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电动汽车科技发展“十二五”专项规划的科技创新的重点任务

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  “十二五”电动汽车科技发展重点任务是:紧紧围绕电动汽车科技创新与产业发展的三大需求,继续坚持“三纵三横”的研发布局,突出“三横”共性关键技术,着力推进关键零部件技术、整车集成技术和公共平台技术的攻关与完善、深化与升级,形成“三横三纵三大平台”(三纵:混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;三横:电池、电机、电控;三大平台:标准检测、能源供给、集成示范)战略重点与任务布局(见表1)。

  (1)以动力电池模块为核心,实现我国以能量型锂离子动力电池为重点的车用动力电池大规模产业化突破。

  以车用能量型动力电池为主要发展方向,兼顾功率型动力电池和超级电容器的发展,全面提高动力电池输入输出特性、安全性、一致性、耐久性和性价比等综合性能。强化动力电池系统集成与热-电综合管理技术,促进动力电池模块化技术发展;实现车用动力电池模块标准化、系列化、通用化,为支撑纯电驱动电动汽车的商业化运营模式提供保障。

  瞄准国际前沿技术,深入开展下一代新型车用动力电池自主创新研究,为电动汽车产业中长期发展进行技术储备。重点研究新型锂离子动力电池。研究新型锂离子动力电池设计、性能预测、安全评价及安全性新技术。新体系动力电池方面,重点研究金属空气电池、多电子反应电池和自由基聚合物电池等,并通过实验技术验证,建立动力电池创新发展技术研发体系。

  到2015年,为我国车用动力电池产业提升市场竞争能力提供科技支撑。通过新型锂离子动力电池和新体系电池的探索,确立我国下一代车用动力电池的主导技术路线)突破燃料电池关键技术和系统集成,推进工程实用化,为新一代燃料电池汽车研发与产业化奠定核心技术基础。

  重点推进燃料电池的工程实用化,建立小批量生产线,进一步提升燃料电池性能,降低成本,强化电堆与系统的寿命考核,改进提高燃料电池系统控制策略与关键部件性能,提升燃料电池系统可靠性与耐久性,为燃料电池汽车示范运行提供可靠的车用燃料电池系统。

  加强燃料电池基础材料和系统集成科技创新,研发高稳定性、高耐久性、低成本的关键材料和部件。保证电堆在高电流密度下的均一性,提高功率密度,进一步增强系统的环境适应能力,为下一代燃料电池汽车研发奠定核心技术基础。

  面向混合动力大规模产业化需求,开发混合动力发动机/电机总成(发动机+ISG/BSG)和机电耦合传动总成(电机+变速箱),形成系列化产品和市场竞争力,为混合动力汽车大规模产业化提供技术支撑。

  面向纯电驱动大规模商业化示范需求,开发纯电动汽车驱动电机及其传动系统系列,同步开发配套的发动机发电机组(APU)系列,为实现纯电动汽车大规模商业示范提供技术支撑。

  面向下一代纯电驱动系统技术攻关,从新材料/新结构/自传感电机、IGBT芯片封装和驱动系统混合集成、新型传动结构等方面着手,开发高效率、高材料利用率、高密度和适应极限环境条件的电力电子、电机与传动技术,探索下一代车用电机驱动及其传动系统解决方案,满足电动汽车可持续发展需求。

  重点开发混合动力专用发动机先进控制算法(满足国IV以上排放法规)、混合动力系统先进实时控制网络协议、多部件间的转矩耦合和动态协调控制算法,研制高性能的混合动力系统(整车)控制器,满足混合动力汽车大规模产业化技术需求。

  重点开发先进的纯电驱动汽车分布式、高容错和强实时控制系统,高效、智能和低噪音的电动化总成控制系统(电动空调、电动转向、制动能量回馈控制系统),电动汽车的车载信息、智能充电及其远程监控技术,满足纯电动汽车大规模示范需要。

  重点开发基于新型电机集成驱动的一体化底盘动力学控制、高性能的下一代整车控制器及其专用芯片、电动汽车智能交通系统(ITS)与车网融合技术(V2X,包括V2G:汽车到电网的链接,V2H:汽车到家庭的链接,V2V:汽车到汽车的链接等网络通讯技术),为下一代纯电驱动汽车开发提供技术支撑。 1.混合动力汽车

  针对常规混合动力汽车大规模产业化需求,开展系列化混合动力系统总成开发,协调控制、能量管理等关键技术攻关和整车产品的产业化技术研发,将节能环保发动机开发与电动化技术有机结合,重点突破产品性价比,形成市场竞争优势。突破混合动力汽车产业化关键技术,构建混合动力汽车零部件配套保障体系,开展批量化生产装备与工艺、质量管理体系以及配套的维修检测设备开发,建成混合动力汽车专用的装配、检测、检验生产线。

  中度混合动力方面,突破混合动力汽车关键技术,深化发动机控制技术研究,解决动力源工作状态切换和动态协调控制,以及能源优化管理,掌握整车故障诊断技术,进一步提高整车的可靠性、耐久性、性价比,开发出高性价比、具有市场竞争力、可大规模产业化的混合动力汽车系列产品。

  深度混合动力方面,突破混合动力系统构型技术,能量管理协调控制技术,开发深度混合动力新构型。开发出高性价比、可大规模批量生产的深度混合动力轿车和商用车产品。

  以小型纯电动汽车关键技术研发作为纯电动汽车产业化突破口,开发纯电动小型轿车系列产品(包括增程式),并实现大规模商业化示范;开发公共服务领域纯电动商用车并大规模商业示范推广;加强插电式混合动力汽车研发力度,开发系列化插电式混合动力轿车和商用车系列产品。

