纯电动汽车及动力电池发展现状调研
一、纯电动汽车发展现状
所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。
１.1 发展纯电动汽车的必要性
(１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。
图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源
的战略紧密衔接,对降低石油对外依存度、保障能源安全具有重要意义。
图1.２中国汽车保有量与原油对外依存度上升情况(3）平衡电网峰谷负荷。近年来,随着城市用电量的日益增加,全国累计发电装机容量逐年上升。与此同时,城市电网也面临着严重的峰谷差问题，特别是北京、上海等大城市峰谷差率达４0%以上。大城市日间用电高峰持续增长,迫使电力企业不断投资新建发电机组，以满足一年中极少出现的用电高峰的需求;夜间的用电低谷则会导致大量谷电的浪费,电力企业的各种调峰填谷技术方案也往往面临着设备损耗大、能源效率低或投资高等问题。建设蓄能电站是实现调峰填谷的有效方法，但较为经济的抽水蓄能电站，其能源效率仅有70%左右,而且对地理位置要求较高；而蓄能效率较高的电池蓄能电站(锂离子电池、钠硫电池等）不仅技术尚未完全成熟，且投资规模巨大。电动汽车在规模化使用后,将可能在未来有效平衡电网峰谷负荷，间接降低社会的碳排放。不过目前该应用的推广还取决于车辆到电网（ＶehiｃｌｅtｏＧrｉd，V2G)技术的进步以及相关政策的支持。
图１.3 全国发电装机容量发展情况
(４)带动经济发展。电动汽车技术将能够带动整个相关产业链发展。电动汽车产业链包括零部件供应、整车制造和基础设施建设三个方面。其中，汽车零部件制造业本身就是机械制造业的重要组成部分，并且中国也是纯电动汽车主要零部件——动力电池和驱动电机的重要生产国。其次，整车制造业是我国国民经济的支柱产业，我国早在2００9年即成为世界第一大汽车产销国。再次,为配合电动汽车推广运营，需要新建充电站等一系列配套设施,又可带动基建等相关产业的发展。总之，纯电动汽车产业对国民经济的带动效应是大力发展纯电动汽车的重要推力之一。
1.2 国外纯电动汽车产业发展现状
(1）第一代纯电动汽车阶段。该阶段电力电子技术尚不成熟,并且没有完善的科学理论作指导，可供选择的动力电池也只有铅酸电池一种。截止到199８年底,全世界9个大型汽车厂１0款纯电动汽车产品进入小批量生产阶段。如通用汽车开发的纯蓄电池电动汽车EV1最高时速可达128km/h，从静止加速到96km/h只需9s，一次充电可行驶1４4ｋｍ,其后通用ＩMPACT电动车一次充电续驶里程达到190 km；还有福特汽车公司和通用电气公司联合开发EXE-Ⅰ、EXE－Ⅱ电动汽车;丰田公司生产的RＡＶ4电动汽车由铅酸电池改为镍氢电池,一次充电可行驶200kｍ,零售价4.2万美元/辆(同型的汽油车零售价为2万美元/辆）,其中电池成本占整车成本的４0%；日产汽车公司1998年在日本和美国销售的ALTRA电动车采用锂电池,循环寿命长,可反复使用1200次，续驶里程12４kｍ；１99７年法国雷诺公司推出装备锂电池的标致１06电动汽车;大众汽车公司在第18届国际电动汽车展会上推出的电动汽车能量来自300kg的充电电池，在1２s内可从0加速到１00 ｋｍ/h,最高车速1４０km/ｈ。
表1.1 第一代10款纯电动汽车基本情况
（2）第二代纯电动汽车阶段。该阶段参与研发活动的企业不仅有Heuliez、三菱、富士重工、通用这样的汽车企业，也有属于电力系统的法国电力公司、东京电力公司,以及东芝、日立、东洋电机、三洋电机、旭化成、NＥC等机电跨国公司。２００１年,法国电力公司和博洛尔集团(Group BOLL ORE)成立了一个联合子公司BatＳcap，开发了采用高性能聚合金属锂蓄电池(LMＰ)的电动蓝色轿车（Bｌｕｅcａｒ）,最大行程200多公里，最高时速125公里／时，。达索飞机制造公司与生产汽车车体的Heuｌiez公司合作生产四座电动汽车,装备下一代的锂聚合物蓄电池和一台扩大汽车自主性的辅助动力机,最高时速可达３0公里,自主行驶里程可以达到300公里。2005年５月，日本三菱公司推出了属于世界首创的交流电动轮轿车——Colt牌5人座的低中级电动轮轿车。其重要特征是采用了具有高能量密度，可急速充电,能在车辆使用的各种环境下使用，空车重量只有１．15吨，装有两台最高转速为150０转/分,功率为20千瓦,最大扭矩为６00Nm 的永磁式三相交流同步伺服电动机。Colt动力电池为锂离子蓄电池组,由22个锂离子蓄电池模块并联组成。每次充电可行驶１50公里,最高时速150公里每小时。2005年８月,富士重工将下一代乘用车目标定位为纯电动轿车。它将层状单体锰锂蓄电池组应用到Ｒ1e牌微型纯电动汽车上，最高车速为120公里每小时，一次充电的续行里程为1２0公里，将来拟达到的目标是２00公里。美国通用公司2009年推出的Vｏｌt插电式电动汽车，纯电动模式下可以行使64km。
表1.２第二代几款代表性纯电动汽车产品基本情况
为了应对纯电动汽车产业的飞速发展，保持各自领域的领先地位，美国、西欧以及日本整车厂和电池供应商都进行了大量的基础技术研发和量产准备。
美国方面,1９91年,美国通用汽车公司、福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司共同协议，成立了“先进电池联合体”(USABＣ)，共同研究开发新一代电动汽车所需要的高能电池。１991年10月ＵSAＢＣ与美国能源部签订协议,在19９1—1995年４年间投资2.２6亿美元来资助电动汽车用高能电池的研究。1９9１年10月美国电力研究院（ERＰl)也参加了先进电池联合体来参与高能电池与电动汽车的开发。以此同时，美国还制定了“PＮGV”计划、“FreｅｄｏｍCAR”计划等一系列推动纯电动汽车发展的计划,以三大汽车公司为主导，利用大汽车公司雄厚的技术开发力量和先进制造条件，开发出不同特点的电动汽车,还充分利用汽车、机电、电子、控制和材料等行业的优势,分工开发电动汽车的各种总成和技术单元，也使电动汽车得以迅速发展和不断改进提高。
欧洲方面，2007年5月,欧盟、以色列与约旦三方合作建立电力驱动车计划。意大利宾尼法瑞那汽车设计公司(Pｉnｉnfａrina)计划与法国电池生产商博洛尔（Bolloré）公司投资1500万欧元生产纯电动汽车，配装博洛尔公司研制的新型动力电池，采用锂金属聚合物技术，预计年产量１.５万辆。2008年２月，博洛尔又与法国长途客车制造商Gruau集团投资2００0万欧元生产纯电动汽车，预期在２00９年下半年上市。丹麦董氏能源公司与美国PBP（ProjeｃｔBetter Place)公司签订协议，联合研制电动汽车供应丹麦市场，并计划共同在丹麦修建电动汽车充电站及电池更换站。挪威ＴhiｎｋＧlobal公司计划在挪威和丹麦销售小型电动汽车,预计２009年实现年产量7000~1０000辆。雷诺-日产汽车公司也预计从20１1 年中期开始，在丹麦市场销售全电动梅甘娜和甘果,使用日产和NＥＣ联合开发的锂离子电池供电。
日本方面,20０7年4月日产和NＥC合资组建“汽车能源供应公司”,生产环保型汽车专用的锂离子电池。200７年1２月，GS汤浅(GＳＹuａsa Corporaｔ
