“将锂电池安装在公交车上，我们是第一个吃螃蟹的人。”
随着韩国平昌冬奥会临近，以及北京冬奥会会徽的发布，冬奥会也即将进入“北京时间”。从道路施工到场馆建设，许多人都在为迎接这场赛事日夜兼程，努力让每个细节达到“奥运标准”。
北京理工大学电动车辆国家工程实验室副主任林程也是其中一员。他的任务是和团队一道打造北京冬奥会公交系统的“主角”——清洁环保的新能源公交车。12月20日，科技日报记者在北京理工大学采访到了林程，听他讲述备战奥运的故事。
这已经不是林程第一次为奥运赛场的公交系统出力了。早在2008年，该团队研发的新能源公交车和充换电站系统就服务于北京夏季奥运会。
白色衬衣，灰色西裤，浓眉大眼的林程长着一张娃娃脸，看上去比实际年龄年轻不少。说起“保鲜”的秘诀，林程笑道：“我喜欢和年轻人一块打羽毛球，和他们玩在一块，感觉自己也年轻了。更重要的是，不要把任务当成压力，要敢于尝试，并努力解决问题。我总觉得，有压力容易老得快。”
研制伞兵突击车起家
1995年，27岁的林程从武汉工学院毕业后来到北京理工大学工作。他接手的第一份工作就是研制我国首台伞兵突击车。
上世纪90年代，我国空降兵装备还较为薄弱。伞兵跳伞落地以后，没有重型装备可携带，只能扛着枪上战场。“当时，空军方面找到北理工，问能不能研制一款伞兵突击车，为空降兵提供机动装备。”林程说。
海湾战争时期，美军使用了一款机载突击车，可将车辆空投到地面，伞兵找到车辆后能迅速开车参与作战。沿用美国这款伞兵突击车的概念，林程和同事在缺少参考资料的情况下开始研制伞兵突击车。
为了确保伞兵突击车能投入使用，要做到车辆适合空载；同时，空投落地后，在承受较大冲击力的情况下，车辆不能有任何损害。此外，空投的目的地有很大的不确定性，因而对车辆的机动性要求很高，即使被投在稻田里也要能“爬”出来。为了解决上述难题，林程和同事用了7年的时间进行研发并指导车辆生产制造。
“生产这款军用汽车的厂家原本是家飞机修理厂，没有汽车制造经验。具备较强工程化能力的北理工团队和厂家一道，将研究成果做成了产品。”林程介绍道。
令林程感到自豪的是，他所在团队研制的我国首台伞兵突击车获得了军方的认可，被列入军队装备序列，该项目还获得了国防科技进步奖。“电视剧《垂直打击》里，就多次出现了我们研制的这款伞兵突击车。”林程说。
“零故障”奥运首秀
伞兵突击车研制成功后，林程立马转战下一个项目——加入我国电动汽车技术领军者孙逢春教授团队，主持科技部新能源汽车重大专项中电动客车的整车研发工作，研究方向从传统汽车转向新能源汽车。
北京理工大学是国内较早涉足电动汽车研制的高校之一，在电力驱动系统、电池控制管理方面有着较为深入的研究。但在整车方面较为薄弱，研发出的车辆离产品级和批量化生产要求有一定距离。
“我到电动车实验室后，主要任务就是做整车集成和控制技术研发，研究整车网络系统控制和优化理论。”林程介绍。他带领团队和客车制造厂商研发了低地板电动公交车、电动豪华旅游大巴等三款电动客车。
其中，低地板电动公交车被北京奥组委相中，希望将这款车用在北京夏季奥运会上。用于奥运会的公交车，安全是第一位。“将大量的锂电池放在公交车上，是否会起火甚至爆炸，在当时是有争议的。为此开了多场专家研讨会，最终我们的方案得到认可。将锂电池安装在公交车上，我们是第一个吃螃蟹的人。”回忆起当时面对的质疑，林程记忆犹新。
除安全性外，保证电动公交车24小时不间断运行是另一个需要解决的难题。锂电池公交车充一次电最多能跑100公里左右，然后需要充电数小时。为了保证不间断运行，林程团队和一家企业联合开展换电模式研发。
“快速换电需要解决多个问题，比如保证电池和车体的连接是牢靠的。在汽车运行时，电池要确保不能出现脱离、发热和烧蚀等问题。同时，还要对可能发生的车辆碰撞做好防护措施。”林程介绍，他们提出和发明的可快换的标准化锂离子动力电池系统最终通过了检验。
在奥运电动客车研发过程中，团队应用了很多新技术，林程现在回想起来，不禁为当年的“冒进”捏把汗。“冒进”的结果就是时常会蹦出些突发状况：车灯乱闪、车门不听使唤、电池拔不下来又安不上……为了解决这些问题，林程和同事不知在车厂熬了多少个日夜。
所幸，一切的付出都是值得的。2008年北京夏季奥运会上，团队研发的50台纯电动客车穿梭在奥运场馆核心区，用于接送奥委会官员、运动员、媒体记者等，整个奥运会期间运行实现零故障，向世界展示了中国新能源汽车的研发实力。“现在看来50辆数目并不大，但在当时是世界上最大批量的电动车应用项目。”林程自豪地说。
奥运会“首秀”只是开始。北理工电动客车的研究成果为我国纯电动商用车研制奠定了技术基础，并成套应用于福田、中通、宇通、金龙等多家车企。上述企业已累计生产各类纯电动商用车超过14000辆，新增产值约68．6亿元，累计可靠运行达数亿公里。
安上强劲抗冻“心”
在2022年北京—张家口冬奥会期间，电动汽车将大规模投入使用。不同于夏奥会，冬奥会现场寒冷异常，气温或低至零下30摄氏度。低温环境给新能源汽车的启动、续航等提出了更高的要求。为新能源汽车安上一颗抗冻的“心”，给它提供强劲的动能便是林程所在团队正在做的事。
电动车要面临的考验不止是严寒低温。冬奥会河北赛区地形主要为山区，进入冬季，道路坡度与冰雪路面等将导致车辆行驶情况十分复杂。“现有以电动为主的新能源车辆智能化程度普遍较低，尚无法满足冰雪覆盖等复杂路况对车辆智能化的要求，也对新能源汽车智能自主决策能力提出较大挑战。”林程说。
在林程看来，要想让电动汽车走进千家万户，就必须要使电动汽车达到与燃油汽车相当的动力性和环境适应性，研发高性能全气候纯电动汽车。“北京理工大学和多家公司合作开发的锂离子动力电池系统产品，比能量突破了175瓦时／千克，彻底解决了电动汽车在冬季续驶里程急剧下降、无法启动等诸多难题，实现了纯电动汽车‘全气候’运行模式。”林程说。
此外，该技术团队还在冷暖空调、网联整车控制、自动变速系统等方面取得一系列突破，全面提升了电动汽车的技术性能。林程表示，预计到2020年，这款具备高性能和全天候工作模式的电动汽车将问世，并有望成为北京—张家口冬奥会上的一道靓丽风景。“这也意味着，由我国自主研发的纯电动汽车将不再有‘禁区’。”林程说。
人物档案
林程，湖北武汉人，生于1968年12月，现为北京理工大学电动车辆国家工程实验室副主任，主要研究方向为汽车电动化。他曾获国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖。
来源：科技日报
