国家重点专项目标：600Wh/kg固态电池
固态电池、全天候电池、70MPa储氢罐、SiC电驱动系统、轮毂电机、智能汽车的电子电气架构、预期安全等关键技术，成为2021年度科技部发布的首批新能源汽车重点要攻克的关键技术。
日前，《“新能源汽车”重点专项2021年度项目申报指南建议》（征求意见稿）（下称《指南》）发布。
在政策推动下，中国新能源汽车产销已经连续5年全球第一。
节节攀升的销量并不代表产品成熟。新能源汽车产业规模仍然远远小于燃油车，因为存在诸多卡脖子关键技术问题，以及亟需技术进步来解决的性能和成本问题。
基于此，科技部持续多年出台重大专项指南，试图协助相关单位将路线图中的技术进行实际落地。今年新能源重点专项集中在能源动力、电驱系统、智能驾驶、车网融合、支撑技术、整车平台6个技术方向，启动19个指南任务。
按照《指南》的内容，这些任务如果达成，还是非常激动人心的。其中不少，将破除智能电动汽车的核心难点痛点，助推智能电动汽车的普及。
1
新能源储能：
鼓励固态电池、全气候电池、燃料电池及储氢罐
在储能设备方面，科技部继续规律基础研究和共性关键技术，例如固态金属锂电池、全气候电池、固体氧化物燃料电池、储氢罐和车载储氢系统设计等。
（1）针对固态电池解决界面、导电性、寿命
考核指标方面提出，固态复合正极比容量大于400mAh/g；复合金属锂负极比容量大于1500 mAh/g；固体电解质厚度＜15μm，室温电导率＞1 ms/cm，锂离子迁移数＞0.8；全固态金属锂电池：容量＞10 Ah，比能量＞600 Wh/kg，1C 充放电条件循环寿命＞1000 次。
卫蓝新能源车用固态锂电池
针对动力电池安全和低温性能问题，考核要求做到动力电池系统从﹣30℃-0℃升温时间≤3min， 且能耗占比≤5%；动力电系统内温度差异≤5℃（﹣30℃~0℃）；动力电池无损加热循环使用寿命≥300 次（环境温度﹣30℃）；电池系统成组效率≥80%；动力电池系统中异常电池识别率≥95%，电池内短路故障诊断准确率≥90%。形成电池系统安全风险预测预警模型≥3个，建立安全风险评估体系和技术规范；电池系统发生热扩散 90min内不起火不爆炸（电池热失控信号发出后）；电池系统 200kN 挤压不起火不爆炸；全气候、高安全动力电池系统装车≥1000辆（乘用车）或商用车≥100 辆。
目前，《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。
资料来源：GB30381-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》
此次重点专项要求更加细化到电池热失控信号发出。
（2）鼓励固体氧化物燃料电池和70MPa储氢罐技术开发
针对不同燃料场景需求的车用燃料电池发电系统，研究固体氧化物燃料电池（SOFC）关键部件、电堆、系统设计及集成技术。开发一致性长寿命电堆组装技术，形成批量制造能力等。
考核方面提出，形成SOFC关键部件、电堆及系统的工程化技术。完成高可靠性长方形电池的结构合计和验证，电流密度≥300mA/cm2条件下，电压衰减≤4‰/千小时；形成低成本金属连接体及涂层材料加工工艺；掌握 SOFC 电堆的工程化技术，单电堆功率≥1.0kW，电堆功率密度≥1.0kW/L，电效率 ≥60%；完成氢气、天然气以及醇类等为燃料的固体氧化物燃料电池冷热电联供系统开发，额定发电功率≥50kW，启动时间秒级，3分钟达50%输出功率，发电效率≥55%（DC，LHV），热电联供总效率≥85%，寿命≥5000h，电压衰减≤ 5‰/千小时。
丰田70MPa储氢罐
针对储氢系统，集中攻克车载70MPa大容量IV型瓶、集成瓶阀、储氢系统调压阀组、储氢系统控制器、氢气泄漏探测传感器等关键技术，形成高压力、大容量车载储氢系统。
考核提出，车载70MPa大容量 IV 型瓶储氢系统有效储氢质量≥32kg，氢气泄漏率≤10mL/h，供氢能力≥7g/s，系统服役寿命≥10年等细化要求。
