国家自然科学奖推荐书中国汽车工程学会.docx
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国家自然科学奖推荐书中国汽车工程学会
一、项目名称：
新能源汽车能源动力系统关键共性检测技术及标准体系
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。
能源动力系统作为新能源汽车的心脏，其质量保障体系构建是发展我国新能源汽车产业的命脉。
项目单位历时十年集中突破了驱动系统能耗精确测量难、动力电池安全及寿命评价难、充电基础接口互联互通难三大关键技术难题，从无到有系统构建了我国新能源汽车能源动力系统测试标准体系，对于保障新能源汽车产品质量、提升新能源汽车核心部件技术水平和安全性具有重要意义，为推进我国新能源汽车关键技术研发、产业化推广应用以及企业和产品准入起到了关键支撑作用。
项目研制了三大类11种测试设备，创造直接经济效益10.4亿元。
获授权发明专利40余项、软件著作权28项，出版专著3部、国家级规划教材1部，发表高水论文100余篇，参与制订国际法规1项、参与制订国家/行业标准40余项。
获2016年中国汽车工业技术发明奖一等奖和2018年中国汽车工业科技进步奖一等奖。
对照国家科学技术进步奖授权条件，推荐该项目申报国家科学技术进步奖二等奖。
三、项目简介：
我国已成为全球最大的电动汽车市场，能源动力系统作为电动汽车的心脏，其质量保障体系构建是发展我国电动汽车产业的命脉。
我国相关检测技术及评价方法存在滞后，安全性、可靠性缺少评价依据，造成能源动力系统产品质量良莠不齐、安全事故时有发生，亟需开展从研发、制造到使用各环节的关键检测技术与评价方法的创新研究与突破。
项目在国家863计划、北京市基金等项目支持下，经过10年持续深入攻关，突破了驱动系统能耗精确测量难、动力电池安全及寿命评价难、充电基础接口互联互通难三大关键技术难题，形成了完整的电动汽车能源动力系统关键共性检测技术及标准体系，主要创新点如下：
（1）针对混合动力车辆结构复杂多样、工作模式实时变化、多能源耦合关系复杂，导致能耗难以精确测试和评价的问题，构建了混合动力系统机电耦合模型，提出了能耗-驾驶模式解耦检测与评价方法，开发了电动汽车能耗和性能专用测试设备，突破了混合动力车辆能耗测量的准确性和对我国复杂路况的适应性难题。
研究成果已被GB/T19752等国标及行业标准采用。
创新成果在国内首家工信部授权的新能源汽车公告车型认证机构中国汽车技术研究中心应用，完成了全国超过70%新能源乘用车和50%新能源商用车车型的检测认证。
（2）针对动力电池安全及寿命测试难题，构建了动力电池“热-电化学-机械”多物理量耦合模型和内部容量衰减模型，提出了基于充放电倍率及温度因素的动力电池能量和容量测试方法，发明了不同应用场景下的动力电池安全防护测试技术及寿命测试方法，开发了动力电池循环寿命与充放电特性测试设备，构建了电芯、模组、电池包和电池系统四层级测试体系。
研制的动力电池工况模拟测试系统的电流电压精度达到0.5‰FSR，超过国际知名产品德国迪卡龙产品参数。
研究成果已被GB/T31485等国标及行业标准采用。
应用本项成果研制的电池组测试设备应用到我国超过80%的锂电池系统生产企业，支持了国内最大、同时也是第一家上市的电池组下线检测及性能测试设备公司，同时相关技术应用到新一代军用装甲平台。
（3）针对电动汽车和充电设施间接口和通信软硬件互联互通不畅导致的充电安全难题，建立了基于有限状态机的充电通信传输过程模型，提出了变权分析兼容性评估方法，开发了充电接口兼容性测试设备，构建了完善的电动汽车充电基础接口软硬件兼容性技术和标准体系。
研究成果已被GB/T27930等国标及行业标准采用，提出了直流充电接口标准化技术要求，并被IEC国际标准采用。
创新成果支撑建成了中国最大的电动汽车充电智能管理平台，目前在北上广深等20个城市为超过10万辆电动汽车提供充电保障。
依托项目成果研制了三大类11种测试设备，项目创造直接经济效益10.4亿元，获授权发明专利40余项、软件著作权28项，出版专著3部、国家级规划教材1部，发表高水论文100余篇，参与制订国际法规1项、参与制订国家/行业标准40余项。
四、客观评价：
1、成果鉴定结论、验收意见
（1）成果鉴定意见
