一、项目名称:
二、推荐单位意见:
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合中国汽车工程学会奖励工作委员会的填写要求。
电动汽车动力系统是电动汽车技术含量最高、对电动汽车运行效果最为关键的部件,其核心技术德美日对我国严格封锁,项目单位从2002年开始集中深入开展电动汽车动力系统高性能、高效优化技术研发:①发明了锂离子动力电池性能改进方法,提出了基于扩展电化学热耦合模型的动力电池的优化设计及负极改进方法,突破了高度一致性电芯制造技术,研发了高性能电池;②创新性提出了动力电池系统热-电耦合一致性主动控制技术,首次提出了基于电-热耦合模型的主动热控制方法,发明了基于电池组最大可用能量的无损主动均衡技术,研发了高性能电池系统;③提出了基于工况在线辨识的多能源动力系统能量优化方法,发明了基于扭矩预测的多能源动力系统动态协调控制技术,研发了多种电动汽车高性能动力系统。
项目突破和掌握了电动汽车动力系统设计、制造和高效应用核心关键技术,实现了具有完全自主知识产权的动力系统关键技术产业化,项目成果整体处于国际先进水平,主要指标国际领先。项目研究填补了电动汽车核心技术国内空白,打破了
国外公司垄断,为提升我国汽车技术水平、冲破国外技术封锁做出了贡献。项目已授权发明专利53项,获软件著作权12项,研究成果在全国超过30余家新能源汽车企业的产品上得到应用,经济和社会效益显著。2016年获中国汽车工业技术发明奖一等奖。
推荐该项目为国家技术发明奖一等奖。
三、项目简介:
电动汽车已成为当前全球汽车发展最为瞩目的趋势,正在逐步改变整个世界的运载方式;而动力系统作为电动汽车最为核心的基石部件,已成为决定本次汽车技术变革成败的根本技术,也是世界各发达国家技术投入的聚焦点,亟需获得关键性突破。电动汽车动力系统存在三个层面的难题:动力电池温度敏感且生产差异影响成组安全和性能;动力电池组使用过程中随时间累积不一致,短板电池“木桶效应”造成可用容量衰减和安全问题;多能源动力系统动态模式耦合优化难题。
该项目在国家“863”计划和北京市科技计划重点项目支持下,经过近12年持续深入研究,在动力电池性能提升、电池组一致性管理和多能源动力系统效率优化三个层面取得突破,打破了国外专利垄断和核心技术封锁,取得以下原创性成果:
1、发明了无定型碳包覆负极结合极耳一体化设计的动力电池性能优化方法及技术,开发了高性能电池单体规模化生产工艺及装备,解决了动力电池温度敏感造成性能急剧下降和单体生产差异影响电池性能的难题。研发的电池获得国内首个“
关于结构和功能安全方面”的欧洲ECER100认证。研制的电池单体低温循环寿命等指标,优于美国A123公司性能指标。
2、发明了电池组温度解耦主动热控制方法和无损主动均衡技术,发明了动力电池一致性综合管理系统,解决了由于使用环节差异导致电池组容量下降的难题。研制的高性能动力电池系统温度快速变化过程中控制温差小于1.3℃,优于国际纯电动汽车标杆特斯拉电池组内部温度偏差2~3℃的水平。研发的高性能动力电池系统在国内产销量、保有量均为第一的纯电动乘用车企业大规模应用。
3、发明了基于工况在线辨识的能量优化方法,发明了基于扭矩预测的多动力源系统动态协调控制技术,解决了复杂工况下电动汽车多能源动力系统动态模式耦合优化难题,研发出纯电动乘用车、商用车和混合动力商用车高性能动力总成产品。混合动力商用车多能源动力总成节能率≥54%,优于美国伊顿同类产品(节能率37%);北汽新能源纯电动乘用车EU260能耗为11.5kWh/t·km,优于国际标杆日产聆风(12.3kWh/t·km)。相关技术在新能源商用车动力系统全国产销量第一的企业大规模应用。
项目获得授权发明专利53项,获得软件著作权12项。发表论文54篇,其中SCI 检索33篇,完成国家标准草案3部,部分研究成果获2016年度中国汽车工业技术发明奖一等奖。
