“碳”路先锋：二氧化碳热泵引领绿色电动出行新时代

简介

总书记曾强调“加快能源结构转型是保障国家能源安全的迫切需要”，近年来国家高度重视汽车产业能源结构调整，电动汽车市场占有率逐年攀升（2023年达31.6%）。电动汽车热管理技术作为电车发展的支柱性产业，市场规模早已突破百亿（2023年达683亿元），并以较高增长率持续增长。 经过十几年发展，电车热管理市场正在经历由PTC电加热转向热泵加热的技术迭代。现有热泵大多采用氟利昂为主的传统工质（广泛用于燃油汽车空调，因技术成熟、便于迁移，早些年被电车热泵所青睐），但此类工质GWP值极高，对环境破坏程度巨大，不符合国家对该领域“绿色清洁低碳”发展要求；且由于电车、油车冬季主要热源不同，实际运行时此类工质与电车适配度低，导致当前热泵推广仍存在能效低、稳定性差、安全隐患大等诸多痛点。 本项目依托国家重点实验室以及多方企业机构，以“CO2制冷热泵技术”为核心，设计了一套新型整车能量管理系统，高度匹配电车实际运行工况，具有供能效率高、适用范围广、安全性能好三大核心优势。针对能效低问题，首创性提出CO2跨临界回压式循环构型，完美实现工质组分与热力过程协同调控（能效提升89%，国际领先），大幅减少产品空间占用（缩减30%），大幅降低传统工质使用时所产生的温室效应（下降99%）。针对稳定性差问题，强化学习多热力过程参数以自适应优化（适配度提高11%，可靠性提升50%）。针对潜在“热失控”现象，设置独特“CO2自动灭火装置”进行预防，为电车安全出行提供长时有效保障。 历时三年，本团队始终致力于绿色清洁能源的推广应用，围绕产品核心技术全方位布局国家专利22项、发表SCI论文9篇（累计影响因子78.6），技术成果成功应用于冬奥赛事，在北京首都体育馆建成全国节能环保示范性项目，并获奥组委及国家科技部感谢信；被英国皇家工程院院士、中国科学院院士、中国工程院院士等十余位国内外顶尖学者认可推荐；获CCTV等五十余家权威媒体广泛报道。 截至目前，团队已成立绿碳智行（天津）能源科技有限公司，与中汽研、山诺制冷等达成80万意向订单，获多家企业高度评价。拟通过后续产品优化、多领域商企合作，大力带动经济发展，增加就业岗位与就业机会，促进校企合作、产教融合，以辐射带动作用增进民生与教育福祉。