重点专项2018年项目申报指引建议-国家科技管理信息系统

附件3“新能源汽车”重点专项2018年项目申报指南的建议为落实国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）、节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年）和国务院关于加快新能源汽车推广应用的指导意见提出的任务，国家重点研发计划启动实施“新能源汽车”重点项目。根据本重点专项实施计划的部署，提出了2018年项目申请指南。该重点项目的总体目标是继续深化新能源汽车“纯电动驱动”技术改造战略的实施；提升新能源汽车动力系统的技术平台；抓住新能源、新材料、信息技术等技术带来的新能源汽车新一轮技术变革的机遇，提前部署开发下一代技术；到2020年，建立健全新能源汽车科技创新体系，支持大规模产业发展。根据动力电池及电池管理系统、电机驱动及电力电子、电动汽车智能、燃料电池动力系统、插电/增程式混合动力系统和纯电力系统六大创新链(技术方向)，该重点项目部署了38项重点研究任务。特殊实施周期为5年(2016-2020年)。1.动力电池和电池管理系统1.1高安全性高比能量乘用车动力电池系统技术(主要共性关键技术)研究内容：为满足客车高集成度的要求，开展了基于整车集成的电池系统机电热设计。开发先进可靠的电池管理系统和紧凑高效的热管理系统；对模块和系统的电气配置和参数匹配、耐用性和可靠性进行设计和验证；基于热仿真模型、热失控和热扩散灾害分析，研究了电池系统的火灾蔓延和消防安全措施，进行了电池系统的安全设计和防护系统的开发与验证。开展轻型紧凑型电池系统、制造工艺和组装技术的研究，开发高安全性和高比能量的乘用车动力电池系统；开展电池系统性能测试和评估技术的研究。评估指标：电池系统能量密度210Wh/kg，循环寿命1200次(80% DOD，模拟全年温度分布)，全寿命周期和宽工作温度范围内的荷电状态、荷电状态和荷电状态估计误差3%，单节电池最大温差2，快速充电至荷电状态80%以上所需时间 1小时，满足安全、宽温度范围等国家标准要求。它还符合国际标准化组织26262 ASIL-C的功能安全要求和行业标准的要求。成本1.2元/瓦时，年生产能力1万台，产品至少有2家汽车企业配套，装车应用不少于3000台。提交热失控和热扩散事故的灾害分析和危害评估报告；建立基于车辆集成的电池系统的设计、制造和测试规范。1.2高安全性全寿命客车动力电池系统技术(主要共性关键技术)研究内容：根据乘用车超高安全性和超长保证里程的实际应用要求，进行了基于模块化和分散式布局的系统总体配置、功能和机电热一体化设计。开发先进可靠的电池管理系统和高效的热管理系统；进行系统电气配置和参数的匹配，以及耐久性和可靠性的设计和验证；基于热仿真模型、热失控和热扩散灾害分析，研究了电池系统的火灾蔓延和消防安全措施，进行了电池系统的安全设计以及保护系统和监控系统的开发和验证。突破电池系统的轻量化和紧凑化技术，建立系统的智能化制造流程，开发高全寿命乘用车动力电池系统。开展电池系统研究评估指标：电池系统能量密度170Wh/kg，循环寿命3000次(80% DOD，模拟年温度分布)，全寿命周期和宽工作温度范围内荷电状态、标准操作点和荷电状态的估计误差3%，单节电池最大温差2，快速充电至荷电状态80%以上所需时间15分钟，满足安全、宽温度范围等国家标准要求。此外，还符合国际标准化组织26262 ASIL-C的功能安全要求和行业标准的要求，保证系统在单体热失控后30分钟内不发生火灾或爆炸，成本1.2元/瓦时，年生产能力3000台，产品至少有3家整车企业配套，装车应用不低于1000台；提交热失控和热扩散事故的灾害分析和危害评估报告；建立电池系统设计、制造和测试的技术规范。1.3高比能量锂/硫电池技术(主要共性关键技术)研究内容：探索硫电极反应的新机理，开发高比容量、长寿命的硫电极材料和合适的电解质体系；研究锂枝晶的生长机理和抑制措施，开发循环库仑效率高、循环稳定性好的锂阴极。开展高强度、高安全性功能隔膜的研究；高负载硫电极和锂硫电池的设计与制备技术研究：开展锂/硫电池安全改进技术研究，开发高安全性、长寿命锂/硫动力电池，实现装载检测。