重点专项2018年项目申报指引建议-国家科技管理信息系统

附件三“新能源汽车”重点专家2018年度项目申报指南提案为了执行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）、国务院关于加快新能源汽车推广应用的指导意见等提出的任务，国家重点研究开发计划开始“新能源汽车”重点专业。 根据本重点专业实施方案的配置，提出2018年度项目申报指南。本重点专家的整体目标是继续深化新能源汽车“纯电驱动”的技术变革战略新能源汽车动力系统技术平台升级新能源、新材料、信息化等科技带来的新能源汽车新技术变革机遇到2020年率先开发新一代技术，建立了完整的新能源汽车技术创新体系，支撑了大规模产业化的发展。本重点专家基于动力电池和电池管理系统、电机驱动和电力电子、电动汽车智能、燃料电池动力系统、插电式混合动力系统和纯电动动力系统6个创新链(技术方向)，开展了38个重点研究任务。 单发实施周期为5年(2016-2020年)。1 .动力电池和电池管理系统1.1高安全高比能源轿车动力电池系统技术(重大共性关键技术类)研究内容：针对轿车高集成度的要求，开展基于整车一体化电池系统的机械电热设计，开发先进可靠的电池管理系统和紧凑高效的热管理系统的模块、系统的电气配置和参数匹配， 在开展耐久性和可靠性设计和验证的热仿真模型、热失控和热扩散灾害分析的基础上，研究电池系统的火灾蔓延和消防安全对策，开展电池系统的安全设计和防护系统的开发和验证开展电池系统的轻量化、紧凑化技术以及制造技术和组装技术的研究， 开展开发高安全高比能源轿车动力电池系统的电池系统性能测试评价技术的研究。评价指标：电池系统能量密度210Wh/kg，循环寿命1200次(80% DOD，模拟全年气温分布)，全寿命周期，在宽工作温度范围内SOC，SOP和SOH的估计误差3%，单电池间的最大温差2，快速充电到80%以上SOC状态的时间。 满足安全性等国标要求和广泛温度使用范围要求ISO 26262 ASIL-C功能安全要求和行业标准要求，成本1.2元/Wh，年生产能力1万套，产品至少有两家整车企业配套，装甲车的应用在3000套以上热失控和热扩散事故造成的灾害分析1.2全长寿命高的轿车动力电池系统技术(重大共性的重要技术类)研究内容：针对总线超高安全等级和超高质量保证距离的实用需求，基于模块化、分布式布局的系统整体配置，开展功能和机械-电-热一体化设计的先进可靠的电池管理系统和高效的热管理系统的电配置和参数匹配， 在开展耐久性和可靠性设计和验证的热仿真模型、热失控和热扩散灾害分析的基础上，研究电池系统火灾蔓延和消防安全对策，突破了电池系统的安全设计和防护系统、开展监视系统的开发和验证的电池系统轻量化、紧凑化技术， 建立系统智能制造技术，开展开发高全长寿命轿车动力电池系统的电池系统性能测试评价技术的研究。评价指标：电池系统能量密度170Wh/kg，循环寿命3000次(80% DOD，模拟全年气温分布)，全寿命周期，在宽工作温度范围内SOC，SOP和SOH的推定误差3%，单电池间的最大温差2，从快速充电到80%以上SOC状态的所需满足安全性等国家标准要求和广泛的温度使用范围要求ISO 26262 ASIL-C功能安全要求和行业标准要求，确保系统在单体热失控后30分钟内不会着火爆炸，成本1.2元/Wh，年生产能力3000套，产品至少有3家整车企业装车的应用为1000多套热失控和热扩散事故造成的灾害分析和危害评价报告提交电池系统的设计、制造、测试的技术规格。1.3高比能锂/硫电池技术(重要的通用技术类)研究内容：探索硫电极反应的新机理，研究锂枝晶开发高比容量、长寿命的硫电极材料和电解液兼容系统的生长机理和抑制措施，开发兼具高循环库仑效率和良好循环稳定性的锂负极的高强度， 展开高安全性功能隔膜的研究开展高负荷硫电极及研究锂/硫电池的设计和制造技术的锂/硫电池安全性改善技术的研究，开发高安全长寿命的锂/硫动力电池，实现装车评价。评价指标：单电池能量密度400kw/kg，循环寿命500次(100% DOD )，安全性达到国家标准要求。