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ISO 26262 ASIL-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ISO 26262 ASIL-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。