國家重點研發計劃啟動實施“新能源汽車”重點專項。本重點專項總體目標是:堅持純電驅動發展戰略,夯實產業基礎研發能力,解決新能源汽車產業卡脖子關鍵技術問題,突破產業鏈核心瓶頸技術,實現關鍵環節自主可控,形成一批國際前瞻和領先的科技成果,鞏固我國新能源汽車先發優勢 和規模領先優勢,并逐步建立技術優勢。

國家重點研發計劃啟動實施“新能源汽車”重點專項。本重點專項總體目標是:堅持純電驅動發展戰略,夯實產業基礎研發能力,解決新能源汽車產業卡脖子關鍵技術問題,突破產業鏈核心瓶頸技術,實現關鍵環節自主可控,形成一批國際前瞻和領先的科技成果,鞏固我國新能源汽車先發優勢 和規模領先優勢,并逐步建立技術優勢。
根據本重點專項工作部署,現提出 2021 年度項目申報指南建議。按照分步實施、重點突出原則,2021 年度指南擬在能源動力、電驅系統、智能駕駛、車網融合、支撐技術、整車平臺6個技術方向,啟動 19 個指南任務。
1.1 全固態金屬鋰電池技術(基礎研究)
研究內容:全固態電池中電極(正極、負極)與固體電 解質界面穩定化與自修復機制;微結構固態復合正極(含活 性材料、電解質、電子導電介質等)中電子、離子的輸運特 性;具有導電骨架結構的金屬鋰負極和固態電池中界面/結構 對鋰沉積形態的影響;超薄高離子電導率固體電解質層制備 技術及面離子輸運均勻性、機械強度、與正負極界面兼容性;新型電池結構、干法電極、新型電解質層制備方法及封裝方 式;電池內部溫度/力學/電化學場以及失效破壞等實驗表征 技術及固態電池綜合評價方法。
考核指標:固態復合正極比容量大于400 mAh/g;復合 金屬鋰負極比容量大于1500 mAh/g;固體電解質厚度< 15μm,室溫電導率>1 ms/cm,鋰離子遷移數>0.8;全固態金屬鋰電池:容量>10 Ah,比能量>600 Wh/kg,1C 充放電條件循環壽命>1000 次。
1.2 高安全、全氣候動力電池系統技術(共性關鍵技術)
研究內容:研究動力電池低溫環境充放電性能衰減的電 化學機理,研究加熱方式、加熱策略對電池安全、電池壽命 的影響機制,研發動力電池系統無損極速加熱新結構、新方 法及其加熱安全控制技術;研究全氣候環境條件下動力電池 系統安全充放電方法和控制管理技術,極端低溫和高溫條件 下的耐候性,研發全氣候電池系統技術;研究動力電池可靠 性與車載振動、環境溫度、動態載荷等交變應力的耦合關系 及其疲勞損傷規律,高擠壓強度下的安全性防護方法,電池 系統故障診斷、安全評估與預警方法;研究動力電池系統熱 失控爆炸當量估計方法、熱失控擴展路徑及特性、熱失控延 緩和阻斷控制機制;研發基于以上關鍵技術的高安全、全氣 候的新結構動力電池及動力電池系統。
考核指標:動力電池系統從﹣30℃-0℃升溫時間≤3min, 且能耗占比≤5%;動力電系統內溫度差異≤5℃(﹣ 30℃~0℃);動力電池無損加熱循環使用壽命≥300 次(環境溫度﹣30℃);電池系統成組效率≥80%;動力電池系統中異 常電池識別率≥95%,電池內短路故障診斷準確率≥90%。形成電池系統安全風險預測預警模型≥3 個,建立安全風險 評估體系和技術規范;電池系統發生熱擴散 90min 內不起火 不爆炸(電池熱失控信號發出后);電池系統 200kN 擠壓不 起火不爆炸;全氣候、高安全動力電池系統裝車≥1000 輛(乘 用車)或商用車≥100 輛。
1.3 車用固體氧化物燃料電池關鍵技術開發(基礎研究)
