新能源汽车电池研究分析(doc 60页)

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新能源汽车动力电池

1.入门篇:电动车电池大浪潮来临

1.1比一般引擎更环保的电动车是近几年全球关注的焦点,也许20年内,各种电动车将汇集成庞大的一股潮流,创新的电动车相关产业,也变成经济新势力。

1.2工业革命的发迹源国家英国,正进行全球最大规模的绿能电动车试行活动,把我们原来只会在新闻报道或杂志报道中看到的高科技电动车,在英国重要城市的街头上路。这象征的意义很大,英国让伦敦(London)、新堡(Newcastle)、考文垂(Coventry)、格拉斯哥(Glasgow)、伯明翰(Birmingham)等八个城市地区,提供340辆包括绿能电动车,这些车辆都有各国车厂、当地的电力公司与研究机构共同组队来执行,并通过GPS与卫星监控追踪,测量电动车实际效益。目前,车辆每公里的CO2排放量都在180~200公斤或者更多,而欧洲已经有多国立法建立新标准,要求在2012年排放量减少到140千克以下。

几种电动车的比较如下图所示:

插电

式油电混合车

PHEV

Plug-in

Electric

Vehicle

1.针对纯电动车续航里程严重不足的现状,有汽车公司提出制造

双模电动车,即PHEV。不同于现阶段的HEV仅能透过汽油来

提供动力来源,另外也可以通过充电方式提供动力来源,可以

大量减少汽油的使用量。这种汽车是在油电混合车上增加了纯

电动行驶模式,并且加大了车用电池容量,使车辆在纯电动状

况下可行驶50公里到90公里,超过这一里程则启动引擎工作。

2.特别适合于日均行驶里程有限且基本固定的上班族使用

3.概念最早产生于美国,并早已有了一些改装车、试验车问世。

介于油电混合车与电

动车之间的一种过渡

性产品,采用“短途用

电,长途用油”的工作

模式,

离不开传统马达

技术,因此和传

统马达一样要面

对能源挑战

纯电动车 EV

Electric

Vehicle

主要采用电力来驱动马达,技术困难之处在于储存电的技术,也

就是电动车用电池,因为没有像油电混合车一样采用汽油动力,

所以电池的容量、效率要够,才能有足够的续航力。

人类的马达技术已经

很成熟,充电、电池的

技术也发展了很长时

间,只要有电力供应的

地方就能够充电

可充电电池的重

量、体积、容量、

充电时间、稳定

安全性与昂贵的

成本,这些部分

需要继续改善。

氢燃料电池车原理及市场:

目前氢燃料电池的使用主要有两

种途径,一种是直接导入氢动力

引擎燃烧,另一种透过燃料电池

的化学反应,把能量转化为电能

优点:

不会造成环境污染,燃烧过后

的排放物是纯水,氢动力车行

驶时不产生任何污染物

缺点:

成本过高,而且氢燃料的储存和运输需要

很好的技术,否则氢分子容易逸失。另外,

氢动力车最大问题就是氢气怎么来的

呢?需要电解水或利用天然气分解出来,

1.4 车用电池与绿能环保车的绝妙搭配

推动电动车相关技术最积极的公司,并不是大车厂,也不是新兴车厂,或者是电池零部件厂商、马达厂商这些电动车相关产业,而是电力产业的核心——电力公司。

在未来,油电混合车与电动车大量被采用后,车辆平均消耗的石油将减少40%,这对油价会造成一定的下滑影响,我们可以相信,随着全球有越来越多的车辆,从目前的8亿台汽车,在2020年可能成长到14亿台车,包括中国、印度等开发中国家对汽车的需求大增,而如果没有油电混合车、纯电动车,对全球石油的消耗将相当惊人,油价势必很可观。

随着电动车的导入,石油的消耗可维持在一个平衡点,不至于爆增。 油电混合车 纯电动汽车 燃料电池汽车

HV Hydrogen Vehicle

来驱动马达。

如此一来同样需要消耗大量能源,除非使用核能来分解水分子取得氢气,否则并不能降低二氧化碳排放量

太阳能动力车

SV Solor Vehicle

原理及市场:

太阳能电动车也算是纯电动车,但是取得电的方式增加为太阳能。

把太阳能光电板暴露在阳光下,就能将太阳能转化为电能驱动马达,让车辆行驶

优点:

