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促进汽车动力电池产业发展的方案

发布时间:2020-12-13 07:55:46

❶ 混合动力汽车电池的发展现状 及其发展历程!急!!!

、混合动力汽车
(一)混合动力汽车的技术特征 混合动力汽车由内燃机和电动机共同驱动,混合动力汽车技术已经成为世界汽车产业发展的重要方向。混合动力汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。
混合动力汽车具有如下一些基本技术特征:一是节约燃油,清洁环保。混合动力汽车既发挥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、噪音低的好处。与目前的汽油车相比,混合动力汽车能够节省25%~40%的燃油,尾气排放也比汽油车和先进柴油车更为清洁。在同等条件下,混合动力汽车比纯电动汽车节约电能70%~90%。目前,最先进的混合动力汽车百公里油耗低于3升。混合动力系统排放的二氧化碳比传统内燃机低20%~40%(视不同的行驶状况而定),大幅降低了污染物排放量。在繁华市区,可关停内燃机,由电动机单独驱动,实现“零排放”。在交通日益拥堵的大城市,混合动力汽车更加能够显示出它节能、环保的优越性;二是可以利用现有的加油站加油,不必再投资建设新的加油站;三是可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题;四是不会对传统汽车工业造成太大冲击。由于混合动力汽车将新技术与传统技术很好地结合起来,因而避免了传统汽车工业已形成的庞大生产规模和社会基础设施的巨大浪费,在一定程度上保障了传统内燃汽车厂商的利益。五是技术已比较成熟,初步进入了商业化推广阶段。尽管混合动力汽车还未进入像先进柴油车那样的大规模商业化推广阶段,但在先进柴油车之外诸多新能源汽车的解决方案中,只有混合动力汽车成功实现了商业化。混合动力汽车目前还存在生产成本较高、价格较高的问题,在当前的技术条件下,其成本比同类汽油车高30%左右,普通消费者接受它还需要一个过程。
(二)混合动力汽车的市场推广情况融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车,由于较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求,较好地解决了汽车节能与环保问题,因而逐渐成为世界各大汽车生产企业开发的热点,其市场前景也越来越被看好。目前,丰田公司是混合动力汽车领域的佼佼者。
1997年12月,日本丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车“普锐斯(PRIUS)”,该轿车于2000年7月开始出口北美,同年9月开始出口欧洲。普锐斯在达成高水平的燃油经济性和环保性能的前提下,实现了出色的动力性和舒适性。“PRIUS”的正式量产上市标志以混合动力汽车为代表的新一轮汽车研发竞争的开始。为保持领先地位,丰田公司加大了对混合动力车的投入。2005年,丰田投资1000万美元在美国肯塔基州工厂改造设备和训练员工,以生产混合动力车。2006年10月,肯塔基州工厂生产的第一辆佳美(Camry)混合动力家庭轿车下线,预计年产量为4.8万辆。日本本田公司推出了“insight”、“CIVIC”等混合动力汽车,福特公司紧随其后,推出了“ESCAPE”混合动力汽车,戴克、通用、雪铁龙、日产等公司也纷纷加快了混合动力技术的产业化开发。
普锐斯1997年在日本上市后一直反应平平,2002年的销售量不到40000辆。2003年下半年第二代普锐斯上市,由于技术得到很大的改进,销量迅速增长到12万辆。随着油价的持续上涨,更多的消费者开始购买节油和环保的混合动力汽车,这使得美国和日本混合动力汽车市场率先经历了“井喷式”增长。2005年,混合动力汽车的全球销量增长到45万辆,是2003年的近4倍。2000年以来,美国混合动力车市场实现了大幅增长。在美国市场,2004年混合动力汽车的销售量仅为5万辆,而2005年的销售量快速增长到20.5万辆,占全部新车销量的1.2%。
从1997年到2006年,丰田已在全球销售75万辆普锐斯、雷克萨斯等品牌的混合动力车,占有混合动力汽车市场近70%的份额。2006年,丰田汽车公司在美国市场上推出了4款从现有车型改造成的混合动力汽车,这些混合动力汽车的外形、操控以及车内的设备和普通车完全一样。丰田的目标是最终将推出旗下几乎所有车型的混合动力版,并在2012年把混合动力汽车的产量提高到100万辆。丰田公司预测,在未来的10年内,其在美国的全部轿车销量中,混合动力车型将占有25%的市场份额。

❷ 比亚迪与丰田达成合作,将开发电动车和动力电池,这将会对汽车产业有什么影响}

7月19日,比亚迪官方发布,比亚迪与丰田就联合开发电动车达成合作,并在一起开始探讨纯电动车及动力电池开发。双方表示,未来产品包括轿车与低底盘SUV的纯电动车型,并计划于2025年前投放中国市场,同时双方将共同开发上述车型所需的动力电池。