由中国机械工业联合会组织，郭孔辉院士担任主任的成果鉴定委员会鉴定意见：
……项目核心创新点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，其中动力电池工况模拟测试设备关键技术指标达到国际领先水平。
基于项目成果构建的电动汽车能源动力系统测试标准体系对于保障电动汽车产品质量、提升电动汽车核心部件技术水平和安全性具有重要意义。
（2）项目验收意见
国家863计划课题“电动汽车整车及零部件技术标准研究”验收意见：
课题制定了我国电动汽车技术标准的发展战略和中长期标准体系规划。
课题组织编制、修订了多项电动汽车重要标准，在电动汽车整车安全、电池安全及性能等方面开展了大量标准研究工作。
课题组编制的4项电动汽车国际标准、法规提案已经被受理。
课题组编制的《中国电动汽车标准化工作路线图》全面总结了我国电动汽车标准历程，制定了未来发展规划。
（3）应用评价
Tesla公司（国际用户）：
“北京航空航天大学杨世春团队在电池状态监测与管理方法上开展了深入的研究工作……，研究了电池热管理方法、建立了电池单体生热/传热模型、提出了电池温度以及荷电状态监测方法等……，研究成果为电池热管理设计、充电过程中的绝缘检测设计提供了重要思路……。
杨世春团队所做的突出性研究工作为项目的成功实施起到了重要作用。
”
青岛美凯麟科技股份有限公司：
“……相关技术已经在公司3个系列6类测试设备上得到应用。
相关技术能够对动力电池性能进行安全性、循环寿命等关键性能指标进行深入测试及分析，为动力电池在电动汽车上的安全可靠运行提供了保障”
中茂电子（深圳）有限公司北京分公司：
“我公司自2012年开始与中国汽车技术研究中心和北京航空航天大学合作共同开展电动汽车充电基础设施互联互通测试技术研究。
……相关技术已经在公司3个系列8类测试设备上得到应用。
……能够模拟电动汽车电池管理系统与非车载充电设备之间进行握手通信，对充电基础设施通信、接口等安全性、兼容性进行全面测试与分析，为保障电动汽车的充电便利性和安全性提供了重要支撑。
”
2、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）项目成果获2018年度中国汽车工业科技进步奖一等奖。
五、推广应用情况：
基于项目创新成果，系统研究建立了电动汽车能源动力系统测试方法、测试流程和测试规范构成的完整标准体系，制修订国家/行业标准40余项，还有2项国标即将颁布。
基于项目创新成果，系统研究建立了电动汽车能源动力系统测试方法、测试流程和测试规范构成的完整标准体系。
依托项目成果研制的三大类11种测试设备已应用于在国内首家工信部授权的新能源汽车公告车型认证机构中国汽车技术研究中心应用，完成了我国超过70%新能源乘用车和50%新能源商用车车型的检测认证。
动力电池测试设备应用到我国80%的锂电池企业（包括国内规模领先的5家），支持了国内最大、同时也是第一家上市的动力电池寿命与安全专用测试设备公司。
创新成果支撑建成了中国最大的电动汽车充电智能管理平台，目前在北上广深等20个城市为超过10万辆电动汽车提供充电保障。
同时相关技术应用到新一代军用装甲平台。
创造直接经济效益10.4亿元。
六、主要知识产权证明目录：
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
（地区）
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
发明专利有效状态
发明
一种基于远程数据传输的纯电动汽车续驶里程估计装置及方法
中国
CN103660984B
2016-12-07
2308530
北京航空航天大学
杨世春；刘紫涛；李明；周剑文；柳伟
有效
发明
一种识别混合动力电动汽车行驶状态的方法
中国
CN101419677B
2011-11-23
867874
北京交通大学
张欣;田毅;张良;
有效
发明
一种基于时间和温度的锂离子电池优化充电方法
中国
CN105552465B
2018-05-08
2916250
北京交通大学
姜久春;张维戈;张彩萍;高洋;王占国;龚敏明
有效
发明
锂离子电池荷电状态估算方法和装置
中国
CN104678316B
2017-08-01
2572712
