固態(tài)電池、全天候電池、70MPa儲氫罐、SiC電驅(qū)動系統(tǒng)、輪轂電機、智能汽車的電子電氣架構(gòu)、預(yù)期安全等關(guān)鍵技術(shù)，成為2021年度科技部發(fā)布的首批新能源汽車重點要攻克的關(guān)鍵技術(shù)。

日前，《“新能源汽車”重點專項2021年度項目申報指南建議》（征求意見稿）（下稱《指南》）發(fā)布。

在政策推動下，中國新能源汽車產(chǎn)銷已經(jīng)連續(xù)5年全球第一。

節(jié)節(jié)攀升的銷量并不代表產(chǎn)品成熟。新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍然遠遠小于燃油車，因為存在諸多卡脖子關(guān)鍵技術(shù)問題，以及亟需技術(shù)進步來解決的性能和成本問題。

基于此，科技部持續(xù)多年出臺重大專項指南，試圖協(xié)助相關(guān)單位將路線圖中的技術(shù)進行實際落地。今年新能源重點專項集中在能源動力、電驅(qū)系統(tǒng)、智能駕駛、車網(wǎng)融合、支撐技術(shù)、整車平臺6個技術(shù)方向，啟動19個指南任務(wù)。

按照《指南》的內(nèi)容，這些任務(wù)如果達成，還是非常激動人心的。其中不少，將破除智能電動汽車的核心難點痛點，助推智能電動汽車的普及。

1

新能源儲能：

鼓勵固態(tài)電池、全氣候電池、燃料電池及儲氫罐

在儲能設(shè)備方面，科技部繼續(xù)規(guī)律基礎(chǔ)研究和共性關(guān)鍵技術(shù)，例如固態(tài)金屬鋰電池、全氣候電池、固體氧化物燃料電池、儲氫罐和車載儲氫系統(tǒng)設(shè)計等。

（1）針對固態(tài)電池解決界面、導(dǎo)電性、壽命

考核指標(biāo)方面提出，固態(tài)復(fù)合正極比容量大于400mAh/g；復(fù)合金屬鋰負極比容量大于1500 mAh/g；固體電解質(zhì)厚度＜15μm，室溫電導(dǎo)率＞1 ms/cm，鋰離子遷移數(shù)＞0.8；全固態(tài)金屬鋰電池：容量＞10 Ah，比能量＞600 Wh/kg，1C 充放電條件循環(huán)壽命＞1000 次。

衛(wèi)藍新能源車用固態(tài)鋰電池

針對動力電池安全和低溫性能問題，考核要求做到動力電池系統(tǒng)從﹣30℃-0℃升溫時間≤3min， 且能耗占比≤5%；動力電系統(tǒng)內(nèi)溫度差異≤5℃（﹣30℃~0℃）；動力電池?zé)o損加熱循環(huán)使用壽命≥300 次（環(huán)境溫度﹣30℃）；電池系統(tǒng)成組效率≥80%；動力電池系統(tǒng)中異常電池識別率≥95%，電池內(nèi)短路故障診斷準(zhǔn)確率≥90%。形成電池系統(tǒng)安全風(fēng)險預(yù)測預(yù)警模型≥3個，建立安全風(fēng)險評估體系和技術(shù)規(guī)范；電池系統(tǒng)發(fā)生熱擴散 90min內(nèi)不起火不爆炸（電池?zé)崾Э匦盘柊l(fā)出后）；電池系統(tǒng) 200kN 擠壓不起火不爆炸；全氣候、高安全動力電池系統(tǒng)裝車≥1000輛（乘用車）或商用車≥100 輛。

目前，《電動汽車用動力蓄電池安全要求》標(biāo)準(zhǔn)電池系統(tǒng)熱擴散試驗，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時間。

資料來源：GB30381-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》

此次重點專項要求更加細化到電池?zé)崾Э匦盘柊l(fā)出。

（2）鼓勵固體氧化物燃料電池和70MPa儲氫罐技術(shù)開發(fā)

針對不同燃料場景需求的車用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，研究固體氧化物燃料電池（SOFC）關(guān)鍵部件、電堆、系統(tǒng)設(shè)計及集成技術(shù)。開發(fā)一致性長壽命電堆組裝技術(shù)，形成批量制造能力等。