研究內容:針對不同燃料場景需求的車用燃料電池發電 系統,研究固體氧化物燃料電池(SOFC)關鍵部件、電堆、 系統設計及集成技術,主要包括:優化電極微觀結構,研究 高性能高可靠長方形電池結構設計及可控制備技術;優化連 接體結構及流場設計,開發低成本連接體加工及涂層致密化 技術;開發一致性長壽命電堆組裝技術,形成電堆批量制造 能力;研發不同燃料處理技術及關鍵部件;開發不同燃料場 景應用的 SOFC 冷熱電聯供系統,研究與 SOFC 耦合的快速 啟動響應技術,提出效率優化與冷熱電管控策略。
考核指標:建立針對不同燃料場景應用的 SOFC 系統關 鍵技術體系,形成 SOFC 關鍵部件、電堆及系統的工程化技 術。完成高可靠長方形電池的結構設計和驗證,電流密度≥ 300 mA/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,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供系統開發,額定發電功率≥50kW,啟動 時間秒級,3 分鐘達 50%輸出功率,發電效率≥55%(DC, LHV),熱電聯供總效率≥85%,壽命≥5000h,電壓衰減≤ 5‰/千小時。
1.4 高密度大容量氣氫車載儲供系統設計及關鍵部件研 制(共性關鍵技術)
研究內容:針對燃料電池重型車輛長途續航需求,研究 車載儲氫瓶、車載儲氫系統設計、制造和檢測技術,研究不 同工況下大容量儲氫的釋放和泄露規律,研制車載 70MPa 大容量 IV 型瓶、集成瓶閥、儲氫系統調壓閥組、儲氫系統 控制器、氫氣泄漏探測傳感器等,形成高壓力、大容量車載儲氫系統。
針對大功率燃料電池發動機供氫需求,研究大流量、高 動態等復雜工況條件下供氫系統集成與控制技術,研制氫氣 流量控制閥組、循環引射器、機械循環泵等核心部件。
針對燃料電池重型車輛快速加注需求,研究加氫口預冷 高壓大流量氣氫在車載系統中的擴散、增壓、升溫等規律, 獲得穩定匹配與安全閾值控制技術,定義各部位材質循環加 載要求、車載儲氫系統受氫口與加氫槍的機械接口方式,開 發面向高可靠、高安全的氫燃料快速加注操作流程、接插連 接規范及通信協議。
考核指標:車載 70MPa 大容量 IV 型瓶儲氫系統有效儲 氫質量≥32kg,氫氣泄漏率≤10mL/h,供氫能力≥7g/s,系統服役壽命≥10 年;制定系統零部件、總體結構、集成設計等安全設計準則。其中,70MPa 氫Ⅳ型瓶滿足 T/CATSI 02007-2020 要求、容積≥400L,單瓶質量儲氫密度≥6.8wt%, 單位儲氫能力碳纖維使用量<10.7kg/kg H2;集成瓶閥設計壓力≥70MPa,內置電磁閥壽命≥50000次,瓶閥功耗≤8W,瓶閥質量≤1.2kg,瓶閥集成電磁開關裝置、過流量裝置、超溫超壓泄放裝置(TPRD) 、溫度檢測裝置和手動操作裝置;調壓閥組循環壽命≥50000次, 輸出壓力波動范圍10%-15%,波動持續時間≤10s,輸出流量≥7g/s,質量≤1.2kg;車載氫系統控制器具備獨立加氫模式、紅外通訊、6路以上氫安全檢測通道,具備加氫狀態控制與停車氫安全巡檢策略;加氫口及加氫槍加注速率≥7.2kg/min,加氫口使用壽命≥20000次,加注過程瓶內氣溫≤85℃。
大流量氫氣流量控制閥組最大噴射流量≥7g/s(閥組流量),內外氫氣泄露率≤0.3 mL/h@30bar,耐久性:噴射閥開 閉次數不小于 4 億次(比例電磁閥全開閉次數不小于 500 萬 次);大流量氫循環引射器壓升≥50kPa,引射比≥2.2,電堆功率覆蓋范圍 60-400 kW;大流量氫氣循環泵系統壓升≥ 50kPa(采用氫氣混合氣體,循環流量≥3000slpm,氫氣濃度 ≥90%),功耗≤1.5kW,效率≥46%,噪音≤70 dB,壽命≥ 20000h。
