湖南日报全媒体记者 余蓉 刘镇东 通讯员 李潇玲

　　7月2日，记者步入长沙理工大学智能电动汽车卓越工程师培养（实践）基地的实验室内，立即被眼前的场景所吸引——师生有的坐在悬置的汽车内模拟驾驶、有的模拟后车跟随，有的正在紧张收集加载测试数据，前方的圆弧大幕则显示着实时路况。这里，正在进行不同驾驶风格对新能源汽车电池寿命影响的模拟实验。

　　动力电池被喻为新能源汽车的“心脏”，这颗“心脏”使用寿命如何、续航能力是否强劲等问题至关重要。长期以来，长沙理工大学胡林教授所领衔的“车辆安全与智能化研究团队”瞄准新能源智能汽车安全与能耗关键技术，取得了一系列兼具学术创新和工程价值的研究成果，让新能源汽车“心脏”更加健康、更加强劲。

　　“预热跑”为电池降温

　　在大规模市场应用中，动力电池的安全性能是影响新能源汽车的核心竞争指标。诱发电池安全问题的原因很复杂，而温度过高失控导致燃烧是核心问题之一。

　　“正如心脏不是单一结构一样，动力电池内部也不是单一的整体，而是由复杂的电芯组构成。”胡林解释道，大量电芯就像细胞一样既紧密联系又各自工作。外力撞击、过充过放、高温高热等都可能让有“暴脾气”的电芯“发火”。当其中某个电芯温度过高，还会影响周围其它电芯，从而产生连锁反应引发安全事故。

　　如何为电池降温？已有的方法除了通过电池管理系统来对温度进行监控和调节外，还包括诸如用风扇进行散热，或用冷却液带走过高热量等。但前者存在散热不均、效果不佳的问题，后者则散热更均匀、效果更好。

　　“美中不足的是，这个方法忽略了液冷管道中的初始流速度。”胡林说，如果把液冷管道比喻为田径跑道，把冷却液比喻为人，冷却液被水泵增压围绕管道流动一圈就像通过人从起点绕田径跑道匀速跑一圈。“就像人起跑的瞬间过慢，不能立刻达到规定速度一样，管道中冷却液的初始流速过低，也不能马上达到响应速度。”

　　怎样才能让初始流速提高的同时，又不增加额外的能耗呢？胡林团队建立了一种新型电池热安全仿真模型，通过电池管理系统预测电池温度。当温度达到预设限值时，在保持冷却液总流速不变的情况下，调节各管道内的流速，有效提高响应速度。

　　“好比预知出发时间的人，先在起点预热跑动起来提高出发速度，由于后面的路程比起点那部分长得多，所以整体速度会降低，就意味着不增加额外的能耗。”胡林说。

　　最终，他们经过反复的实验，成功地在不增加额外能耗的情况下，显著提高了冷却系统性能，从而大大延长了动力电池热失控传播间隔，达到防止因电池迅速燃烧而产生安全事故的目的。

　　个性化“混搭”延长电池寿命

　　不止于此，胡林团队还对降低电池损耗、延长续航能力方面进行了研究。

　　目前市面上很多新能源汽车首选电池为锂离子电池。它有重量轻、储能多、污染小、成本低等优势，但又存在充电慢、不耐低温、在频繁加减速中寿命短等问题。而超级电容器的充电速度是锂离子电池的10倍左右，且不畏严寒、高功率密度、较高安全性，能很好地满足行驶中频繁加减速的需求。

　　锂离子电池搭配超级电容器组成的混合储能系统，就像给心脏注入了强心剂。但两者如何互相配合各自发挥优势，是一大难题。

　　“既然锂离子电池快速老化、使用寿命降低与频繁加减车速有关，何不从这一点入手？”胡林团队采集了不同驾驶员的行驶数据，通过对激进型、谨慎型和标准型三类数据进行分析，总结每种风格对能量分配的影响。“我们发现，激进型的驾驶员需要电池提供更多的电能以及功率；反之，谨慎型的则没有太多需求。”团队成员田庆韬说道。

　　在此基础上，他们研发设计了适应多种模式的能量分配方式的执行控制器，通过系统针对驾驶风格和电池状态进行最优化能量分配，有效延长了续航能力和锂离子电池寿命，实现动力电池组寿命的最大化和制造成本的最小化。“优化后，在激进驾驶风格下，锂离子电池容量衰减和系统能量损失分别降低了37.89%和12.45%。”田庆韬表示。

　　目前，国家正大力推进产业、能源、交通运输结构绿色低碳转型。身处全国电池产业重镇湖南，胡林团队围绕新能源汽车动力电池安全与储能系统，正在进一步研究智能驾驶技术参与下新能源汽车的能耗规律，探究“混搭”技术的其他组合，实现能量管理对新能源汽车驾驶员以及周围实时道路交通环境的自适应匹配，进一步提高新能源汽车的综合性能。

作者：余蓉

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来源：湖南日报