新技術(shù)實現(xiàn)純電動汽車“全氣候”運行模式

2017-12-25 11:19:57 來源:科技日報作者:唐婷　點擊量：評論 (0)

將鋰電池安裝在公交車上，我們是第一個吃螃蟹的人。隨著韓國平昌冬奧會臨近，以及北京冬奧會會徽的發(fā)布，冬奧會也即將進入北京時間。從道路施工到場館建設(shè)，許多人都在為迎接這場賽事日夜兼程，努力讓每個細(xì)節(jié)達(dá)

“將鋰電池安裝在公交車上，我們是第一個吃螃蟹的人。”

隨著韓國平昌冬奧會臨近，以及北京冬奧會會徽的發(fā)布，冬奧會也即將進入“北京時間”。從道路施工到場館建設(shè)，許多人都在為迎接這場賽事日夜兼程，努力讓每個細(xì)節(jié)達(dá)到“奧運標(biāo)準(zhǔn)”。

北京理工大學(xué)電動車輛國家工程實驗室副主任林程也是其中一員。他的任務(wù)是和團隊一道打造北京冬奧會公交系統(tǒng)的“主角”——清潔環(huán)保的新能源公交車。12月20日，科技日報記者在北京理工大學(xué)采訪到了林程，聽他講述備戰(zhàn)奧運的故事。

這已經(jīng)不是林程第一次為奧運賽場的公交系統(tǒng)出力了。早在2008年，該團隊研發(fā)的新能源公交車和充換電站系統(tǒng)就服務(wù)于北京夏季奧運會。

白色襯衣，灰色西褲，濃眉大眼的林程長著一張娃娃臉，看上去比實際年齡年輕不少。說起“保鮮”的秘訣，林程笑道：“我喜歡和年輕人一塊打羽毛球，和他們玩在一塊，感覺自己也年輕了。更重要的是，不要把任務(wù)當(dāng)成壓力，要敢于嘗試，并努力解決問題。我總覺得，有壓力容易老得快。”

研制傘兵突擊車起家

1995年，27歲的林程從武漢工學(xué)院畢業(yè)后來到北京理工大學(xué)工作。他接手的第一份工作就是研制我國首臺傘兵突擊車。

上世紀(jì)90年代，我國空降兵裝備還較為薄弱。傘兵跳傘落地以后，沒有重型裝備可攜帶，只能扛著槍上戰(zhàn)場。“當(dāng)時，空軍方面找到北理工，問能不能研制一款傘兵突擊車，為空降兵提供機動裝備。”林程說。

海灣戰(zhàn)爭時期，美軍使用了一款機載突擊車，可將車輛空投到地面，傘兵找到車輛后能迅速開車參與作戰(zhàn)。沿用美國這款傘兵突擊車的概念，林程和同事在缺少參考資料的情況下開始研制傘兵突擊車。

為了確保傘兵突擊車能投入使用，要做到車輛適合空載;同時，空投落地后，在承受較大沖擊力的情況下，車輛不能有任何損害。此外，空投的目的地有很大的不確定性，因而對車輛的機動性要求很高，即使被投在稻田里也要能“爬”出來。為了解決上述難題，林程和同事用了7年的時間進行研發(fā)并指導(dǎo)車輛生產(chǎn)制造。

“生產(chǎn)這款軍用汽車的廠家原本是家飛機修理廠，沒有汽車制造經(jīng)驗。具備較強工程化能力的北理工團隊和廠家一道，將研究成果做成了產(chǎn)品。”林程介紹道。

令林程感到自豪的是，他所在團隊研制的我國首臺傘兵突擊車獲得了軍方的認(rèn)可，被列入軍隊裝備序列，該項目還獲得了國防科技進步獎。“電視劇《垂直打擊》里，就多次出現(xiàn)了我們研制的這款傘兵突擊車。”林程說。

“零故障”奧運首秀

傘兵突擊車研制成功后，林程立馬轉(zhuǎn)戰(zhàn)下一個項目——加入我國電動汽車技術(shù)領(lǐng)軍者孫逢春教授團隊，主持科技部新能源汽車重大專項中電動客車的整車研發(fā)工作，研究方向從傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向新能源汽車。

北京理工大學(xué)是國內(nèi)較早涉足電動汽車研制的高校之一，在電力驅(qū)動系統(tǒng)、電池控制管理方面有著較為深入的研究。但在整車方面較為薄弱，研發(fā)出的車輛離產(chǎn)品級和批量化生產(chǎn)要求有一定距離。

“我到電動車實驗室后，主要任務(wù)就是做整車集成和控制技術(shù)研發(fā)，研究整車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制和優(yōu)化理論。”林程介紹。他帶領(lǐng)團隊和客車制造廠商研發(fā)了低地板電動公交車、電動豪華旅游大巴等三款電動客車。

