一、研究所基本情况

热控储能工程研究所是面向国家“双碳”战略需求，依托动力工程及工程热物理学科，支撑先进能源与环境工程二级学科的研究团队。研究所围绕能源高效利用、数智储能、复杂环境热控、环境污染检测与控制等四个主要研究方向，致力于建成2026世界杯官网热控储能与低碳能源领域创新人才培养、科学研究与实验的重要基地。

研究所在低碳综合能源系统、数智化储能、复杂环境先进热控、直接空气碳捕集、车用动力排放检测控制、人工环境传质控制、太阳能海水淡化等方面形成了特色方向，并积累了丰富的研究、软硬件研发与应用经验。先后主持了国家级、省部级科研项目及人才项目多项，包括国家重点研发计划项目、国家重大重点类项目、国家自然科学基金重大项目课题、国家储能示范项目课题、国家数值风洞工程课题、173技术领域基金、企业合作项目等多项，开发出 “源网荷储”式综合能源系统动态调控实验平台、空间飞行器宽域复杂环境热防护系统性能测试平台、多孔材料热质输运物性测试平台、宽温域高储能密度新型储热材料研发及装置验证平台、卡诺电池储能平台、高通量聚光太阳能-光储模拟平台、室内车内污染物监测平台、多功能碳捕集实验台、动力装备多能流调控平台、人工环境传质控制理论等具有自主知识产权的实验平台及理论装置，以及智适应主被协同一体化热防护材料、高性能储热材料、数智化储热装置等硬件成果；并牵头/参与制定多项国家标准。相关技术在航空航天、智慧能源系统、车辆等领域和企业得到广泛应用。

二、研究队伍

研究所拥有高效低排放内燃机技术工业和信息化部重点实验室，是我国移动源排放监管领域的核心培养基地，多人成为我国机动车排放监管、国家标准编制和国内外主流企业产品开发的骨干。现有国家高层次领军人才在内的专职教师7人，博士后、科研及财务助理6人，在读硕士、博士研究生50余人。团队深耕热控储能、低碳能源、环境工程等领域，形成产学研用协同创新的良好科研生态。

在人才培养方面，研究所成果稳健，培养的研究生接续获得国家自然科学基金青年基金、国家博新计划、多个一级学会优秀博士论文、北京市优秀博士论文等。毕业生主要工作单位为航天科技集团等下属研究院所，以及2026世界杯官网、哈尔滨工程大学、中国科学院等高等院校及科研机构；同时也有毕业生就职于中国汽车技术研究中心、中广核、一汽大众、上汽集团、北京奔驰、等大型国有企业，以及华为、大疆、比亚迪等大型民营企业。

三、科研成果

研究所年度到校科研经费保持良好态势，相关研究成果在Joule、Nature Water、One Earth等Nature/Cell系列子刊，以及Advanced Energy Materials、Energy Storage Materials等国际高水平期刊公开发表论文百余篇，授权发明专利多项；牵头完成/参编学术专著、本科生教材、国家出版基金资助的行业规划教材等10余本，牵头创建并制修订国家标准10余项，获教育部自然科学奖等省部级奖7项，研究成果在相关领域形成工程示范应用。

四、科研方向

方向一：能源高效利用理论及技术（综合能源系统及储能）

围绕智能微网、柔性负荷、多类型储能构成的“源-网-荷-储”一体化场景，系统开展了新型能源系统的能量高效转化理论研究，阐明了异质能流的高效转化机理，揭示了系统的多时间尺度动态响应特性，提高了动态负荷下系统综合利用效率；提出了新型能源系统的高效集成与设计方法，形成了能源系统的智能协同调控技术，实现了“源‑网‑荷‑储”的实时动态匹配、系统能效优化与稳定性提升。相关研究成果已在煤电灵活性改造、新能源利用、储能示范工程中得到应用，为高比例可再生能源消纳与系统安全稳定运行提供了理论与技术支撑。

同时，针对新型能源系统调峰与多能协同利用需求，围绕热质储能及热功转换关键环节，开展了跨层级系统性研究。揭示了储热、释能及热—功转换过程中能量传递、存储、转换与调控机制，阐明了多物理场耦合作用下储能/释能性能的演化规律与协同特性。面向热物理储能、卡诺电池、等典型热质储能系统，围绕材料性能提升、装置构型优化、系统集成调控开展了深入研究，为高效、数智化储能与热功转换的性能优化和工程应用提供了理论基础与技术支撑，实现了储能性能、能量转换效率与工程适用性的协同提升。