项目实现了具有完全自主知识产权的电动汽车动力系统关键技术产业化,成果应用到国内30余家主流车厂近百个新能源车型,创造新增产值近90亿元。支持了国内电动乘用车产销量、保有量双第一的北汽新能源和新能源商用车动力系统产销量第一的南京越博;采用项目研发动力电池系统产品的北汽新能源EU260成为全球新能源乘用车单月销量第一的车型
(国内首次),上汽、江淮等系列车型在欧洲和美国发布并销售;搭载项目成果的电动汽车成为9·3阅兵指挥用车,G20峰会、APEC 峰会官方指定用车;同时项目研发相关技术已应用到美国特斯拉电动汽车,显著增
强了我国电动汽车产品国际竞争力。
四、客观评价:
1、成果鉴定结论
1)以郭孔辉院士为主任的科技成果鉴定委员会认为该成果“项目核心专利技术符合国家战略性新兴产业发展方向,总体技术达到国际先进水平,其中电池精确热管理、无损均衡管理技术关键指标达到国际领先水平”。
2)项目成果IFP1865140和IFP20100140方形磷酸铁锂电池技术水平国内领先,鉴定为安徽省新产品。
2、国家相关部门技术检测报告
1)电池管理系统:所发明的锂离子动力电池通过了国家权威检测机构国家轿车质量监督检验中心一系列环境检测,符合QC/T 897-2011《电动汽车用电池管理系统技术条件》的要求;经过权威机构检测,所发明的动力电池单体智能无损主动均衡管理系统,精确热管理方法能够使单体温度控制误差在±1℃以内。
2)混合动力多能源管理系统:发明的电动汽车高效率能源动力系统总成控制系统通过了国家权威检测机构天津汽车检测中心电压试验、防护等级、温度循环试验、振动试验、盐雾试验等一系列检测,符合QC/T 413-2002《汽车电气设备基本技术条件》的要求。
中国汽车报3、国际认证
项目开发的锂离子动力电池和系统获得国内首个“关于结构和功能安全方面”的欧洲ECER100认证。
4、获奖情况
1)项目成果获2016年度中国汽车工业技术发明奖一等奖;
2)项目自主开发的动力电池关键材料获得安徽省专利金奖和国家专利优秀奖。
5、其他评价
1)项目单位国轩高科被新能源汽车整车厂认定为战略或金牌供应商;
2)项目单位国轩高科被《中国汽车报》评定为“全国百家优秀汽车零部件供应商”。
五、推广应用情况:
基于项目在电动汽车动力系统关键技术方面的研究与突破,形成了高性能动力电池系统、高效多能源动力系统系列化产品,并在北京新能源汽车股份有限公司、南京越博动力系统股份有限公司、上汽大通汽车有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、众泰汽车有限公司、中通客车控股股份有限公司、南京金龙客车有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、安徽安凯汽车股份有限公司等30余家新能源汽车企业开发的纯电动乘用车、纯电动客车、纯电动特种车以及插电式混合动力客车上进行了规模化推广应用,应用范围涉及北京市、山东省、江苏省、江西省、贵州省等20余个省市。应用项目研发成果的电动汽车占我国纯电动乘用车市场超过30%份额。
支持了国内电动乘用车产销量、保有量双第一的北汽新能源和新能源商用车动力系统产销量第一的南京越博;采用项目研发动力电池系统产品的北汽新能源EU260成为全球新能源乘用车单月销量第一的车型(国内首次),上汽、江淮等系列车型在欧洲和美国发布并销售;搭载项目成果的电动汽车成为9·3阅兵指挥用车,G20峰会、APEC峰会官方指定用车;同时项目研发相关技术已应用到美国特斯拉电动汽车,显著增强了我国电动汽车产品国际竞争力。
项目开发的高性能动力电池系统在军用某型特种车辆和某型号卫星系统上进行了应用,为国防和航天事业做出了贡献。
六、主要知识产权证明目录:
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