iｏｎ)、三菱商事和三菱汽车成立Ｌｉthium Eｎｅrgy Ｊａｐaｎ，主要从事开发、制造和销售面向汽车（电动汽车和插入式混合动力车等）以及其他产业的大型锂电池，初资金额为5亿日元，于２008年４月增资达到４0亿日元。三菱于２０09年在日本推出i－MｉEV小型电动汽车,之后投放欧洲市场。日本三洋电机公司从2０06年初开始与德国大众集团携手开发新一代镍氢电池系统的，20０8年5月宣布加强对车用锂电池研发及生产领域的投资，并从２００９年开始批量生产,计划到２015年使新型车用锂电池产能达到每月100０万块,满足170万至180万辆新能源汽车的需求。
1．3 国内纯电动汽车发展现状
中国政府非常重视新能源汽车的发展,推出很多鼓励政策和补贴文件。2０10年６月1日，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合发布了《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》,《通知》中指出:“补贴资金拨付给汽车生产企业,按其扣除补贴后的价格将新能源汽车销售给私人用户或租赁企业。”补助标准根据动力电池组能量确定,对满足支持条件的新能源汽车，按3０00元／kwh给予补助，纯电动乘用车最高补助6万元/辆。此外，我国很多城市也出台了相关电动汽车地方发展政策和规划。目前,为了顺应动力电池技术的发展趋势，国家优先发展纯电动小型乘用车和大中型公共客车。
2010年11月举行的第25界世界电动车大会暨展览会上,一汽、北汽、上汽、长安、奇瑞等国内汽车生产企业都展出了本企业研制的纯电动车。一汽展出奔腾Ｂ50EV，该车采用一汽技术中心自主研发的纯电动乘用车动力平台,由电机、电池、减速器、整车控制器、电动附件和专用显示仪表等组成。该车具有启动电爬行、纯电动、再生制动、电子驻车制动、家用充电和快速充电等功能。奔腾B50EＶ采用永磁同步电机，装配6０Ah的锂离子电池,最高车速可达14７km/h，在60km/h等速工况下续驶里程为1３6km，百公里耗电量为1６kｗh。
北汽集团新能源汽车有限公司展出了自主研发的301EV插电式纯电动车，采用一款47kw的交流感应电机，峰值扭矩８２Ｎm,装配100Ah的锂离子聚合物电池。0—10０km/ｈ的加速时间为１1.5秒,相当于一款A0级小排量车的加速水平。301EV的最高车速可达到１60km/h，续驶里程为200ｋm以上,最大爬坡度为3０度。
上汽展出了上汽集团自主开发的Ａ级荣威350纯电动轿车。该车驱动型式为前驱，电机峰值功率为7５kw,峰值扭矩为19０Nm,最高车速为１50ｋm／ｈ，在60km/ｈ的匀速工况下续驶里程为2００km。该车0—5０kｍ／h加速时间为６秒,0—１００ｋm/h加速时间为17秒。
长安集团展出了奔奔ＭIＮI纯电动汽车，该车是在长安自主研发的奔奔MINＩ小型车平台上开发的。该车采用永磁同步电机,峰值功率为50ｋw。采用60Aｈ的锂离子电池,最高车速为11０kｍ/ｈ，60kｍ/h匀速工况下续驶里程为105km，百公里耗电量为1５kwｈ。
奇瑞展出了瑞麒M1纯电动汽车,该车搭载３36V、40ｋw驱动电机，配备了４0Ah的磷酸铁锂电池，利用220V民用充电即可，充电时间一般在6—8小时；还可以在专业充电站进行快速充电,半个小时即可充到电池电量的80%。M １的最高车速为12０kｍ/ｈ，最大续驶里程可达150km，百公里耗电量为1４kw ｈ。
比亚迪展出ｅ6纯电动出租车，它是全球首款纯电动出租车。该车装配的电机峰值功率为75kw，采用磷酸铁锂电池,最高车速为1４0km/h,６0km/ｈ匀速工况下续驶里程为３00ｋｍ,百公里耗电量为21.５kwh。
长城汽车展出哈弗Ｍ3EV,该车装配永磁同步电机，电机峰值功率为56ｋw，最大扭矩为150Nｍ,采用60Ah的锂离子动力电池。该车最高车速为130ｋｍ/h,60km/ｈ匀速工况下续驶里程为16０km,百公里耗电量是1０.8ｋwh。
吉利汽车展出熊猫纯电动车,采用交流感应电机，峰值功率为6０kw。装配磷酸铁锂电池，电池容量为57.５Ah。最高车速是150km／h,60km/ｈ匀速工况下续驶里程为180kｍ,0—10０ｋm/h加速时间是1５秒，百公里耗电量为12kwh。
除了上述介绍的纯电动乘用车，国内各大公司也开发出一系列纯电动客车产品。BK6122EＶ2型纯电动城市客车是北京公交集团所属北京京华客车有限责任公司和北京理工大学共同承接、被列入国家“8６3”计划、北京“科技奥运”规划的重大专项项目。该车选用新型锂离子电力电池,匹配三档电控机械变速箱,实现档位自动切换,提高了整车动力性能。使用CAN总线系统，具有控制、通讯、语音报警、数据记录、在线故障诊断等功能,同时加装了ＧPＳ通讯系统,可
实现车辆电气系统运行信息远程通讯。装载了节能型整体式顶置电驱动冷暖一体化空调,安装简便，故障率低,节能环保。该车型主、辅动力系统、电驱动空调系统与无轨电车兼容［６]。
20０9年7月,江淮推出第一批宝斯通纯电动客车,在2010年世博会期间，江淮宝斯通纯电动客车穿梭在世博园区，专门用来接待省部级领导来世博园区参观。宝斯通纯电动豪华公务客车采用了安徽江淮“宝斯通”车身，选用北京安耐信公司生产的磷酸铁锂电池和上海南洋公司生产的电机，续驶里程为２０0km,最高车速为10０ｋm/h。该车还配装了ＡBS，前后盘式制动器等装置,具有良好的安全性能。
安凯纯电动客车参加了2０0９年10月的比利时国际车展,这是中国第一台参加国际车展的纯电动客车,向全世界人们展示了中国新能源客车的形象和实力。同时，该车还搭载了很多高科技装置,如胎压监测系统、视频化动力管理系统，另外,在人性化方面，安凯还设计了低地板，轮椅踏板等。
江苏常隆客车有限公司是国内最早研发纯电动客车并进入国家公告的重点企业，其自主开发的纯电动客车取得多项专利成果。常隆纯电动客车百公里耗电120kwh,采用全承载车身技术，轻量化和多重绝缘设计,高低压电器隔离安全性好,尤其是“低入口”设计方便乘客上下车。在使用空调和全工况情况下，续驶里程达到2０0ｋm。
CＡ6７30ＵＲＥ1是由一汽客车厂在传统客车基础上自主研发的一款纯电动城市公交客车,该车采用永磁无刷直流电机，配备3３0Ah的锂离子动力电池，续驶里程可达到230km,最高车速为80km/ｈ，最大爬坡度为２５%,百公里加速时间为50s，最大载客为４7人。该车已经在2009年正式投入辽源市的公交运营。
表1．３国内几款纯电动汽车产品基本情况
１.４国内纯电动汽车政策环境
“十五”期间国家设立了电动汽车重大科技专项课题，确定了“三纵三横”的研发布局，其中“三纵”指燃料电池汽车、混合动力电动汽车和纯电动汽车三种车型;“三横”指多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统和动力蓄电池及其管理系统三种共性技术。其中，纯电动汽车所涉及到的电机及其驱动技术、电池及其管理系统、整车控制策略等是纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等新型汽车发展的技术基础。国际上成功的经验表明：拥有最先进的混合动力汽车、燃料电池汽车技术的丰田、通用等公司，恰恰是拥有领先的纯电动汽车核心技术的汽车巨头。只有实现纯电动汽车关键技术的突破,混合动力汽车、燃料电池汽车才会有真正的发展基础。
