新技術(shù)實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車“全氣候”運(yùn)行模式

2017-12-25 11:19:57 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 作者:唐婷　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

將鋰電池安裝在公交車上，我們是第一個(gè)吃螃蟹的人。隨著韓國(guó)平昌冬奧會(huì)臨近，以及北京冬奧會(huì)會(huì)徽的發(fā)布，冬奧會(huì)也即將進(jìn)入北京時(shí)間。從道路施工到場(chǎng)館建設(shè)，許多人都在為迎接這場(chǎng)賽事日夜兼程，努力讓每個(gè)細(xì)節(jié)達(dá)

“將鋰電池安裝在公交車上，我們是第一個(gè)吃螃蟹的人。”

隨著韓國(guó)平昌冬奧會(huì)臨近，以及北京冬奧會(huì)會(huì)徽的發(fā)布，冬奧會(huì)也即將進(jìn)入“北京時(shí)間”。從道路施工到場(chǎng)館建設(shè)，許多人都在為迎接這場(chǎng)賽事日夜兼程，努力讓每個(gè)細(xì)節(jié)達(dá)到“奧運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)”。

北京理工大學(xué)電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室副主任林程也是其中一員。他的任務(wù)是和團(tuán)隊(duì)一道打造北京冬奧會(huì)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?qǐng)?bào)記者在北京理工大學(xué)采訪到了林程，聽(tīng)他講述備戰(zhàn)奧運(yùn)的故事。

這已經(jīng)不是林程第一次為奧運(yùn)賽場(chǎng)的公交系統(tǒng)出力了。早在2008年，該團(tuán)隊(duì)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(yùn)會(huì)。

白色襯衣，灰色西褲，濃眉大眼的林程長(zhǎng)著一張娃娃臉，看上去比實(shí)際年齡年輕不少。說(shuō)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(jué)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(wèn)題。我總覺(jué)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(lái)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(guó)首臺(tái)傘兵突擊車。

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

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，美軍使用了一款機(jī)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(guó)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(shí)，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(duì)車輛的機(jī)動(dòng)性要求很高，即使被投在稻田里也要能“爬”出來(lái)。為了解決上述難題，林程和同事用了7年的時(shí)間進(jìn)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(jī)修理廠，沒(méi)有汽車制造經(jīng)驗(yàn)。具備較強(qiáng)工程化能力的北理工團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)研制的我國(guó)首臺(tái)傘兵突擊車獲得了軍方的認(rèn)可，被列入軍隊(duì)裝備序列，該項(xiàng)目還獲得了國(guó)防科技進(jìn)步獎(jiǎng)。“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(shuō)。

“零故障”奧運(yùn)首秀

傘兵突擊車研制成功后，林程立馬轉(zhuǎn)戰(zhàn)下一個(gè)項(xiàng)目——加入我國(guó)電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)軍者孫逢春教授團(tuán)隊(duì)，主持科技部新能源汽車重大專項(xiàng)中電動(dòng)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(guó)內(nèi)較早涉足電動(dòng)汽車研制的高校之一，在電力驅(qū)動(dòng)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(jí)和批量化生產(chǎn)要求有一定距離。

“我到電動(dòng)車實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)和客車制造廠商研發(fā)了低地板電動(dòng)公交車、電動(dòng)豪華旅游大巴等三款電動(dòng)客車。

其中，低地板電動(dòng)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(yùn)會(huì)上。用于奧運(yùn)會(huì)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(huì)起火甚至爆炸，在當(dāng)時(shí)是有爭(zhēng)議的。為此開了多場(chǎng)專家研討會(huì)，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(gè)吃螃蟹的人。”回憶起當(dāng)時(shí)面對(duì)的質(zhì)疑，林程記憶猶新。

除安全性外，保證電動(dòng)公交車24小時(shí)不間斷運(yùn)行是另一個(gè)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(shí)。為了保證不間斷運(yùn)行，林程團(tuán)隊(duì)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(gè)問(wèn)題，比如保證電池和車體的連接是牢靠的。在汽車運(yùn)行時(shí)，電池要確保不能出現(xiàn)脫離、發(fā)熱和燒蝕等問(wèn)題。同時(shí)，還要對(duì)可能發(fā)生的車輛碰撞做好防護(hù)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(dòng)力電池系統(tǒng)最終通過(guò)了檢驗(yàn)。

在奧運(yùn)電動(dòng)客車研發(fā)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了很多新技術(shù)，林程現(xiàn)在回想起來(lái)，不禁為當(dāng)年的“冒進(jìn)”捏把汗。“冒進(jìn)”的結(jié)果就是時(shí)常會(huì)蹦出些突發(fā)狀況：車燈亂閃、車門不聽(tīng)使喚、電池拔不下來(lái)又安不上……為了解決這些問(wèn)題，林程和同事不知在車廠熬了多少個(gè)日夜。

所幸，一切的付出都是值得的。2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)上，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的50臺(tái)純電動(dòng)客車穿梭在奧運(yùn)場(chǎng)館核心區(qū)，用于接送奧委會(huì)官員、運(yùn)動(dòng)員、媒體記者等，整個(gè)奧運(yùn)會(huì)期間運(yùn)行實(shí)現(xiàn)零故障，向世界展示了中國(guó)新能源汽車的研發(fā)實(shí)力。“現(xiàn)在看來(lái)50輛數(shù)目并不大，但在當(dāng)時(shí)是世界上最大批量的電動(dòng)車應(yīng)用項(xiàng)目。”林程自豪地說(shuō)。

奧運(yùn)會(huì)“首秀”只是開始。北理工電動(dòng)客車的研究成果為我國(guó)純電動(dòng)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(jì)生產(chǎn)各類純電動(dòng)商用車超過(guò)14000輛，新增產(chǎn)值約68.6億元，累計(jì)可靠運(yùn)行達(dá)數(shù)億公里。

安上強(qiáng)勁抗凍“心”

在2022年北京—張家口冬奧會(huì)期間，電動(dòng)汽車將大規(guī)模投入使用。不同于夏奧會(huì)，冬奧會(huì)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)、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(qiáng)勁的動(dòng)能便是林程所在團(tuán)隊(duì)正在做的事。

電動(dòng)車要面臨的考驗(yàn)不止是嚴(yán)寒低溫。冬奧會(huì)河北賽區(qū)地形主要為山區(qū)，進(jìn)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(dòng)為主的新能源車輛智能化程度普遍較低，尚無(wú)法滿足冰雪覆蓋等復(fù)雜路況對(duì)車輛智能化的要求，也對(duì)新能源汽車智能自主決策能力提出較大挑戰(zhàn)。”林程說(shuō)。

在林程看來(lái)，要想讓電動(dòng)汽車走進(jìn)千家萬(wàn)戶，就必須要使電動(dòng)汽車達(dá)到與燃油汽車相當(dāng)?shù)膭?dòng)力性和環(huán)境適應(yīng)性，研發(fā)高性能全氣候純電動(dòng)汽車。“北京理工大學(xué)和多家公司合作開發(fā)的鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)產(chǎn)品，比能量突破了175瓦時(shí)/千克，徹底解決了電動(dòng)汽車在冬季續(xù)駛里程急劇下降、無(wú)法啟動(dòng)等諸多難題，實(shí)現(xiàn)了純電動(dòng)汽車‘全氣候’運(yùn)行模式。”林程說(shuō)。

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

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(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室副主任，主要研究方向?yàn)槠囯妱?dòng)化。他曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

原標(biāo)題:他讓電動(dòng)汽車不再“怕冷”

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