比亚迪再受友商认可

2018年,纯电动汽车产销均突破了200万辆,在新能源领域里纯电动的占比遥遥领先,在燃油车销量下滑时,纯电动显然已经成为了众车企的另一个突破口。

在今年6月7日,丰田汽车在东京举行发布会,执行副社长寺师茂树坦承,当前纯电动汽车迅猛增速,远超丰田预期。丰田不得不全面调整电动车战略规划,将原来到2030年实现年销售550万辆电动车的计划提前5年,目标锁定2025年,全球新车年销量将有一半来自电动车。

在沟通会上,丰田宣布将“2030计划”提前5年——截至2025年,纯电动车超过10款,覆盖轿车、SUV、MPV、超小型EV等多款车型,销量超过100万辆。2020年丰田将在华推出C-HR和奕泽两款车型的EV版本。此外,2019年年初,丰田汽车将在卡罗拉双擎和雷凌双擎的基础推出PHEV(插电式混动)车型,实现丰田汽车在电动化汽车领域的全面市场布局。

不论是马不停蹄的调整新能源路线成立“EV事业部”,还是快马加鞭的牵手动力电池巨头宁德时代和比亚迪,亦或是开放专利,无不体现着丰田在普及电动车领域的野心。

❸ 天际汽车与上海电气合建公司研发动力电池系统,这将会对汽车产业有怎样的影响

日前我们从上海电气官方获得消息,上海电气与天际汽车科技集团有限公司合资的上海电气集团电池科技有限公司已完成工商注册登记,正式成立。该公司注册资金1.35亿元,主要业务为动力电池系统相关技术的研发和生产。

燃料电池领域:上海电气曾在互动平台表示,公司已成功开发出具有完全自主知识产权的燃料电池发动机系统、电堆及膜电极技术和产品。2019年推出的第一代燃料电池发动机系统HEnV-30,已通过国家机动车检验中心的公告试验,计划今年完成系统上车和试运行。

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❺ 比亚迪的动力电池为什么会比其他企业先进

刚刚丢失了新能源汽车销量冠军宝座的比亚迪,开始调整经营战略了。近日有消息传出,比亚迪将分拆动力电池部门,面向所有汽车制造商供货。长久以来,垂直整合一直是比亚迪的特色之一。在比亚迪之前,国内的汽车厂商一直扮演一个炒菜大厨的角色——美国买个图纸、日本买个发动机、欧洲买个底盘,最终把半成品加工一下就可以端菜上桌了。这些思路和国际汽车产业讲究专业分工,以便于强化生产效率和分散



对手后来居上,比亚迪之所以把销量冠军的宝座拱手相让,封闭的供应链条被认为是罪魁祸首。和比亚迪不同,宁德时代一直安心于做好一家动力电池的供应商,一汽、广汽、北汽、东风、吉利和华晨宝马等多家车企都与其有合作关系。前不久,宁德时代又和上汽联姻,成立时代上汽和上汽时代两家合资公司,前者把持动力电池生产,后者负责模块系统开发,双方分工明确,联合占有市场的目的昭然若揭,很难说不是为了对付比亚迪。
目前,几乎所有的动力电池企业都在扩张,而比亚迪动力电池部门,由于一直封闭运作,任何一家车企都不可能与其合作,长期的封闭运作使得它缺乏竞争,自身的优势也在被逐渐赶超。更糟的是,和竞争对手相比,它的资金募集也处于劣势。目前比亚迪整个企业的市值在1300亿左右,正在筹划上市的宁德时代去年10月以800亿人民币的投后估值募资80亿元,IPO后估值超过1300亿几乎是板上钉钉。以此类推,一个惊人结论可以得出,如果比亚迪剥离汽车业务,仅保留动力电池部门,那么几乎可以获得和目前类似的市值。
所以比亚迪就决定将电池业务分离出来独立运营,并对所有汽车制造商供货,这不仅意味着比亚迪将打破原有的垂直整合生产运营方式,更意味着比亚迪会将具有核心技术的动力电池模块向整个新能源汽车市场供货,换言之比亚迪之前的竞争对手车企将成为比亚迪电池的客户。这是比亚迪无奈之举也是必要之举,于是在6月,比亚迪加快了赶超,装机量418.8MWh,占比17.52%,与宁德时代市场份额占比17.92%已接近。比亚迪在电池虽然被超越了,但反超也是指日可待,在动力电池原材料价格的居高不下背景下,比亚迪已提前布局原材料市场,所以在成本控制上相比其它供应商更有优势