《“十一五”规划》提出“十一五”期间单位GＤＰ能耗减少20%，主要污染物排放减少10%；2007年１1月1日起实施的《新能源汽车准入管理办法》对新能源汽车的定义、分类、企业资质、生产准入条件和申报要求进行了具体规定；发改委颁布的《产业结构调整指导目录(２007年本）》首次提出鼓励发展新能源汽车。2０09年2月1日,财政部发文确认了中央财政对购置节能与新能源汽车给予补贴的对象和标准。
《“十二五”规划》继续推动新能源汽车技术突破，进而推动新能源产业化进程。《规划》提出的发展目标是：到201５年,突破23个重点技术方向,在30个以上城市进行规模化示范推广，5个以上城市进行新型商业化模式试点应用,电动汽车保有量达１０0万辆，产值预期超过1０００亿元。同时，《规划》要求发展电动汽车充电设施。在重点发展技术方面,科技部将推进关键零部件技术、整车集成技术和公共平台技术的研究与攻关。
《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2０2０年）》提出到20１5年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆，到2020年，累计
产销量超过500万辆。为此要实施节能与新能源汽车技术创新工程,大力推动动力电池技术创新，同时要积极推进充电设施建设，以适应新能源汽车产业化发展的需要。为了保障2015年目标实现，需要配套一系列保障措施,如加大财税政策支持力度、强化金融服务支撑、营造有利于产业发展的良好环境等。
《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》规定中央财政对试点城市相关公共服务领域示范推广单位购买和使用节能与新能源汽车给予一次性定额补助。地方财政要安排一定资金，对节能与新能源汽车购置、配套设施建设及维护保养等相关支出给予适当补助。示范推广补助资金专项用于购买节能与新能源汽车的相关支出。相关补助标准见表1.4和表１.5.
表1．4公共服务用乘用车和轻型商用车示范推广补助标准（单位：万元/辆）
1.５国内主要城市纯电动客车运营情况
表1.6 国内城市纯电动客车市场保有量排名前１8位
注１：时间截止到2012年１１月１0日注2：红字为“十城千辆”城市
二、动力电池发展现状
动力电池是纯电动汽车能源载体,其相关技术是纯电动汽车最为核心的技术之一,目前动力电池存在着成本高昂且使用寿命短、安全性差等一系列问题,亟待解决。然而由于电池本身的高度复杂非线性特性，其技术突破相比于整车控制技术和驱动电机技术更加困难,使得动力电池问题成为制约纯电动汽车大范围推广应用的瓶颈。
2.1车用动力电池发展现状
目前可用作纯电动汽车动力电池的电池类型主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池,其主要特性如表1.1所示。铅酸电池是目前技术最为成熟的电池类型,成本低、性能可靠,有一定耐过充能力，倍率放电性能较好,其最大的问题在重金属铅对环境污染严重,而且极低的质量比能量和体积比能量也限制了铅酸电池在纯电动汽车上的应用。镍氢电池拥有出色的耐过充和过放能力,安全可靠，且能量密度和功率密度较高,在混合动力汽车上应用较广,但是在温度较高时镍氢电池的充放电效率很低，不适合于以动力电池作为唯一能源的纯电动汽车,此外镍氢电池成本较高，对加工、封装工艺要求也较高。燃料电池理论上可能是最合适的动力电池，因为其本质上更像一种产能装置,可以像普通燃油汽车一样不受续驶里程的限制，并且几乎零污染,但是成本高、系统效率低、原料储备困难等问题使得燃料电池全面推广还有一段距离。相比之下,锂离子以其高能量密度、低自放电率、无记忆效应和对环境友好等特性,成为目前纯电动汽车上应用最广泛的动力电池类型。
表2.１不同动力电池类型特性对比
混合动力汽车发展现状及趋势
混合动力汽车发展现状及趋势 摘要 在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。本文主要对混合动力汽车发展的必然性，及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。指出了混合动力汽车的优缺点，并为其在未来的发展中提出了展望。关键词：混合动力汽车，存在问题，研究前景 引言 随着全球经济的发展, 汽车保有量逐年增加汽车尾气对空气的污染也日益加重, 这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题, 使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电机组。这样既利用了发动机持续工作时间长, 动力性好的优点, 又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。在现阶段，混合动力有很好的发展前景。 1.国内外发展现状 1.1 国外发展现状
20世纪90年代以来,世界许多著名汽车生产 厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV 的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997 年8 月推出其第一款混合动力 汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus, 同年12 月,推出Toyota Prius（普锐斯）这是世界第一款 大量生产的混合动力汽车。自第一代Prius 开始销 售以来,截止到中Prius 标准型每升汽油可行驶35.5 公里。到2010 年7 月31 日,累计销量已超过268 万辆。目前市场上正热销的两款车型分别为 丰田Prius 和本田Insight 。在2010年4 月份举 办的北京车展上,共有8 款日系混合动力汽车展出, 其中丰田第三代普锐斯性能最优越,本田Insight 被 认为同级中最省油,本田CR-Z 具有运动风格受到人 们的关注。日本国内对混合动力汽车产业有长期的发展规划,政府大力扶持产业技术发展,出台一系列税收优惠政策及奖励措施,促进混合动力汽车销售,拉动内需;规划长远发展战略。 美国三大汽车公司原来只是小批量生产、销售过电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车还未能实现产业化,日本的混合动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993 年签订了混合动力电动汽车开发合同,并于1998年在北美国际汽车展上出了样车。2005年9 月通用汽车、戴姆勒·克莱斯勒与宝马集团签署了关于构建全球合作联盟,以共同开发混合动力推进系统的合作。2009 年美国混合动力汽车销量达到 29.032 万辆虽然占美国汽车市场份额只有2.8%,但从2005 年起呈逐年上升趋势预计,美国的混合动力汽车2013 年将达到 87.2 万辆,市场占有率将达到5%。 1.2 国内发展现状目前，我国在新能源汽车的自主创新过
