新能源汽车行业概况

新能源汽车行业概况 一、新能源汽车的时代即将来临1.大力发展新能源汽车是能源与环境的必然要求 根据美国能源信息署 EIA 发布的国际能源展望， 世界能 源市场消耗量 2005 年到 2030年预计增加 50%。随着能源消耗的逐年增加，二氧化碳的排放量也将增 加，目前二氧化碳排放中， 25%来自于汽车。至 2030 年，将 由2005 年的 281 亿吨增至 423 亿吨。在我国，汽车排放的 污染已经成为城市大气污染的重要因素，我国的二氧化碳排 放目前已居全球第二，减排二氧化碳的压力将越来越大。2.中国发展新能源汽车的压力更为紧迫 近年来，我国的汽车行业发展迅速，已成为世界第四大 汽车生产国和第三大汽车消费国。根据国务院发展研究中心 估计， 2010 年，我国的汽车保有量将接近 6 千万辆， 2020 年将达到 1.4 亿辆，机动车的燃油需求分别为 1.38 亿吨和 2.56 亿吨，为当年全国石油总需求的 43%和 57%。我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增 长，预计到 2010 年进口依存度将接近 50%。因此大力发展新 能源汽车，用电代油，是保证我国能源安全的战略措施。因 此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及 中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。二、混合动力汽车将成为我国新能源汽车发展的主要方向1.混合动力汽车的定义 新能源汽车是指采用非常规的车用燃料来作为动力源(或者使用常规的车用然后、 采用新型的动力装置， 包括混合 动力汽车 (FCEV) 、纯电动汽车 (BEV) 、燃料电池电动汽车 (PCEV) 以及其它新能源汽车等。 目前各种新能源汽车中， 混 合动力汽车是目前新能源汽车的研究热点，已经实现小规模 的产业化生产。混合动力汽车是由电动马达作为发动机的辅 助动力驱动行驶的汽车。2.混合动力汽车的分类混合动力汽车目前主要有 3 种： 以发动机为主动力， 电动马达作为辅助动力的 并联方式 5低速时只靠电动马达驱动行驶，速度提高时由发动机和电 动马达相配合的 串 -并联方式 只使用电动马达驱动行驶的 串联方式 我们认为：混合 动力汽车的产业化生产，通过汽车各个功能模块的发展与组 合逐步推动汽车动力化，从只具备自动启停、怠速关机功能 的 微混合 、以并联式混合动力发动机为主体的 轻混合 和 以混联式为特征的 全混合 ，随着设备功率的逐步提高，最 终过渡到串联式 可充电混合 ，最终实现纯电动汽车产业化。三、车用动力蓄电池是混合动力汽车产业化的关键，锂 离子电池将成为未来车用动力电池的明星1.车用电力蓄电池具有极高的性能要求 发电机组 +驱动电机 +储能装置构成了汽车混合动力系 统的基本技术平台，目前发电机组和驱动电机的研制均已实 现技术上的突破，储能装置成为限制混合动力汽车实现产业 化的重要瓶颈。目前混合动力汽车使用各种蓄电池作为储能 装置，车用动力蓄电池具有很强的性能要求： 高能量密度：至少与汽油相当， 100-1000Wh/Kg高功率密度： 300-1500W/Kg长寿命：与车同寿命宽工作温度范围：-45-80 C具有较高的安全性与可靠性低成本：w 50-100$/KWh环保无污染2.锂离子电池具有极高性能优势，是未来动力蓄电池发 展的必然方向目前常用的二次可充电电池包括铅酸电池、镍 镉电池、镍氢电池以及锂离子电池。相对传统的铅酸以及镍 氢和镉镍电池而言，锂离子电池的历史很短。锂离子电池被 称为性能最为优越的可充电电池，号称 终极电池 ，受到市 场的广泛青睐。