美国DOE资助1.37亿美元研发提高车辆能效

作者: 2016-10-10 14:06 来源:战略情报研究部
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8月16日,美国能源部宣布资助1.37亿美元用于加速新一代先进商用卡车和客车车辆技术研发[1],改善车辆技术性能,提高燃油效率,减少碳排放,满足美国国家环保局(EPA)和美国运输部国家公路交通安全管理局(NHTSA)联合公布的卡车和客车燃效性能指标。

(1)8000万美元用于支持汽车制造商牵头的“超级卡车计划”二期项目(SuperTruck II),加速开发和示范具备成本效益的先进重型卡车技术,以提高其燃油效率,将卡车的货运效率翻倍。SuperTruck II遴选了4个研发团队,每个团队将获得2000万美元资助开展技术研究项目,参见表1。

表1  超级卡车计划二期资助4个研究项目

承担机构

具体内容

资助金额/万美元

康明斯公司

设计和开发更加高效的发动机和先进的动力总成技术

20

戴姆勒卡车北美公司

开发和示范一套牵引拖车技术方案,包括主动空气动力学、停缸技术、混合动力和电气化配件

20

纳威司达公司

设计和开发包括电动发动机的动力总成系统,提升发动机效率,设计一个更加符合空气动力学的驾驶室

20

美国沃尔沃科技有限公司

开发和示范一套拥有轻型驾驶室牵引拖车技术方案,包括替代发动机和各种系统技术,提高卡车货运效率

20

(2)5700万美元用于车辆技术开放式招标遴选11个研发主题共35个研发项目,旨在加速开发和部署新一代的尖端车辆技术,包括先进电池、电机驱动系统、更加耐用的轻量化汽车材料和更加高效的发动机,以提高客车和轻型卡车的燃油效率,减少碳排放,参见表2。

表2  车辆技术开放式招标的11个研发主题

研发主题

具体内容

资助金额/万美元

插电式电动汽车示范工程

在美国中西部主要汽车市场开展插电式电动汽车和纯电动汽车的公共交通领域示范工作,推广和示范插电式电动汽车

2.5

现代化电网与电动汽车

为插电式电动汽车开发和示范非车载的双向直流充电系统,评估电网服务对纯电动汽车电池的影响;

为中型插电式货运车辆开发高效、双向无线充电系统

4.0

加速开发和部署低成本汽车镁合金材料

研究镁合金材料在车辆领域的应用,解决合金化、冲压、焊接和腐蚀保护等方面的挑战

5.6

为轻量化汽车开发新型的耐腐蚀材料和异种焊接材料

示范利用现有的点焊接基础设施制备钢铝和铝/碳纤维复合材料,以加强材料热塑性

开发新的涂层材料和粘合剂,以增加碳纤维、铝封装面板热塑性,验证腐蚀测试方法

验证金属箔蒸发器焊接是一种可以用于制备多材料、轻量化汽车的异种金属焊接工艺

6.7

推进电动汽车低成本电机的生产

利用多层电机转子,设计和开发无重稀土元素的汽车电机

开发具有独特双结构的电工钢,应用于制造功率30千瓦的电动汽车电机

开发一种性能超越现有含稀土电动机的无稀土永磁电机

采用全新的软和硬磁性材料,演示一种能够满足DOE标准的具备快速切换功能的无稀土永磁电动机

14.8

开发先进的高电压电解质和添加剂、以及具有自修复功能的固态电解质和锂金属保护层

设计锂金属和集流体复合材料,抑制枝晶形成

开展碱性卤素基固态电解质基础研究,演示自修复特性

设计高质量比能量(600瓦时/千克)和体积比能量(1400瓦时/升)的三维金属氟化物固态电池

开发可在4.5V工作的含氟碳酸酯电解质,提高能量密度

开发自修复锂金属电极保护层,提高电池循环效率(>99.7%)

设计自修复功能的新型凝胶电解质以抑制枝晶形成,以及捕获多硫聚合物改善锂硫电池循环寿命

集成高导电性无机纳米纤维网络与导电聚合物开发新的固态电解质,以抑制枝晶形成,改善循环性能

10.8

开发先进的电池材料表征技术

开发高性能综合性诊断技术,以更好地理解固态电解质界面机械/化学性能衰减的机理,增强锂离子电池的性能和循环寿命

开发先进的显微成像和光谱技术,以深入了解锂离子电池正极中氧离子迁移对电池电流性能的影响

2.5

开发先进的电池材料模型

开发多尺度的模拟方法来研究电解质的化学结构和固态电解质的界面层

开发综合电池模型来探索潜在应用前景的固态锂电池材料

开发电化学-机械模型以协助设计人工固态电解质界面涂层

3.8

开发用于汽车发动机和动力总成的使能技术

开发、构建和测试可规模化的电驱动动态跳转点火汽缸气门

开发和演示一个紧凑的低温汽油内燃机系统,改善燃料经济性,以达到排放指标

开发规模化、低成本过程制造隔热涂层,将其应用到汽车发动机部件中,包括阀面、活塞头和排气口,改善燃料经济性

5.0

替代燃料汽车基础设施的安全性

为车库设施升级和建筑设施改造创建培训和指导材料,以更好地为天然气汽车、丙烷汽车、氢气汽车提供服务

开发一个统一的、符合设计需求的参考指导,并为个人提供天然气汽车、丙烷汽车、氢气汽车设施维护的最佳实践经验

1.5

开放性主题和探索性研究

为7级、8级重型卡车开发先进的解决方案,以消除或减轻当前双燃料卡车柴油排放废气后处理装置的负面影响

为非轮胎组件开发一种新的二氧化硅填料,将燃油效率提高2%,使新填料的性能优于当前的混合填料

为汽车行业设计耐高温、高强度、轻量化合金材料,包括采用3D打印技术制造内燃机

2.9

(郭楷模)



[1] Energy Department Announces $137 Million Investment in Commercial and Passenger Vehicle Efficiency. http://energy.gov/articles/energy-department-announces-137-million-investment-commercial-and-passenger-vehicle; FY 2016 Vehicle Technologies Program‐Wide Funding Opportunity Announcement Selections DE-OA-001384. http://energy.gov/sites/prod/files/2016/08/f33/FY%2016%20VT%20Program-Wide%20Selection%20Table.pdf
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