【正文】 I 密級：內部 “十一五” 863 計劃 節(jié)能與新能源汽車 重大項目 立項建議書 項目名稱： 節(jié)能與新能源 汽車 重大項目 所屬領域： 交通領域 編報日期： 2021 年 4 月 II 目 錄 一、項目提出的背景、意義和必要性 ...................... 1 1 立項 背景 ....................................... 1 交通能源與環(huán)境問題是 21 世紀全球面臨的重大挑戰(zhàn) . 1 各國政府積極推動節(jié)能與新能源汽車技術的發(fā)展 .... 2 我國面臨能源和環(huán)境的嚴峻挑戰(zhàn) ................. 3 我國面臨汽車技術變革的重大機遇 ............... 5 2 項目的意義和必要性 .............................. 5 發(fā)展節(jié)能 與新能源汽車是我國國民經濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要 ........................................ 6 發(fā)展節(jié)能與新能源汽車是提高汽車工業(yè)核心競爭力的迫切要求 ........................................ 7 開發(fā)節(jié)能與新能源汽車產品是汽車技術不斷發(fā)展的需求 8 節(jié)能與新能源汽車具有廣闊的市場前景 ........... 8 二、項目相關領域的國內外技術現(xiàn)狀及趨勢 ................ 10 1 國外電動汽車技術現(xiàn)狀及趨勢 ...................... 10 2 國內電動汽車現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ...................... 13 3 代用燃料汽車國內外技術現(xiàn)狀及趨勢 ................. 15 4 專利分析 ...................................... 19 電動汽車專利分析 ........................... 19 代用燃料汽車專利分析 ....................... 24 專利分析結論 .............................. 27 三、項目發(fā)展戰(zhàn)略 .................................... 30 1 指導思想 ...................................... 30 2 總體目標 ...................................... 30 3 研發(fā)布局 ...................................... 32 四、項目的主要研究內容、目標及具體指標 ................ 35 1 電動汽車動力系統(tǒng)技術平臺和整車產品 ............... 35 III 燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術平臺和示范樣車 ....... 35 燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術平臺研究開發(fā) ..... 35 燃料電池汽車示范樣車開發(fā)和生產 .......... 36 混合動力汽車動力系統(tǒng)技術平臺和整車產品 ....... 38 混合動力汽車動力系統(tǒng)技術平臺研究開發(fā) ..... 38 混合動力汽車產品開發(fā)和產業(yè)化 ............ 40 純電動汽車 動力系統(tǒng)技術平臺和整車產品 ......... 43 純電動汽車動力系統(tǒng)技術平臺研究開發(fā) ...... 43 純電動汽車產品開發(fā)和產業(yè)化 .............. 44 2 代用燃料汽車 ................................... 46 燃氣汽車產品開發(fā)與產業(yè)化 ................... 46 煤基燃料及生物柴油汽車的應用研究 ............ 47 3 關鍵零 部件技術 ................................. 49 電動汽車關鍵零部件 ......................... 49 燃料電池發(fā)動機研發(fā) ..................... 49 大功率 DC/DC 變換器研發(fā)和 產業(yè)化 .......... 51 動力電池及其管理系統(tǒng)（包括超級電容器）研發(fā)和產業(yè)化 ..................................... 53 電機及其控制系統(tǒng)研發(fā)和產業(yè)化 ............ 54 代用燃料汽車關鍵零部件 ..................... 56 天然氣發(fā)動機產品開發(fā)與產業(yè)化 ............ 56 煤基燃料及氫燃料發(fā)動機產品開發(fā) .......... 57 4 共性基礎技術 ................................... 58 燃料電池發(fā)動機關鍵材料與技術研究 ............ 58 動力電池關鍵材料與技術研究 .................. 59 電機及其驅動控制系統(tǒng)關鍵材料與部件研究 ....... 60 車載儲氫系統(tǒng)研發(fā) ........................... 61 基礎設施技術研究 ........................... 61 5 公共支撐 平臺 ................................... 65 IV 節(jié)能與新能源汽車政策環(huán)境研究 ................ 65 技術標準研究 .............................. 66 檢測評價方法研究 ........................... 67 電動汽車檢測評價方法研究 ............... 67 整車測試方法研究 ..................... 67 燃料電池測試方法研究 ................. 68 動力電池及超級電容器測試方法研究 ...... 69 電機測試方法研究 ..................... 71 代用燃料汽車公共測試平臺建設 ............ 72 知識產權與產業(yè)技術創(chuàng)新投資研究 .............. 73 知識產權研究 .......................... 73 產業(yè)技術創(chuàng)新投資研究 ................... 73 示范運行和推廣應用 ......................... 