孙逢春院士：彻底解决高寒地区的新能源汽车推广应用

1月11日~1月13日,中国电动汽车百人会论坛(2019)在北京钓鱼台国宾馆举行。中国工程院院士、电动车辆国家工程实验室主任、新能源汽车国家大数据联盟执行理事长孙逢春在会上分享以下观点:第一全气候动力电车及控制系统。第二轻量化。第三是高效低温的增焓温控技术。第四全气候的整车隔热保温系统。

孙逢春表示，经过多个阶段的发展，中国的新能源汽车取得了快速的进步。他认为，未来中国新能源汽车的发展，全世界将向高效、节能、安全、全气候的方向发展。孙逢春院士也带领团队集中精力开展研究，以求彻底解决东北、西北或高寒地带的新能源汽车推广应用问题，让中国的新能源汽车不再有禁区。

（从新能源汽车国家监测与管理中心的数据可以看到，截至发稿日全国新能源汽车接入量接近160万辆。平台显示我国已基本解决了黄河以南和华北大部分新能源汽车的应用问题，但是东北、西北、高原等高寒地区新能源汽车还没有得到很好地解决。）

围绕这个目标,我们在未来的发展中主要有以下几个方面:

全气候动力电车及控制系统。这是美国过的一个实验报告,电动汽车到了零下25度的时候,基本上就动不了了,这也是目前我们使用新能源续势里程锐减,安全隐患充电困难等等,以及温控系统的能效高等问题。

美国宾州州立大学王朝阳教授的团队发明了全气候电池,我们北京奥运会团队和王朝阳教授紧密合作,开展了全气候电池系统的应用工作,从-20度加热到0度以上12.5秒,能耗是3%,如果是外部加热,能耗没有损失,电池从-40度到0度以上是42.5秒,自加热能耗损失掉6.6%。加上这套系统以后,重量应该是增加1%,总体的放电功率提升6倍以上。

单体电池的加热要到电池系统,单体从-40度在1分钟之内提高到0度以上,但是在车的系统控制里面,速度不能这么快,否则整个加热系统的温控系统会非常庞大。我们利用了一些梯次加热的策略,一是保持电池,同时是降低加热系统的成本,这项技术我们和整个团队做的系统,这个系统2018年得到了初步验证,后天我们将再赴海拉尔,在-40度的环境下去进行。同时我们也开了一键自加热的技术,这样驾驶员不用太多的干预,想加热以后通过一键自动化的智能加热。

（全气候动力电车及控制系统。据实验报告显示，电动汽车到了零下25度，基本上无法运行，同时在低温环境下续驶里程锐减，安全隐患、充电困难、温控系统的能效高等问题突出。对此，孙逢春介绍，美国宾州州立大学王朝阳教授团队发明了全气候电池，随后与北京奥运会研发团队全力合作，实现从零下20度加热到0度以上只需12.5秒，能耗为3%，外部加热能耗没有损失;电池从-40度到0度以上用时42.5秒，自加热能耗损失6.6%。孙逢春表示，1月15号我们团队将再去海拉尔，去-40度的气温下做试验。北京市科委的领导也会去现场参加我们的实验。）

轻量化。大家对轻量化都非常的了解,车重降低10%,增加续航历程,增加能耗6%,轻量化目前的技术路线主要有三种,解藕轻量化材料轻量化,连接轻量化,应该说我们在结构轻量化,材料轻量化和连接轻量化方面开展了卓有成效的工作,我是负责纯电动部分,我们在出身结构轻量化,以及关键零部件的轻量化,以及整车的轻量化方面取得了非常好的进展。