考核方面提出，形成SOFC關(guān)鍵部件、電堆及系統(tǒng)的工程化技術(shù)。完成高可靠性長方形電池的結(jié)構(gòu)合計和驗證，電流密度≥300mA/cm2條件下，電壓衰減≤4‰/千小時；形成低成本金屬連接體及涂層材料加工工藝；掌握 SOFC 電堆的工程化技術(shù)，單電堆功率≥1.0kW，電堆功率密度≥1.0kW/L，電效率 ≥60%；完成氫氣、天然氣以及醇類等為燃料的固體氧化物燃料電池冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)開發(fā)，額定發(fā)電功率≥50kW，啟動時間秒級，3分鐘達50%輸出功率，發(fā)電效率≥55%（DC，LHV），熱電聯(lián)供總效率≥85%，壽命≥5000h，電壓衰減≤ 5‰/千小時。

豐田70MPa儲氫罐

針對儲氫系統(tǒng)，集中攻克車載70MPa大容量IV型瓶、集成瓶閥、儲氫系統(tǒng)調(diào)壓閥組、儲氫系統(tǒng)控制器、氫氣泄漏探測傳感器等關(guān)鍵技術(shù)，形成高壓力、大容量車載儲氫系統(tǒng)。

考核提出，車載70MPa大容量 IV 型瓶儲氫系統(tǒng)有效儲氫質(zhì)量≥32kg，氫氣泄漏率≤10mL/h，供氫能力≥7g/s，系統(tǒng)服役壽命≥10年等細化要求。

一般認(rèn)為，如果要在乘用車上布局燃料電池系統(tǒng)，70MPa儲氫瓶是必需。

2

驅(qū)動：

鼓勵新型電驅(qū)動、輪轂電機、混動專用發(fā)動機等

在電驅(qū)系統(tǒng)領(lǐng)域，科技部希望針對新材料新器件電驅(qū)技術(shù)研發(fā)，重點是SiC電驅(qū)動兼容性及抑制方法；并探索輪轂電機的應(yīng)用前景以及混動專用發(fā)動機及高效機電耦合技術(shù)等。

針對電驅(qū)動技術(shù)，考核指標(biāo)要求超級銅線180℃下電阻率比銅線降低 20%，強度比普通銅線提高10%；1200V 單芯片通流能力≥250A，導(dǎo)通壓降≤2.5V@250A/150℃，最高結(jié)溫250℃；SiC 電機控制器峰值功率密度≥70kW/L@峰值功率 300kW，EMC達CISPR 等級4要求等技術(shù)指標(biāo)。

針對高性能電機，考核要求直驅(qū)輪轂電機峰值扭矩密度≥20Nm/kg 或≥ 60Nm/L，減速輪轂電機本體功率密度≥5.0kW/kg；輪轂電機 總成系統(tǒng)最高效率≥92%，系統(tǒng) CLTC 工況綜合使用效率≥ 80%；輪轂電機總成 1m總噪聲≤72dB，防護等級不低于 IP68， 沖擊振動標(biāo)準(zhǔn)不低于傳統(tǒng)輪轂指標(biāo)，電磁兼容性能滿足Class 4 級及以上等技術(shù)指標(biāo)。

輪轂電機

在混動專用發(fā)動機及機電耦合技術(shù)方面，考核要求做到專用發(fā)動機熱效率≥44%，發(fā)動機排放滿足國六 b+RDE；機電耦合系統(tǒng)機械傳動效率≥95%，中國工況 CLTC 下，發(fā)動機高效區(qū)占比≥65%（高效區(qū)定義：最高熱效率下浮5個百分點），機電耦合系統(tǒng)綜合效率≥85%等。

3

智能駕駛：

鼓勵EEI、學(xué)習(xí)型自動駕駛、預(yù)期功能安全等技術(shù)提升

針對智能汽車，科技部鼓勵相關(guān)部門研發(fā)車路云網(wǎng)一體化集中式電子電氣信息架構(gòu)、自動駕駛進化學(xué)習(xí)技術(shù)以及風(fēng)險辨識安全技術(shù)等。

電子電氣架構(gòu)考核指標(biāo)要求，形成一體化技術(shù)平臺支持 C-V2X 信息交互，全車相關(guān)軟件升級時間≤20分鐘，車載網(wǎng)絡(luò)通訊速率可達10Gbit/s，時間敏感業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)時延小于50微秒，時間同步精度小于20納秒。