新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势 发表时间：2019-03-12T16:17:31.607Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：张玉良 [导读] 摘要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机,其中电池相关技术是人们最为关注、研究投入最大的问题.从上世纪研发出铅酸电池开始,到如今锂离子电池广泛应用于各方各面,在超过一个多世纪的时间里,科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能.在对传统电池进行改良的同时,科研人员不断尝试新的技术和材料,创造出新型的电池.种种迹象表明,电池技术大改革的时代即将到来,各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在 （北京昌平 102206） 摘要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机,其中电池相关技术是人们最为关注、研究投入最大的问题.从上世纪研发出铅酸电池开始,到如今锂离子电池广泛应用于各方各面,在超过一个多世纪的时间里,科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能.在对传统电池进行改良的同时,科研人员不断尝试新的技术和材料,创造出新型的电池.种种迹象表明,电池技术大改革的时代即将到来,各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在人们的生产生活之中。 关键词：新能源汽车；电池应用；发展趋势 一、国内动力电池产业发展现状 我国的锂离子电池研究项目一直是“863”的重点项目，经过二十多年的持续支持，大部分材料实现了国产化，由追赶期开始向同步发展期过渡，本土总产能居世界第一，支撑了我国新能源汽车的示范推广。 1、正极采用磷酸铁锂材料，负极采用石墨材料，研发的50Ah能量型电池，能量密度达到136.6Wh/kg，功率密度达到1101W/kg；研发的20Ah能量功率兼顾型电池，能量密度达到106.5h/kg，功率密度达到1119W/kg。 2、正极采用尖晶石锰酸锂、镍钴锰三元混合材料，负极采用人造石墨材料，研发的25Ah软包装能量型电池，能量密度达到 162Wh/kg；研发的35Ah能量功率兼顾型电池，能量密度达到135Wh/kg。 3、正极采用镍钴锰三元材料，负极采用天然石墨/人造石墨/中间相碳微球等材料，开发的10、15、20、28、30、45Ah的动力电池，能量密度达到180Wh/kg；开发的2.6Ah18650圆柱形电池，能量密度达到200Wh/kg。 在系统集成技术及能力方面取得较大进展和突破。采用磷酸铁锂材料的动力电池系统的能量密度达到90Wh/kg，采用三元材料（18650圆柱形动力电池）的动力电池系统的能量密度达到110Wh/kg。 在前瞻性技术研究方面，中科院先导计划支持相关研究所研制出能量密度超过300Wh/kg的锂离子电池样品和能量密度超过500Wh/kg的锂硫电池样品，但循环寿命及安全性等性能指标还需进一步提升。 目前，我国已形成了包括关键原材料（正极、负极、隔膜、电解液等）、动力电池、系统集成、示范应用、回收利用、生产装备、基础研发等在内的完善的锂离子动力电池产业链体系，掌握了动力电池的配方设计、结构设计和制造工艺技术，生产线逐步从半自动中试向全自动大规模制造技术过渡。 在产业布局方面，中国形成了珠江三角洲、长江三角洲、中原地区和京津冀区域为主的四大动力电池产业化聚集区域。据统计，目前有近100家动力电池企业开展动力电池的研发及产业化工作，有近1000亿元产业资金投入，形成近40GWh年产能，技术研发、产业化进展显著，有力地支撑了新能源汽车产业的快速发展。 二、发展新能源汽车的意义 1、新能源汽车可使中国实现从汽车大国到汽车强国的转变。 虽然当前世界各主要发达国家和有关汽车公司均在加紧研发此种新型汽车技术并取得长足进展，但总体而言，中国仍基本上与之处在同一个起跑线上，差距不过只有3—5 年，并不像传统内燃机技术一样存在20年的巨大差距。在商用化和产业化方面更是如此，某些方面我们还有一定优势。 2、新能源汽车可继续开辟中国的汽车市场。 中国的汽车产业刚刚发展起来，汽车普及率低，因而在汽车动力系统发展战略选择上有更大的自由度，在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势，推广应用新能源汽车的阻力也会小得多。 三、动力电池的应用现状 1、铅酸电池 铅酸电池是一个多世纪前诞生的电池技术，人们普遍认为其技术落后、性能低下，污染环境，在电池技术快速发展的当下，是应当全面淘汰的电池技术。而实际情况却是，在电动车及小型电动汽车领域，铅酸电池的市场占有率达到了惊人的90%，虽然不被看好却被普遍使用。其实，近年来铅酸电池的性能已经得到了提升，能量由20Wh/kg以下提升到了目前的40Wh/kg左右，循环次数由原来的350次左右，提高到了最高4000多次。另外，铅酸电池还有一大优势，就是可以回收循环利用，在美国，目前的铅酸电池回收率高达98.5%，我国的铅酸电池回收率也达到了90%。总的来说，铅酸电池虽然是上个世纪产生的技术，但随着科技的发展，铅酸电池不断得到改良，所以才能够在市场上如此活跃。 2、镍氢、镍镉电池 镍镉电池作为动力电池的一种，具有良好的大功率放电性能，大多应用于电动工具领域。镍氢电池与镍镉电池相比较，体积比、能量比更高，记忆效应较小。在新能源汽车的研发应用中，锂离子电池的性能明显优于镍镉电池，发展前景也更为广阔，所以大部分厂家都不再使用镍氢、镍镉电池作为汽车能源。就目前的发展趋势来看，镍氢、镍镉电池在新能源汽车领域已经失去了市场。 3、锂离子电池 目前市面上使用最多的新能源汽车电池就是锂离子电池。现在，其比能量达到了150Wh/kg，比功率达到了1 600W/kg，并且，随着科研的进行，其各项性能指标参数还会不断地提高。锂离子电池的电解液可以分为两种，聚合物电解质及液体电解质。目前，聚合物电解质的锂离子电池是研发和市场应用的主流。聚合物成分可以是三元锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂等，不同聚合物成分的各类电池在性能、安全性、寿命、生产成本方面各有优势，总体性能不相上下。市面上的电动汽车，厂家根据需求不同选择不同的聚合物电池，例如，比亚迪E6主打安全稳定、寿命长，所以选用了磷酸铁锂电池；日产聆风为了在各项性能均衡的前提下降低生产成本，所以选用了锰酸锂电池。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编版) 新能源车辆的开发和研究已经是时代的主流，其中电动汽车受到了市场越来越多的关注，在电动汽车中，电池系统是重要组成部分，特别是锂电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。目前，电动汽车存在安全性低、寿命段、充电时间长和使用成本高的问题，而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越关键的作用。本文介绍了电池组均衡管理的技术发展历程、专利申请情况和涉及的主要申请人。 随着能源紧缺、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源在车辆的开发利用被各国政府越来越重视。而动力电池是电动汽车
