9月28日， 2020年“全球新能源汽車前沿及創(chuàng)新技術(shù)”評選結(jié)果在2020世界新能源汽車大會上發(fā)布。清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士、大會科技委員會聯(lián)合主席歐陽明高代表大會公布了本年度評選結(jié)果，共有7項創(chuàng)新技術(shù)和7項前沿技術(shù)入選。
清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士 歐陽明高
本次評選于2020年2月份正式啟動，來自全球新能源汽車主要技術(shù)領(lǐng)域的27位知名專家學(xué)者組成世界新能源汽車大會科技委員會，負(fù)責(zé)本次評審工作。本次評選從整車集成與控制、動力電池、燃料電池、驅(qū)動系統(tǒng)、智能化、輕量化及新材料、能源供給、其他相關(guān)技術(shù)等8個技術(shù)方向共征集了百余項前沿及創(chuàng)新技術(shù)。
經(jīng)形式審查后，有56項創(chuàng)新技術(shù)和51項前沿技術(shù)進入初評環(huán)節(jié)；經(jīng)過初評后，有12項創(chuàng)新技術(shù)和10項前沿技術(shù)進入終評環(huán)節(jié)。經(jīng)過最后評審，7項創(chuàng)新技術(shù)和7項前沿技術(shù)脫穎而出。
評選結(jié)果如下：
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2020年創(chuàng)新技術(shù)評選結(jié)果 |
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序號 |
技術(shù)名稱 |
技術(shù)所屬單位 |
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1 |
高集成刀片動力電池技術(shù) |
弗迪電池有限公司 |
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2 |
面向海量場景的自動駕駛云仿真平臺技術(shù) |
深圳市騰訊計算機系統(tǒng)有限公司 |
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3 |
動力電池高效成組CTP技術(shù) |
寧德時代新能源科技股份有限公司 |
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4 |
一體化大功率燃料電池系統(tǒng)技術(shù) |
上海捷氫科技有限公司 |
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5 |
800伏碳化硅逆變器技術(shù) |
德爾福科技 |
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6 |
基于昇騰AI的自動駕駛云服務(wù)技術(shù) |
華為技術(shù)有限公司 |
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7 |
車用金屬雙極板燃料電池電堆技術(shù) |
新源動力股份有限公司 |
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2020年前沿技術(shù)評選結(jié)果 |
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序號 |
技術(shù)名稱 |
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1 |
高電壓鎳錳酸鋰正極材料及電池技術(shù) |
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2 |
新型無氟碳?xì)滟|(zhì)子交換膜技術(shù) |
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3 |
基于3D結(jié)構(gòu)復(fù)合載體的鉑基合金催化劑技術(shù) |
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4 |
聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)技術(shù) |
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5 |
