對(duì)于電動(dòng)汽車市場(chǎng)而言,被關(guān)注最多的就是電池在使用中出現(xiàn)的各種問(wèn)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(kāi)暖風(fēng)的狀況下掉電情況則更加嚴(yán)重。2019年美國(guó)汽車協(xié)會(huì)(AAA)在模擬標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)寒環(huán)境下,對(duì)美國(guó)市場(chǎng)上熱銷的包括寶馬、特斯拉在內(nèi)的5款純電動(dòng)車型進(jìn)行了嚴(yán)格的冬季續(xù)航測(cè)試,研究顯示測(cè)試車輛平均續(xù)航里程減少41%。因此,極寒環(huán)境對(duì)于純電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),是一直以來(lái)的痛點(diǎn)和技術(shù)瓶頸。

5輛電動(dòng)車型測(cè)試結(jié)果,圖片來(lái)源:美國(guó)汽車協(xié)會(huì)(AAA)

新能源車輛寒冷環(huán)境下續(xù)航成為了亟待解決的問(wèn)題

新能源汽車之所以在冬季出現(xiàn)續(xù)航的問(wèn)題,主要是因?yàn)殡姵卦诘蜏丨h(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(wèn)題的關(guān)鍵。而這一問(wèn)題的解決,也將對(duì)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(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及示范應(yīng)用”項(xiàng)目在中汽協(xié)牙克石試驗(yàn)場(chǎng)再次進(jìn)行極寒環(huán)境下的車輛測(cè)試。該項(xiàng)目研究主要為提升低溫環(huán)境下純電動(dòng)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(dòng)汽車在低溫環(huán)境下的能量效率,并徹底解決純電動(dòng)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(zhǎng)寒冷,素有中國(guó)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(cè)試的理想場(chǎng)地。

測(cè)試從凌晨5:30開(kāi)始,此時(shí)溫度計(jì)顯示當(dāng)?shù)貧鉁爻^(guò)零下-30度,無(wú)論是技術(shù)人員、工作人員,還有參加活動(dòng)的媒體記者都全副武裝穿上了厚重的棉服羽絨服。此時(shí)北汽新能源和北汽福田的測(cè)試車輛在順利成功啟動(dòng)后一直保持穩(wěn)定運(yùn)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(gè)挑戰(zhàn)試驗(yàn)過(guò)程相當(dāng)順利,挑戰(zhàn)成功。

一同到現(xiàn)場(chǎng)參加實(shí)驗(yàn)的中國(guó)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(cè)試的成功,標(biāo)志著中國(guó)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(xiàng)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(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。未來(lái)新能源汽車將無(wú)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(xiàng)技術(shù)解決寒冷環(huán)境下續(xù)航問(wèn)題

北汽新能源技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)積極探索、逐個(gè)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(wèn)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(shí)的使用狀態(tài),北汽新能源研發(fā)出電池保溫技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)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(lái),電池系統(tǒng)在-10℃低溫環(huán)境下,在用戶經(jīng)過(guò)一夜“冷凍”后,第二天開(kāi)車的時(shí)候,電池系統(tǒng)依然可以保持在相對(duì)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(guò)對(duì)電芯特性的精確研究和基于大數(shù)據(jù)的分析,開(kāi)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(shí)候,系統(tǒng)會(huì)先行判斷電池系統(tǒng)的溫度,當(dāng)溫度低于適宜溫度時(shí),充電樁的電流會(huì)先給電池預(yù)熱,加熱到適宜溫度時(shí)再進(jìn)行充電。這樣電池可在最大限度下將電充滿,并隨時(shí)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(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池溫度,并可使用充電樁的電量在溫度過(guò)低時(shí)繼續(xù)為電池加熱。

同時(shí),針對(duì)車輛在低溫環(huán)境下行駛比普通環(huán)境下散熱快的痛點(diǎn),北汽新能源研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步聯(lián)合開(kāi)發(fā)了獨(dú)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(duì)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(guò)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(jì)達(dá)到常溫續(xù)航里程的90%,從而也將進(jìn)一步提高了動(dòng)力電池循環(huán)壽命。該技術(shù)未來(lái)將運(yùn)用到北汽新能源的新產(chǎn)品上。

除此以外,北汽新能源開(kāi)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(dòng)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(dòng)車研發(fā)的領(lǐng)先地位,展示了中國(guó)新能源汽車行業(yè)在技術(shù)開(kāi)發(fā)研究上的突破和進(jìn)展。依托北汽新能源針對(duì)極寒環(huán)境一系列技術(shù)的開(kāi)發(fā)及其背后的實(shí)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)。