建立快速加注機械接口標準、通信協議和加注操作規范, 并形成標準送審稿;加注協議標準符合國際通用需求。
2.1 基于新材料和新器件的電驅動系統技術(基礎研究)
研究內容:研究基于銅合金和銅/納米管等復合材料的高性能超級銅線及電機繞組制備技術,探索大電流 SiC MOSFET 芯片載流子輸運性能高溫驟降機理和抑制柵介質 界面缺陷等可靠性增強方法,研究超低雜散參數/高效散熱的 SiC 模塊與組件協同優化技術,實現材料與器件優化。研究 SiC 電驅動系統新結構、多物理場集成和全域高效控制方法, 研究 SiC 電驅動系統電磁兼容特性及抑制方法,解決 SiC 電驅動系統在高密度集成和高效控制的基礎科學問題。開展新 型電驅系統技術測試與分析,完成電驅系統前沿技術對標評 價;開展車用服役條件下電驅系統功率器件、電機絕緣和軸 承等系統致命故障檢測、診斷和預測方法研究,形成電驅系 統健康管理技術體系和標準規范。
考核指標:在保證延展率和絕緣層依附性等參數不變條 件下,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,導通壓降 ≤2.5V@250A/150℃,最高結溫 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;提交電驅系統產品對標測試與技術分析報告共 5 份, 每年樣本量 2 套,提交電驅系統健康管理標準規范 1 項。
2.2 高性能輪轂電機及總成技術(共性關鍵技術)
研究內容:高密度輪轂電機:研究高密度輪轂電機的電 磁機熱聲等多物理場協同設計與仿真、故障診斷與容錯控制、 轉矩脈動抑制、噪聲抑制和可靠性與耐久性驗證方法,開發 輪轂電機的新材料、新結構和新工藝技術(包括冷卻結構、動密封等)。輪轂驅動系統集成:突破輪轂電機與制動、轉 向和懸架系統深度集成與轉矩矢量分配技術難題,實現輪轂 電機系統性能、功率密度和轉矩密度的持續提升,為全新電 動化底盤開發和產業化提供核心零部件支撐。
考核指標:直驅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 總成系統最高效率≥92%,系統 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, 沖擊振動標準不低于傳統輪轂指標,電磁兼容性能滿足 Class 4 級及以上,形成可靠性與耐久性測試規范。輪轂電機總成 產品實現裝車運行。
2.3 混合動力專用發動機及高效機電耦合技術(共性關鍵技術)
研究內容:研究結構優化、高壓噴射、高壓縮比、高效 燃燒、電動氣門、低摩擦和低噪聲等混合動力發動機技術, 開發出熱效率高、排放好的混合動力專用發動機;研究新型 構型、一體化機電集成、高效傳動、高效熱管理、動態控制 和低噪聲等機電耦合技術,開發出高效率、高集成、低成本 的機電耦合變速箱。
研究結構集成優化、動態協同控制、高壓安全管理、測 試驗證等混動總成技術,實現總成高效和高可靠性。搭載專 用動力電池,通過整車高效優化控制實現整車級行業領先動 力和能耗指標。
考核指標:專用發動機熱效率≥44%,發動機排放滿足國六 b+RDE;機電耦合系統機械傳動效率≥95%,中國工況 CLTC 下,發動機高效區占比≥65%(高效區定義:最高熱 效率下浮 5 個百分點),機電耦合系統綜合效率≥85%;產品 可靠性及壽命滿足整車要求,實現裝車運行。所搭載的整車 0~100km/h 加速時間≤7s,A 級車在電量維持模式下油耗≤ 3.8L/100km。混合動力專用高效發動機在額定功率下,1 米 噪聲總聲壓級小于等于 90dB(A);機電耦合系統在其基速點 (扭矩轉折點),1 米噪聲總聲壓級小于等于 78dB(A)。