❻ 电动汽车的发展方向是哪里电动汽车的电池技术会怎样进步

前瞻产业研究院《中国电动汽车行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

上世纪70年代全球三次石油危机爆发后,各跨国汽车公司先后开始研发各种类型的电动汽车。我国经过“八五”、“九五”、“十五”三个五年计划,在研发电动汽车的专项上投入了大量的人力、物力和财力,并取得了一系列科研成果,但是,迄今为止,这些科研成果真正能转化为产品,并实现产业化生产的项目并不多。国外大汽车公司投入远比我国更多的资金和人力,已投入批量生产的电动汽车产品也寥寥无几。随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。下面将为您介绍电动汽车的现状与发展趋势。

现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上,又派生出一种插电式(Plug-In)混合动力汽车,简称PHEV。本文将电动汽车技术研发的若干问题和趋势,作简要的介绍和评述。

纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车,虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,它们已达到的实际性能指标和市场平均价格,如表1所示。根据实际装车时的循环寿命和市场价格,可估算出电动汽车从各种动力电池上每取出1kWh电能所必须付出的费用。计算时,假设电池最高可充电荷电状态(SOC)为0.9,放电SOC为0.2,即实际可用的电池容量仅占总容量的70%;由电网供电价为0.5元/kWh,电池的平均充放电效率为0.75。

从表1的粗略计算中可知,虽然从电网取电仅需
0.5元/kWh,但充入电池,再从电池取出,铅酸电池每提供1kWh电能,价格为3.05元左右,其中2.38元为电池折旧费,0.67元为电网供电费,而从镍氢电池中每提供1kWh电能,费用为9.6元,锂离子电池为10.2元,即后二种先进电池供电成本是铅酸电池的三倍多。

目前国内市场上用柴油机发电,价格大致为3元/kWh,若用汽油机发电,供电价格估计为4元/kWh,即从铅酸电机提供电能的价格大致和柴油机发电价格相等,仅仅从取得能量的成本来考虑,采用铅酸电池比汽油机驱动有一定价格优势,但是由于它太过笨重,充电时间又长,因此只被广泛用于车速小于50km/h
的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。实践证实铅酸电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。

镍氢电池的主要优点是相对寿命较长,但是由于镍金属占其成本的60%,导致镍氢电池价格居高不下。锂离子电池技术发展很快,近10年来,其比能量由
100Wh/kg增加到180Wh/kg,比功率可达2000W/kg,循环寿命达1000次以上,工作温度范围达-40~55℃。美国USABC在
2002年制定的锂离子电池技术发展目标如表2所示。

近年由于磷酸铁锂离子电池的研发有重大突破,又大大提高了电池的安全性。目前已有许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力电池的主攻方向。我国拥有锂资源优势,锂电池产量到2004年已占全球市场的37.1%,预计到2015年以后,锂离子电池的性/价比有望达到可以和铅酸电池竞争的水平,而成为未来电动汽车的主要动力电池。

图1示出了国内外各种纯电动车辆数量/性能和价格/性能曲线,以电动自行车为代表的低性能车辆,由于其成本低廉,仅我国在2006年已达到年产2000万辆,美国通用汽车公司生产的冲击1号电动跑车,虽然已达到了很高的动力性,但是由于售价高昂,仅生产了区区50辆,由于没有市场而不得不停产。性能较低的场地车,在我国年产达7000~8000辆左右;天津清源电动车公司生产的微型电动车,最高车速仅50km/h,年产也可以达千辆以上,这可能是目前市场所能接受的纯电动车辆性能的上限。上述所有电动车辆均采用铅酸电池为动力。随着高性能锂离子电池的性/价比不断提升,未来5~10年内,市场上可能会出现最高车速≥100km/h,续驶里程≥250km的高性能纯电动汽车。

由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车,其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车,难于与传统汽车相竞争,上个世纪90年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”(Prius)混合动力汽车,并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功,累计产销量已超过60万辆。随后日本本田、美国福特、通用和欧洲一些大公司,也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。

2.1 研制全混合电动汽车的必要性

混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。混合动力汽车按混合方式不同,可分为串联式、并联式和混联式三种;按混合度(电机功率与内燃机功率之比)的不同,又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。其中外挂式皮带驱动起动/发电(BSG)式是微混合动力汽车的典型结构,其电机功率一般仅2~3kW,依赖发动机的停车断油功能,可节燃油5~7%;在发动机曲轴后端加装一个电动/发电型盘式电机(ISG)是轻度混合动力汽车的典型结构;具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。丰田公司的Prius轿车即属于这类全混合汽车。目前我国若干汽车企业研制的混合动力汽车,大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案,主要是考虑这二种方案的技术难度较小,生产成本也较低。但是根据研究表明,混合动力汽车的节油率几乎与汽车功率的混合度和汽车的生产成正比上升(如图2)。因此,从长远来看,研制全混合电动汽车是一种必然趋势。