智能駕駛感知計算平臺技術(shù) |
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6 |
高功率密度硅基氮化鎵功率模塊技術(shù) |
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7 |
扇形模組軸向磁場輪轂電機技術(shù) |
據(jù)介紹，此次獲獎的7項創(chuàng)新技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)化應(yīng)用，有效地提升了新能源汽車的技術(shù)水平；而獲獎的7項前沿技術(shù)則展示了全球基礎(chǔ)研究的最新方向，為今后新能源汽車科技創(chuàng)新指出了新的方向。
背景資料：
2020“全球新能源汽車前沿及創(chuàng)新技術(shù)”評選結(jié)果簡介
在“全球新能源汽車前沿及創(chuàng)新技術(shù)”評選中，“創(chuàng)新技術(shù)”是指在新能源汽車領(lǐng)域中創(chuàng)造出的一種新技術(shù)，可解決新能源汽車關(guān)鍵核心領(lǐng)域技術(shù)難點、技術(shù)瓶頸的重要應(yīng)用性技術(shù)。參評的創(chuàng)新技術(shù)需在產(chǎn)品上得到實際應(yīng)用，產(chǎn)品形態(tài)為投放市場。
“前沿技術(shù)”則是指具有前瞻性、先導(dǎo)性和探索性的重大技術(shù)，可成為新能源汽車未來產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代和推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性技術(shù)。
2020年7項創(chuàng)新技術(shù)
1、高集成刀片動力電池技術(shù)——弗迪電池有限公司
高集成刀片動力電池技術(shù)，是全球首創(chuàng)的具有高集成效率、高安全防護的動力電池技術(shù)。該技術(shù)突破傳統(tǒng)拉深/擠出工藝制約，并攻克超薄鋁殼焊接技術(shù)，成功開發(fā)長寬比為10:1、厚度為0.3mm的超長超薄鋁殼刀片電池，打破傳統(tǒng)電池系統(tǒng)的模組概念，利用刀片電池獨特長寬比特征，實現(xiàn)超長尺寸電芯的緊密排列，獲得超過60%的體積集成效率。與傳統(tǒng)電池系統(tǒng)40%的體積效率相比，體積集成效率提升50%，使得搭載磷酸鐵鋰體系的純電動汽車?yán)m(xù)航里程達到600km。同時，基于磷酸鐵鋰先天的安全優(yōu)勢，刀片電池的緊密組排設(shè)計、多功能集成包絡(luò)設(shè)計和系統(tǒng)三明治式結(jié)構(gòu)設(shè)計可以從多層級多維度保障動力電池系統(tǒng)安全。
2、面向海量場景的自動駕駛云仿真平臺技術(shù)——深圳市騰訊計算機系統(tǒng)有限公司
該技術(shù)在計算節(jié)點中閉環(huán)運行全棧自動駕駛算法，并利用云計算的強大算力，支持一萬個以上場景的并行計算，使得1000個測試場景的運行時間從2天大幅縮減至4分鐘，并實現(xiàn)全自動化測評。在虛擬城市中數(shù)以千計的自動駕駛車輛不間斷的持續(xù)行駛，并通過隨機工況和激進交通流提升測試復(fù)雜度。云仿真節(jié)點中通過數(shù)據(jù)壓縮、場景分割、網(wǎng)絡(luò)策略模型、流量鎖、全局幀同步等機制保證了仿真時序一致性和通訊效率。同時，為實現(xiàn)高精度場景建模，使用多傳感融合技術(shù)自動計算三維模型位姿、網(wǎng)格和匹配紋理，自動化率超過90%，三維場景相對誤差小于3cm。該技術(shù)實現(xiàn)了高并發(fā)、高效率、高容災(zāi)、低成本，保障數(shù)據(jù)安全和資源的有效利用。
3、 動力電池高效成組CTP技術(shù)——寧德時代新能源科技股份有限公司
動力電池高效成組CTP技術(shù)打破了行業(yè)固有的“單體成組模組再成組電池包” 三級成組設(shè)計思維，從電池包結(jié)構(gòu)高度集成、新工藝研發(fā)以及熱管理優(yōu)化等方面開發(fā)了全新的動力電池高效成組CTP技術(shù)，實現(xiàn)兩級成組—“單體直接成組電池包” 。CTP技術(shù)將電池包的重量成組效率從行業(yè)平均水平70%提升至80%，體積成組效率從56%提升至65%，零件數(shù)量減少25%。同時，減少了傳統(tǒng)模組的生產(chǎn)工序，生產(chǎn)效率提高20%。量產(chǎn)電池包重量能量密度超過170Wh/kg，同時在研產(chǎn)品電池包重量能量密度達到215Wh/kg。