评估指标：单体电池能量密度400瓦时/千克，循环寿命500次(100%国防部)，安全性符合国家标准要求。1.4高比能量固态锂电池技术(主要共性关键技术)研究内容：开展固体聚合物电解质和无机固体电解质的设计和制备技术研究，开发具有宽电化学窗口和高室温离子电导率的固体电解质体系；研究活性粒子和电解质、电极和电解质层的固/固界面构建和稳定技术，发展固体电极和固体电池的制备技术。开展固态电池生产工艺和专用设备研究，开发高安全性、长寿命固态锂电池，实现装载示范。评估指标：室温下，单节电池能量密度300瓦时/千克，循环寿命2000次(充放电率0.3%以上，100% DOD)，安全性符合国家标准要求，实现负载评估。1.5动力电池测试与评估技术(主要共性关键技术)研究内容：研究动力电池关键材料和单体的性能评价方法，构建“材料-电池-性能”闭环联动评价机制；研究电池在整个生命周期中电气性能和安全性能的演变规律，建立仿真分析技术；开展管理系统功能评估和性能表征方法研究，开发软硬件测试条件；研究了电池系统的性能评价方法以及面向实际工作条件的可靠性、热安全性和功能安全性评价方法。开展电池热失控和热扩散灾害分析，研究动力电池安全分类标准；开展国内外动力电池系统的标杆分析，建立权威的动力电池测试评估平台和数据库。评估指标：建立动力电池综合评估体系，包括从材料到系统的电气性能测试方法，单体电池全生命周期的安全表征方法，管理系统的功能和性能评估方法，面向实际工况的动力电池系统可靠性、热安全性和功能安全性评估方法。建立具有国际先进水平的动力电池测试评估平台；在测试评估方面，已经形成了10多个标准提案研究内容：基于功率器件级集成的拓扑结构研究(将IGBT芯片集成到一个具有多个机载功率电子元件的封装模块中)、机电热一体化设计技术和电磁兼容技术；IGBT芯片全集成封装技术、硬件安全冗余、软件容错等系统功能安全技术研究；研究了集成电力电子控制器产品(PCU)的可靠性和测试方法。开发了适用于10 12m纯电动、插电式和增程客车的PCU产品。产品至少包括驱动电机控制、ISG电机控制(纯电动车型除外)、动力转向油泵电机和空气压缩机用DC/交流、24V DC/DC、高压配电和车辆控制等功能。评估指标：商用车电力电子集成控制器产品功率密度10.0 kVA/kg；控制器的最高效率98%，效率大于90%的高效区80%。集成控制器的电磁兼容性(带载)、可靠性和产品设计寿命满足整车要求，PCU产品寿命8年(以关键设备寿命设计文件和加速寿命验证试验报告为验收依据)；整车产品和批量装载的完整公告。2.2高可靠性车载电力电子集成系统的开发(主要共性关键技术)研究内容：基于功率器件级集成的拓扑结构研究(将IGBT芯片集成到一个具有多个机载功率电子元件的封装模块中)、机电热一体化设计技术和电磁兼容技术；IGBT芯片全集成封装技术、硬件安全冗余、软件容错等系统功能安全技术研究；研究了集成电力电子控制器产品(PCU)的可靠性和寿命的设计和测试方法。已经开发了适用于A级和B级插入式/附加程序混合动力客车的PCU产品。该产品至少包括双电机控制和12V DC/DC功能。开发了适合纯电动乘用车的PCU产品，至少包括电机控制、12V DC/DC、集成充电等功能。考核指标：PCU产品设计安全等级达到或超过ISO 26262ASIL-C等级；PCU产品的设计寿命不得少于15年(基于关键设备的寿命设计文件和加速寿命验证试验报告)；功率密度15.0千伏安/升(对于插电式和增程式混合动力汽车，驱动电机控制器和发电机控制器的峰值功率应以总和计算)；控制器的最高效率98%，效率大于90%的高效区大于80%。集成控制器的电磁兼容性、可靠性和产品设计寿命满足整车要求。整车产品应分批公布和装载。2.3基于碳化硅技术的汽车电机驱动系统技术的发展(主要共性关键技术)研究内容：发展低电感高密度碳化硅模块封装、高温高频电容器设计与封装技术，发展碳化硅转换器高功率密度集成、高频、高速、低电感永磁电机设计与技术，电机驱动系统高效控制、NVH和电磁兼容等高温、高频、高效应用技术，研究碳化硅控制器与驱动电机集成技术，研究碳化硅电机驱动系统生命周期成本评估方法。