下面分别介绍混合动力乘用车和混合动力公交车的研发及市场情况。

以节油率最佳的丰田Prius汽车为例,在我国实测它与丰田花冠(Corrolla)油耗在不同工况下的对比数据如表3所示。各种工况下的平均节油率为39.6%,平均百公里可节油3.07L。

以97号汽油价格为5元/L计算,每百公里可节省油费15.35元,行驶20万km也仅省油费3.07万元,显然还不足以抵消购置混合动力汽车所增加的费用。据中国汽车工业协会统计,2006年一汽丰田普锐斯(Prius)销量仅为2152辆,占全国乘用车总销量的0.04%。考虑到我国用户对汽车售价的敏感性,这一销售业绩并不令人惊奇,可以认为在近期,如果没有政府的大力支持,混合动力乘用车在我国不会有很大的市场。

在我国,城市公交车与私人乘用车的情况有很大的不同,具体归纳为以下三点:

(1)据统计我国城镇居民日常出门有70%是首选乘坐公交车,我国大部分城市政府都奉行公交车优先的交通政策,我国公交车的年产量和保有量都居世界第一;

(2)我国城市公交车大多由市政府补助公交企业采购,公交车是否符合节油减排要求,将是政府需要考虑的一个重要采购原则;

(3)从技术角度来分析,在城市工况下,公交车频繁起步、加速、制动和停车,要额外消耗许多燃油。表4列出了在国外四种典型城市工况下,汽车制动消耗能量(油耗)所占比例,其算数平均值达47.1%。即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的,这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。

正是考虑到以上几个特点,我国至少有7~8家汽车企业将研发、生产混合动力公交车作为研发工作的重点。经过近几年的开发,虽然已取得了一系列重大成果,但公交车的节油率并未达到预计的要求,一辆总重15.5t,长11m的混合动力公交车,实际油耗大多为33~35L,平均34L/100km,若传统
11m公交车的平均油耗为40L/100km,则节油率仅15%。

2.4节油率难以进一步提高的原因

分析节油率难以进一步提高的原因主要有二个:

(1)汽车的制动过程十分短暂,一半不超过10s,在短短的几秒内,电机要求发出很大的电流,才能有效回收制动能量,但是电池的充电倍率只有放电倍率的一半,因此电池不能接受大电流充电。理论上汽车有50~60%的制动能量可回收,实际回收的制动能量<20%,最简单的改进办法是加大动力电池容量,例如至少加大容量一倍,回收的制动能量可由20%增加到40%。但这将大大增加整车成本和汽车自重,经济上可能是得不偿失。<
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(2)混合动力公交车若采用停车断油,甚至滑行时即断油,可节油10%左右(4L/100km),实际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计,一般不允许频繁的停车断油,否则供油系和废气增压器都可能损坏,严重影响柴油机寿命。其次,停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统,这又会大大增加整车成本和重量,二相权衡,不一定合算,所以近期大多未实现停车断油功能。因此,目前HEV的开发重点集中在节油降耗的工作上,针对以上问题,科研工作者提出了不同的解决方案,如利用超级电容器的功率密度达铅酸电池的10倍,具有快速吸收大电流充电的优异特性,在混合动力汽车制动时可以快速吸收能量,大大提高制动能量的回收率,此外它还具有循环寿命长、充放电效率高、耐低温特好以及免维护等优点。这种方案由于受到超级电容价格昂贵的影响,限制了它在混合动力汽车上的广泛应用。在进一步降低成本,提高能量密度后,超级电容器最有可能首先在混合动力公交车上得到应用。

插电式混合动力汽车是最新的一代混合动力汽车类型,近年来受到各国政府、汽车企业和研究机构的普遍关注,国内外专家认为,PHEV有望在几年后得到广泛的推广使用。

据统计,法国城镇居民80%以上日均驾车里程少于50km,在美国,汽车驾驶者也有60%以上日均行驶里程少于50km,80%以上日均行驶里程少于
90km。PHEV特别适合于一周有5天仅驾车用于上下班,行驶里程50~90km之间的工薪族使用。PHEV是在混合动力汽车上增加了纯电动行驶工况,并且加大了动力电池容量,使PHEV采用纯电动工况可行驶50~90km,超过这一里程,即必须起动内燃机,采用混合驱动模式。所以PHEV的电池容量一般达5~10kW·h,约是纯电动汽车电池容量的30~50%,是一般混合动力汽车电池容量的3~5倍,可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。与传统的内燃机汽车和一般混合动力汽车(HEV)对比(见表5),PHEV由于更多的依赖动力电池驱动汽车,因此它的燃油经济性进一步提高,二氧化碳和氮氧化物排放更少。由于动力电池容量的加大,每辆车的售价至少比一般HEV高2000美元。

