【導讀】“十一五”863計劃。節(jié)能與新能源汽車重大項目。編報日期：2021年4月。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(shù)的發(fā)展....2. 發(fā)展節(jié)能與新能源汽車是我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)。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。開發(fā)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品是汽車技術(shù)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. 燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和示范樣車.......35. 燃料電池汽車示范樣車開發(fā)和生產(chǎn)..........36. 純電動汽車產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化..............44. 大功率DC/DC變換器研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化..........51. 煤基燃料及氫燃料發(fā)動機產(chǎn)品開發(fā)..........57. 電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)關(guān)鍵材料與部件研究.......60. 電動汽車檢測評價方法研究...............67. 動力電池及超級電容器測試方法研究......69. 知識產(chǎn)權(quán)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新投資研究..............73. 代用燃料汽車示范運行和推廣應用..........75

　　

【正文】 ，在 “ 十五 ” 電動汽車重大 科技 專項 和“十五”清潔汽車行動研發(fā) 成果的基礎 上 ，通過“ 繼承發(fā)展，自主創(chuàng)新，優(yōu)化管理，重點跨越 ”，以市場為導向，重點突破關(guān)鍵瓶頸技術(shù)，推動節(jié)能與新能源汽車 整車和關(guān)鍵零部件的 研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提升我國汽車 工業(yè)核 心競爭能力，為保障能源安全、控制環(huán)境污染，實現(xiàn)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力技術(shù)支撐 。 繼承發(fā)展： 遵循汽車產(chǎn)品開發(fā)和市場規(guī)律，鞏固和發(fā)展“十五”的研發(fā)成果， 明確“十一五”技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化方向， 完成電動汽車從初級產(chǎn)品向成熟產(chǎn)品的過渡 ，擴大代用燃料汽車的應用 ，促進傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步， 確保 節(jié)能與新能源 汽車事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。 自主創(chuàng)新： 以整車產(chǎn)品為目標，加強系統(tǒng)核心技術(shù)的研究，突出企業(yè)創(chuàng)新主體作用，在官、產(chǎn)、學、研緊密結(jié)合的成功經(jīng)驗上創(chuàng)新機制；加強關(guān)鍵零部件的開發(fā)，促進系列化、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)鏈建設；加強基礎性共性技術(shù)的科 學研究，解決深層次技術(shù)難點。 優(yōu)化管理： 繼承“十五”管理經(jīng)驗， 貫徹科技部 863 計劃管理辦法，優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)，強化過程 的 管理和協(xié)調(diào) ，進一步發(fā)揮課題承擔單位的積極性，激發(fā)科技人員創(chuàng)新的積極性 。 重點跨越： 以核心技術(shù)、共性平臺技術(shù)的突破為重點，通過國家項目 的帶動， 實現(xiàn)燃料電池汽車綜合技術(shù)與示范運營的跨越，混合動力汽車核心技術(shù)與產(chǎn)業(yè)規(guī)模的突破，純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)與市場應用的拓展，關(guān)鍵零部件工程化 、 產(chǎn)業(yè)化和供應商角色的轉(zhuǎn)化。 