74 電動汽車示范運行和推廣應用 .............. 74 代用燃料汽車示范運行和推廣應用 .......... 75 信息數(shù)據(jù)庫建設與咨詢服務 ................... 76 五、項目擬采取的技術路線 ............................ 77 六、項目年度任務安排 ................................ 78 1 項目總體安排 ................................... 78 2 動力系統(tǒng)技術平臺、整車產品、關鍵部件和共性基礎技術 . 78 3 公共支撐平臺建設 ............................... 78 七、項目的技術、經濟效益分析 ......................... 81 1 減少燃料消耗、優(yōu)化交通能源結構 ................... 81 2 減少排放、保護大氣環(huán)境 .......................... 81 3 自主開發(fā)、提升核心競爭能力 ...................... 82 4 帶動相關產業(yè)發(fā)展，促進社會穩(wěn)定和經濟繁榮 .......... 83 八、項目的經費需求及來源 ............................ 84 九、項目支撐條件及組織措施 ........................... 85 1 支撐條件 ...................................... 85 V 2 組織措施 ...................................... 86 十、項目主要任務承擔單位建議 ......................... 92 1 選擇承擔單位的基本原則 .......................... 92 2 主要課題承擔單位建議及遴選程序 ................... 92 十一、其他 需要說明的問題 ............................ 94 1 項目發(fā)展機遇 ................................... 94 2 項目實施過程中可能遇到的風險 .................... 95 附件一：建議在“十一五”科技計劃其它領域安 排的研究內容 . 98 1 一、項目提出的背景、意義和必要性 1 立項背景 交通能源與環(huán)境問題是 21 世紀全球面臨的重大挑戰(zhàn) 目前世界汽車保有量約 8 億輛，并以每年 3000 萬輛的速度遞增，預計到 2021 年全球汽車保有量將達到 10 億輛。據(jù)美國能源部做出的長期估計： 2050 年全球的汽車保有量將增長到 35 億輛，其中發(fā)展中國家增長 15 倍。國際能源機構（ IEA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明 ， 2021 全球57%的石油消費在交通領域 ， 預計到 2020 年交通用油占全球石油總消耗 的 62%以上。美國能源部研究預測， 2020 年以后，全球石油需求與常規(guī)石油供給之間將出現(xiàn)凈缺口， 2050 年的供需缺口將達到 500 億桶，幾乎相當于 2021 年世界石油總產量的兩倍。與此同時，交通能源消耗也是造成局部環(huán)境污染和全球溫室氣體排放的主要來源之一 ，交通能源轉型勢在必行。 經過多年討論和探索，國際上對于汽車能源和動力轉型比較一致的看法是： 各種高新技術特別是新型動力電池技術進步賦予了純電動汽車新的生命力和發(fā)展機遇。 混合動力 作為新型汽車能源動力 技術 共性平臺 繼承了 先進 內燃機技術，結合高效潔凈的電力驅動方式， 既 充分 利用現(xiàn)有燃料基礎設施， 又能包容各種 代用燃料 ，現(xiàn)已成為新型動力汽車產業(yè)化的里程碑 。 燃料電池作為一種 新興 能量轉換裝置， 盡管目前還存在很多需要克服的技術障礙，但其作為新一代汽車能源動力系統(tǒng) 的遠期解決方案 仍然被全球所看好 。 以傳統(tǒng)內燃機為動力的汽車，通過燃料供給系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)的局部改進，可以燃用天然氣、液化石油氣、生物柴油、合成燃料、醇類燃料、醚類等清潔替代能源，成為解決石油資源短缺的重要途徑。從而與電動汽車一起，構成了應2 對 21 世紀能源挑戰(zhàn)，從以石油為主的汽車燃料結構向車用能源多元化轉化的總體路線圖。 各國 政府 積極推動節(jié)能與新能源 汽車技術 的 發(fā)展 汽車工業(yè)在推動國家經濟發(fā)展和保障國家能源安全方面具有重要 作用 ，各國政府都對汽車 節(jié)能與新能源 技術發(fā)展給予了高度的重視。 首先是 實施大規(guī)模的 “ 政府企業(yè)合作伙伴 ” 項目，如美國的FreedomCAR 計劃、 清潔城市計劃、 歐洲的 CUTE 項目、日本 JHFC 燃料電池汽車推廣應用項目等。 其次是 通過各種政策 鼓勵節(jié)能與新能源汽車的推廣和應用 ,例如美國在新的能源法案中對節(jié)能汽車的消費者給與一定的財稅補貼，其中對純電動汽車和燃料電池汽車減免 4000美元、對混合動力汽車減免最高 3000 美元的所得稅 ；日本政府對購買混合動力汽車和燃料電池汽車的用戶給予 2021 美元的補貼。韓國政府從 2021 年 開始 將斥資 1449 億韓元（約合人民幣 億元），用于刺激國內市場對節(jié)能混合動力車的需求， 為每輛混合動力 汽車 購買者提供 2800 萬韓元的補貼。 在各種研發(fā)計劃和鼓勵政策的推動下，節(jié)能與新能源汽車在國外得到快速發(fā)展，其中混合動力汽車最有代表性。從 2021 年開始，以美國和日本為主要市場的全球混合動力 汽車 保有量以年均 70%的速度增加， 3 年增加了將近 3 倍。美國預測 2021 年，市場上的混 合動力汽車車型將從現(xiàn)在的 11 種增加到 50 多種，銷售量達到 70 多萬輛，占美國汽車總銷量的比例也將從 2021 年的 ％上升到 ％。 燃料電池汽車的研究得到大量經費資助，并正在進行各種示范驗證。據(jù)國際能源機構（ IEA） 2021 年統(tǒng)計，全球能源科技研發(fā)公共資金中約 12％投入到燃料電池研發(fā)。美國 2021 年 8 月通過的能源立法3 法案將原 FreedomCAR 計劃的 20 億美元 5 年預算增加到 億，并計劃在未來十年投入總計 123 億美元 ， 作為研發(fā)、示范、采購和免稅補貼 的 費用 ；日本政府 2021～ 2021 兩年的燃料電池技術研究經費總計超過 6 億美元。目前全球投入商業(yè) 化示范運行的燃料電池汽車數(shù)量超過 800 輛，示范項目包括美國的 CaHFC Partnership、日本的 JFHC項目、歐盟的 CUTE 項目和聯(lián)合國 /全球環(huán)境基金資助的 6 個燃料電池客車示范項目等。 在清潔替代燃料方面，世界上許多國家在技術研發(fā)、市場導入、政策激勵等各方面開展了卓有成效的工作，取得了顯著的節(jié)能和環(huán)保