北京交
通大学
姜久春；张彩萍；赵婷；张维戈；王占国；龚
敏明；吴健；孙丙香；时玮；李雪牛利勇；李景新；黄彧；黄
勤河；鲍谚
有效
发明
电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置
中国
CN102608489B
2014-06-18
1421586
北京航空航天大学
杨世春;李明;曹耀光;汪冲;雷强;王刚;
有效
发明
一种锂离子动力电池组充放电主动均衡电路
中国
CN102122836B
2014-06-18
1421708
北京航空航天大学
杨世春;李明;曹耀光;崔海港;王刚;徐斌
有效
发明
基于观测器的锂电池SOC估算误差的定量分析方法
中国
CN104076293B
2016-08-17
2186383
北京交通大学 海南电网公司
张彩萍;姜久春;王乐一;赵婷;张维戈;龚敏明;王占国;孙丙香;时玮;李雪;庞松岭;姜雪娇
有效
发明
一种混合动力汽车驱动装置
中国
CN102328573B
2013-08-14
1254499
北京航空航天大学
杨世春;郭斌;曹耀光;李明;崔海港;王少辉;宋维群;王刚;雷强
有效
发明
一种锂电池循环寿命快速测试方法
中国
CN103344917B
2015-08-12
1753326
北京交通大学 国家电网公司 华北电力科学研究院有限责任公司
姜久春;张维戈;张彩萍;时玮;刘秋降;张言茹;李雪;王玉坤;白恺;陈豪
有效
发明
一种混合动力电动汽车行驶状态的智能识别方法
中国
CN101419679B
2011-11-23
869174
北京交通大学
张欣；田毅；宋建锋
有效
七、主要完成人情况：
姓名
排名
行政职务
技术职称
工作单位
完成单位
对该项目技术创造性贡献
杨世春
1
院长助理
教授
北京航空航天大学
北京航空航天大学
项目负责人，主持研究工作。
对创新点1、2、3做出主要贡献。
作为第一完成人组织了项目的实施，提出了基于大数据工况模型和净能量变化修正的能耗分析方法、基于充放电倍率及温度因素模型的锂离子电池能量和容量测试方法和基于变权分析策略的充电设备评估方法，作为全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委副主任委员，牵头制定了多项国家标准，组织构建了我国电动汽车标准体系。
吴志新
2
副总经理
教授级高工
中国汽车技术研究中心
中国汽车技术研究中心
对创新点1、2、3做出主要贡献。
主持研发了电动汽车能耗和性能专用测试设备，作为全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委主任委员，牵头制定了电动汽车能源动力系统相关标准，组织构建了我国电动汽车标准体系。
王芳
3
科长
教授级高工
中国汽车技术研究中心
中国汽车技术研究中心
对创新点2、3做出主要贡献。
提出不同应用场景下的动力电池寿命和安全测试方法，研究成果已被采纳制定为多项国家标准。
张彩萍
4
其他
教授
北京交通大学
北京交通大学
对创新点2做出主要贡献，提出了动力电池半参数模型及其辨识方法，构建动力电池全寿命实时状态测评方法体系。
张欣
5
实验室主任
教授
北京交通大学
北京交通大学
对创新点1做出主要贡献。
提出了能耗-驾驶模式解耦检测与评价方法，突破了混合动力车辆能耗测量的准确性和对我国复杂路况的适应性难题。
周荣
6
总工程师
研究员
中国汽车技术研究中心
中国汽车技术研究中心
对创新点1、2、3做出主要贡献。
作为全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委秘书长，牵头制定了电动汽车能源动力系统相关标准，完善了我国电动汽车标准体系。
秦兴才
7
总裁
高级工程师
天津力神电池股份有限公司
天津力神电池股份有限公司
对创新点2做出了重要贡献，在动力电池安全改进、热管理及热安全技术研究等方面开展工作，提出了不同应用场景下的动力电池安全防护测试技术及让管理测试方法。
陈飞
8
其他
其他
北京航空航天大学
北京航空航天大学
对创新点1、2做出主要贡献。
建立了基于净能量变化修正的能耗分析模型，研究了动力电池滥用和极端工况下的电能和化学能防护测试技术。
刘震
9
总经理助理
工程师
福建星云电子股份有限公司