2 總體目標 突破共性基礎技術(shù)瓶頸，建立電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺，形成31 關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)體系，促進 節(jié)能與新能源汽車 的工程化和產(chǎn)業(yè)化。提高整車可靠性、耐久性、一致性、安全性、環(huán)境適應性，實現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化示范運行，混合動力汽車和純電動汽車規(guī)?；袌鲣N售 ，代用燃料汽車的大規(guī)模推廣應用 ；促進 節(jié)能與新能源汽車 產(chǎn)業(yè)化政策、法規(guī)和相關(guān)標準的研究、制定；形成知識產(chǎn)權(quán)和數(shù)據(jù)庫平臺；完善相關(guān)測試 技術(shù) ，形成 節(jié)能與新能源汽車 技術(shù)開發(fā)體系；建立以企業(yè)為主體的產(chǎn)學研相結(jié)合的自主研發(fā)創(chuàng)新體系，把握交通能源動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重大機遇，實現(xiàn)技術(shù)的跨越式發(fā)展，為我國汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。 燃料電池汽車：深入研究、示范考核，實 現(xiàn)綜合技術(shù)的跨越。 深入研究燃料電池發(fā)動機等關(guān)鍵技術(shù)，掌握動力系統(tǒng)技術(shù)平臺核心技術(shù)，形成自主開發(fā)體系和完整的技術(shù)鏈和產(chǎn)品鏈 ，逐步降低整車成本，整車綜合技術(shù)指標達到國際先進水平。實現(xiàn)小批量試制，進行規(guī)?；痉哆\行，提高整車安全性、可靠性、耐久性、環(huán)境適應性和舒適性，滿足實際使用要求。 混合動力汽車：優(yōu)化系統(tǒng)、聚焦產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的突破。 進一步提高混合動力汽車燃料經(jīng)濟性 ，降低 排放，實現(xiàn)整車和系統(tǒng)零部件的工程化設計、工藝和質(zhì)量控制。提高整車可靠性、環(huán)境適應性和舒適性，降低整車成本，綜合技術(shù)經(jīng)濟指標達到國際先進水 平。建立和完善混合動力汽車的生產(chǎn)體系、供應鏈體系和市場營銷體系，實現(xiàn)較大批量的商品銷售。 純電動汽車：突出特色、開拓市場，實現(xiàn)商業(yè)應用的拓展。 針對不同 市場 的特定需求 ，建立純電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺，進行整車總體技術(shù)方案優(yōu)化，進一步提高動力電池 和電機等系統(tǒng) 的性能，滿足產(chǎn)業(yè)化需求，整車綜合技術(shù)指標達到國際領(lǐng)先水平。進一步降低成本，32 完善批量化生產(chǎn)工藝，擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模和應用范圍，實現(xiàn)較大批量的商品銷售。 代用燃料汽車：綜合提升、完善設施，實現(xiàn)大規(guī)模推廣應用。 完成天然氣、液化石油氣、二甲醚等代用燃料發(fā)動機 和整車 產(chǎn)品研究 開發(fā) ，進行 代用燃料加注站裝備的改進與開發(fā)，成為滿足國內(nèi)市場需求的主導產(chǎn)品； 建設 代用燃料汽車示范運行工程，擴大代用燃料汽車種類和應用范圍，在典型地區(qū)建立城市間加氣站網(wǎng)絡，實現(xiàn)區(qū)域化推廣。 關(guān)鍵零部件產(chǎn)品：提高性能、降低成本，完成供應鏈體系建設。提高燃料電池發(fā)動機、動力電池、驅(qū)動電機和代用燃料發(fā)動機等關(guān)鍵零部件的綜合性能，提高安全性、環(huán)境適應性、可靠性和使用壽命，綜合技術(shù)指標達到國際先進水平。建立和完善生產(chǎn)體系、供應鏈體系和質(zhì)量控制體系，實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化，滿足整車產(chǎn)業(yè)化需求。 