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新能源汽车重点专项2018年项目申报指南:动力电池/电机驱动重点部署

作者:时间:2017-10-14 13:55:27浏览:

日前,科技部公布了《“新能源汽车”重点专项2018年度项目申报指南》。根据指南,2018年将在6个技术方向启动24个研究任务,拟支持24-48个项目,拟安排国拨经费总概算9亿元。全文如下:
为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》以及国务院《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》等提出的任务,国家重点研发计划启动实施“新能源汽车”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署,现发布2018年度项目申报指南。
本重点专项总体目标是:继续深化实施新能源汽车“纯电驱动”技术转型战略;升级新能源汽车动力系统技术平台;抓住新能源、新材料、信息化等科技带来的新能源汽车新一轮技术变革机遇,超前部署研发下一代技术;到2020年,建立起完善的新能源汽车科技创新体系,支撑大规模产业化发展。
本重点专项按照动力电池与电池管理系统、电机驱动与电力电子、电动汽车智能化、燃料电池动力系统、插电/增程式混合动力系统和纯电动力系统6个创新链(技术方向),共部署38个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016-2020年)。2016年本重点专项在6个技术方向启动了18个研究任务的18个项目,2017年本重点专项在6个技术方向启动了19个研究任务的20个项目。2018年,在6个技术方向启动24个研究任务,拟支持24-48个项目,拟安排国拨经费总概算9亿元。凡企业牵头的项目须自筹配套经费,配套经费总额与国拨经费总额比例不低于1:1。
项目申报统一按指南二级标题(如1.1)的研究方向进行。除特殊说明外,拟支持项目数均为1-2项。项目实施周期不超过3年。申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。项目下设课题数原则上不超过5个,每个课题参研单位原则上不超过5个。项目设1名项目负责人,项目中每个课题设1名课题负责人。
“拟支持项目数为1-2项”是指:在同一研究方向下,当出现申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时,可同时支持这2个项目。2个项目将采取分两个阶段支持的方式。第一阶段完成后将对2个项目执行情况进行评估,根据评估结果确定后续支持方式。
1.动力电池与电池管理系统
1.1高安全高比能乘用车动力电池系统技术(重大共性关键技术类)
研究内容:针对乘用车高集成度要求,开展基于整车一体化的电池系统的机-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;开展模块、系统的电气构型与参数匹配、耐久性和可靠性的设计与验证;基于热仿真模型、热失控和热扩散致灾分析模型,研究电池系统火灾蔓延及消防安全措施,开展电池系统的安全设计与防护系统的开发与验证;开展电池系统的轻量化、紧凑化技术以及制造工艺与装配技术研究,开发高安全、高比能乘用车动力电池系统;开展电池系统性能测试评价技术研究。
考核指标:电池系统的比能量≥210Wh/kg,循环寿命≥1200次(80%放电深度(DOD),模拟全年气温分布),全寿命周期、宽工作温度范围内荷电状态(SOC)、功率状态(SOP)和健康状态(SOH)的估计误差绝对值≤3%,单体电池之间的最大温差≤2℃,快速充电至80%以上SOC状态所需时间≤1小时,满足安全性等国标要求和宽温度使用范围要求,并符合ISO26262ASIL-C功能安全要求及行业标准要求,成本≤1.2元/Wh,年生产能力≥1万套,产品至少为2家整车企业配套,装车应用不低于3000套;提交热失控和热扩散事故致灾分析和危害评测报告;建立基于整车一体化的电池系统的设计、制造与测试规范。
1.2高安全长寿命客车动力电池系统技术(重大共性关键技术类)
研究内容:针对客车超高安全等级和超长质保里程的实际应用需求,开展基于模块式、分散式布局的动力电池系统总体构型、功能和机-电-热一体化设计技术研究;开发先进可靠的电池管理系统和高效热管理系统;开展动力电池系统的电气构型与参数匹配,以及耐久性和可靠性的设计与验证;基于热仿真模型、热失控和热扩散致灾分析模型,研究电池系统火灾蔓延及消防安全措施,开展电池系统的安全设计以及防护系统、监控系统的开发与验证;突破电池系统的轻量化、紧凑化技术,建立电池系统的智能化制造工艺,开发高安全、长寿命客车动力电池系统;开展电池系统性能测试评价技术的研究。
考核指标:电池系统的比能量≥170Wh/kg,循环寿命≥3000次(80%DOD,模拟全年气温分布),全寿命周期、宽工作温度范围内SOC、SOP和SOH估计误差绝对值≤3%,单体电池之间的最大温差≤2℃,快速充电至80%以上SOC状态所需时间≤15分钟,满足安全性等国标要求和宽温度使用范围要求,并符合ISO26262ASIL-C功能安全要求及行业标准要求,确保单体热失控后30分钟内系统无起火爆炸,成本≤1.2元/Wh,年生产能力≥3000套,产品至少为3家整车企业配套,装车应用不低于1000套;提交热失控和热扩散事故致灾分析和危害评测报告;建立电池系统设计、制造与测试的技术规范。
1.3高比能锂/硫电池技术(重大共性关键技术类)
研究内容:探索硫电极反应新机制,开发高比容量、长寿命的硫电极材料及适配电解液体系;研究锂枝晶的生长机制及抑制措施,开发兼具高循环库伦效率和良好循环稳定性的锂负极;开展高强度、高安全性功能隔膜的研究;掌握高负载硫电极以及锂/硫电池的设计与制备技术;开展锂/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,实现装车考核。
考核指标:单体电池比能量≥400Wh/kg,循环寿命≥500次(100%DOD),安全性达到国标要求。
