車在-35℃以下、凍72個小時後，在不接入任何外接電源的條件下仍然可以正常行駛，但我們團隊研製的電動車就做到了！”作為我國新能源電動汽車的創始人，中國工程院院士、北京理工大學教授孫逢春無不自豪地說，由他總負責的北京市科技計劃專案“面向冬奧環境的新能源汽車關鍵技術開發及示範應用”重大專案為北京冬奧會新能源汽車應用奠定了堅實的技術基礎。
為電池加裝“暖寶寶”
據前期調研，冬奧會期間，新能源汽車面對的是-20℃至-30℃的低溫工作環境，作為舉辦地之一的張家口地區，崇禮室外賽區在極寒時溫度將降至-23℃。
“在解決電動汽車動力鋰電池低溫應用方面，重要解決方法是採用外部加熱方式，但是這種電池加熱系統能耗高、時間長、效率低、效果差。”孫逢春告訴北青報記者，北理工冬奧團隊研製的低溫自加熱電池系統，可以在-35℃的環境下，基於自加熱的方式在5至6分鐘之內使車載動力電池溫度上升到0℃以上，從而啟用動力電池的正常應用。“就相當於給傳統電芯增加了高效的加熱鎳箔片，給電池帶上‘暖寶寶’。”在電動汽車冷啟動時，短時間內就能把電池加熱到適宜的工況溫度。這一技術突破解決了電動汽車在冬季嚴寒條件下續航里程、行駛安全性和行駛舒適性等多方面難題。
“加熱鎳箔片在兩個電池單體的中間，有了這個加熱片，便和電池的正負極構成了迴路，透過‘自啟用-電池給自己供電加熱’的原理短時間內釋放熱量，將電池升溫到0℃左右，即使電池停止了‘自加熱’，餘熱也會讓電池持續升溫，達到‘舒適工作’的溫度區間內，讓電動車正常行駛。這是一種物理反應，我們的方案及使用的材料都經過了大量實驗，是滿足安全需求的。”參與此次科研專案的北理工博士易江說。
動力系統實現連續爬坡
除了溫度低，複雜的路況，也對新能源汽車智慧自主安全監控提出了較大挑戰。“尤其是延慶賽區的高山滑雪專案，我們的車輛需要每天不間斷地往返山腳和山頂之間，這種應用場景對車輛的動力系統提出了嚴格的要求。”易江告訴北青報記者，驅動電機可以稱為車輛的另一顆“心臟”，但一般現有新能源汽車的動力系統無法滿足持續爬坡的需求。於是北理工及理工華創電動車技術團隊開發了雙電機無動力中斷一體化自動變速電驅動系統。
這套為冬奧會開發的動力系統可以覆蓋冬奧會時所有的“連續爬坡”場景，“就好比我們用‘黑科技’加固了‘心臟’，讓心臟的供血能力更強了，為車輛提供更強、更持久的動力。”易江說，這個系統既可保證電動車持續爬坡而“不知疲倦”，也可以規避電動車在換擋過程中出現動力損失等情況。
“同時我們也給車輛加裝了智慧大腦——智慧網聯整車控制器（iVCU），將車輛執行狀態資訊上傳到雲平臺，實現對車輛執行的安全監控，真正做到萬無一失。”
新能源客車服務冬奧
冬天乘坐電動車，體驗感如何？是否為了保證電動車正常執行，而不敢開空調呢？關於這個問題，北理工冬奧團隊也給出了答案。
北理工團隊開展了低溫補氣增焓技術的應用研究，與傳統的車內空調製熱相比，具有寬溫區、高能效、安全性好等特點，解決溫度受限及能效低的難題，可以滿足冬奧電動汽車低溫環境制熱的要求。易江介紹，低溫補氣增焓技術不僅讓空調的執行效率提升了，在制熱的同時，還把能耗降了下來，為乘客提供了舒適的環境。
據介紹，北理工冬奧團隊帶頭研製的212輛新能源客車已經在延慶賽區和張家口崇禮賽區投入使用，承擔兩個賽區的車輛運營保障任務，該專案由北京理工大學總牽頭，清華大學、北汽福田、北汽新能源、理工華創、億華通等龍頭單位及領軍企業共同參與，其中，北理工及理工華創團隊有10人參與保障任務，有4人將全程參與延慶賽區和崇禮賽區的冬奧會期保障工作。
文/本報記者 劉婧