4、一體化大功率燃料電池系統(tǒng)技術(shù)——上海捷氫科技有限公司
一體化大功率燃料電池系統(tǒng)技術(shù)通過采用超薄金屬雙極板、低Pt催化劑、空氣側(cè)無外增濕及智能控制策略，有效縮小了燃料電池系統(tǒng)體積，降低成本。搭載該技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)功率可達到92kW，體積功率密度達到956W/L，貴金屬Pt載量為0.35mgPt/cm2，可應(yīng)用于乘用車和商用車雙平臺，尤其是能滿足作為未來重點發(fā)展方向的中重型貨車功率的需求。同時，該技術(shù)通過建立質(zhì)子交換膜中水含量狀態(tài)的在線智能檢測與控制策略優(yōu)化，實現(xiàn)-30℃的無輔助熱源的低溫啟動，可補足目前純電動技術(shù)在寒冷區(qū)域應(yīng)用不足的空白，形成優(yōu)勢互補局勢。
5、 800伏碳化硅逆變器技術(shù)——德爾福科技
該逆變器技術(shù)的核心是開發(fā)和應(yīng)用了Viper電源開關(guān)。該開關(guān)高度集成了雙面散熱技術(shù)，并將原來的硅質(zhì)絕緣柵雙極晶體管（IGBT）電源開關(guān)更換為了碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）開關(guān)。與前幾代逆變器相比，可以減少40%的重量，縮小30%的整體尺寸，提高25%的功率密度，同時可以減少最高70%的開關(guān)損耗。該技術(shù)下的逆變器可以賦能電壓高達800伏的電氣系統(tǒng)，相比如今最先進的400伏系統(tǒng)，因重量和損耗的較少，它可以提升電動汽車（EV）的行駛里程并將充電時間縮短一半。
6、基于昇騰AI的自動駕駛云服務(wù)技術(shù)——華為技術(shù)有限公司
華為自動駕駛云服務(wù)HUAWEI Octopus基于“昇騰910”AI芯片和AI訓(xùn)練平臺，通過軟硬件加速，自動分析算法、并行仿真等技術(shù)實現(xiàn)車云協(xié)同的自動駕駛數(shù)據(jù)快速閉環(huán)。Octopus提供數(shù)據(jù)、訓(xùn)練和仿真三大服務(wù)。Octopus突破了真實世界時空的約束，在仿真空間更高效地運行算法，快速得到算法里程數(shù)據(jù)和性能評測數(shù)據(jù)，旨在降低自動駕駛開發(fā)門檻，讓自動駕駛開發(fā)變得更智能、更高效、更便捷。
7、 車用金屬雙極板燃料電池電堆技術(shù)——新源動力股份有限公司
通過開發(fā)寬電流適應(yīng)性膜電極、高效流體分配金屬雙極板和自調(diào)節(jié)集成化電堆結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了燃料電池電堆的高比功率和高可靠性，電堆功率密度達到4.2kW/L，并完成了電堆及其關(guān)鍵部件的工程化開發(fā)，成功通過38項車規(guī)級驗證。經(jīng)電堆、發(fā)動機臺架及整車的振動試驗、環(huán)境標(biāo)定試驗、碰撞試驗以及路況測試表明：金屬雙極板燃料電池電堆可以滿足全天候環(huán)境車用要求，為氫燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用提供了關(guān)鍵部件和技術(shù)支撐。
2020年7項前沿技術(shù)
1、高電壓鎳錳酸鋰正極材料及電池技術(shù)
高電壓鎳錳酸鋰材料具有高電壓、高能量密度、低成本、高安全和快鋰離子傳導(dǎo)特性，是下一代動力電池的主流正極材料之一。在高電壓下，電極材料與電解液之間劇烈的副反應(yīng)是限制鎳錳酸鋰材料商業(yè)化的最大障礙，解決該問題的關(guān)鍵就是構(gòu)造穩(wěn)定的正極材料與電解液界面和耐高電壓的材料體系，具體包含高電壓正極材料表面改性技術(shù)，高電壓鎳錳酸鋰材料電解液開發(fā)匹配技術(shù)，高電壓輔助配套材料的匹配改性技術(shù)，這些技術(shù)也將推動電池行業(yè)向高電壓、高能量密度和高安全的目標(biāo)前進。
2、新型無氟碳?xì)滟|(zhì)子交換膜技術(shù)
新型無氟碳?xì)滟|(zhì)子交換膜表現(xiàn)出較強的化學(xué)耐久性，較高的離子交換率使其電導(dǎo)率是目前領(lǐng)先的全氟磺酸膜的1.5-2倍。同時顯著降低了氫氣的滲透，這不僅減少了寄生電流密度的損失，而且可以減少由滲透的氫和氧氣反應(yīng)所產(chǎn)生的過氧化氫。碳?xì)滟|(zhì)子交換膜的低氣體滲透性主要是由于碳?xì)渚酆衔锏臍怏w溶解度比含氟聚合物低，碳?xì)淠さ蜌錃鉂B透率的特性，可以減少鉑層帶狀化，增加催化劑層壽命。同時，減少氫氣滲透降低了燃料電池系統(tǒng)對氫氣排放的要求，提高了整體氫能效率和續(xù)航能力。