針對學(xué)習(xí)型自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)考核，要求交通參與者行為預(yù)測時域不少于5s，長時域軌跡預(yù)測誤差≤0.5m（橫向）和≤2m（縱向）；支持 L3 級以上自動駕駛功能的自我進化訓(xùn)練，涵蓋典型道路場景≥ 5 類和交通參與者≥4 類，在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的更新周期≤30min；自動駕駛控制器算力≥2Tops/W，主要功能模塊平均延遲<150ms；邊緣場景的自然駕駛樣本片段≥1萬個，邊緣場景類型≥80類，自動駕駛性能評估模型的準(zhǔn)確性≥90%；訓(xùn)練平臺支持≥100個交通節(jié)點虛擬交通場景。

針對預(yù)期功能安全技術(shù)方面，開發(fā)出預(yù)期安全實施防護體系，在不少于20個邊緣場景下進行技術(shù)驗證等。

4

車聯(lián)網(wǎng)：

鼓勵車網(wǎng)融合相關(guān)技術(shù)

科技部鼓勵針對智能汽車信息物理系統(tǒng)通信與系統(tǒng)動力學(xué)融合構(gòu)型建模技術(shù)、高精度地圖與北斗定位技術(shù)，以及自動駕駛仿真及測試評價工具等領(lǐng)域研究。

在信息物理系統(tǒng)技術(shù)，考核指標(biāo)上提出系統(tǒng)設(shè)計模型庫包含不少于20套系統(tǒng)通信和動力學(xué)模型集，容納不少于500個系統(tǒng)模型，準(zhǔn)確性≥90%；體系架構(gòu)框架的設(shè)計分析維度≥7個；系統(tǒng)需求定義≥2000 項，系統(tǒng)功能、邏輯和物理架構(gòu)要素不少于4500個等要求。

針對動態(tài)地圖和北斗定位技術(shù)，考核要求覆蓋地圖模型支持動靜態(tài)多層數(shù)據(jù)調(diào)用，包括自動駕駛感知與決策的應(yīng)用接口協(xié)議，地圖覆蓋公里數(shù)≥1萬公里；高精度地圖每100米相對誤差≤15厘米，基于專業(yè)采集車地圖更新準(zhǔn)確率≥99%，基于眾包數(shù)據(jù)地圖更新準(zhǔn)確率≥90%；超視距無盲區(qū)感知檢測準(zhǔn)確率≥90%，動態(tài)信息傳輸延遲≤1秒等指標(biāo)。

針對自動駕駛仿真技術(shù)，考核要求高精度自動駕駛仿真軟件的極限工況動力學(xué)模擬精度≥90%；開放道路自動駕駛事故場景案例≥1000例；云控平臺數(shù)據(jù)規(guī)模支持PB級，仿真任務(wù)執(zhí)行成功率≥99.9%，達到10000個/分鐘用例生成速率及10000個/小時用例測試速率等。

5

鼓勵支撐技術(shù)研發(fā)

科技部還鼓勵相關(guān)單位研發(fā)電控單元關(guān)鍵工具鏈、車規(guī)級芯片測試技術(shù)、車載儲能系統(tǒng)安全評估技術(shù)和高協(xié)同充換電等支撐性技術(shù)研發(fā)。

針對電控單元關(guān)鍵工具鏈，考核要求能夠滿足V型開發(fā)流程，研制覆蓋軟件建模、軟硬件測試、通訊總線仿真與測試等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工具不少于4種；汽車電控單元模塊級軟件建模工具能夠支持系統(tǒng)圖形化建模、連續(xù) 與離散仿真、狀態(tài)機建模等不少于 3 項的基本功能等技術(shù)指標(biāo)。

針對芯片，科技部希望相關(guān)單位開發(fā)基于FPGA半實物平臺和芯片實物平臺的車規(guī)芯片功能安全測試用例庫及測試技術(shù)；計算芯片算力、能耗測試技術(shù)等。

地平線車規(guī)級芯片

考核上需要搭建支持多樣本（≥20個）同步試驗、試驗溫度范圍-40℃~250℃、濕度相對濕度>65%、壓力≥15psig （磅/平方英寸）的環(huán)境應(yīng)力試驗系統(tǒng)，以及可施加電源（電壓范圍 0-20V 且分辨率 10mV）偏置的壽命試驗系統(tǒng)等。

針對車載儲能系統(tǒng)安全評估與裝備這種共性技術(shù)，科技部希望相關(guān)單位研究出多場景全工況多因素耦合下電池系統(tǒng)安 全性損傷機理、演變規(guī)律及評價技術(shù)，研究電池系統(tǒng)熱失控 熱擴散評價技術(shù)，研究電池系統(tǒng)失效致災(zāi)危害評估技術(shù)，研 究電池系統(tǒng)使用壽命與安全耦合機制與規(guī)律，建立動力電池 多維度安全性評價體系和標(biāo)準(zhǔn)等。