3.1 多域電子電氣信息架構(EEI)技術(基礎研究)
研究內容:構建基于服務的車路云網一體化集中式電子電氣信息架構,研究高內聚、低耦合架構技術,探索車輛終 端、邊緣節點和云平臺算力分配技術和通用應用開發架構, 形成域內、域間、車云標準接口,實現軟件模塊復用以及整 車軟件管理;研究 C-V2X 和車載網絡融合的新型架構底層軟 件設計關鍵技術,研究車載以太網和時間敏感網絡等通信技 術,設計高帶寬、低時延、高可靠的軟件信息系統構架,構 建數據遠程分析、診斷、調校與升級一體化技術平臺;研究 電子電氣架構安全冗余技術,基于多維度安全設計方法,構建故障檢測、主動重構控制及可靠高效的多層縱深防御體系;研究電子電氣架構評估與實時性仿真分析技術,建立多層級、 一體化電子電氣架構測試驗證體系,搭建車路云網一體化集 中式電子電氣信息架構測試平臺;研究電子電氣信息架構集 成應用,實現技術應用與示范。
考核指標:架構支持車路云一體化協同的高級別自動駕 駛系統,可實現軟硬件獨立和域間協同計算,架構支持算力 集中的彈性中央計算平臺和分布區域管理控制器實現整車 軟件定義功能開發,支持標準化軟硬件接口≥400 個,標準接口支持 2 種以上的操作系統。電子電氣架構一體化技術平 臺支持 C-V2X 信息交互,全車相關軟件升級時間≤20 分鐘, 車載網絡通訊速率可達 10Gbit/s,時間敏感業務流轉發時延小于50 微秒,時間同步精度小于 20 納秒。具有高可靠的冗余防失效機制,形成架構冗余設計準則和預期功能安全的解決方 案。滿足復雜電磁環境下的電磁安全要求 , 通過 GB/T18387 和 GB34660 標準測試。建立信息安全縱深防御設計準則和防護策略。形成整車電子電氣架構仿真、評估和測 試驗證評價體系。在 2 家以上整車企業獲得應用,完成相關 技術標準或草案 3 項。
3.2 學習型自動駕駛系統關鍵技術(共性關鍵技術)
研究內容:研究人車路廣義系統的多尺度場景理解技術, 開發交通參與者的長時域行為預測系統;自動駕駛感知-決策 -控制功能在線進化學習技術,研發模型與數據聯合驅動的高 效迭代求解算法,開發通用的建模、優化與分析軟件;研究自動駕駛系統的高實時車載計算裝置,包括低功耗異構計算 架構、分布式高效任務管理、策略模型壓縮/編譯/部署等關 鍵技術;研制多維駕駛性能分析系統與訓練平臺,包括邊緣 場景的自然駕駛數據庫、以安全性為核心的駕駛性能評估模 型、支持虛擬交通場景的半實物在環訓練等;開發自動駕駛系統學習功能集成與測試驗證技術,包括符合車規級標準的 開發方法及測試流程,功能優化、故障診斷、遠程監控、人 機交互等輔助模塊,以及封閉測試場和開放示范道路的試驗。
考核指標:典型交通參與者行為預測時域不少于 5s,長時域軌跡預測誤差≤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練,涵蓋典型道路場景≥ 5 類和交通參與者≥4 類,在線學習系統的更新周期≤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確性≥90%;訓練平臺支持≥100個交通節點虛擬交通場景,不少于5輛自動駕駛車輛并行接入訓練。
3.3 智能汽車預期功能安全技術(共性關鍵技術)