我们对标的车型,原来我们不敢想象,现在做的纯电动的电动客车9吨多一点,对标原来的13吨取得的巨大的进步,应该说我们在轻量化方面,在新能源客车领域和轿车领域取得了重要的进展。同时,轮毂驱动,也是未来轻量化的一个非常重要的方面。轮动电机对未来结构轻量化方面有非常重要的意义,它核心关键技术主要是目前我们围绕着高速,高功率密度和高效能技术,超高强度,大变比的减速技术,以及高强度,载荷的传递组件技术,以及高速轴承技术等等,围绕这个方面进行研究开发,也取得了一些成果,我们率先在客车和特种车辆领域进行了开发,也将去海拉尔进行低温环境的考核,属于串联的纯电驱动。

（“轻量化目前的技术路线主要有三种，结构轻量化材料轻量化，连接轻量化，应该说我们在结构轻量化，材料轻量化和连接轻量化方面有了卓越成效。” 孙逢春表示，此前对标的车型不敢想象，现在做的纯电动的电动客车9吨多一点，对标原来的13吨取得的巨大的进步，应该说在轻量化方面，在新能源客车领域和轿车领域取得了重要的进展。）

高效低温的增焓温控技术。现在这个大部分电动汽车空调都是按照PDC的方式来加热,能效比只有0.85到0.9,所以这个相对空调智能的能效接近3,能效比太低,同时耗电,如果在东北哈尔滨能够耗电将近50%,很多用户吸称说冬天穿着棉裤,裹着被子在车里面,我们想通过冬奥会来解决这个问题,我们现在想利用低温增焓空调技术来解决这个问题,而且已经取得了目前在-20度左右能效比能够达到0.6,是PDC的将近2倍,这是整个重点专项在这方面取得了相应的进展,这些技术我们也用作了冬奥会的汽车上。

（高效低温的增焓温控技术。孙逢春指出，目前大部分电动汽车空调都是按照PDC方式来加热，能效比只有0.85到0.9，能效比非常低下。据孙逢春介绍，他所带领的团队计划利用低温增焓空调技术来解决能效问题，目前实现-20度左右能效比达到0.6，是PDC方式的2倍，未来该技术将用在2022年冬奥会的新能源汽车上。）

全气候的整车隔热保温系统。大家知道,我们12米的客车,它的空间大概是50-55立方米,现在一般制冷和功率都在7.5到10千瓦,小客车,包括SUV,它的车内空间大概3-4米,制冷功率1.5-2千瓦,对比一个车的空间和一个房间的空间,车内的空间大概20平方米,除了提高能效比之外,同时车的保温隔热技术将会是解决在高寒地区一条非常重要的途径,如果比房间高1倍,就可以降低50%的耗电量。

目前我们和航天部门合作,对车体以及全气候的电池,电池系统,进行保温隔热技术,用一种气凝胶,它是目前最轻的,也是隔热效果非常好的,隔热系统非常最小,阻燃性能也好。当然,有一个问题,到冬天解决了,到了夏天就不好解决散热的问题的,我们正在利用另外一个技术来解决怎么样到寒冷地区,冬天或夏天转换的过程中热管理的问题。这个技术在航天上用得很好,我们想在车上也会很好的应用,现在主要是把价值降下来,航天上用得太少。

同时,我们还要利用一些低温低辐射的隔热玻璃,还有石墨烯的辅助加热,电加热,尽量保持我们的温度,让温度能够保持住,同时让乘客有比较好的舒适感和一定的幸福指数,这样才能真正解决问题。通过能效比提高,降低能耗,原来曾经我说了,我们现在标的续势里程是常温情况下,20度左右,如果冬奥会解决这个问题,在高寒地区的续势里程应该还在90%以上才可以,通过冬奥会我们能够实现这个目标。

（新能源汽车保温隔热技术将会是解决高寒地区良好使用的重要的途径。目前孙逢春团队正在与航天部门合作，对车体以及全气候电池系统等进行保温隔热技术。同时，团队还在利用另外一个技术来解决寒冷地区冬天或夏天转换过程中的热管理问题。此外，他还带领其团队利用低温低辐射隔热玻璃，通过石墨烯辅助加热提高高寒地区的车内温度，从而提高乘客舒适感和幸福指数。）