考核層面上，要求建立動力電池多維度安全性評價體系和裝備；開發(fā)在役動力電池系統(tǒng)安全性智能無損檢測系統(tǒng)不少于2套，測試準(zhǔn)確度不低于 90%；搭建車載氫系統(tǒng)安全性定量化評價 體系和在線監(jiān)測系統(tǒng)，在商用車和乘用車上進行應(yīng)用驗證，在線監(jiān)測系統(tǒng)安全響應(yīng)時間小于1秒；車載氫系統(tǒng)微量泄漏檢測精度高于50ppm等指標(biāo)。

針對協(xié)同充換電關(guān)鍵技術(shù)，科技部希望相關(guān)單位能夠研究車-樁（站）-云多層級充電物理信息網(wǎng)體系架構(gòu)，大數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全高效充電管理與控制技術(shù)，研發(fā)車樁（站）互聯(lián)互通實時數(shù)據(jù)交互平臺等。

在考核方面，要求建成車樁數(shù)據(jù)交互平臺，實現(xiàn)跨平臺車樁數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，跨平臺的數(shù)據(jù)互通與調(diào)用平均響應(yīng)時間≤1s，高并發(fā)服務(wù)能力≥200萬個，接入充電樁≥100 萬個，車≥300 萬臺；快換電池系統(tǒng)兼容電池包類型≥3 種，可更換車型≥3個，電池更換時間≤90s；無線充放電系 統(tǒng)雙向功率≥30kW，傳輸距離≥20cm，輸出電壓范圍 DC250-900V，10%到100%負載范圍內(nèi)系統(tǒng)效率≥92%，最高效率≥94%。

6

鼓勵高適應(yīng)平臺、重載車輛平臺技術(shù)

這一部分主要針對客車和乘用極端環(huán)境下的動力平臺技術(shù)，以及重載車輛平臺技術(shù)。

科技部希望可以研究出針對客車和乘用車在極寒環(huán)境整車低能耗自保溫技術(shù)，高溫高濕環(huán)境下動力平臺高效冷卻技術(shù)、高絕緣和高安全防護技術(shù)。

考核指標(biāo)方面，針對12米純電動客車，要做到整車能耗≤52kWh/100km （CHTC工況）；全氣候（環(huán)境溫度范圍覆蓋-35℃~+40℃）續(xù)駛里程≥300km（CHTC工況）；-35℃環(huán)境下，車輛續(xù)駛里程不低于常溫續(xù)駛里程的85%，車輛冷啟動時間≤8min，空調(diào)制熱功率≥14kW，COP≥1.3。40℃環(huán)境下，空調(diào)制冷功率≥22kW，COP≥1.7；研制車型≥2個，30 分鐘最高車速≥100km/h，0-50km/h 加速時間≤15s，最大爬坡度≥25%，實現(xiàn)百輛級驗證應(yīng)用。

B級乘用車方面，考核指標(biāo)為整車能耗≤14kWh/100km（CLTC工況）；全氣候（環(huán)境溫度范圍覆蓋-35℃~+40℃）續(xù)駛里程≥500km（CLTC 工況）；-35℃環(huán)境下車輛續(xù)駛里程不低于常溫續(xù)駛里程的 85%，車輛冷啟動時間≤5min，空調(diào)制熱功率≥4kW， COP≥1.3。40℃環(huán)境溫度下，空調(diào)制冷功率≥7.5kW，COP≥1.7；研制車型≥2 個，最高車速≥180km/h；0-100km/h加速時間≤4s，滿載最大爬坡度≥30%；實現(xiàn)千輛級驗證應(yīng)用。

經(jīng)過20年的努力，我國電動汽車技術(shù)研發(fā)能力從無到有、從弱到強，自主創(chuàng)新已經(jīng)取得重要進展，基本建立了適合中國國情、能有效聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研力量與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家競爭的國家創(chuàng)新體系，關(guān)鍵零部件的配套研發(fā)體系已經(jīng)初見成效。

而這些努力也得到了消費者的認(rèn)可。2020年，新能源汽車私人消費比例大幅提升至近70%，可謂私人消費市場崛起之年。因此，我們要延續(xù)和鞏固這一來之不易的增長勢頭，繼續(xù)聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研各方力量，積極突破技術(shù)瓶頸，來滿足市場需求，以及愈發(fā)開放的市場所帶來的技術(shù)競爭壓力。

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