随着手机、笔记本电脑、数码相机、 MP3 、MP4、蓝牙、PDA和便携摄像机等的消费和便携式电子产品的持续走强，锂离子电池的市场需求一直保持相当高的增长 速度，市场对于锂离子电池的巨大需求也引导锂离子电池行 业的继续走强，也使锂离子电池在电动车方面的应用成为可(1) 单体电池工作电压高达 3.7V ，是镍镉电池 ,镍氢电池的3 倍，铅酸电池的近 2 倍(2) 重量轻，比能量大，高达 150Wh/Kg, 是镍氢电池的 2 倍，铅酸电池的 4 倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分 之一到四分之一(3) 体积小，高达到 400Wh/L ，体积是铅酸电池的二分之 一到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计 条件、设计空间和可能性。(4) 循环寿命长， 循环次数可达 1000 次。以容量保持 60% 计，电池组 100%充放电循环次数可以达到 600 次以上， 使用 年限可达 3-5 年 ,寿命约为铅酸电池的两到三倍(5) 自放电率低，每月不到 5%(6) 允许工作温度范围宽，低温性能好，锂离子电池可在-20 C+55 C之间工作(7) 无记忆效应，所以每次充电前不必像镍镉电池、镍氢电池一样需要放电，可以随时随地的进行充电。电池充放电 深度，对电池的寿命影响不大，可以全充全放(8) 无污染，锂电池中不存在有毒物质，因此被称为 色电池 ，而铅酸电池和镉镍电池由于存在有害物质铅和镉， 环境污染问题严重3.3 发展锂离子电池我国具有独特优势除了锂离子电池本身所具备的性能优势外，我们认为以锂离子电池作为为混合动力汽车乃至纯电动汽车的储能设 备，发展锂电汽车我国具有得天独厚的条件(1)资源优势锂电汽车的最主要关键部件是锂离子动力电池和永磁 同步电机，锂离子动力电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等 在我国都是富产资源。而我国更是永磁同步电机中永磁材料 =稀土资源的大国，为锂电汽车提供了材料保证。(2)技术优势我国的小功率锂离子电池早已经产业化，形成了上下游 结合的完整产业链，电池产品超过世界市场的三分之一，锂 离子动力电池技术已经达到国际先进水平，产业化条件也基 本成熟，深圳比亚迪更是锂离子动力电池技术国际上的领先 企业，已经实现产业化生产。因此，我们认为，无论是锂离子电池本身特点，还是我国目前的现状，发展锂离子动力电 池都将是我国新能源汽车产业化的主要方向。四、动力锂离子电池材料：磷酸铁锂将成为正极材料的首选动力锂离子电池是以锂离子电池为材料的一种高能量 密度电池， 是专门为机动车提供动力的锂电池， 具有零污染、 零牌坊、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点，是 国内外动力电池发展和应用的趋势。1.动力锂电池产业化的选择 - 磷酸铁锂电池锂离子电池 内部主要由正极、负极、电解质及隔离膜组成，正负极及电 解质材料上不同工艺上的差异使电池有不同的性能，尤其是 正极材料对电池的性能影响最大。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂 (LiCoO2) ， 另外还有少数采取氧化锰锂 (LiMn2O4) 和氧化镍锂 (LiNiO2)以及三元材料 (Li(NiCo)O2) 作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂材料是最新研制的锂离子电池材料。 尤其需要指出的是，作为车用动力储能设备，安全性能 尤其需要重视。由于锂电池比能量高，材料稳定性差，锂电 容易出现安全问题，目前世界上知名的手机和笔记本电脑电 池（正极材料为钴酸锂和三元材料 ）生产企业，日本三洋、索 尼等公司要求电池的爆喷率控制在40个ppb（十亿分之一）以下，国内公司能达到ppm（百万分之一）级的就已经不错了，而 动力电池的容量是手机电池容量的上百倍以上，因此对锂电 的安全性要求极高。虽然钴酸锂电池和三元材料的电池具有 重量更轻，体积更小等优点，但它们是不适合作动力电池应 用于电动车的。同时钴酸锂的主要原材料金属钴在我国储量 极少，目前 80%的金属钴基本靠进口，在我国难以大规模使 用。从目前各种锂离子电池的性能对比我们可以看出，磷酸 铁锂电池是目前最适合用于电动汽车产业化运用的锂离子 电池。因此，掌握了规模化生产磷酸铁锂和磷酸铁锂电池技 术的企业，将在未来的电动汽车产业竞争中处于领先地位。