其中，低地板電動公交車被北京奧組委相中，希望將這款車用在北京夏季奧運會上。用于奧運會的公交車，安全是第一位。“將大量的鋰電池放在公交車上，是否會起火甚至爆炸，在當(dāng)時是有爭議的。為此開了多場專家研討會，最終我們的方案得到認(rèn)可。將鋰電池安裝在公交車上，我們是第一個吃螃蟹的人。”回憶起當(dāng)時面對的質(zhì)疑，林程記憶猶新。

除安全性外，保證電動公交車24小時不間斷運行是另一個需要解決的難題。鋰電池公交車充一次電最多能跑100公里左右，然后需要充電數(shù)小時。為了保證不間斷運行，林程團隊和一家企業(yè)聯(lián)合開展換電模式研發(fā)。

“快速換電需要解決多個問題，比如保證電池和車體的連接是牢靠的。在汽車運行時，電池要確保不能出現(xiàn)脫離、發(fā)熱和燒蝕等問題。同時，還要對可能發(fā)生的車輛碰撞做好防護措施。”林程介紹，他們提出和發(fā)明的可快換的標(biāo)準(zhǔn)化鋰離子動力電池系統(tǒng)最終通過了檢驗。

在奧運電動客車研發(fā)過程中，團隊?wèi)?yīng)用了很多新技術(shù)，林程現(xiàn)在回想起來，不禁為當(dāng)年的“冒進”捏把汗。“冒進”的結(jié)果就是時常會蹦出些突發(fā)狀況：車燈亂閃、車門不聽使喚、電池拔不下來又安不上……為了解決這些問題，林程和同事不知在車廠熬了多少個日夜。

所幸，一切的付出都是值得的。2008年北京夏季奧運會上，團隊研發(fā)的50臺純電動客車穿梭在奧運場館核心區(qū)，用于接送奧委會官員、運動員、媒體記者等，整個奧運會期間運行實現(xiàn)零故障，向世界展示了中國新能源汽車的研發(fā)實力。“現(xiàn)在看來50輛數(shù)目并不大，但在當(dāng)時是世界上最大批量的電動車應(yīng)用項目。”林程自豪地說。

奧運會“首秀”只是開始。北理工電動客車的研究成果為我國純電動商用車研制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，并成套應(yīng)用于福田、中通、宇通、金龍等多家車企。上述企業(yè)已累計生產(chǎn)各類純電動商用車超過14000輛，新增產(chǎn)值約68.6億元，累計可靠運行達(dá)數(shù)億公里。

安上強勁抗凍“心”

在2022年北京—張家口冬奧會期間，電動汽車將大規(guī)模投入使用。不同于夏奧會，冬奧會現(xiàn)場寒冷異常，氣溫或低至零下30攝氏度。低溫環(huán)境給新能源汽車的啟動、續(xù)航等提出了更高的要求。為新能源汽車安上一顆抗凍的“心”，給它提供強勁的動能便是林程所在團隊正在做的事。

電動車要面臨的考驗不止是嚴(yán)寒低溫。冬奧會河北賽區(qū)地形主要為山區(qū)，進入冬季，道路坡度與冰雪路面等將導(dǎo)致車輛行駛情況十分復(fù)雜。“現(xiàn)有以電動為主的新能源車輛智能化程度普遍較低，尚無法滿足冰雪覆蓋等復(fù)雜路況對車輛智能化的要求，也對新能源汽車智能自主決策能力提出較大挑戰(zhàn)。”林程說。

在林程看來，要想讓電動汽車走進千家萬戶，就必須要使電動汽車達(dá)到與燃油汽車相當(dāng)?shù)膭恿π院铜h(huán)境適應(yīng)性，研發(fā)高性能全氣候純電動汽車。“北京理工大學(xué)和多家公司合作開發(fā)的鋰離子動力電池系統(tǒng)產(chǎn)品，比能量突破了175瓦時/千克，徹底解決了電動汽車在冬季續(xù)駛里程急劇下降、無法啟動等諸多難題，實現(xiàn)了純電動汽車‘全氣候’運行模式。”林程說。

此外，該技術(shù)團隊還在冷暖空調(diào)、網(wǎng)聯(lián)整車控制、自動變速系統(tǒng)等方面取得一系列突破，全面提升了電動汽車的技術(shù)性能。林程表示，預(yù)計到2020年，這款具備高性能和全天候工作模式的電動汽車將問世，并有望成為北京—張家口冬奧會上的一道靚麗風(fēng)景。“這也意味著，由我國自主研發(fā)的純電動汽車將不再有‘禁區(qū)’。”林程說。

人物檔案

林程，湖北武漢人，生于1968年12月，現(xiàn)為北京理工大學(xué)電動車輛國家工程實驗室副主任，主要研究方向為汽車電動化。他曾獲國家科技進步二等獎、教育部科技進步一等獎。

原標(biāo)題:他讓電動汽車不再“怕冷”

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