研究內容:研究智能汽車預期功能安全認知技術,包括結合系統開發“V”字流程的正向危害分析、風險辨識以及機 器學習算法不確定性及可解釋性研究,構建預期功能安全量 化評估模型;研究預期功能安全實時防護技術,構建預期功能安全實時監測與防護系統;研究降低預期功能安全風險的 機器學習成長系統關鍵技術,包括面向自動駕駛機器學習成長平臺的數據系統以及面向大數據的預期功能安全高性能云計算技術;研究人機交互的預期功能安全關鍵技術,包括車內外人機交互的預期功能安全防護技術及其功能模擬技術;研究預期功能安全場景庫建設及測試評價技術,包括場景庫測評優先子集和覆蓋梯度研究、搭建預期功能安全仿真測試模型,研究預期功能安全量化與測試評價技術,建立預 期功能安全試驗驗證規范及標準。
考核目標:開發預期功能安全實時防護系統一套,實現預期功能安全的實時保障,并在不少于 20 個邊緣場景下進 行技術驗證;搭建面向大數據的數字孿生高性能云計算平臺 1 套;開發自動駕駛系統預期功能安全分析、仿真測評和管 理工具軟件 1 套;開發有條件自動駕駛及以上級別的智能網 聯汽車預期功能安全測試案例庫 1 套,測試用例≥300 條;搭建預期功能安全實車測試平臺 1 個;完成≥100 萬公里實 車道路數據采集,構建預期功能安全場景≥1000 個;完成預 期功能安全量化開發及測試評價體系標準或草案 1 項。
4.1 智能汽車信息物理系統(CPS)技術(基礎研究)
研究內容:面向車路云網的智能汽車信息物理系統通信 與系統動力學融合構型建模技術,研究異構可組合模型形式 化表達和模塊化開發技術,建立系統設計模型庫;研究智能 汽車和智能交通系統高效協同的體系架構框架構建技術,突破智能汽車信息物理系統架構設計和構型優化關鍵技術,建 立系統需求、功能、邏輯和物理架構;研究智能汽車信息物理系統并發組件設計技術,研發可溯源連續傳遞數據庫,建 立系統云協作總體設計軟件工具;研究實驗系統評估和驗證技術,研發智能汽車信息物理系統在環半實物試驗裝置及測試案例集;研究智能汽車信息物理系統應用實現技術,研究建立智能汽車與智能交通系統協同的示范平臺。
考核指標:系統設計模型庫包含不少于 20 套系統通信 和動力學模型集,容納不少于 500 個系統模型,準確性≥90%;體系架構框架的設計分析維度≥7 個;系統需求定義≥2000 項,系統功能、邏輯和物理架構要素不少于 4500 個;系統 云協作總體設計軟件工具原型,可實現不少于 50 個用戶端 的數據庫并發訪問修改和唯一數據版本溯源;系統在環半實物試驗裝置包含不少于 3000 項測試用例;智能汽車信息物 理系統示范平臺至少支持 40 平方公里示范區域,不少于 200 公里的智慧城市道路里程、150 個智慧路側設施、300 輛智 能車輛的協同運行;完成相關技術標準或草案不少于 5 項, 完成系統工程應用手冊 1 套。
4.2 高精度自動駕駛動態地圖與北斗衛星融合定位技術 (共性關鍵技術)
研究內容:研究支持自動駕駛的高精度動態地圖模型與 架構,研究面向中國道路特點、支持增量更新與擴展的地圖 數據模型,建立動靜態、變分辨率地圖數據的表達與存儲機 制;研究面向量產車眾包數據的地圖在線更新技術,研究地圖數據實時加密與偏轉技術;研究基于地圖感知容器的網聯 汽車協同感知技術,建立車-路-云網聯信息的多源融合機制;研究車規級北斗定位芯片與車載多源定位終端技術,構建基 于北斗及其增強系統的車載定位、導航、授時一體化系統, 研究融合視覺、慣導與地圖的智能全息組合主動定位技術;研究自動駕駛地圖與定位系統的車載軟硬件集成技術。
考核指標:地圖模型支持動靜態多層數據調用,包括自動駕駛感知與決策的應用接口協議,地圖覆蓋公里數≥1 萬 公里;高精度地圖每 100 米相對誤差≤15 厘米,基于專業采 集車地圖更新準確率≥99%,基于眾包數據地圖更新準確率 ≥90%;超視距無盲區感知檢測準確率≥90%,動態信息傳 輸延遲≤1 秒;常規條件下高精度定位系統誤差≤10 厘米, 衛星受干擾條件下定位系統誤差≤20 厘米;支持具備車路協 同感知功能的高精度地圖示范區域≥2 個,完成相關技術標 準或草案≥5 項。