的核心部件，目前车辆的动力电池存在能量密度低、价格高、寿命短等缺点，而锂电池在使用一段时间以后，电池单体性能差异在整个生命周期内客观存在，直接影响到动力电池组的使用寿命，为此，需要给予动力电池能源控制和管理，使得动力电池性能得到一定的提升。 目前，美国电动车公司生产的特斯拉纯高级电动汽车（Tesla）之所以取得成功，其核心技术就是优异的电池管理技术，采用了两千多块锂电池进行串并联设计，可以维持整个电池包的工作状态以及监控每个电池单元的系统来确保电池的高性能，使得车辆具备稳定的动力性能和优良的安全性能，具有快速充电技术，将充电时间缩短到合理的水平，在电动车领域突破了技术上的瓶颈，取得了成功，实现了从实验室转向批量生产，对汽车行业有着重大突破意义。 电池组均衡管理概述 我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施，其中电动汽车的开发研究已经被纳入重大项目。 目前，电池组在多次充/放电循环后各单体电池出现电压或者电
电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势 班级： 姓名： 学号：
摘要：对国内外电动汽车、电动汽车充电技术及规划布局等方面现状进行了研究，并对电动汽车充电需求进行了分析。介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况，对未来我国电动汽车发展前景进行了初步研究，提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任以及未来发展机遇。 关键词：电动汽车充电技术研究现状发展趋势 1.前言 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，我国电动汽车已处于市场引爆的临界点，预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种： (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电，充电时间通常为6～10 h，慢充方式一般利用晚间进行充电，充电时可以采用晚间低谷电价，有利于降低充电成本，但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源，通过车载充电器对电动汽车进行充电，车载充电器可采用国标三口插座，基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电，以较大直流电流在20 min 至1 h 内，为电动汽车提供短时充电服务，快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流，充电时间短（约1 h）。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10 min。快换方式最为便捷，但是需要电动汽车和车载电池实现标准化，而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电，更换电池时间较短，但要求电池的外形、容量等参数完全统一，同时，还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性。 2 国外电动汽车充电设施发展状况
国外纯电动汽车发展现状及前景 【摘要】本文从技术和市场两方面对国内外纯电动汽车的发展历史和发展现状进行了深入分析，指出了国内纯电动汽车目前需要解决的主要问题，进一步分析研究了纯电动汽车的发展前景。 【关键词】纯电动汽车；发展现状；发展前景 1.国外纯电动汽车发展历程 近年来，各国政府为了振兴汽车业，新能源汽车扶持政策都加速出台，在相关产业标准方面有密集动作。总体看来，各国实现交通能源转型的总趋势基本相同，即发展环境友好和资源优势的替代能源，以此来改善对石油的过分依赖，同时对交通能源结构进行调整。混合动力电动汽车应用于短中期研发，长期发展纯电动汽车和燃料电池电动汽车[1-2]。 1.1美国纯电动汽车发展 20世纪90年代中期，美国制订发展电动车的“新一代汽车伙伴（PNGV）计划”，主要研发电池驱动纯电动汽车。2002年，美国能源部对工业研究、开发和演示电动汽车投资1500万美元，包括供电质量、动力储存以及使用效率等。低速、小型、特种用途的纯电动汽车得到不断发展。同时，《能源法案》2005年在美国获得通过，规定购买清洁能源汽车能减免一定的税收。在经历经济危机之后，政府推出“以旧换新”汽车计划来刺激消费，鼓励用户将大排量的旧汽车换为节能新型汽车。2009年，为了支持新一代电动汽车部件及其电池组的研发，政府设立20亿美元的投资计划。同时政府还投入4亿美元来建设充电站等基础设施[3]。 2012年，美国电动汽车市场增长突飞猛进，全年电动汽车（包括插电式混合动力车和纯电动汽车）销售量较上年猛增2倍。2012年，加利福尼亚州仍然是美国电动汽车发展的领先者，加州纯电动车的新车注册数量占全美总数的32%。 1.2日本新能源汽车发展 由于地理环境、人口分布等特殊性日本政府对电动汽车的研发尤其看重。1965年，电动汽车的研发被列入国家项目；1971年，制定了《电动汽车的开发计划》。90年代之后一些大型汽车企业重新着手研发装载锂离子、镍氢电池的第二代纯电动汽车。由于当时技术和成本等方面的考虑，新能源汽车的研发战略中，动力装备类企业（富士重工、三菱重工等）以纯电动汽车蓄电池技术的研发为重点，而更多的日本汽车企业则将混合动力汽车作为重点发展方向。而纯电动汽车的研发逐渐小型化，单人和双人车型成为主力车型。 2009年4月，日本对纯电动汽车、清洁柴油车、混合动力车、天然气车以
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/1e3940049.html, 浅析新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势 作者：龙曦朱禹 来源：《山东工业技术》2017年第20期 摘要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机，其中电池相关技术是人们最 为关注、研究投入最大的问题。从上世纪研发出铅酸电池开始，到如今锂离子电池广泛应用于各方各面，在超过一个多世纪的时间里，科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能。在对传统电池进行改良的同时，科研人员不断尝试新的技术和材料，创造出新型的电池。种种迹象表明，电池技术大改革的时代即将到来，各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在人们的生产生活之中。 关键词：电池技术；新能源汽车；动力电池 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/1e3940049.html,ki.37-1222/t.2017.20.002 国家发改委对新能源汽车做出的定义为：“新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动；h-面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。”