图3示出了四种不同类型乘用车,它们的蓄电池容量与汽车价格、燃油消耗及尾气排放的对比关系。可见随着蓄电池容量的加大,汽车价格将上升,但是燃油消耗和尾气排放则下降。因此可以认为,电动汽车是以使用和损耗蓄电池为代价来换取节油、减排的效果,动力电池性/价比的大幅提升将是电动汽车能否迅速推广使用的关键所在。

一般HEV动力电池SOC仅在较小范围内波动(例如±2%~3%)因此循环寿命次数很长,而PHEV的动力电池SOC必须在很大的范围内波动(例如±40%),属于深充深放,因此循环工作寿命短得多,和纯电动汽车(PEV)相似。目前在PHEV上都采用先进的锂离子电池,由表1可知,锂离子电池每放出1kWh电能,能耗费为10.2元,相当于内燃每
kWh能耗费用的3倍。随着全球石油价格不断上升,燃油内燃机的能耗费用也将不断上升,而锂离子电池随着技术进步和产量的扩大,其能耗费用将不断下降(如图4所示),二者可能在2015至2020年内达到平衡点。因此PHEV有望在10年内得到大面积推广使用。

早在1839年,英国人格罗孚就提出了氢和氧反应发电的原理。20世纪60年代,研发出了液氢和液氧发电的燃料电池,由美国UTC公司首先用于航天和军事用途。近20年来,由于石油危机和大气污染日趋严重,以质子交换膜式为代表的燃料电池技术,受到世界各国普遍重视。各大跨国汽车公司纷纷投入巨资,研发出了各种类型的燃料电池电动汽车(FCEV)。

4.1质子交换膜燃料电池(PEMFC)主要优点

(1)其排放生成物是水及水蒸汽,为零污染;

(2)能量转换效率可高达60~70%;

(3)无机械振动、低噪声、低热辐射;

(4)宇宙质量中有75%是氢,地球上氢也几乎是无处不在。氢还是化学元素中质量最轻、导热性和燃烧性最好的元素;

(5)氢的热值很高,1kg氢和3.8L汽油的热值相当。

4.2燃料电池电动汽车存在的技术、经济问题

在我国,国家科技部将研发燃料电池客车和燃料电池轿车列为“十五”和“十一五”计划“863”重大科技项目。并已取得一系列重大科技成果,但是在多年科研实践中,也暴露出一些技术、经济问题:

(1)燃料电池发动机的耐久性寿命短

一般仅1000~1200小时(国外达2200小时),燃料电池汽车行驶4~5万km,功率即下降~40%,和传统内燃机可普遍行驶50万km以上相比,差距很大;

(2)燃料电池发动机的制造成本居高不下

一般估计3万元/kW(国外成本约3000美元/kW),与传统内燃机仅200~350元/kW相比,差距巨大。由于其中如质子交换膜、炭纸、铂金属催化剂、高纯度石墨粉、氢回收泵、增压空气泵等关键部件均依靠进口,所以与国外相比,并没有成本优势;

(3)燃料电池发动机对工作环境的适应性很差

国产可在0~40℃气温下工作,低于0℃有结冰问题,高于40℃过热不能正常工作;此外对空气中的粉尘、一氧化碳、硫化物等都十分敏感,铂催化剂极易污染中毒失效;

(4)燃料电池汽车的使用成本过于高昂

例如高纯度(99.999%)高压氢(>200大巴)售价约80~100元/kg。按1kg氢可发10kW·h电能计算,仅燃料费即约为10元
/kW·h,按燃料电池发动机工作寿命1000小时计算,折旧费为30元/kWh。所以总的动力成本达40元/kW·h。与表1对照可知,至少在目前,由燃料电池发动机提供1kWh电能的成本远高于各种动力电池,这从一个侧面反映了作为汽车动力源,燃料电池汽车还有相当的距离。

4.3目前燃料电池电动汽车的研究课题

尽管存在如此多的问题,但是燃料电池仍然是人类迄今为止,发明的最清洁、安静又可无限再生的能源,值得我们为实现燃料电池电动汽车的产业化,付出更大的努力。

为此建议从以下几个方面进行工作:

(1)以更为创新的思维,对燃料电池的基本理论和基础材料进行深入研究,例如努力探寻非铂金属催化剂;努力研制抗电腐蚀金属双极板和耐高温(>110℃)高机械强度质子交换膜等;