1.4高比能固态锂电池技术(重大共性关键技术类)
研究内容:开展固态聚合物电解质、无机固体电解质的设计及制备技术的研究,开发宽电化学窗口、高室温离子电导率的固态电解质体系;研究活性颗粒与电解质、电极与电解质层的固/固界面构筑技术和稳定化技术,开发固态电极和固态电池的制备技术;开展固态电池的生产工艺及专用装备的研究,开发高安全、长寿命的固态锂电池,实现装车示范。
考核指标:室温下,单体电池比能量≥300Wh/kg,循环寿命≥2000次(0.3C以上倍率充放电,100%DOD),安全性达到国标要求,实现装车考核。
1.5动力电池测试与评价技术(重大共性关键技术类)
研究内容:研究动力电池关键材料和单体的性能评测方法,构建“材料-电池-性能”闭环联动评价机制;研究电池在全生命周期内电性能、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征方法的研究,开发软硬件测试设备或装置;研究电池系统的性能评测方法及面向实际工况的可靠性、热安全和功能安全等评价方法,开展电池热失控和热扩散的致灾分析,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对标分析,建立动力电池权威测试评价平台和数据库。
考核指标:建立动力电池的全面评价体系,包括从材料到系统的电性能测试方法,单体电池在全生命周期的安全性表征方法,管理系统的功能与性能评测方法,动力电池系统面向实际工况的可靠性、热安全与功能安全等评估方法;建立具有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项以上标准提案;建立产品数据库,其中电池系统样本数不少于200个。
2.电机驱动与电力电子
2.1商用车高可靠性车载电力电子集成系统开发(重大共性关键技术类)
研究内容:研究基于功率器件级集成的多变流器拓扑结构和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片集成封装技术;研究机-电-热集成设计技术及电磁兼容技术;研究硬件安全冗余、软件容错等系统功能安全技术;研究集成电力电子控制器产品(简称PCU)的可靠性及测试方法。开发出适用于10~12米纯电动、插电式、增程式客车的PCU产品。
考核指标:商用车电力电子集成控制器产品比功率≥10.0kVA/kg;控制器最高效率≥98%,效率大于90%的高效区≥80%,集成控制器电磁兼容性能(EMC)(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(以关键器件寿命设计文件与加速寿命验证测试报告作为验收依据);配套整车产品完成公告,并批量装车。
2.2轿车高可靠性车载电力电子集成系统开发(重大共性关键技术类)
研究内容:研究基于功率器件级集成的多变流器拓扑结构,开发机-电-热集成设计技术及电磁兼容技术;研发芯片集成封装技术及硬件安全冗余、软件容错等系统功能安全技术;研究集成电力电子控制器产品(简称PCU)的可靠性、寿命设计及测试方法。开发出适用于A级、B级插电式/增程式混合动力乘用车的PCU产品。
考核指标:PCU产品设计安全等级达到或超过ISO26262ASIL-C等级;PCU产品设计寿命不少于10年(以关键器件寿命设计文件与加速寿命验证测试报告作为验收依据);功率密度≥15.0kVA/L(对于插电式、增程式混合动力车型按驱动电机控制器和发电机控制器峰值功率之和计算);控制器最高效率≥98%,效率大于90%的高效区≥80%,集成控制器EMC(带载)、可靠性和产品设计寿命满足整车要求,配套整车产品完成公告,并批量装车。
2.3基于碳化硅技术的车用电机驱动系统技术开发(重大共性关键技术类)
研究内容:攻克低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难关;研究碳化硅变流器高功率密度,高频化永磁电机设计与工艺,电机驱动系统高效控制技术,噪声、振动、平顺性(NVH)和EMC等技术;研究碳化硅控制器与驱动电机一体化集成技术;研究碳化硅电机驱动系统的全寿命周期成本评价方法;开发出车用大电流碳化硅模块、车用高温高频大电流电容、全碳化硅电机控制器以及整个电机驱动系统。
考核指标: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≥90%;电机峰值功率密度≥4.0kW/kg(30秒),连续比功率≥2.5kW/kg;电机最高效率≥96.5%,电机及其控制系统最高效率≥94.5%,超过85%的高效率区不低于85%;实现装车应用不低于10辆。提供2项相关的环境适应性和安全性评价国家(或行业)标准(或国际标准提案)草案。
2.4高效轻量化轮毂电动轮总成开发(重大共性关键技术类)
研究内容:突破电动轮集成技术,包括研发电动轮总成的电、磁、热以及整车结构应用等多领域协同仿真技术,突破电动轮液冷结构与动密封、低转矩脉动和NVH、抗振能力和可靠耐久性技术。开发出高效轻量化电动轮总成。
考核指标:满足A级和A0级纯电动轿车应用的电动轮总成(轮毂电机本体或轮内电机与减速器的总成)峰值功率密度≥2.5kW/kg(≥30秒),峰值转矩密度≥18Nm/kg,连续比功率≥1.8kW/kg,最高效率≥94%,噪声≤75dB(A)。实现小批量装车不低于10辆。
2.5一体化驱动电机系统研制(重大共性关键技术类)
研究内容:突破高速减速器设计、齿轮加工与研磨、轴类精密加工、铸造壳体技术难关;研究高速驱动电机与减速器结构集成、润滑与冷却系统、NVH技术;掌握电驱动总成批量制造生产工艺与高效检测等产业化技术;开发出新一代高性能电驱动总成产品。
考核指标:驱动电机及高速减速器的最高转速≥15000转/分,电驱动总成匹配额定功率40-80kW,比功率≥1.8kW/kg(峰值功率/总重量),最高效率≥92%,电驱动总成噪声≤80dB(A),具备电子驻车功能,实现批量装车不低于100台套。 

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