由此可知，“新能源汽车”使用的能源包括太阳能、核能、风能、电能等，即除去常规燃油之外的全部新型汽车能源。在全部新型汽车能源中，电能是目前最为合适的汽车能源，以电力作为动力驱动的汽车成为了新能源汽车研发的主流方向。其中，电力新能源汽车的充电问题成为全球关注的研究重点课题，即动力电池技术。 1 动力电池的应用现状 目前，在新能源汽车上实验的动力电池有以下几种： 1.1 铅酸电池 铅酸电池是一个多世纪前诞生的电池技术，人们普遍认为其技术落后、性能低下，污染环境，在电池技术快速发展的当下，是应当全面淘汰的电池技术。而实际情况却是，在电动车及小型电动汽车领域，铅酸电池的市场占有率达到了惊人的90%，虽然不被看好却被普遍使用。其实，近年来铅酸电池的性能已经得到了提升，能量由20Wh/kg以下提升到了目前的 40Wh/kg左右，循环次数由原来的350次左右，提高到了最高4000多次。另外，铅酸电池还有一大优势，就是可以回收循环利用，在美国，目前的铅酸电池回收率高达98.5%，我国的铅酸电池回收率也达到了90%。总的来说，铅酸电池虽然是上个世纪产生的技术，但随着科技的发展，铅酸电池不断得到改良，所以才能够在市场上如此活跃。
首先看我们国家的发展现状。我们的判断第一个是基本掌握了车用动力电池的关键技术，我们国家动力电池的开发，和整车基本同步，十五期间开展了镍氢电池，、锰酸锂氧化物锂离子电池、燃料电池的研发，"十一五"期间加大了磷酸铁锂电池研发与产业化，"十二五"期间推进三元材料电池的研发与产业化。目前是处于这样一个阶段。 从技术上来讲，我们国家开发了镍氢电池，锂离子燃料电池，关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平，目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时，比功率可以做到500-100瓦时，循环寿命也能做到突破一千次，使用寿命大概是可以达到五年，成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。 第二个从产品层面来看，磷酸铁锂电池已经趋于成熟了，过往来看，我们国家供应电池支撑了产业的发展，目前在大规模示范这一块用的电池基本上都是国产。根据目前工信部发布的新能源汽车推广目录，我们国家车用电池，绝大多数是磷酸铁锂电池，也就是说近两年来，三元材料的动力电池开始在电动汽车上进行示范应用。大家比较清楚的比亚迪的汽车用的是盐酸铁力电池，像上汽，北汽这些电池系统都是磷酸铁锂。一汽奔腾目前是示范车，他用的电池是168，采用了三元材料。 第三个来说是我们国家建立了比较完善的产业体系，昨天我们听到了2014年我们国家电动汽车的销量大概是8.4万辆左右，如果按照每辆车在20-30，大概应该说我们电池达到了20亿千瓦时以上，销售收入应该超过了50亿元，2015年会超过100亿瓦时。我们国家现在推进动力电池产能建设，估计2015年会超过一百亿千瓦时。第二个我们国家建立了比较完整的产业体系，关键材料、单体电池、电池系统和电池装备、检测仪器等都有一定的生产能力，像北大先行、天津巴莫、北京当省，这是正极材料，负极材料像贝特瑞，杉杉等在国际上还是有一定的竞争力。 从发展趋势上来看，我们全世界的情况来看，第一个是锂离子电池已经成为动力电池的主要方向。目前大家都很清楚，目前日本，美国、欧洲、韩国商业化的电池主要是采用燃料电池。目前混动这一块也是在推动力锂电池的应用。韩国、日本、中国在全球锂电池占主导地位，排序是韩国第一、日本第二，中国第三。 最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司，我们国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。 第二个特点是我国政府大力支持新一代动力电池的研发，2012年日本实施蓄电战略，提出2020年蓄电池市场要占到世界份额的50%，就是重新夺回世界第一的位置。根据2013年NEDO发布的技术路线图，他的技术路线在2020之前大概还是以先进的锂离子电池为主，达到实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤成本达到1.5元以下，2030年叫做革新电池，能量达到500瓦每公斤，成本达到八毛钱以下。 美国在2013年提出来EV蓝图，提出目标是2022年生产的插电式混合动力的电动汽车使用的电力成本与传统汽车相当，根据2013年发布的技术路线图是2022年下一代电池实现实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤，成本降到八毛以下，2013年以后锂离子电池实现实用化。 从新一代锂离子电池来讲主要是在我们国家大概一般的叫做新一代动力电池的研发主要围绕新一代锂离子动力电池和新体系电池。新一代锂离子电池和目前现有的体系不一样，正极材料，负极材料，电极都要发生发生变化，电池比能量可以达到三百瓦每公斤，成本可以达到一块钱以下。这个表里面列了两件事，一个是最近日立公司宣布采用镍系的正极和负极单电池的比能量作330每公斤，寿命有50次，另外是福利蒙基，作为正极，归制作为负极，寿命可以达到100。但是目前这一电池体系的成本和安全有待进一步的验证。
纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。 １.1 发展纯电动汽车的必要性 (１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源
纯电动车市场发展现状分析 一、全球市场规模 中投顾问在《2016-2020年中国电动汽车产业投资分析及前景预测报告》中表示，相较于混合动力汽车，电动汽车（EV和PHEV）受限于动力电池技术和成本，发展速度较慢。2013年特斯拉推出纯电动汽车，推动了电动车的大规模商业化应用，加速了电动汽车上下产业链技术水平提升和成本下降。2014年全球电动汽车销量达到了56万辆，累计保有量达到了138.5万辆，2011-2014年间复合增长率达到了36.3%。 图表2010-2014年全球电动汽车销量 数据来源：IEA 在各国政府的积极推动和主要汽车制造商努力下，基于动力电池技术进步和成本降低，电动汽车的发展进程正在不断加快。2009年，德国在《国家电动汽车发展计划》明确将发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车作为主要技术路线。2010年，韩国政府推出了“绿色车辆综合推进路线图”，明确未来新能源汽车的发展以纯电动汽车、插电式混动汽车和燃料电池汽车为主要技术路线。2015年，《中国制造2025》将节能与新能源汽车列为十大重点发展领域，明确继续支持纯电动汽车、插电式电动汽车和燃料电池汽车发展。据国际能源机构预测，到2030年电动汽车将占世界汽车销量的30%。插电式混合电动汽车和纯电动车已成为电动汽车发展的方向。2014年全球电动汽车销量中，纯电动汽车和插电式电动汽车占比分别达到了61%和31%。