(2)努力实现如炭纸、增压空气泵等关键零部件的国产化,以降低整机成本;

(3)进一步提高整机的优化集成技术,着力提高整机的耐候性(高、低气温变化)、抗大气污染能力和耐电负荷急剧变化能力等。

5、电机及电动车轮的分类

电动汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。目前使用较多的有直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻等四种电机。

美国和德国开发的电动汽车大多采用交流感应电机,主要优点是价格较低、效率高、重量轻,但启动转矩小。日本研制的电动汽车几乎全部使用永磁无刷电机,其主要优点是效率可以比交流感应电机高6个百分点,但价格较贵,永磁材料一般仅耐热120℃以下。开关磁阻电机结构较新,优点是结构简单、可靠、成本较低、起动性能好,没有大的冲击电流,它兼有交流感应电机变频调速和直流电机调速的优点,缺点是噪声较大,但仍有一定改进余地。表6列出四类电机比较。

显然表6中四种电机各有优缺点,但是对于电动汽车而言,由于电能是由各类电池提供,价格昂贵而弥足珍贵,所以使用相对效率最高的永磁无刷电机是较为合理的,它已被广泛用于功率小于100kW的现代电动汽车上。

此外,在国外已有越来越多的电动汽车采用性能先进的电动轮(又称轮毂电机),它用电机(多为永磁无刷式)直接驱动车轮,因此无传统汽车的变速箱、传动轴、驱动桥等复杂的机械传动部件,汽车结构大大简化。但是它要求电机在低转速下有很大的扭矩,特别是对于军用越野车,要求电机基点转速∶最高转速=1∶10(见图5)。近几年,美、英、法、德等国纷纷将电动轮技术应用于军用越野车和轻型坦克上,并取得了重大成果。例如美海军陆战队在“悍马”基础上研制出串联式“影子”新型混合动力越野车,采用了电动轮技术,其结构及主要技术参数如表7所示。与传统“悍马”车对比试验,在同样侦察试验条件下,“悍马”耗油472kg,而“影子”仅耗油200kg;同一越野路段,“悍马”耗时32分钟跑完,而“影子”仅耗时13分50秒,此外它还具有在纯电动模式下,汽车静音、无“热痕迹”等优点。如此优异的性能,据闻美军已决定停产传统“悍马”车,全部改产新型混合动力电动轮驱动的“影子”型军车。这一重要发展趋势,应引起高度关注。

综上所述,可以从技术/经济分析出发,对电动汽车技术的现状和未来作如下结论:

(1)在目前国内市场价格的基础上,可粗略计算出各种提供电能技术的价格比。即电网供电∶柴油机供电∶铅酸电池供电∶镍氢电池供电∶锂离子电池供电∶燃料电池供电=1∶6∶6∶19.2∶20.4∶80。这从一个侧面反映了各种供电方式距离电动汽车市场的远近。当然,随着石油价格的上升、电池技术的进步,这些比例关系将发生很大的变化;

(2)由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电相等,因此它仍然是低端电动车市场的主要动力电池。磷酸锂离子电池技术进步较快,它最有可能成为铅酸电池的竞争对手,率先成为高端电动车市场的主要动力电池;

(3)由于混合动力汽车仅需装用纯电动汽车1/10的动力电池容量,整车有较为接近市场的性/价比,因此它仍将是近期实现产业化的主要电动汽车种类。考虑到我国国情,目前仍应大力推广使用混合动力大客车,进一步降低制造成本,减少油耗和排放;

(4)在锂离子电池性/价比进一步提升后,外接充电式混合动力汽车(PHEV)有望成为理想的上班族乘用车,它可大幅度减少油耗和降低排放,但是由于较高的价格,它可能首先在发达国家得到推广应用;

(5)燃料电池虽然是理想的清洁能源,但是目前它的性/价比太低,要达到可以进入市场的性/价比,可说是任重而道远,必须从基础材料和基本理论上有重大突破,才可能进入汽车市场;

(6)电动轮已成为国外电力驱动技术的重要发展趋势,并已在军用越野车上得到实际应用,证实它在技术/经济上的重要优势,我国虽也有不少单位研发,但始终未进入“863”计划,技术进步缓慢,因此有必要奋起直追,尽快掌握这一先进的电驱动技术。

❼ 深度:2020年动力电池技术进化引发新能源市场变革

今天,通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力,在未来的两年之中,电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面,将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后,电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。

至此,电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多,凭什么跟燃油汽车直接竞争?关于这一点,笔者想说的是,全面竞争的开始一定是从高品牌附加值(比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始)开始与燃油汽车直接竞争,至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上,要么需要等到新能源汽车产业规模足够大,整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。