有阳光的地方就能补充电能,行驶时不产生任何污染物

缺点:

必须打造出很创新的汽车外形,一般车型是无法吸收足够太阳能的。这种车辆受天气及云的影响高。还有造价问题,比前述几种电动车要高,离真正能实用于市场上还需要很长一段时间。

驱动方式引擎+马达驱动马达驱动马达驱动

能量系统引擎、蓄电池蓄电池燃料电池

能源和基础设备加油站/电网充电设备电网充电设备加氢气设备

排放量低排量零排量超低排量或零排量

主要特点续航里程长/仍部分依赖汽柴油续航里程短/初始成本高能源效率高/续航里程长/成本

商业化过程已规模化量产有销售,但未规模化仍处于研发阶段

主要问题蓄电池效率/电池管理系统电池安全性及效率/充电网点成本高昂/制氢技术有待突破

2.3 G8已经决议在2050年时,发达国家温室气体排放总量将减降80%以上。

依据新能源CO2排放系数,燃烧车用汽油1万公秉(1公秉=1000公升)油当量约排放2.59万公吨二氧化碳。

如果绿能汽车得到快速发展,到2020年,中国可以节省3300万吨油。

英国政府已经用车辆的二氧化碳排量决定“车辆执照费”,费率从70英镑到155英镑,汽油车费率比柴油车高,使用“替代燃料”的车型税率最低。德、法两国也确认2012年的新车二氧化碳排放标准为120~130g/km,而到了2020年,标准更将降至95至110g/km。

各国奖励电动车产业政策一览

国家奖励政策

中国购买燃料电池公车,补助金额每辆达到60万元人民币

13个大城市开始推广,油电混合车可以获得4000元到42万元人民币补助不等,纯

电动车还有燃料电池车可获补助6万到60万元人民币

补贴110亿元人民币,发展电动车以及关键零组件

向消费者提供补贴金额,4年内预计提供500亿人民币

2010到2011年间,只要消费者在上海购买、注册省用率15%以上的电动车,就可以

获得最高20%的买车补助款。

美国对购买电动车车主实施税收减免,幅度2500到7500美元。

能源部拨款数十亿美元补助车厂生产电动车,各州政府也提供土地兴建车厂

能源部特别成立20亿美元的补助计划,以促进电动车电池以及相关零部件发展

奥巴马约8000亿美元的刺激经济方案,其中有1500亿美元用于新能源发展,在税额

抵扣优惠方面,可再生能源的优惠额度由100亿美元提升到200亿美元。

2012年时,美国联邦政府的车辆中,有一半需为电动车。

日本实施绿色税制,让购买纯电动车、油电混合车、天然气车、柴油车的消费者可以少付税

设立低排放车认定制度,只要通过认定标准,可以享有不同的税负减免优惠,排放二

氧化碳超低的,赋税减免越多。

平均每台电动车可获20万日圆税负减免。

南韩实施燃油税改革,调涨燃油税,下调液化石油税,拉大两者之间的价差,鼓励民众使用环保能源。

补助每辆新购的CNG公车22500美元,CNG垃圾运输卡车补贴60000美元,提供每座

加气站最高达70万美元的低息贷款,年利率4.5%。购买每辆CNG公车减免1万美元

购买税,每座加气站则减少1万5000美元的企业税。

欧盟欧洲议会通过法案,要求政府机关以后采购车辆时,不仅需要考虑汽车价格,还必须注重环保节能,以排放低污染、低二氧化碳的车款为优先。

英国投入总额约3亿英镑,进行低碳排放计划。

投入2.5亿英镑,加速低碳排放车辆普及。购买电动车可获得2000到5000英镑奖励。法国制定二氧化碳排放标准,排放介于100克到130克之间,可获得200到1000欧元的奖金,如果排放量在60克以下,可得到最高奖金5000欧元,但是二氧化碳排放量超

过标准,将会被多课200到2600欧元的税。从2008年起,陆续投入4亿欧元,帮助

汽车厂研发、制造电动车

德国实施石油税收法,针对电动车实施税收优惠,目标是到2010年每年税收优惠约30亿

欧元,2050年时一年税收优惠50亿欧元,且对于油电混合车2008年起已经投入5

亿欧元补贴。

2.4 纯电动车就是完全采用电来担任动力,其车身安装了有马达的配置,以及提供马达电力的电池。这种纯电动车舍弃了传统燃油引擎,也把存放燃油的油箱取消,省去的空间与重量,转由重量不轻的电池来取代和使用。纯电动车完全依赖电池动力,使用马达与电机控制系统驱动驱动。它不使用液体燃料,没有轰鸣的引擎,也没有冒烟的排放管,具备最佳的环保诉求。