福建星云电子股份有限公司
对创新点2做出主要贡献。
开发了动力电池循环寿命与充放电特性测试设备，构建了电芯、模组、电池包、电池系统4层级测试体系。
刘桂彬
10
副总工程师
教授级高工
中国汽车技术研究中心
中国汽车技术研究中心
对创新点1、2、3做出主要贡献。
作为全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委委员，牵头制定了电动汽车能源动力系统相关标准，完善了我国电动汽车标准体系。
八、主要完成单位及创新推广贡献
北京航空航天大学作为本项目的牵头单位，组织协调了整个项目的技术研发、攻关，对主要创新点1、2、3做出了主要贡献。
提出了能耗-驾驶模式解耦测试与计量方法，构建了动力电池“热-电化学-机械”多物理量耦合模型和内部容量衰减模型、提出了基于充放电倍率及温度因素的动力电池能量和容量测试方法，建立了基于有限状态机和有色Petri网的传输过程模型，提出了基于变权分析策略的充电设备兼容性评估方法。
与中国汽车技术研究中心共同完成了电动汽车整车及关键零部件标准体系的构建和系列化标准的制定。
中国汽车技术研究中心作为项目的主要单位之一，对主要创新点1、2、3均有重要贡献。
组织研制了电动汽车能耗和性能专用测试设备，提出不同应用场景下的动力电池寿命测试方法；作为我国汽车相关标准的责任单位，组织制定了绝大多数电动汽车整车及关键零部件测试标准，构建了电动汽车标准体系；同时作为具有资质的权威检测机构，负责我国电动汽车整车及关键零部件的检测及认证。
北京交通大学作为项目的主要完成单位之一对创新点1、2做出主要贡献。
提出了能耗-驾驶模式解耦检测与评价方法，突破了混合动力车辆能耗测量的准确性和对我国复杂路况的适应性难题。
提出了动力电池半参数模型及其辨识方法，构建动力电池全寿命实时状态测评方法体系。
福建星云电子股份有限公司作为项目的主要完成单位之一，对创新点2、3做出主要贡献。
提出了不同应用场景下的动力电池安全防护测试技术及寿命测试方法，开发了动力电池循环寿命与充放电特性测试设备，研制了充电设施兼容性测试设备。
天津力神电池股份有限公司作为项目的主要完成单位之一，对创新点2做出了重要贡献，在动力电池安全改进、热管理及热安全测试技术等方面进行了大量的验证工作。
九、完成人合作关系说明：
项目完成人杨世春（第一完成人）和陈飞（第八完成人）来自北京航空航天大学，吴志新（第二完成人）、王芳（第三完成人）、刘桂彬（第六完成人）和周荣（第十完成人）来自中国汽车技术研究中心，张彩萍（第四完成人）和张欣（第五完成人）来自北京交通大学，秦兴才（第七完成人）和刘震（第九完成人）分别来自天津力神电池股份有限公司和福建星云电子股份有限公司。
杨世春从2002年起开展新能源汽车能源动力系统关键共性检测技术研究并担任全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委副主任委员，吴志新担任全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委主任委员，刘桂彬担任全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委委员，周荣担任全国汽车标准化技术委员会电动车辆分标委秘书长，共同牵头制定了电动汽车能源动力系统相关标准，完善了我国电动汽车标准体系。
杨世春与陈飞共同合著论文。
杨世春与张欣共同完成的“电动汽车能源系统安全高效控制技术及应用”项目获2016年度中国汽车工业技术发明奖一等奖。
杨世春与刘震合作共同研发动力电池充放电特性与循环寿命测试关键技术，目前已经在福建星云电子股份有限公司2个系列4类测试设备上得到应用，为电动汽车的安全可靠运行提供了保障。
杨世春与吴志新、王芳和张彩萍共同完成的“节能与新能源汽车能源系统测评关键技术及应用”项目获2018年度中国汽车工业科技进步奖一等奖。
杨世春、王芳与秦兴才自2015年开始合作开展电动汽车用动力电池安全性测试评价技术研究，研究成果成功应用于天津力神电池股份有限公司3款电池单体和10余款电池系统的开发工作中，显著提升了产品的安全性设计水平。
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