4.3 自動駕駛仿真及數字孿生測試評價工具鏈(共性關鍵技術)
研究內容:“人-車-路-環”耦合的高保真建模仿真技術, 研究高精度傳感器、動力學、環境建模技術和強耦合機制, 研發支撐 L3 及以上自動駕駛實時仿真軟件;融合自動駕駛 場景及交通流特征的云端仿真技術,研究包含中國自動駕駛 事故場景特性的宏微觀一體化交通流建模與加速測試技術, 開發場景批量生成與高并發大規模云計算測試平臺;車-云- 場協同的自動駕駛在線加速測試評估技術,研究基于交通流 的駕駛員行為、自動駕駛車輛行為的云端協同與場地孿生連 續測評技術;多車協同的整車交通在環數字孿生技術,研制 高靈敏的驅動、制動、轉向一體化整車級系統平臺,研究“人 -車-路-環”實時模擬與虛實融合交互集成測試技術;自動駕駛 測試評價平臺及工具鏈,研究駕駛智能性評級、缺陷自動識 別與安全性能認證技術,構建標準化的工具軟件及硬件平臺。
考核指標:高精度自動駕駛仿真軟件的極限工況動力學模擬精度≥90%;開放道路自動駕駛事故場景案例≥1000 例;云控平臺數據規模支持 PB 級,仿真任務執行成功率≥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;數字孿生測試系統支持車速 150km/h,最大制動強度 10m/s²,最大轉向角 40°;數字孿生支持虛、實傳感器信號疊 加;工具鏈支持 L3 級以上自動駕駛全流程測試,完成相關 技術標準或草案不少于 2 項,服務自動駕駛車型不少于 20 個。
5.1 汽車電控單元關鍵工具鏈開發(共性關鍵技術)
研究內容:研發汽車電控單元模塊級軟件建模工具,實現基于模型的軟件設計功能;研發汽車電控單元軟件測試驗 證工具,實現軟件測試驗證的流程標準化、接口統一化、測 試自動化;研發汽車電控單元軟硬件集成測試與標定工具, 實現電控軟硬件功性能的在線優化;研發車輛通訊總線仿真 與測試工具,實現對車輛通訊總線的功能測試和性能優化;開發基于云技術的汽車電控單元設計仿真平臺與模型庫,實 現自主工具鏈的云端并行計算技術。
考核指標:汽車電控單元軟件開發及驗證的關鍵工具鏈 能夠滿足 V 型開發流程,研制覆蓋軟件建模、軟硬件測試、 通訊總線仿真與測試等環節的關鍵工具不少于 4 種;汽車電 控單元模塊級軟件建模工具能夠支持系統圖形化建模、連續 與離散仿真、狀態機建模等不少于 3 項的基本功能;汽車電 控單元軟件測試驗證工具支持圖形化測試用例搭建、支持自 定義測試用例庫、測試用例庫及測試計劃統一管理等不少于 3 項基本功能;汽車電控單元軟硬件集成測試與標定工具能 夠支持不少于 2 種類型標定協議,支持用戶可定制的圖形標 定界面,支持標定數據的記錄以及刷寫等不少于 3 項基本功 能;車輛通訊總線仿真與測試工具支持總線監測分析、總線 激勵、診斷服務等不少于 3 項基本功能;自主開發工具的云 上服務平臺實現云端用戶登錄不少于 1000 人次/12 個月,工 具鏈包含的云端模型庫中有效模型數量不少于 50 個。
5.2 關鍵車規級芯片的測試技術和評價體系研究(共性關鍵技術)
研究內容:研究車規控制、通訊、計算、安全、存儲芯 片在車載使用要求下的可靠性、電磁兼容性測試技術,設計 開發基于 FPGA 半實物平臺和芯片實物平臺的車規芯片功能 安全測試用例庫及測試技術;針對智能駕駛使用要求,研究車規計算芯片的算力、能耗測試技術;針對網聯駕駛使用要 求,研究車規信息安全芯片基于國密算法安全保證能力的信 息安全測試技術;搭建車規車規控制、通訊、計算、安全、 存儲芯片測試平臺,建立其在車載使用要求下的評價方法和 評價體系。