一般认为，如果要在乘用车上布局燃料电池系统，70MPa储氢瓶是必需。
2
驱动：
鼓励新型电驱动、轮毂电机、混动专用发动机等
在电驱系统领域，科技部希望针对新材料新器件电驱技术研发，重点是SiC电驱动兼容性及抑制方法；并探索轮毂电机的应用前景以及混动专用发动机及高效机电耦合技术等。
针对电驱动技术，考核指标要求超级铜线180℃下电阻率比铜线降低 20%，强度比普通铜线提高10%；1200V 单芯片通流能力≥250A，导通压降≤2.5V@250A/150℃，最高结温250℃；SiC 电机控制器峰值功率密度≥70kW/L@峰值功率 300kW，EMC达CISPR 等级4要求等技术指标。
针对高性能电机，考核要求直驱轮毂电机峰值扭矩密度≥20Nm/kg 或≥ 60Nm/L，减速轮毂电机本体功率密度≥5.0kW/kg；轮毂电机 总成系统最高效率≥92%，系统 CLTC 工况综合使用效率≥ 80%；轮毂电机总成 1m总噪声≤72dB，防护等级不低于 IP68， 冲击振动标准不低于传统轮毂指标，电磁兼容性能满足Class 4 级及以上等技术指标。
轮毂电机
在混动专用发动机及机电耦合技术方面，考核要求做到专用发动机热效率≥44%，发动机排放满足国六 b+RDE；机电耦合系统机械传动效率≥95%，中国工况 CLTC 下，发动机高效区占比≥65%（高效区定义：最高热效率下浮5个百分点），机电耦合系统综合效率≥85%等。
3
智能驾驶：
鼓励EEI、学习型自动驾驶、预期功能安全等技术提升
针对智能汽车，科技部鼓励相关部门研发车路云网一体化集中式电子电气信息架构、自动驾驶进化学习技术以及风险辨识安全技术等。
电子电气架构考核指标要求，形成一体化技术平台支持 C-V2X 信息交互，全车相关软件升级时间≤20分钟，车载网络通讯速率可达10Gbit/s，时间敏感业务流转发时延小于50微秒，时间同步精度小于20纳秒。
针对学习型自动驾驶关键技术考核，要求交通参与者行为预测时域不少于5s，长时域轨迹预测误差≤0.5m（横向）和≤2m（纵向）；支持 L3 级以上自动驾驶功能的自我进化训练，涵盖典型道路场景≥ 5 类和交通参与者≥4 类，在线学习系统的更新周期≤30min；自动驾驶控制器算力≥2Tops/W，主要功能模块平均延迟<150ms；边缘场景的自然驾驶样本片段≥1万个，边缘场景类型≥80类，自动驾驶性能评估模型的准确性≥90%；训练平台支持≥100个交通节点虚拟交通场景。
针对预期功能安全技术方面，开发出预期安全实施防护体系，在不少于20个边缘场景下进行技术验证等。
4
车联网：
鼓励车网融合相关技术
科技部鼓励针对智能汽车信息物理系统通信与系统动力学融合构型建模技术、高精度地图与北斗定位技术，以及自动驾驶仿真及测试评价工具等领域研究。
在信息物理系统技术，考核指标上提出系统设计模型库包含不少于20套系统通信和动力学模型集，容纳不少于500个系统模型，准确性≥90%；体系架构框架的设计分析维度≥7个；系统需求定义≥2000 项，系统功能、逻辑和物理架构要素不少于4500个等要求。
针对动态地图和北斗定位技术，考核要求覆盖地图模型支持动静态多层数据调用，包括自动驾驶感知与决策的应用接口协议，地图覆盖公里数≥1万公里；高精度地图每100米相对误差≤15厘米，基于专业采集车地图更新准确率≥99%，基于众包数据地图更新准确率≥90%；超视距无盲区感知检测准确率≥90%，动态信息传输延迟≤1秒等指标。
针对自动驾驶仿真技术，考核要求高精度自动驾驶仿真软件的极限工况动力学模拟精度≥90%；开放道路自动驾驶事故场景案例≥1000例；云控平台数据规模支持PB级，仿真任务执行成功率≥99.9%，达到10000个/分钟用例生成速率及10000个/小时用例测试速率等。
5
鼓励支撑技术研发
科技部还鼓励相关单位研发电控单元关键工具链、车规级芯片测试技术、车载储能系统安全评估技术和高协同充换电等支撑性技术研发。
