北理工盟固利發布全氣候電池 -45℃可正常使用

與傳統的外部加熱方式不同，自加熱技術能夠快速提升電池溫度。基於自加熱技術的電池系統可在幾十秒內使電池溫度從-30℃上升到0℃以上，從而激活動力電池的正常應用。而外部加熱可能耗時長達30分鐘，而且能耗高、效率低。

將於2022年舉行的北京-張家口冬季奧運會為電動汽車整車和電池技術進步提供了契機。

8月31日，北京理工大學、中信國安盟固利動力科技有限公司等在北京發布「面向冬奧環境的新能源汽車與低溫電池技術成果」，宣布研發成功並量產在零下45度環境中仍能正常工作的全氣候電池產品，以及相應的新能源汽車整車及關鍵零部件技術，以確保首次承辦的冬奧會既能做到綠色，又能「萬無一失」。

北京理工大學電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯席會專家組首席專家孫逢春

冬奧組委的目標是把北京冬奧會辦成一屆「精彩、非凡、卓越的奧運盛會」，但相比2008年夏季奧運會，舉辦冬奧會的難度和挑戰更大。

對於電動汽車來說，低溫條件下，電動車輛動力電池的充、放電性能下降，電池容量和壽命衰減，導致車輛續駛里程及整車動力性能顯著下降，充電時間明顯延長。而2022年冬奧會期間，新能源汽車將不得不在-20℃至-30℃的低溫環境中運行。張家口地區冬季平均溫度為-10℃左右，崇禮室外賽區在極寒時溫度將降至-23℃。

為了解決這些問題，北京理工大學、中信國安盟固利動力科技有限公司和美國EC POWER公司合作開發了超低溫區域帶自加熱技術的鋰離子動力電池系統產品並進行量產。

自加熱電池結構圖，Cathode為正極，Anode為負極，Elecetrolyte為電解液，Metal foil指的是鎳箔

這一電池自加熱技術源於美國賓夕法尼亞州立大學一支由王朝陽教授帶領的研發團隊。

2016年1月，他們發表在《自然》雜誌上的論文稱，他們在鋰電池中加入通電后能發出熱量的鎳箔。經過特殊設計，只要環境溫度低於0℃，電池中一部分電流就會改變流向，流過鎳箔，產生熱量，提高電池溫度，激發電池的化學反應，讓電池正常工作；一旦電池內部溫度超過0℃，流向鎳箔的電流就會被切斷，讓電池恢復到普通工作狀態。

自加熱技術只改變電池結構，並不涉及電池材料的改變。

北京理工大學電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯席會專家組首席專家孫逢春說，自加熱技術適用於各種材料的鋰電池，而且成本很低，經過試驗驗證，對電池安全性能也沒有影響。電池系統比能量達到170Wh/kg，系統可靠性實驗累計完成切斷次數超過5000次。這種電池自加熱技術將徹底解決電動汽車在冬季續駛里程急劇下降、無法啟動、衰減、安全隱患等諸多難題，對電動汽車的發展具有里程碑的意義。

王朝陽教授說，自加熱技術解決了電池怕冷的難題，打開了鋰電池在手機、儲能、電動汽車、無人機等很多領域嶄新的應用前景。

2016年5月，王朝陽在國內的一個會議上談到自加熱技術時表示。採用自加熱技術后，每度電增加0.1千克的重量，以及0.6-0.7元錢成本。

目前尚不清楚，採用自加熱技術的電池大規模量產之後的成本情況。

除了低溫電池技術和全氣候電池產品以外，為了應對冬奧會河北賽區的山區地形、道路坡度和冰雪路面等複雜路況對新能源汽車自主決策能力的挑戰，北京理工大學及理工華創電動車技術團隊研發出了智能網聯整車控制器（iVCU）和無動力中斷自動變速電驅動系統產品，可以滿足低溫環境下整車系統的高效智能控制要求。

另外，北京理工大學與湖南華強電氣股份有限公司合作研發的低溫補氣增焓冷暖空調技術可以很好的解決電動汽車冬季採暖需求。與傳統電阻絲（PTC）制熱方式相比，具有寬溫區、高能效、安全性好等特點，能解決溫度受限及能效低的難題，可以滿足冬奧電動汽車低溫環境制熱要求。

在北京市科委支持下，北京理工大學與清華大學、福田汽車、北汽新能源、宇通客車、湖南華強等企業組成的新能源汽車項目團隊取得的低溫環境下整車系統集成技術突破為冬奧期間的新能源汽車應用奠定了基礎。

據孫逢春介紹，項目團隊計劃2017年完成搭載全氣候電池和低溫增焓冷暖空調的新能源大客車、豪華中巴車和轎車原理樣車的研製；2018年春節前，完成全氣候新能源汽車在高寒地區（東北漠河或內蒙等）的驗證試驗。2019-2020年完成全氣候自動駕駛新能源汽車、高速燃料電池大客車產品定型和示範考核。

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