1.4高比能固体锂电池技术(重大共性关键技术类)研究内容：开展固体高分子电解质、无机固体电解质的设计和制造技术的研究，研究广泛的电化学窗、开发高室温离子传导率的固体电解质系统的活性粒子和电解质、电极和电解质层的固/固界面构筑技术和稳定化技术，开发固体电极和固体电池的制造技术的固体电池的生产技术和专用装置的研究，开发安全长寿命的固体锂电池评价指标：在室温下，单电池能量密度300Wh/kg，循环寿命2000次(0.3C以上的倍率充放电，100% DOD )，安全性达到了国家标准要求，实现了装车评价。1.5动力电池的测试和评价技术(重大共性的重要技术类)研究内容：研究动力电池的主要材料和单体性能评价方法，建立“材料-电池-性能”闭环联动评价机制，研究电池全生命周期电气性能、安全性能的演化规律，建立仿真分析技术，开展管理系统的功能评价和性能表现方法的研究， 开发硬件和软件测试条件的电池系统的性能评价方法以及面向实际情况的可靠性、热安全和功能安全等评价方法研究电池热失控和热扩散的灾害原因分析，研究动力电池安全等级分类标准开展国内外动力电池系统的目标分析，动力电池权威测试评价平台评价指标：建立动力电池全面评价系统，建立从材料到系统的电气性能测试方法，单电池全生命周期安全性评价方法，管理系统功能和性能评价方法，动力电池系统面向实际情况的可靠性， 建立包括热安全和功能安全等评价方法在内的国际先进水平的动力电池测试评价平台在测试评价和动力电池安全等级分类方面形成10个以上的标准方案电池系统样品数为200个以上的产品数据库。2 .电驱动和电力电子2.1商用车的高可靠性车载电力电子集成系统的开发(重大的共通性关键技术类)研究内容：功率器件级集成(IGBT芯片整体集成在一个封装模块中的多个车载电力电子部件的集成)拓扑，基于机械-电气-热集成设计技术和电磁兼容技术研究的IGBT芯片全集的封装技术，硬件安全冗馀，软件容错开发出适用于1012米纯电动、插件式、程序总线的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压机用DC/AC、24V DC/DC审查指标：商用车电力电子集成控制器产品的电力密度10.0kVA/kg控制器的最高效率98%，效率超过90%的高效区域80%，集成控制器EMC (磁带载体)，可靠性和产品设计寿命满足整车的要求，PCU产品寿命8年(主要配套整车产品完成公告，批量生产汽车。2.2轿车高可靠性车载电力电子集成系统的开发(重要的通用性技术类)研究内容：功率器件级集成(IGBT芯片整体组装在一个封装模块中的多个车载电力电子部件的集成)拓扑、基于机械-电气-热集成设计技术和电磁兼容技术研究的IGBT芯片全集的封装技术、硬件安全冗馀、 研究软件容错等系统功能安全技术的集成电力电子控制器产品(简称PCU )的可靠性、寿命设计和测试方法。 开发出适合a级、b级插件的混合动力车的PCU产品，产品中至少含有双电机控制和12V DC/DC等功能。 开发出适合纯粹电动轿车的PCU产品，产品至少包括电机控制、12V DC/DC、集成充电等功能。评价指标： PCU产品的设计安全等级达到或超过ISO 26262ASIL-C等级，PCU产品的设计寿命在15年以上(以主要设备寿命设计文件和加速寿命验证测试报告作为检查的依据)。 功率密度15.0kVA/L (对于插件式、追加程序的混合动力车，以驱动电机控制器和发电机控制器的峰值功率之和计算)控制器的最高效率98%、效率超过90%的高效区域超过80%，集成控制器2.3基于碳化硅技术的车辆用电动机驱动系统的技术开发(重要的通用技术类)研究内容：开发低灵敏度高密度SiC模块封装、高温高频电容器设计和封装技术，开发SiC变换器的高功率密度集成、高频、高速、低感应永磁电动机设计和过程、电动机驱动系统的高效控制、NVH和EMC等高温、高频和高效应用技术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及全碳化硅电动机控制器。评价指标：电力电子模块电流400A，电压750V电容器容积比1.4uF/mL； 碳化硅电机控制器功率密度30kW/L、最高效率98.5%、超过90%的高效区为90%以上； 电机最高转速20000rpm，电机峰值功率密度6.0kW/kg，电机及其控制系统最高效率94.5%，超过85%的高效区在85%以上，入口水温在100度以上，装甲车的应用在10台以上。