3 研發(fā)布局 將建立 以 燃料電池汽 車、混合動力汽車 和 純電動汽車 為 “三縱” ，以動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 、關(guān)鍵零部件 和 共性基礎技術(shù) 為“三橫” 的電動汽車“三縱三橫”的研發(fā)布局 ， 同步開展代用燃料汽車研發(fā)， 并以技術(shù)標準、政策法規(guī)、知識產(chǎn)權(quán)服務和信息數(shù)據(jù)庫等公共服務平臺為支撐， 形成 “十一五” 節(jié)能與新能源汽車 重大項目 的總體研發(fā) 框架 。 33 圖 3－ 1 ―十一五 ‖總體研發(fā)框架 ? 開發(fā)出 新一代的 燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車 和代用燃料汽車 產(chǎn)品。進一步提高整車和關(guān)鍵零部件的性能指標和安全性、環(huán)境適應性、可靠性、耐久性，降低成本。建立零部件供應、整車生產(chǎn)和市場營銷體 系。按照市場發(fā)育的成熟情況，分步實施產(chǎn)業(yè)化計劃 ，在“十一五”期間實現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化示范考核運行，混合動力汽車商品化市場銷售和純電動汽車特定市場規(guī)?；N售 ，代用燃料汽車大規(guī)模推廣應用 。 ? 掌握燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺、混合動力汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和純電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺集成技術(shù)，按整車要求完成燃料電池、動力電池、超級電容等能源系統(tǒng)、 代用燃料和混合動力 發(fā)動機、驅(qū)動電機、變速箱及傳動系統(tǒng)集成等關(guān)鍵零部件的開發(fā)，主要性能指標達到國際先進水平。形成整車、動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和關(guān)鍵零部件的研發(fā)體系，促進整車和零部 件產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的形成和關(guān)鍵零部件的行業(yè)培育。 ? 通過與其它科技專項計劃的協(xié)作攻關(guān)，研究和突破制約電動汽車發(fā)展的共性基礎技術(shù)，包括新材料、新部件及其快速評價技術(shù)等，為我國電動汽車的跨越式發(fā)展掃清技術(shù)障礙。 ? 在公共支撐平臺建設方面，要完善檢測設施和技術(shù)標準建設，34 開展能源與動力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)路徑的評價研究，研究相關(guān)政策法規(guī)， 擴大 示范運行 的區(qū)域 ，推動產(chǎn)業(yè)融資體系的建立，實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)的有效 保護 和有序交易 ，完善 節(jié)能與新能源汽車 技術(shù)信息數(shù)據(jù)庫，為 節(jié)能與新能源汽車 的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化服務。 35 四 、項目的主要研究內(nèi)容、目標及具體指標 1 電動汽車 動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 和 整車產(chǎn)品 燃料電池汽車 動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和示范樣車 燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 研究 開發(fā) 主要研究內(nèi)容 研發(fā)燃料電池轎車和燃料電池城市客車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺，包括： – 動力 系統(tǒng) 技術(shù)平臺 集成 ：技術(shù)平臺 總布置與優(yōu)化，懸架、轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)等底盤總成的匹配優(yōu)化設計，動力系統(tǒng)關(guān)鍵部件的懸置技術(shù)。 串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)集成共性關(guān)鍵技術(shù)。 – 動力 系統(tǒng) 技術(shù)平臺 控制 ： 燃料電池和動力電池（或者超級電容）電電混合動力系統(tǒng)的模塊化優(yōu)化匹配，基于網(wǎng)絡的多能源管理 、驅(qū) 動控制 和輔助動力單元控制技術(shù) ， 制 動力控制、制動能量回饋控制，高壓電安全設計、檢測與控制技術(shù)研究、故障診斷和容錯控制技術(shù)。 – 電動輔助系統(tǒng)：電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向、電動助力制動系統(tǒng)匹配、控制和測試技術(shù) 。 – 熱管理技術(shù)： 熱管理一體化冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化匹配、設計和布置技術(shù)，多散熱器的熱平衡優(yōu)化匹配技術(shù)，一體化控制策略與優(yōu)化，性能測試方法和冷卻系統(tǒng)的評價方法。 – 電磁兼容： 電磁兼容電磁環(huán)境測 試與分析技術(shù)，主干擾源、敏感元件及傳遞途徑識別與機理研究，電磁兼容設計與預測技術(shù)研究，系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究。 – 電安全和氫安全：車載氫燃料系統(tǒng)安全設計、檢測、預警與控制36 技術(shù)，碰撞條件下的電安全和氫氣安全的 CAE 分析和測試技術(shù)。 – 可靠性與耐久性：動力系統(tǒng)技術(shù)平臺防水、防塵和抗振技術(shù)，低溫啟動和環(huán)境適應性技術(shù)，可靠性預測與評估技術(shù)，快速耐久性 /壽命試驗技術(shù)，道路運行試驗關(guān)鍵技術(shù)。 目標 掌握燃料電池轎車和客車模塊化動力系統(tǒng)技術(shù)平臺集成和控制核心技術(shù)，進一步提高燃料電池動力系統(tǒng)技術(shù)平臺的動力性、經(jīng)濟性，突破可靠性、熱管理和電磁兼容等關(guān)鍵技術(shù)，為燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化提供有力支撐。 研制各具技術(shù)特征的 燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺，向不同示范樣車產(chǎn)品輻射。 具體指標 基于燃料電池汽車 動力 系統(tǒng)技術(shù)平臺研制 基本型 樣車，達到以下技術(shù)指標： 指標 名稱 燃料電池轎車 動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 燃料電池客車 動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 動力性 起步加速時間（ s） ≤ 15（ 0100km/h） ≤ 25（ 050km/h） 最高車速（ km/h） ≥ 150 ≥ 80 最大爬坡度（％） ≥ 20 ≥ 18 經(jīng)濟性 續(xù)駛里程（ km） ≥ 300 ≥ 300 氫燃料消耗率（ kg/100km） ≤ ≤ 環(huán) 境 適應性 —— 低溫啟動： 10176。 C 環(huán)境溫度： 10176。 C－ 40176。 C 相對濕度： 10% 90% 海拔高度：≤ 1000m 可靠性 平均故障間隔里程（ km） ≥ 2021 ≥ 2021 耐久性 使用壽命（萬公里） ≥ 15 ≥ 15 燃料電池汽車示范樣車開發(fā) 和生產(chǎn) 主要研究內(nèi)容 – 整車集成與結(jié)構(gòu)優(yōu)化：整車總布置與優(yōu)化，車身 /車架輕量化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，車身和底盤關(guān)鍵部件新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝技術(shù)，整車 CAE 分析技術(shù)。 – 安全性：整車被動安全性虛擬分析技術(shù)，整車被動安全性試驗技37 術(shù)。 – 可靠性與耐久性：整車可靠性設計、預測與評估技術(shù)，快速可靠性 /耐久性試驗技術(shù)，道路運行和試驗。 – 舒適性：車內(nèi) 車外噪聲特性分析和控制；主要噪聲源控制；振動舒適性控制；整車駕駛性評價技術(shù)。 – 生產(chǎn)技術(shù)：試制試驗線建設，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，檢測規(guī)范，工藝技術(shù)、檢測技術(shù)研究。 目標 掌握燃料電池汽車整車集成核心技術(shù)，進一步提高燃料電池汽車基本性能，降低成本，改善安全性、可靠性、耐久性和舒適性等關(guān)鍵技術(shù)，形成自主開發(fā)體系和完整的技術(shù)鏈，制訂生產(chǎn)制造技術(shù)文件，形成一定規(guī)模的燃料電池汽車整車生產(chǎn)能力。