考核指標: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)的環境應力試驗系統,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;搭建 EMC 測試環境,支持傳導干擾(20Hz-108MHz)、輻射干擾(20Hz-40GHz)、HBM_ESD(10kV)、電源間斷跌落實驗(時 間≤1ms);搭建支持 1024 數字通道資源,5G 通訊速率,激 勵電壓范圍-0.5~+1.5V 且分辨率為 10μV 的 ATE 測試系統;開發車規計算芯片測試系統,支持 GPU/AI 等多種架構車規 計算芯片在不同系統配置下(內核可配置、主頻測試精度最 小 100MHz)的算力測試(范圍覆蓋 5~20TFlops、5~300Tops) 及能耗測試(最高精度 0.1W);設計開發支持車規芯片半實 物和實物芯片的功能安全測試系統,測試范圍覆蓋車規計算 芯片的總線、存儲、DDR、時鐘、IO、中斷等硬件模塊及底 層軟件,完成 1~2 款芯片功能安全測試用例開發至少 1000 條;開發車規信息安全芯片國密算法(SM1~SM4)檢測系統, 支持被測芯片≥5000 次/秒簽名驗簽測試,開發支持置信度 (ɑ值 0.02~0.05)任意定義且不少于 4 個真隨機源任意開關 的隨機數據采集及隨機性水平的測試平臺,開發信息安全測 試用例(包含安全攻擊用例)至少 100 條;在車規芯片測試 方面形成 5 項以上標準提案。
5.3 車載儲能系統安全評估技術與裝備(共性關鍵技術)
研究內容:研究多場景全工況多因素耦合下電池系統安全性損傷機理、演變規律及評價技術,研究電池系統熱失控 熱擴散評價技術,研究電池系統失效致災危害評估技術,研 究電池系統使用壽命與安全耦合機制與規律,建立動力電池 多維度安全性評價體系和標準;研究動力電池系統高頻失效 行為的孕育演化機制和復現評估技術,研究車端感知、線下 檢測、云端數據協同的在役動力電池系統安全性風險評估技 術;開發智能無損檢測裝備及軟件。
研究多場景多因素耦合下車載氫系統失效機理、失效模式及定量化安全評估技術;研究車載氫系統失效危害評估技 術,建立車載氫系統多維度安全性評價體系;研究氫氣泄露 可視化檢測技術,研究車載氫系統微量氫泄漏檢測技術;研 究車載氫系統安全風險在線監測方法。
考核指標:建立動力電池多維度安全性評價體系和裝備;開發在役動力電池系統安全性智能無損檢測系統不少于 2 套, 測試準確度不低于 90%;搭建車載氫系統安全性定量化評價 體系和在線監測系統,在商用車和乘用車上進行應用驗證, 在線監測系統安全響應時間小于 1 秒;車載氫系統微量泄漏 檢測精度高于 50ppm;車載氫系統嚴重泄漏預判準確率> 90%;形成 5 項以上動力電池系統和車載氫系統安全性評價 相關標準提案。
5.4 高效協同充換電關鍵技術及裝備(共性關鍵技術)
研究內容:研究車-樁(站)-云多層級充電物理信息網 體系架構,大數據驅動的安全高效充電管理與控制技術,研 發車樁(站)互聯互通實時數據交互平臺;研究基于新能源 汽車運行應用大數據的充電負荷時空多維度預測方法,充換 電設施網點布局與站點構型規劃方法;研究車-樁-云協同信息服務的運營管理與決策理論方法,用戶行為識別與充電設 施狀態感知協同的車群充電規劃方法與引導技術;研究快換 站多型號動力電池包融合存儲、識別和充電技術,快換電池 包標準化技術,多車型、多型號電池包識別和匹配技術,研發可多車型共用動力電池快換設備;研究多功率等級兼容的 無線雙向充放電技術,研發大功率、高效率、智能適配的雙 向無線充放電裝備。