2.4高效轻量化的轮毂电动轮组件的开发(重大通用性的重要技术类)研究内容：突破电动轮集成技术，开发轮毂电机的电、磁、热及整车结构的应用等多领域协同模拟技术，开发电动的液冷结构和动密封、低扭矩脉动和NVH、抗震能力和可靠性提高技术高效的轻量化轮毂电动轮组件。评价指标：轮毂电动轮总成功率密度2.0kW/kg(10秒)、扭矩密度34Nm/kg(10秒)、连续功率密度1.2kW/kg、最高电机效率92%、电机噪音75dB，实现了10台以上的小批量生产车。2.5一体化驱动电动机系统的开发(重大共性的重要技术类)研究内容：突破高速减速机的设计、齿轮加工和研磨、轴类精密加工、铸造外壳的技术而研究高速驱动电动机和减速机结构的整合、润滑和冷却系统、开发NVH技术的电气驱动组件的批量生产技术和高效检测等掌握产业化技术的新一代高性能电气驱动组件产品。评价指标：驱动马达和高速减速机的最高转速15000转/分钟，电气驱动组件额定功率40-80kW，功率密度1.8kW/kg (峰值功率/总重量)，最高效率92%，电气驱动组件噪音75dB，具备电子停车功能，量产车13 .电动汽车智能技术3.1智能电动汽车环境感知技术(重大的共性重要技术类)研究内容：研究基于多传感器融合的车辆360无死角的环境感知系统，突破了周视高速旋转扫描的宽视野探测技术，突破了固体化车载激光雷达技术， 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，设计适合大规模数据实时高效传输的数据包和设计传输协议，基于点云数据的多目标识别和跟踪算法。评价指标：实现了车辆周边0.1米至150米范围内无死角的环境感觉，激光雷达的垂直视场角大于30度，水平视场角分辨率0.05度，垂直视场角分辨率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道路上常见目标(车辆、行人、非汽车、车道、车位、路边静止障碍物等)，单一目标的检测精度在97%以上，多目标分类精度在95%以上，对目标跟踪的动态响应速度在200ms以下，少量生产。3.2智能电动车的测试和评价技术(重大共性的重要技术类)研究内容：建立智能电动汽车的测试场景数据库智能电动汽车的信息安全、功能安全、环境感知系统、决策计划系统、 建立控制执行系统等系统水平和整车水平的测试评价方法基于硬件环模拟的模拟方法和场所试验方法研究环境复杂性、任务复杂性、人工干预度和驾驶智能度等评价指标的电动汽车的评价理论和系统审查指标：智能电动车测试场景数据库至少包括中国典型道路环境、典型道路类型、典型天气和照明条件、典型交通流环境等的霸盖环境感知系统、决策计划系统， 建立控制执行系统的系统级测试系统建立智能电动汽车性能测试和功能测试的闭环测试环境，再现典型的城市、郊区道路场景，设置高精度定位基站、V2X路侧通信设备等基础设施，实现智能电动汽车的3.3智能电动汽车的整合和示范(应用示范类)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研究自动驾驶电动汽车应用过程中的重要技术和法律问题研究自动驾驶的法律、社会问题、推进自动驾驶的战略和路径。 根据SAE 3-4级要求，建立了一个评价演示运行车辆自动运行能力和安全性的演示运行监视和大数据管理平台，对封闭测试演示区内运行的SAE 4级智能电动车和开放测试演示区内运行的SAE 3级智能电动车进行数据记录和分析评价指标：在示范区内建立200多种测试场景，建立示范运行条件用V2V、V2I和V2X技术实现车辆排队行驶、车道协调等功能的自动驾驶电动汽车封闭试验示范区和开放试验示范区的设计规范、建设规范、组织实施和运行管理方法， 形成相关指南规范文件的有4项以上的封闭试验示范区域内SAE 4级自动驾驶示范运行车辆100台以上的开放式测试示范区，SAE三级驾驶辅助电动汽车示范驾驶车辆1000台以上。4 .燃料电池动力系统4.1全功率轿车燃料电池功率系统平台和整车集成技术(重大共性关键技术类)研究内容：突破基于大功率燃料电池发动机的整车动力系统集成技术掌握整车能源管理、能源