3、基于3D結(jié)構(gòu)復(fù)合載體的鉑基合金催化劑技術(shù)
本技術(shù)采用石墨烯為載體材料，以陽離子聚合物PDDA功能化的碳黑為間隔物，與氧化石墨烯通過靜電作用自組裝，解決制備過程中石墨烯片層發(fā)生堆疊的問題；經(jīng)化學(xué)還原得到三維石墨烯/功能化炭黑復(fù)合材料，然后擔(dān)載Pt及其合金納米粒子，制得基于3D結(jié)構(gòu)復(fù)合載體的鉑基合金催化劑。制備的催化劑，具有獨特的核殼結(jié)構(gòu)可避免過渡金屬的腐蝕，電化學(xué)活性、穩(wěn)定性優(yōu)異， Pt利用率大幅提高，成功實現(xiàn)了Pt用量及燃料電池成本的降低。
4、聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)
固態(tài)鋰電池以其高比能、高安全等顯著優(yōu)勢，成為未來新能源汽車發(fā)展的核心動力，設(shè)計和制備物理與電化學(xué)性能優(yōu)異的固態(tài)電解質(zhì)迫在眉睫。“剛?cè)岵钡木酆衔飶?fù)合固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計理念，是以尺寸熱穩(wěn)定性好的“剛”性材料為骨架支撐，復(fù)合電化學(xué)窗口寬、室溫離子傳輸性能優(yōu)異的“柔”性聚合物材料和高離子遷移數(shù)鋰鹽，有效解決了單一聚合物電解質(zhì)尺寸熱穩(wěn)定性差和力學(xué)強度低，以及單一無機固態(tài)電解質(zhì)界面?zhèn)鬏敽图庸ば阅懿畹钠款i問題，利用該聚合物復(fù)合電解質(zhì)研制的固態(tài)鋰電池具有高安全、高比能、高耐壓、長壽命等突出特點，是未來新能源汽車動力電池技術(shù)的重要選擇。
5、智能駕駛感知計算平臺技術(shù)
智能駕駛感知計算平臺是實現(xiàn)汽車智能化的基礎(chǔ)，是機器替代人的眼睛識別外部環(huán)境，邁向無人駕駛的前提。智能駕駛感知計算平臺基于車載人工智能計算處理器和視覺算法的深度融合優(yōu)化，利用先進的車載視覺傳感器、雷達等感知設(shè)備，支持針對復(fù)雜場景的細(xì)粒度、結(jié)構(gòu)化的語義感知，對高度可擴展、模塊化的三維語義環(huán)境重建以及透明化、可追溯、可推理的決策和路徑規(guī)劃。滿足不同場景下高級別自動駕駛運營車隊以及無人低速小車的感知計算需求，支撐L3及以上級別自動駕駛技術(shù)突破和應(yīng)用示范。
6、高功率密度硅基氮化鎵功率模塊技術(shù)
硅基氮化鎵功率模塊具有較低內(nèi)阻，較高功率密度，較高效能和良好高頻切換特性等優(yōu)點。以上性能可提高功率模塊的散熱性能，跟傳統(tǒng)硅基組件相比可提高30%以上的效率，在應(yīng)用上有很大的優(yōu)勢，可以有效減少驅(qū)動逆變器系統(tǒng)體積，降低系統(tǒng)成本。受限于單顆芯片輸出電流較小，暫時無法使用于車用驅(qū)動逆變器。但通過芯片并聯(lián)與應(yīng)用高導(dǎo)熱鍵合材料來降低熱阻提升整體電流輸出，可以實現(xiàn)高功率密度和每相可輸出350A大電流的高功率硅基氮化鎵功率模塊。目前，硅基組件中MOSFET無法耐高壓 、IGBT開關(guān)切斷速度不夠快造成能量的損失較大，隨著硅基氮化鎵成本的降低，未來在車載充電機，驅(qū)動逆變器，車輛到電網(wǎng)的電力儲存等新能源汽車市場應(yīng)用上氮化鎵有較大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Α?/p>
7、扇形模組軸向磁場輪轂電機技術(shù)
扇形模組軸向磁場輪轂電機是具有扇形模組定子繞組、制動盤和電機轉(zhuǎn)子一體化設(shè)計的新型軸向磁場電機。應(yīng)用到乘用車上能有效降低輪轂電機的簧下質(zhì)量，能有效結(jié)合液壓制動以保證車輛制動安全性，能避免與現(xiàn)有車輛底盤懸架零部件的運動干涉。關(guān)鍵技術(shù)涉及扇形模組定子繞組設(shè)計封裝技術(shù)、制動盤和轉(zhuǎn)子一體化設(shè)計制造技術(shù)、電磁和機械耦合的NVH技術(shù)、扇形模組電機的控制技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)可以形成獨立轉(zhuǎn)向的驅(qū)制動一體化零部件，可以形成分布式驅(qū)動系統(tǒng)和混合動力系統(tǒng)。