6.1 純電動客車/乘用車高效高環境適應動力平臺技術 (共性關鍵技術)
研究內容:研究極寒環境整車低能耗自保溫技術,高溫高濕環境下動力平臺高效冷卻技術、高絕緣和高安全防護技 術;研究多應用場景的電驅動系統、動力電池系統內部溫度預測方法、溫控回路智能高效控制技術;研究電驅動、動力電池以及乘員艙熱管理系統間的能耗耦合機理,研究高效智 能化熱管理控制技術,研發多熱源協同智能高效一體化熱管 理系統;研究多閥門多通道多冷卻回路一體化、壓縮機低溫 -可靠性、可變制冷劑充注量等空調技術,研發低溫高效熱泵空調系統;研究基于功能域的動力平臺高效集中式控制技術、 基于大數據的整車能量管理優化標定技術,研發基于自主核 心芯片的多合一高壓集成控制器和網聯化整車綜合控制系統,研發高環境適應動力系統平臺和專用化底盤。
考核指標:12 米純電動客車:整車能耗≤52kWh/100km (CHTC 工況);全氣候(環境溫度范圍覆蓋-35℃~+40℃) 續駛里程≥300km(CHTC 工況);-35℃環境下,車輛續駛 里程不低于常溫續駛里程的 85%,車輛冷啟動時間≤8min, 空調制熱功率≥14kW,COP≥1.3。40℃環境下,空調制冷功率≥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%, 實現百輛級驗證應用。
B 級乘用車:整車能耗≤14kWh/100km(CLTC 工況);全氣候(環境溫度范圍覆蓋-35℃~+40℃)續駛里程≥500km (CLTC 工況);-35℃環境下車輛續駛里程不低于常溫續駛 里程的 85%,車輛冷啟動時間≤5min,空調制熱功率≥4kW, COP≥1.3。40℃環境溫度下,空調制冷功率≥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%;實現千輛級驗證應用。
6.2 智能電動重載車輛平臺關鍵技術及應用(示范應用)
研究內容:開發智能電驅動重載車輛一體化平臺架構, 研究重載車輛的整車物理結構與電驅動系統、智能駕駛系統 間的耦合機理與設計方法;開發面向惡劣環境的重載車輛智能駕駛系統,研究多塵、顛簸等場景下大盲區多源傳感器融合感知技術,研究強振動、重載荷等條件下車輛故障診斷及 導向安全智能決策技術,研究連續大長坡、大幅變載荷等工 況下車輛縱橫向協調控制技術;面向復雜工況的重載車輛大功率智能電驅動系統開發,構建面向重載車輛的主輔一體式永磁電機驅動系統拓撲結構,研究多態濕滑大坡道下自適應力矩分配與預測型智能控制技術;開發面向多場景作業的智 能電驅動重載車輛仿真驗證平臺,研究智能電驅動重載車輛 的硬件在環仿真與編組作業模擬技術;開展露天礦山等典型場景下智能電驅動重載車輛的無人化協同作業示范應用。
考核指標:開發智能電驅動重載車輛的整車平臺原理樣機 1 套;中重度揚塵條件下,小尺寸(0.5m*0.5m*0.5m)障 礙物檢測距離≥100m,距離檢測誤差≤0.3m,重載車輛在 200 噸載重條件下停靠控制誤差≤0.5m,可實現 10%坡道的 坡停坡起;開發自主可控的電驅動系統,與國際同類產品相比,綜合能效提升 10%,粘著利用率提升 15%,在 1km/h 車 速下仍可有效電制動;開發智能電驅動重載車輛仿真驗證平臺 1 套;在露天礦區等典型場景下開展不少于 30 臺、200 噸級載重車輛的無人化協同作業示范運行,并穩定運行 1 年以上,與國際同類產品相比,平均能耗降低 15%;形成相關技術標準或草案 1 項。