文/新能源情报网

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

❽ 新能源补贴煽动翅膀,动力电池市场产生风暴

受新能源汽车市场持续下行影响,动力电池市场亦步入“寒冬”。中国汽车动力电池产业创新联盟公布的数据显示,2月国内动力电池产量为0.9GWh,同比下跌81.3%;动力电池的装机量同样出现大幅下滑,2月我国动力电池累计装车0.6GWh,同比下跌73.4%,环比1月下跌74.2%。

根据此前发布的新能源补贴政策,相关补贴将在2020年后完全退出,LGC和SKI等海外动力电池企业准备卷土重来。其中,LGC在南京建设第二家工厂,SKI在常州和盐城大规模建厂,以便在新能源汽车补贴完全退出后,抢占中国动力电池市场份额。

然而,此次新能源汽车补贴政策延长或将使得三星SDI、LGC等海外动力电池企业在国内获得整车企业的订单增加了难度,尤其是自主品牌企业方面,同时也可能让海外动力电池企业放缓在华发展的步伐。不过也有业内人士认为,海外动力电池企业能够在国内获得一定的市场份额,但是主要集中在高端新能源车型方面。

虽然国内新能源汽车补贴政策延长2年,利好国内动力电池企业发展,但是国内动力电池企业还需不断加强研发实力,找准适合自身的产品技术路线,才可能有机会活下去。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