  小型纯电动汽车方面,针对大规模商业化示范需求,开发系列化特色纯电驱动车型及其能源供给系统,并探索新型商业化模式。实现小型纯电动汽车(含增程式)关键技术突破,重点掌握电气系统集成、动力系统匹配和整车热-电综合管理等技术。开发出舒适、安全、性价比高的小型纯电动轿车系列产品。

  纯电动商用车方面,重点研究整车NVH、轻量化、热管理、故障诊断、容错控制与电磁兼容及电安全技术。

  插电式混合动力汽车方面,掌握插电式混合动力构型及专用发动机系统研发技术;突破高效机电耦合技术、轻量化、热管理、故障诊断、容错控制与电磁兼容技术、电安全技术;开发出高性价比、可满足大规模商业化示范需求的插电式混合动力轿车和商用车系列产品。

  集成下一代高性能电机与电池系统,突破下一代高性能新型纯电动轿车动力系统技术平台关键技术,到2015 年左右,完成下一代高性能、纯电驱动动力系统技术平台,完成纯电驱动轿车和下一代高性能大型纯电动客车整车产品开发,技术水平处于国际先进水平。

  面向高端前沿技术突破需求,基于高功率密度、长寿命、高可靠性的燃料电池发动机技术,突破新型氢-电-结构耦合安全性等关键技术,攻克适应氢能源供给的新型全电气化底盘驱动系统平台技术,研制出达到国际先进水平的燃料电池轿车和客车,并进行示范考核;掌握车载供氢系统技术,实现关键部件的自主开发,掌握下一代燃料电池汽车动力系统平台技术,研制下一代燃料电池轿车和客车产品,并进行运行考核。

  表4 下一代纯电驱动技术突破的主要技术指标(略) 1.标准、检测与数据平台

  实现以纯电驱动汽车及其配套充/换电技术标准为代表的电动汽车标准突破,在技术规范基础上研究提出100项以上国家级技术标准;攻克电动汽车、关键零部件、重要元器件、关键材料以及充电、加氢装备与基础设施系统测试评价等一系列测试技术,逐步建成8个整车测试基地、15个关键零部件测试基地;深入开展技术分析、技术对标,建立电动汽车自主创新核心技术数据库和共享平台。

  在技术标准领域,深入研究分析国内外电动汽车技术发展最新趋势,制定我国电动汽车自主创新的技术标准法规体系战略,形成我国电动汽车相关技术标准法规体系。研究制定和完善电动汽车充电接口、充电通讯协议、充电机技术标准、充电站设计规范,以及电池尺寸、电池更换用电池箱谱系化等技术标准;研究制定和完善小型纯电动汽车的定义和技术条件标准,各类电动汽车(尤其是小型纯电动汽车、插电式混合动力汽车、深度混合动力汽车)技术标准,以及关键零部件的规格、型号、系列型谱等重要标准,为大规模示范和产业化提供技术标准法规支持;着力开展电动汽车创新技术领域的标准法规和技术规范研究制定,开展我国电动汽车行驶工况标准的研究制定和完善,加强技术法规国际协调。

  在测试评价领域,重点针对技术标准需求,开展电动汽车整车、关键零部件、重要元器件、关键材料以及充电装备、充电站安全管理系统测试评价技术研究。

  在电动汽车开发数据库建设方面,构建服务全行业的电动汽车产品数据库软硬件平台,开发共享数据库,建立电动汽车整车及零部件产品开发、测试评价、产品检验认证和示范运行的数据库,为行业提供产品开发所需的基础技术数据支持。

  开展电动汽车基础设施建设规划设计研究。研究制定充电/换电基础设施设计、建设、运行规范,提高整体设计水平、安全保障能力。研究电动汽车基础设施网络总体发展规划和推进计划,为形成全国统一标准的充/换电综合网络体系提供技术支撑。

  研究开发场站直流(包括快速)充电机、车载充电机及快速充换电站等各种充/换电技术及成套装备;研制与下一代纯电驱动平台和与智能电网配套的电动汽车能量双向转换技术与装备,研究与可再生能源分布式发电结合的相关技术与产品。

  面向下一代纯电驱动平台技术突破需求,系统开展制氢、储氢、加氢关键技术装备研究与示范。对已建氢燃料加注站进行运行评价、技术升级和系统扩展;进行副产氢提纯技术的规模化应用研究与示范;开展高效、低排放、低成本水电解制氢技术研究;进行小型高效低成本的化石燃料制氢系统研究;开展高压氢气加注技术、系统配置集成技术和控制技术的研究,开发先进压缩机和加注枪等关键设备;开展太阳能光解等新型制氢技术研究;开展低成本可再生制储-加注一体化系统集成加氢站示范。

  结合“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程实施,在做好公共服务领域和私人用车领域电动汽车示范推广试点的基础上,稳步扩大电动汽车示范推广规模。深入开展示范运行模式研究,建立完善的车辆和基础设施示范运行监控网络与数据采集平台。

  建设电动汽车及基础设施示范运行数据采集和信息化管理平台,通过采集分析车辆行驶数据及基础设施运行数据,解决电动汽车性能评估、安全预警及隐患识别等问题。

  研究适用于各类车辆、设施及装备的运行维护快速保障技术,建立故障诊断及快速维保操作规范及运行体系。构筑示范城市电动汽车及充电基础设施快速维保体系,提高系统效率、安全性和示范运行效果。

  通过多种商业模式在电动汽车发展初期的示范推广应用,从形成产品市场竞争力、配套系统技术和装备的科学性、能源供给基础设施建设与服务的方便性等方面,展开对电动汽车商业模式及配套装备技术研究,探索出适合中国电动汽车可持续发展的商业化模式。

  开展电动汽车国际科技合作研究;开展中外电动汽车技术评价与数据交流项目;建立国际电动汽车综合示范区。

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