开发车辆用大电流碳化硅模块、车辆用高温高频大电流电容器和所有碳化硅电机控制器。评估指标：电力电子模块电流400安，电压 750伏；电容器体积比1.4 uf/ml；碳化硅电机控制器功率密度30kW/L，最高效率98.5%，超过90%的高效率区不低于90%；电机最大转速20000转/分，电机峰值功率密度6.0千瓦/千克，电机及其控制系统最大效率94.5%，超过85%的高效区不低于85%，进水温度不低于100度，装载应用不低于10辆车。2.4高效轻量的开发考核指标：轮毂电动轮总成功率密度2.0千瓦/千克(10秒)，扭矩密度34纳米/千克(10秒)，连续功率密度1.2千瓦/千克，最大电机效率92%，电机噪声75分贝，实现不少于10辆车的小批量装载。2.5集成驱动电机系统的开发(主要共性关键技术)研究内容：在高速减速器设计、齿轮加工与磨削、轴类精密加工、铸造壳体技术方面的突破性研究；研发高速驱动电机与减速器结构集成、润滑与冷却系统、NVH技术；掌握电气传动装配的批量制造、生产工艺和高效检测等工业技术。开发新一代高性能电动驱动总成产品。考核指标：驱动电机和高速减速器最大转速15000转/分，电驱动总成匹配额定功率40-80kW，功率密度1.8kW/kg(峰值功率/总重量)，最大效率92%，电驱动总成噪声75dB，具有电子驻车功能，批量加载不低于100台。3.电动汽车智能技术3.1智能电动汽车环境感知技术(主要共性关键技术)研究内容：基于多传感器融合的车辆360无盲区环境传感系统研究；突破外围视觉高速旋转扫描的宽视场检测技术，突破固态车载激光雷达技术，突破厘米级实时测距的关键技术。设计高速实时通信信息处理和通信模块；设计适合大数据实时高效传输的数据封装和传输协议；基于点云数据的多目标识别与跟踪算法的研究与开发评估指标：在车辆周围0.1m-150m范围内实现无盲区环境感知，激光雷达垂直视角大于30度，水平角度分辨率0.05度，垂直角度分辨率1度，测距精度2厘米。环境感知系统的目标识别算法可以检测和分类常见的道路目标(车辆、行人、非机动车、车道线、停车位、路边静态障碍物等)。)，单个目标的检测精度不低于97%，多个目标的分类精度不低于95%，目标跟踪的动态响应速度小于200毫秒，实现小批量生产。3.2智能电动汽车测试与评估技术(主要共性关键技术)研究内容：建立智能电动汽车测试场景数据库；建立智能电动汽车的系统级和车辆级测试和评估方法，如信息安全、功能安全、环境感知系统、决策规划系统、控制执行系统等。研究了基于半实物仿真的仿真测试方法和现场测试方法。本文研究了电动自驾车的评价理论和评价体系，包括环境复杂度、任务复杂度、人工干预度和驾驶智能度等评价指标。评估指标：智能电动汽车测试场景数据库至少涵盖典型道路环境、典型道路类型、典型天气和照明条件、典型交通流环境等。建立覆盖环境感知系统、决策规划系统和控制执行系统的系统级测试系统；构建智能电动汽车性能测试和功能测试的封闭测试环境，可以再现典型的城市和郊区道路场景，建立高精度定位基站和V2X路侧通信设备等基础设施，实现智能电动汽车在实际交通条件下的经验测试。已形成不少于6个国家测试标准/规范草案。3.3智能电动汽车集成与演示(应用演示)研究内容：通过区域示范运行，研究智能电动汽车封闭试验示范区和开放试验示范区的设计方法、建设方法、组织实施和运行管理方法。自动驾驶电动汽车应用中的关键技术和法律问题研究：研究自动驾驶的法律和社会问题评估指标：在示范区建立不少于200个各种类型的测试场景，建立示范运行条件；通过V2V、V2I和V2X技术，实现车辆行进和车路协调功能。建立自驾电动汽车封闭试验示范区和开放试验示范区的设计规范、施工规范、组织实施和运行管理办法，并形成不少于4份相关指导和规范文件；在封闭的试验示范区内，SAE级自动驾驶示范车不得少于100辆；在开放试验示范区，SAE级驾驶辅助电动车辆应拥有不少于1000辆示范车辆。4.燃料电池动力系统4.1全动力汽车燃料电池动力系统平台及车辆集成技术(主要共性关键技术)研究内容：突破基于大功率燃料电池发动机的汽车动力系统集成技术；掌握车辆能量管理、能耗优化、