❾ 节能与新能源汽车产业发展规划的主要任务

实施节能与新能源汽车技术创新工程
增强技术创新能力是培育和发展节能与新能源汽车产业的中心环节,要强化企业在技术创新中的主体地位,引导创新要素向优势企业集聚,完善以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系,通过国家科技计划、专项等渠道加大支持力度,突破关键核心技术,提升产业竞争力。
1.加强新能源汽车关键核心技术研究。大力推进动力电池技术创新,重点开展动力电池系统安全性、可靠性研究和轻量化设计,加快研制动力电池正负极、隔膜、电解质等关键材料及其生产、控制与检测等装备,开发新型超级电容器及其与电池组合系统,推进动力电池及相关零配件、组合件的标准化和系列化;在动力电池重大基础和前沿技术领域超前部署,重点开展高比能动力电池新材料、新体系以及新结构、新工艺等研究,集中力量突破一批支撑长远发展的关键共性技术。加强新能源汽车关键零部件研发,重点支持驱动电机系统及核心材料,电动空调、电动转向、电动制动器等电动化附件的研发。开展燃料电池电堆、发动机及其关键材料核心技术研究。把握世界新能源汽车发展动向,对其他类型的新能源汽车技术加大研究力度。
到2015年,纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车最高车速不低于100公里/小时,纯电驱动模式下综合工况续驶里程分别不低于150公里和50公里;动力电池模块比能量达到150瓦时/公斤以上,成本降至2元/瓦时以下,循环使用寿命稳定达到2000次或10年以上;电驱动系统功率密度达到2.5千瓦/公斤以上,成本降至200元/千瓦以下。到2020年,动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上,成本降至1.5元/瓦时以下。
2.加大节能汽车技术研发力度。以大幅提高汽车燃料经济性水平为目标,积极推进汽车节能技术集成创新和引进消化吸收再创新。重点开展混合动力技术研究,开发混合动力专用发动机和机电耦合装置,支持开展柴油机高压共轨、汽油机缸内直喷、均质燃烧以及涡轮增压等高效内燃机技术和先进电子控制技术的研发;支持研制六档及以上机械变速器、双离合器式自动变速器、商用车自动控制机械变速器;突破低阻零部件、轻量化材料与激光拼焊成型技术,大幅提高小排量发动机的技术水平。开展高效控制氮氧化物等污染物排放技术研究。
3.加快建立节能与新能源汽车研发体系。引导企业加大节能与新能源汽车研发投入,鼓励建立跨行业的节能与新能源汽车技术发展联盟,加快建设共性技术平台。重点开展纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车、混合动力商用车、燃料电池汽车等关键核心技术研发;建立相关行业共享的测试平台、产品开发数据库和专利数据库,实现资源共享;整合现有科技资源,建设若干国家级整车及零部件研究试验基地,构建完善的技术创新基础平台;建设若干具有国际先进水平的工程化平台,发展一批企业主导、科研机构和高等院校积极参与的产业技术创新联盟。推动企业实施商标品牌战略,加强知识产权的创造、运用、保护和管理,构建全产业链的专利体系,提升产业竞争能力。
科学规划产业布局
我国已建设形成完整的汽车产业体系,发展节能与新能源汽车既要利用好现有产业基础,也要充分发挥市场机制作用,加强规划引导,以提高发展效率。
1.统筹发展新能源汽车整车生产能力。根据产业发展的实际需要和产业政策要求,合理发展新能源汽车整车生产能力。现有汽车企业实施改扩建时要统筹考虑建设新能源汽车产能。在产业发展过程中,要注意防止低水平盲目投资和重复建设。
2.重点建设动力电池产业聚集区域。积极推进动力电池规模化生产,加快培育和发展一批具有持续创新能力的动力电池生产企业,力争形成2—3家产销规模超过百亿瓦时、具有关键材料研发生产能力的龙头企业,并在正负极、隔膜、电解质等关键材料领域分别形成2—3家骨干生产企业。
3.增强关键零部件研发生产能力。鼓励有关市场主体积极参与、加大投入力度,发展一批符合产业链聚集要求、具有较强技术创新能力的关键零部件企业,在驱动电机、高效变速器等领域分别培育2—3家骨干企业,支持发展整车企业参股、具有较强国际竞争力的专业化汽车电子企业。
加快推广应用和试点示范
新能源汽车尚处于产业化初期,需要加大政策支持力度,积极开展推广试点示范,加快培育市场,推动技术进步和产业发展。节能汽车已具备产业化基础,需要综合采用标准约束、财税支持等措施加以推广普及。
1.扎实推进新能源汽车试点示范。在大中型城市扩大公共服务领域新能源汽车示范推广范围,开展私人购买新能源汽车补贴试点,重点在国家确定的试点城市集中开展新能源汽车产品性能验证及生产使用、售后服务、电池回收利用的综合评价。探索具有商业可行性的市场推广模式,协调发展充电设施,形成试点带动技术进步和产业发展的有效机制。
探索新能源汽车及电池租赁、充换电服务等多种商业模式,形成一批优质的新能源汽车服务企业。继续开展燃料电池汽车运行示范,提高燃料电池系统的可靠性和耐久性,带动氢的制备、储运和加注技术发展。
2.大力推广普及节能汽车。建立完善的汽车节能管理制度,促进混合动力等各类先进节能技术的研发和应用,加快推广普及节能汽车。出台以企业平均燃料消耗量和分阶段目标值为基础的汽车燃料消耗量管理办法,2012年开始逐步对在中国境内销售的国产、进口汽车实施燃料消耗量管理,切实开展相关测试和评价考核工作,并提出2016至2020年汽车产品节能技术指标和年度要求。实施重型商用车燃料消耗量标示制度和氮氧化物等污染物排放公示制度。
3.因地制宜发展替代燃料汽车。发展替代燃料汽车是减少车用燃油消耗的必要补充。积极开展车用替代燃料制造技术的研发和应用,鼓励天然气(包括液化天然气)、生物燃料等资源丰富的地区发展替代燃料汽车。探索其他替代燃料汽车技术应用途径,促进车用能源多元化发展。
积极推进充电设施建设
完善的充电设施是发展新能源汽车产业的重要保障。要科学规划,加强技术开发,探索有效的商业运营模式,积极推进充电设施建设,适应新能源汽车产业化发展的需要。
1.制定总体发展规划。研究制定新能源汽车充电设施总体发展规划,支持各类适用技术发展,根据新能源汽车产业化进程积极推进充电设施建设。在产业发展初期,重点在试点城市建设充电设施。试点城市应按集约化利用土地、标准化施工建设、满足消费者需求的原则,将充电设施纳入城市综合交通运输体系规划和城市建设相关行业规划,科学确定建设规模和选址分布,适度超前建设,积极试行个人和公共停车位分散慢充等充电技术模式。通过总结试点经验,确定符合区域实际和新能源汽车特点的充电设施发展方向。
2.开展充电设施关键技术研究。加快制定充电设施设计、建设、运行管理规范及相关技术标准,研究开发充电设施接网、监控、计量、计费设备和技术,开展车网融合技术研究和应用,探索新能源汽车作为移动式储能单元与电网实现能量和信息双向互动的机制。
3.探索商业运营模式。试点城市应加大政府投入力度,积极吸引社会资金参与,根据当地电力供应和土地资源状况,因地制宜建设慢速充电桩、公共快速充换电等设施。鼓励成立独立运营的充换电企业,建立分时段充电定价机制,逐步实现充电设施建设和管理市场化、社会化。
加强动力电池梯级利用和回收管理
制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯级利用和回收管理体系,明确各相关方的责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用,鼓励发展专业化的电池回收利用企业。严格设定动力电池回收利用企业的准入条件,明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节的技术标准和管理要求。加强监管,督促相关企业提高技术水平,严格落实各项环保规定,严防重金属污染。

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