图表2014年全球电动汽车分类型销量占比 数据来源：Frost & Sollivan 图表2014年全球电动汽车分地区销量占比 数据来源：Frost & Sollivan 二、市场产销规模 （一）2015年 1、纯电动乘用车销量
锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年，我国电动汽车产量达到 51.7 万辆，带动我国动力电池产量达到 33.0GWh，同比增长 65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂
离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广， 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%，国内份额提升至 14.8%，预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三，行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中：贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名，处于行业领先地位。
世界电动车发展现状 一、产能分析 电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动车进入了发展高-潮。电动汽车作为绿色交通工具，将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势，将电动汽车作为中国进入21世纪汽 车工业的切人点，不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择，同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。目前我国电动车研究已取得阶段性成果，完成了概念车车身设计构想书及界面设计，电池方面正在组织开发镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池、燃料电池，有望取得突破。电动汽车的标准体系已经编制完成，同时建立了有关电动 汽车的数据库。电动汽车项目的国际合作正在按计划进行。 二、市场需求状况 近年来在全球范围内掀起了一股电动汽车热，世界各汽车工业强国从资金和政策上积极支 持电动汽车的研制工作。国际国内市场需求巨大。就国内而言，未来潜在的市场很诱人。2017年北京奥运会组委会已宣布，将投入20亿元左右确保奥运会期间接送运动员所使用的汽车，奥运场地使用的特种车辆和部分公交车辆采用电动汽车，使北京成为中国使用电动汽车的示范城市。杭州已决定投入一些电动公交车试运行;2017年的上海世博会同样会 有上千辆电动汽车投入运行。 三、主要产品分析 目前电动汽车分为三种：纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。纯电动汽车（ev）正向小型化和专用化方向发展，燃料电池电动汽车（fcev）成为跨国汽车集团联 合攻关相互竞争的焦点。从经济角度看，混合动力电动汽车为当前市场推崇的原因有：（1）在石油资源没有枯竭以前，汽车发展仍将主要以燃油汽车为主，但其总量不会增加，汽车保有量的增加将主要依赖于混合动力电动汽车，混合动力电动汽车是未来10年汽车 的发展的主要方向。据比较乐观的估计，混合动力电动汽车将在2017年实现商品化。（2）混合动力电动汽车可以实现单用发动机难以达到的下一代超低油耗汽车的目标。（3）混合动力燃料电池电动汽车成熟、成为主流方向的技术方案将在未来10年内形成，燃料 电池电动汽车将在2017年实现商品化。 电动汽车的成本构成及影响电动汽车推广因素的分析 电动汽车目前成本仍高居不下，究其原因是：电动汽车目前尚处于研发阶段，样车和试运行阶段，根本无批量可言，这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的。同时目前各式电动 汽车能示范运行的，都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的，即将发动机、 油箱等系统全数拆下，然后装上电动机，电池等相关配套设备就形成电动汽车，而混合动 力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统，形成了油、电混合驱动系统。那
浅谈中国纯电动汽车的发展现状及存在的问题 【摘要】纯电动汽车具有传统汽车无法超越的优点,是清洁环保型的交通工具。在未来的交通运输中将占有一席之地。纯电动汽车在走向市场的过程中面临诸多问题,最关键的问题是电池技术、电机以及传动技术、整车控制技术,我国纯电动汽车在这几个方面有了不同程度的突破。纯电动汽车在走向大众的路上,前途光明,任务艰巨。 【关键词】北京车展;纯电动汽车;动力电池;关键技术 背景 随着第十一届北京国际汽车展览会(Auto China 2010)(下称“北京车展”)的召开,电动汽车这个话题又一次成为大家关注的焦点。95台电动汽车亮相,成为本次北京车展的最大看点。不用质疑,在不久的将来,电动汽车将掀起汽车行业一次新的技术革命。 我国从“八五”开始,科技部就启动了电动汽车的相关项目。经过多年的摸爬滚打,我国电动汽车已经有了很大进步,但是电动汽车走入我们的生活,还存在很多亟待解决的问题。 电动汽车分类 在广义上我们可以将电动汽车可分为 3 类,即混合动力电动汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和纯电动汽车(BEV) 。混合动力电动汽车(HEV)发展的比较早,它需要具备两个动力源,一般是油电混合动力。燃料电池电动汽车(FCEV)是将化学能转换为电能为汽车提供动力,纯电动汽车(BEV)采用蓄电池为车辆提供动力,目前在观光车,高尔夫球场用车等低速短距离场合应用较多,国内公司如比亚迪、奇瑞、长安等汽车制造商也将其电动轿车产品投入市场,虽然从目前看它们的价格相对较高,但它的发展潜力巨大,是未来城市理想的交通工具。本文主要讨论纯电动汽车(BEV)现状以及面临的问题。 电动汽车优点 电动汽车相对传统汽车优点很多,主要有以下几个方面: ①环境污染小这是电动汽车最突出的优点。电动汽车使用过程中不会产生废气,与传统汽车相比根本不存在大气污染的问题。有人说电动汽车使用的二次能源——电能在火力发电厂产生时污染了大气,它只是把污染从城市转移到了郊区。 ②无噪音,噪声低这是电动汽车最直观的特点。现在大城市中汽车噪声已经成为一种比较严重的污染,减少噪声污染也是对今后汽车工业的考验。汽车发动
