在国际上首次使用锂离子动力电池组、动力电池分箱组合式快速更换方案、一体化自动变速电力驱动系统、电动涡旋式压缩机一体化冷暖空调等具备自主知识产权的关键部件,制定并实施了共计27项保证电动大客车安全和冗余稳定运行的保障措施,综合技术水平和产品化程度高,整车能耗比国内外同类产品低30%以上。基于资源共享和分时利用的冗余量控制设计方法和同步协调控制机制,实现了集群式电机驱动控制系统,总体上较传统设计方法减轻40%,部分器件节约了50%。与企业合作实现了电动汽车用永磁同步电机及控制系统产业化,形成了额定功率分别为15kW 、20kW、 30kW、60kW、100kW、115kW和130kW、165kW的车用永磁同步电机及控制系统系列化产品,全系列新能源汽车用“永磁同步电机及驱动系统”已经成功批量生产并规模应用。研究了电池之间性能不一致性分布和发展规律,发现了电池间充/放电曲线末端“扫把”效应,提出了基于最差单体电池性能控制电池组充放电阈值的策略,使电池系统可用容量范围提升近10%;分析了电池成组连接方式与寿命的关系,提出的先并后串、分组集成、分箱充电安全连接和充电控制方法得到广泛应用。研究了实现电池系统剩余电量、健康状态及循环使用寿命精确预测这一国际难题,建立了状态估计与预测模型。基于运行工况的试验表明,估计与预测误差从5%降低到2%左右。
提出了对称布置、充/换电兼容、分箱充电为主的大型充换电站构型及装备总体技术方案,发明并突破了电池箱自动更换定位(精度2mm)与桥接、电力和信号线自动插接与锁止等关键技术,主持设计了世界上首座可自动快速更换电池箱的充换电站。
北京理工大学电动客车技术平台是2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会,以及2014年亚太经合组织(APEC)领导人峰会等系列国家形象工程的纯电动客车唯一技术供应商。与波兰TAURON集团进行中波e-Bus项目合作,实现了中国电动客车整车平台及充电站建设和运行管理等相关配套技术的首次对欧洲输出。提出了永磁电机全工作域内考虑温度因素下的绕组、铁心和永磁体损耗计算方法,在转子磁链跟踪空间电压矢量控制基础上实现了高次曲线全程变载频、电流方向判断补偿、空间等效6边形电压输出等多项优化控制技术,在国内首次实现了高效高功率密度永磁同步电机驱动系统在电动大客车和军用电传动车辆上的应用。在国内率先开展充换电站建设规划理论与运行技术研究,建立了城市内及城市间充换电设施选址模型,实现了北京充换电站建设网络优化布局。构建了万辆级别的“电动车辆大数据协同平台”,全面负责北京市公交、环卫、出租、物流等领域应用的纯电动汽车远程数据监控与安全预警工作。基于大数据平台开发共享租赁信息系统,为国管局、工信部、教育部、科技部等国家机关电动汽车共享租赁提供技术保障,已服务于近100个分时租赁网点2000余台新能源汽车。 在车辆环境感知、交通场景理解、类人行为决策、运动规划与控制、车辆动力学特性约束等方面开展了卓有成效的研究工作,研制的智能车辆获国家自然科学基金委“中国智能车未来挑战赛”冠军。