極寒技術(shù)取得重大突破！新能源汽車零下30度正常運行！

對于電動汽車市場而言,被關(guān)注最多的就是電池在使用中出現(xiàn)的各種問題。尤其是在北方寒冷的冬季,傳統(tǒng)電池在低溫環(huán)境下續(xù)駛里程遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)稱里程,在開暖風(fēng)的狀況下掉電情況則更加嚴(yán)重。2019年美國汽車協(xié)會(AAA)在模擬標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)寒環(huán)境下,對美國市場上熱銷的包括寶馬、特斯拉在內(nèi)的5款純電動車型進(jìn)行了嚴(yán)格的冬季續(xù)航測試,研究顯示測試車輛平均續(xù)航里程減少41%。因此,極寒環(huán)境對于純電動汽車來說,是一直以來的痛點和技術(shù)瓶頸。

5輛電動車型測試結(jié)果,圖片來源:美國汽車協(xié)會(AAA)

新能源車輛寒冷環(huán)境下續(xù)航成為了亟待解決的問題

新能源汽車之所以在冬季出現(xiàn)續(xù)航的問題,主要是因為電池在低溫環(huán)境下,電芯活性降低,導(dǎo)致電池容量降低、最大輸出功率降低,使得新能源汽車的續(xù)航以及提速大大降低。如何在低溫環(huán)境下讓電池正常穩(wěn)定工作,成為了解決這一問題的關(guān)鍵。而這一問題的解決,也將對新能源汽車行業(yè)產(chǎn)生重大影響。

1月19日,由北理工牽頭、北汽新能源和北汽福田參與的市科委“面向冬奧環(huán)境的純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及示范應(yīng)用”項目在中汽協(xié)牙克石試驗場再次進(jìn)行極寒環(huán)境下的車輛測試。該項目研究主要為提升低溫環(huán)境下純電動汽車的整體性能,優(yōu)化整車在低溫環(huán)境下的安全控制策略,提升純電動汽車在低溫環(huán)境下的能量效率,并徹底解決純電動汽車在嚴(yán)寒環(huán)境中的用車瓶頸。

牙克石位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市,冬季漫長寒冷,素有中國雪鄉(xiāng)之稱。牙克石冬季歷史最低溫度為-52℃,每年一月份平均氣溫低至-31℃左右,通常清晨溫度低至-35℃。極低的溫度、嚴(yán)苛的環(huán)境,卻是北汽新能源選擇在牙克石進(jìn)行極寒性能測試的理想場地。

測試從凌晨5:30開始,此時溫度計顯示當(dāng)?shù)貧鉁爻^零下-30度,無論是技術(shù)人員、工作人員,還有參加活動的媒體記者都全副武裝穿上了厚重的棉服羽絨服。此時北汽新能源和北汽福田的測試車輛在順利成功啟動后一直保持穩(wěn)定運行,電池系統(tǒng)以7℃/min持續(xù)升溫,直至電池正常的工作溫度20°。從而確保整車?yán)m(xù)航里程與正常環(huán)境下基本匹配。整個挑戰(zhàn)試驗過程相當(dāng)順利,挑戰(zhàn)成功。

一同到現(xiàn)場參加實驗的中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授孫逢春院士表示:本次極寒測試的成功,標(biāo)志著中國新能源汽車在全氣候電池、低溫增焓空調(diào)、全氣候整車控制三項核心關(guān)鍵技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先水平,為新能源汽車突破嚴(yán)寒禁區(qū)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。未來新能源汽車將無懼超低溫嚴(yán)寒,并且能夠保持與常溫狀態(tài)下幾乎相同的續(xù)駛里程。

多項技術(shù)解決寒冷環(huán)境下續(xù)航問題

北汽新能源技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊積極探索、逐個突破,最終研發(fā)出一系列極寒技術(shù),出色地解決了超低溫環(huán)境下普遍的續(xù)航和充放電問題。

首先,考慮到普通用戶在冬季夜晚低溫環(huán)境下停放8-12小時的使用狀態(tài),北汽新能源研發(fā)出電池保溫技術(shù)。這項技術(shù)通過保溫隔熱材料切斷了電池和外部環(huán)境的熱量交換以及電池內(nèi)部的熱量傳導(dǎo),大幅降低了電芯的熱量喪失速度。如此一來,電池系統(tǒng)在-10℃低溫環(huán)境下,在用戶經(jīng)過一夜“冷凍”后,第二天開車的時候,電池系統(tǒng)依然可以保持在相對適宜的工作溫度之內(nèi),改善了電池容量、放電功率的特性。

此外,北汽新能源通過對電芯特性的精確研究和基于大數(shù)據(jù)的分析,開發(fā)了智能充電保溫技術(shù)。每當(dāng)車輛連接到充電樁進(jìn)行充電的時候,系統(tǒng)會先行判斷電池系統(tǒng)的溫度,當(dāng)溫度低于適宜溫度時,充電樁的電流會先給電池預(yù)熱,加熱到適宜溫度時再進(jìn)行充電。這樣電池可在最大限度下將電充滿,并隨時滿足車輛駕駛條件。電池在充滿電后,只要在充電樁上繼續(xù)連接,系統(tǒng)也會實時監(jiān)測電池溫度,并可使用充電樁的電量在溫度過低時繼續(xù)為電池加熱。

同時,針對車輛在低溫環(huán)境下行駛比普通環(huán)境下散熱快的痛點,北汽新能源研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)一步聯(lián)合開發(fā)了獨家速加熱技術(shù),在低溫環(huán)境下久置的車輛,能夠以2℃/min的速度對電池系統(tǒng)進(jìn)行升溫,確保電池工作在適宜的溫度區(qū)間,通過這樣的方式,電池系統(tǒng)得到了更高的充電效率和低溫續(xù)航里程,預(yù)計達(dá)到常溫續(xù)航里程的90%,從而也將進(jìn)一步提高了動力電池循環(huán)壽命。該技術(shù)未來將運用到北汽新能源的新產(chǎn)品上。

除此以外,北汽新能源開發(fā)的智能回收與超低溫?zé)岜每照{(diào)技術(shù),也為冬季續(xù)駛里程提升做出了重要貢獻(xiàn)。

此次挑戰(zhàn)的成功充分證明了超低溫動力電池系統(tǒng)在極端低溫環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性,鞏固了北汽在純電動車研發(fā)的領(lǐng)先地位,展示了中國新能源汽車行業(yè)在技術(shù)開發(fā)研究上的突破和進(jìn)展。依托北汽新能源針對極寒環(huán)境一系列技術(shù)的開發(fā)及其背后的實踐思路,北汽新能源汽車還將行至更遠(yuǎn),為新能源汽車在全球的普及和車型的豐富做出貢獻(xiàn)。