浅析动力电池系统国内外发展趋势 常见的动力电池目前在车用动力源方面，主要有四种技术路线：锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用，而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。能源补给方面，锂离子电池、超级电容适用于纯电动汽车，但是需要外部充电，而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注，铝空气电池则需要补充铝板和电解液。就目前来看，锂离子电池在未来相当长的一段时间内还是要占据主要发展空间的。 国外动力电池产业发展现状当前，日本在锂离子电池领域居技术领先地位，已制订至2030年发展规划，系统地安排研发课题，以维持长期的领先地位，松下、NEC、索尼等著名公司都建有大规模锂离子电池生产线。韩国LG化学供应的锂电池已驱动超过30万辆电动汽车上路，三星SDI也已成为全球主要的动力电池供应商，提供电池给宝马、菲亚特、法拉利等。 几年前奥巴马政府曾通过经济刺激方案，将20亿美元专门用于支持美国车用锂离子电池产业的发展，特斯拉汽车与松下联手正在内华达州兴建投资20亿美元的超级锂离子电池工厂。 美国制定了动力蓄电池研发路线，包括由金属锂、硅合金等材料作为负极，高电压材料、空气、硫作为正极的新体系结构动力电池，以及非锂体系动力电池等。 随着中国新能源汽车产业的快速发展，越来越多的国外动力电池企业在中国投资建厂。三星SDI、LG化学已经分别在中国西安和南京合资建厂投产，松下大连工厂正在建设中，博世和SK也筹划在中国建设动力电池工厂。 国内动力电池产业发展现状我国的锂离子电池研究项目一直是“863”的重点项目，经过二十多年的持续支持，大部分材料实现了国产化，由追赶期开始向同步发展期过渡，本土总产能居世界第一，支撑了我国新能源汽车的示范推广。
2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下，2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下，2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年，我国电动汽车产量达到51.7万辆，带动我国动力电池产量达到33.0GWh，同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广，2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理 业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球前五大企业市场份额合计占比为68%。江西紫宸2016年全球份额提升至10.5%，国内份额提升至14.8%，预计2017年
中国锂电池产业策略 ——跟踪国外先进技术，制定国内统一标准强化知识产权保护 “锂电池产业与智能电网等新能源和新能源汽车这两大战略型新兴产业关系密切，中国政府将加快出台发展规划和政策支持细则，并鼓励民间创新型高科技企业担当研发生力军。另外，将从财税和信贷等方面给予支持，尤其是向中小型企业倾斜信贷政策。”中国国家信息中心首席经济师范剑平在7月29～30日于深圳举行的“2010锂离子电池新材料国际论坛”上，从宏观政策方面阐述了中国锂电池产业的发展方向。 图1 中国国家信息中心首席经济师范剑平 范剑平还指出，政府推进锂电池产业的发展，重点将关注三个方面的问题：一、跟踪跨国公司最新动向，选择正确的、有希望成为未来主流方向的技术，组织力量进行联合攻关。二、尽快解决中国实用技术标准问题，形成联合攻关和成果共享的统一标准，为产业化应用创造基本条件。三、建立中国高标准知识产权保护体系。 专利问题困扰中国企业 上面第三点关于知识产权保护的问题引起了出席本论坛专业人士的强烈共鸣。台湾立凯电能科技的杨智伟用“专利：中国消失的一块拼图”来形容他对中国目前专利市场现状的担忧。他表示，其实，对于知识产权问题，中国电池产业长期以来一直面临国外专利的商业阻碍以及技术垄断的干扰。 例如，早在2000年，中国镍氢电池企业就曾受到美国Ovonic公司在专利侵权方面的指控。包括比亚迪、乐凯、沈阳三普、南海新力和深圳三俊等8家中国电池公司向Ovonic缴纳了大笔专利许可费。 2003年7月，索尼在北京对比亚迪提出锂电池专利诉讼。目前，比亚迪每年用于相关事件的法律开支大约在100万美元。 2008年7月，3M对索尼、索尼电子、联想、联想美国、日立、松下等11家公司进行了电池专利技术方面的起诉。 因此，中国相关管理部门和企业应该在电池专利方面给予更多重视，尤其是电池外销的企业，应尽可能多地掌握知识产权方面的法律知识，保护自身的权益，以免受到巨额专利授权费的伤害。 另一方面，截至2010年7月29日，中国关于磷酸铁锂电池的专利有201个，包括材料组成专利24个，材料工艺专利177个。从2003年到2010年，中国企业在这方面的专利申请数量一直在上升。但从2005年起，最终核准件数与实际申请件数的比率反而呈现出持续下降的趋势。 针对上述情况，杨智伟指出，企业要注意专利申请的盲目性问题，因为专利数量多少并不能完全代表一个企业
2020年新能源汽车动力电池发展四大趋势 附骥于中国新能源汽车的高速发展，国内动力电池产业过去五年复合增长率超150%。经历了2019年的市场降速，在2020年新能源补贴归零前夜，动力电池领域硝烟弥漫且充满变局。2020年是新能源上下游产业发展的大考之年。开年的新冠肺炎疫情，更是让行业出师不利。变量更加多变，情况更加复杂，企业继续在压力中求生存。为了透过层层艰难险阻的迷雾，汽车之家推出《预见2020》系列话题内容，借由资深行业人士的视角，了解2020年汽车产业的种种可能性。本期我们将重点分析动力电池发展趋势。本期行业评论员——墨柯，真锂研究CE0 兼首席分析师。在产研领域，墨柯主要以数据分析和经济学的眼光来研究产业发展，致力于寻找微观锂电产业、市场、技术之间的关系以及与宏观经济、国家政策等的内在联系，以求准确把握产业和技术发展脉络。 60秒快速了解核心论点： ●出于恢复市场信心考虑，2020年新能源汽车政策总体将比较积极，这也将带动动力电池需求量的增长；●根据2016-2019年中国电动汽车市场电池装机的实际情况，以及比亚迪等企业动力电池领域规划等可以预见，2020年磷酸铁锂电池装机量依然会有一定增长；●当前动力电池产业正在加速洗牌，强者愈强，这一定程度上将有利于电动成本的降低、电池技术的进步；●从全球市场装机情况来看，中国分别做到了电池包能量密度最高和电池成本最低，随着未来技术的进一步改善，中国动力电池领域有望超越日韩，后来者居上。 01 2020年中国电动汽车市场电池需求总量可望达到110G W h 动力电池的需求总量跟新能源汽车的产量息息相关。由于2020年的新能源市场依然会在很大程度上取决于政策扶持力度，这就需要我们先对政策做一个大致判断。2020年的新能源汽车政策总体上会比较积极，原因无它，市场信心必须修复，否则会影响到新能源汽车发展规划（2021-2035）的实施。预计政策主要会从两方面做工作：①努力回到电池采购成本和补贴总体额度大致相当的轨道上来，这里的补贴既包括政府补贴，也包括非政府补贴（积分收益补贴）；②努力推动集团采购（营运）更上一层楼。以纯电动乘用车为例，2020年每辆车的电池采购成本大约在5万元左右，如果国补能在2-2.5万元区间，默许地补有条件回归，同时调整积分办法以提升积分收益，①是完全有可能实现的。在集团采购方面，如果能好好总结过去几年的经验，在四大市场——出租车、网约车、公务用车、城区物流——推出更有针对性的、不损害参与各方利益的管理办法，也是完全有可能取得好成绩的。毕竟，这四大市场的容量高达900万辆，按照运营车辆大致6年更换一批来看，2020年有150万辆需要更换。综之，如果上述两方面工作能基本做到位，那么2020年200万辆目标大概率能实现。