针对电控单元关键工具链，考核要求能够满足V型开发流程，研制覆盖软件建模、软硬件测试、通讯总线仿真与测试等环节的关键工具不少于4种；汽车电控单元模块级软件建模工具能够支持系统图形化建模、连续 与离散仿真、状态机建模等不少于 3 项的基本功能等技术指标。
针对芯片，科技部希望相关单位开发基于FPGA半实物平台和芯片实物平台的车规芯片功能安全测试用例库及测试技术；计算芯片算力、能耗测试技术等。
地平线车规级芯片
考核上需要搭建支持多样本（≥20个）同步试验、试验温度范围-40℃~250℃、湿度相对湿度>65%、压力≥15psig （磅/平方英寸）的环境应力试验系统，以及可施加电源（电压范围 0-20V 且分辨率 10mV）偏置的寿命试验系统等。
针对车载储能系统安全评估与装备这种共性技术，科技部希望相关单位研究出多场景全工况多因素耦合下电池系统安 全性损伤机理、演变规律及评价技术，研究电池系统热失控 热扩散评价技术，研究电池系统失效致灾危害评估技术，研 究电池系统使用寿命与安全耦合机制与规律，建立动力电池 多维度安全性评价体系和标准等。
考核层面上，要求建立动力电池多维度安全性评价体系和装备；开发在役动力电池系统安全性智能无损检测系统不少于2套，测试准确度不低于 90%；搭建车载氢系统安全性定量化评价 体系和在线监测系统，在商用车和乘用车上进行应用验证，在线监测系统安全响应时间小于1秒；车载氢系统微量泄漏检测精度高于50ppm等指标。
针对协同充换电关键技术，科技部希望相关单位能够研究车-桩（站）-云多层级充电物理信息网体系架构，大数据驱动的安全高效充电管理与控制技术，研发车桩（站）互联互通实时数据交互平台等。
在考核方面，要求建成车桩数据交互平台，实现跨平台车桩数据互联互通，跨平台的数据互通与调用平均响应时间≤1s，高并发服务能力≥200万个，接入充电桩≥100 万个，车≥300 万台；快换电池系统兼容电池包类型≥3 种，可更换车型≥3个，电池更换时间≤90s；无线充放电系 统双向功率≥30kW，传输距离≥20cm，输出电压范围 DC250-900V，10%到100%负载范围内系统效率≥92%，最高效率≥94%。
6
鼓励高适应平台、重载车辆平台技术
这一部分主要针对客车和乘用极端环境下的动力平台技术，以及重载车辆平台技术。
科技部希望可以研究出针对客车和乘用车在极寒环境整车低能耗自保温技术，高温高湿环境下动力平台高效冷却技术、高绝缘和高安全防护技术。
考核指标方面，针对12米纯电动客车，要做到整车能耗≤52kWh/100km （CHTC工况）；全气候（环境温度范围覆盖-35℃~+40℃）续驶里程≥300km（CHTC工况）；-35℃环境下，车辆续驶里程不低于常温续驶里程的85%，车辆冷启动时间≤8min，空调制热功率≥14kW，COP≥1.3。40℃环境下，空调制冷功率≥22kW，COP≥1.7；研制车型≥2个，30 分钟最高车速≥100km/h，0-50km/h 加速时间≤15s，最大爬坡度≥25%，实现百辆级验证应用。
B级乘用车方面，考核指标为整车能耗≤14kWh/100km（CLTC工况）；全气候（环境温度范围覆盖-35℃~+40℃）续驶里程≥500km（CLTC 工况）；-35℃环境下车辆续驶里程不低于常温续驶里程的 85%，车辆冷启动时间≤5min，空调制热功率≥4kW， COP≥1.3。40℃环境温度下，空调制冷功率≥7.5kW，COP≥1.7；研制车型≥2 个，最高车速≥180km/h；0-100km/h加速时间≤4s，满载最大爬坡度≥30%；实现千辆级验证应用。
经过20年的努力，我国电动汽车技术研发能力从无到有、从弱到强，自主创新已经取得重要进展，基本建立了适合中国国情、能有效联合产学研力量与汽车产业发达国家竞争的国家创新体系，关键零部件的配套研发体系已经初见成效。
而这些努力也得到了消费者的认可。2020年，新能源汽车私人消费比例大幅提升至近70%，可谓私人消费市场崛起之年。因此，我们要延续和巩固这一来之不易的增长势头，继续联合产学研各方力量，积极突破技术瓶颈，来满足市场需求，以及愈发开放的市场所带来的技术竞争压力。