到 2021 年，燃料電池轎車達到千輛級批量生產(chǎn) 能力 的技術(shù)經(jīng)濟指標 ，燃料電池客車達到百輛級生產(chǎn)能力 的技術(shù)經(jīng)濟指標 ；燃料電池汽車商業(yè)化示范產(chǎn)品 獲得載客示范運營許可，并利用奧運會和世博會等重大活動實現(xiàn)燃料電池汽車的初期市場導入。 – 2021－ 2021 年， 通過 對十五期間完成的樣車進行可靠性耐久性試驗，驗證動力系統(tǒng)技術(shù)平臺性能。在此基礎上 完成 新一代燃料電池客車和轎 車整車和動力系統(tǒng)技術(shù)平臺核心技術(shù)研究開發(fā)，研制工程化樣機， 完成基礎設施 和 商業(yè)化示范運行，實現(xiàn)燃料電池汽車動力系統(tǒng)定型，燃料電池客車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺達到幾十臺套生產(chǎn)能力，燃料電池轎車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺達到百臺套生產(chǎn)能力。 – 2021－ 2021 年，形成燃料電池動力系統(tǒng)成熟成套技術(shù)，燃料電池客車動力系統(tǒng)技 術(shù)平臺達到百臺套生產(chǎn)能力，達到燃料電池 轎車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺千臺套生產(chǎn)能力。燃料電池汽車實現(xiàn)載客商業(yè)38 化示范運行，在上海和北京等城市建設小規(guī)模氫燃料加注站網(wǎng)。并以 2021 奧運會以及 2021 年的上海世博會重大活動用車為主要切入點培育初期市場。 具體指標 – 基于燃料電池動力系統(tǒng)技術(shù)平臺的整車產(chǎn)品，其主要性能指標與基本型樣車相當，其它性能指標滿足國家相關(guān)標準要求； – 燃料電池轎車商業(yè)化示范樣車 的技術(shù)經(jīng)濟指標： 在千輛級批量時單車成本不超過 45 萬元， 百公里 氫燃料消耗率≤ 公斤；客車的 燃料電池客車商業(yè)化示范樣車，在百輛級 批量時單車成本不超過 300 萬元 ，百公里 氫燃料消耗率≤ 公斤。 混 合 動力汽車 動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和整車產(chǎn)品 混合動力汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 研究開發(fā) 主要研究內(nèi)容 – 混合動力系統(tǒng)技術(shù)平臺規(guī)劃和定義：根據(jù)整車要求確定動力系統(tǒng)技術(shù)平臺的技術(shù)規(guī)范，分解對下游零部件（ 發(fā)動機、 電機、電池等）技術(shù)要求 – 混合動力系統(tǒng)技術(shù)平臺工程化集成設計 ? 動力系統(tǒng)技術(shù)平臺總體方案設計：技術(shù)、工藝和成本分析 ? 機電耦合方案研究：機電混合度、耦合方式、耦合裝置結(jié)構(gòu)方案分析與研究 ? 控制策略和算法研究：動力系統(tǒng)技術(shù)平臺系統(tǒng)建模與仿真、能量分配策略研究、制動能量回饋策略研究，發(fā)動機、電機、電池工作區(qū)域優(yōu)化策略研究，工作模式切換控制研39 究，動力性與經(jīng)濟性換檔模式研究、駕駛性研究 ? 制動性、操縱穩(wěn)定性、碰撞安全性分析 ? 減振降噪分析 ? 失效模式、故障診斷和容錯控制研究 ? 網(wǎng)絡通訊和控制技術(shù)研究 ? 強電安全和燃料安全性研究 ? 電磁兼容性研究 ? 熱管理研究 – 發(fā)動機匹配設計和優(yōu)化 ? 發(fā)動機與變速箱、電機的集成設計 ? 發(fā)動機結(jié)構(gòu)優(yōu)化 ? 發(fā)動機控制策略優(yōu)化與標定 ? 發(fā)動機樣品試制 ? 發(fā)動機試驗驗證：性能試驗、可靠性和耐久性試驗 – 變速箱匹配設計和優(yōu)化 ? 變速箱與發(fā)動機、電機的集 成設計 ? 變速箱及執(zhí)行機構(gòu)設計與優(yōu)化 ? 變速箱控制策略優(yōu)化 ? 變速箱試驗驗證 – 電動輔助系統(tǒng)（電動助力轉(zhuǎn)向、電動助力制動系統(tǒng)、電動空調(diào)等）系統(tǒng)集成和關(guān)鍵部件研究 – 混合動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 系統(tǒng)集成 – 混合動力系統(tǒng)技術(shù)平臺 臺架標定和優(yōu)化 – 混合動力系統(tǒng)技術(shù)平臺在 整車 上 匹配標定 和