方向二：复杂环境先进热控技术

围绕极端热流与轻量化挑战，以及传统材料在动态热响应机制上存在自适应性瓶颈，揭示了新型热防护系统多相态多尺度多机制传热传质机理，提出了典型部件传热特性的快速预测方法，形成了一体化主被动协同防隔热技术，为复杂环境下的热流匹配与系统减重提供解决方案，对新一代热防护系统提供了理论基础和技术支撑。在此基础上，围绕高热流密度装置的热安全与高效散热需求，系统开展热控与强化传热理论研究，揭示复杂环境下热质传递、强化传热机理，开展热控设计，进一步开展散热系统多目标匹配优化与宽域一体化自适应控制研究，形成由部件传热强化到系统热管理优化的热控理论与方法，相关研究成果在航空航天、车辆上形成技术支撑。

方向三：低碳车用动力污染物检测与控制技术

重点研究轻型车、重型车和非道路移动机械尾气和非尾气（包括蒸发加油和制动、轮胎磨损颗粒物）排放的生成机理、减排技术、测试装备以及污染物控制法规，特别是来源于甲醇、天然气、氢气等低碳/零碳燃料和混合动力车辆的常规和非常规污染物特性，以及移动源污染物和排放温室气体排放清单的构建。本方向是我国移动源排放标准的核心起草者，长期代表我国出席联合国世界汽车法规协调论坛。

方向四：直接空气碳捕集技术

分布式直接空气碳捕集面临“极低浓度捕获、高能耗再生、装置小型化”难以兼顾的物理瓶颈。传统化学吸收与物理吸附体系因缺乏对微观界面传质动力学与宏观反应器多场协同的深度集成，导致碳捕获速率低、系统冗余度高，难以支撑其在复杂环境下的规模化应用。聚焦低浓度CO2分子在复杂受限空间内的输运机理，建立了涵盖“气-膜-液-藻”多级界面的跨尺度耦合数值模型。通过引入界面催化机制与人工智能智适应协同优化策略，提出了多物理场协同性的反应器优化方法，实现了CO2溶解传质的主动强化与多物理场优化调控，提高了直接空气捕集效率，为模块化、低功耗DAC系统的应用提供支撑。

方向五：人工环境传质理论方法及太阳能海水淡化技术

围绕人工环境空气质量调控与太阳能界面蒸发高效利用等领域的关键科学问题，系统开展了污染物传质释放与界面热质传递机理研究。在人工环境方面，针对建筑、交通工具座舱等典型场景中的空气质量问题，揭示了污染物微介观释放机理，创建了测定材料传质特性参数的逐时浓度 C-history 方法并成为国家标准，提出了源头控制人工环境空气污染的预评控方法，相关成果发表于 One Earth 等期刊，并入选 Nature 研究亮点，应用于健康住宅、冬奥场馆、国防舰船和健康座舱等场景。在太阳能界面蒸发方面，提出了兼具高效产水与抗盐性能的逆向蒸发太阳能蒸馏技术，阐明了逆向蒸发过程中的热质传递机理，搭建了太阳能—水转换效率达 400% 的 10 级逆向蒸发装置，并从能源效率、可持续运行、集成应用和经济可行性等方面系统评估其应用潜力，相关成果发表于 Nature Water、Joule 等期刊，并获得北京市科委等专题报道。

三、实验室建设

研究所建有北理工中关村校区实验室、北理工西山实验区实验平台。研究所构建了覆盖“源-网-荷-储”微电网环境模拟、热流测试、热分析表征、动力系统热管理的实验研究体系，以及室内车内污染物排放机理、动态监测与减排技术的多环节贯通式试验研究平台，实现了从基础机理研究、关键技术攻关到验证的支撑，可有效支撑国家科研任务攻关。部分实验平台展示如下：

国内高校唯一的法规级整车/发动机台架排放测试系统

部分能源高效利用实验台及碳捕集实验台

动力系统热管理平台及关键设备

热控储能工程研究所主要科研人员

姓名	岗位名称及职责	研究领域	导师类型	邮箱
李明佳	教授、所长	能源高效利用、热控、储能	博导/硕导	mjli@bit.edu.cn
王欣	副教授、副所长	车用动力污染物检测及控制技术	博导/硕导	xin.wang@bit.edu.cn
丁晨	副研究员、副所长	特种设备热管理	硕导	dingchen@bit.edu.cn
葛蕴珊	教授	机动车排放测试、污染物控制	博导/硕导	geyunshan@bit.edu.cn
熊建银	副教授	人工环境传质、太阳能海水淡化	博导/硕导	xiongjy@bit.edu.cn
郝利君	副教授	汽车排放模型及检测技术	硕导	Haolijun@bit.edu.cn
谭建伟	副教授	移动源污染物排放测试	硕导	tanjianwei@bit.edu.cn