纯电动车与燃油引擎在某种程度上是类似的,那就是越轻越环保、燃油引擎车是越轻越省油、越能减少二氧化碳排放量并省钱。纯电动车则是越轻越省电、越环保(减少使用的电可以帮助电厂减排),提高续航力。但由于电池本身有一定的重量与体积,目前各家厂商的努力方向是设法减轻纯电动车整体的车重。

当然,纯电动车车型的改变时很重要的部分,电池位置的适当配置,车重的拿捏,都考验纯电动车厂车的智慧。同时,电动车上路,需要很多配套措施才跑的顺,特别是充电设备方面,不能只有住家充电设备,工作地点也要,而马路上需要设置充电站,或者是加油站增加充电设备,这些都会是纯电动车普及的关键。

纯电动车之所以没能普及的原因除了基础设施需要强化外,根本的原因在于成本,纯电动车最大的成本支出在于昂贵的可充电电池,约占纯电动车约40%~50%的成本,不论是采用镍氢电池或锂铁电池,电池的价格要进一步下降,纯电动车的成本才能够降低,提高普及率。

https://www.360docs.net/doc/ae3839557.html,预估,2015年全球纯电动车市场率达到50万辆,2020年可达200万辆。

各品牌车厂投入纯电动车状况

在2002年,通用汽车(GM)曾经召回并销毁了该公司打造的全部EV1系列电动车,原因是过高的成本与极低的市场接受度,使得纯电动车在美国市场几乎扼杀在襁褓之中。但是到了2007年底,日本车厂日产汽车(Nissan)于该年东京车展上宣示将于2012年大量生产电动车,将于日本、欧洲市场等地推出。

日产采取的方式是两路并进,他们除了设法从电池、车身结构、传动结构上改善纯电动车的生产成本与效能,也积极与各国政府合作进行纯电动车需要的充电设备基础建设。比如说日本东京都政府,就与日产方面合作在大东京地区设置数百个充电站。双管齐下来解决纯电动车的问题,未来的纯电动车普及之路就会比较顺达。

由于各国政府的支持,包括日产(Nissan)、雷诺(Renault)、斯巴鲁(subaru)、三菱(Mistubishi)、宝狮(Peugeot)、奔驰(Mercedes-Benz)与BMW等车厂,已经积极切入纯电动车的开发设计与制造,更有Ecotricity公司Westfield、Delta Motorsport、Lightning等较小独立车厂进行纯电动车的打造。台湾的裕隆汽车业投资了纳智捷(Luxgen)这个自创品牌,由华创负责关键设计,

也即将进军纯电动车市场。

产业链改变,电动车小厂出头天

目前市场上各家厂商为了快速让纯电动车普及,正努力减轻充电电池重量,并降低成本,还得提高电池的能量密度,这是因为要减少电池的体积,放在纯电动车身内才不会太占据空间。厂商们为了使成本继续减少到目前的一半,甚至是四分之一,纯电动车厂与汽车厂商、系统供应商正进行合作来加速开发速度,这是有效减少研发成本的方法。

纯电动车的研发、生产与制造,和传统车厂的方法有很大的不同,如果从头到尾自己来开发纯电动车,厂商会面临的是各种不同领域科技的整合。这些科技包括了高效能电池、机电控制系统、马达、传动装置系统、热处理系统、车身结构等多项技术,如果是小厂商,很难面面俱到,而即便是极具规模的传统车厂,要整合这么多技术也是需要很大的努力。

但是,纯电动车的制造几乎可以完全分工,有的厂商可以专门只进行纯电动车的设计,赚取设计费,有的则是专门生产电池、马达、传动装置系统、车身等部分。这样一来,专门进行组装纯电动车的公司可就方便了,需要哪些东西,就和合作的供应商购买即可,特别是这当中有相当多的零组件,如马达、车身等等已经很成熟。

在这种情况下,纯电动车的开发与制造,会偏向于不同厂商合作的态势,非常类似个人电脑工业的情况。当前的全球电脑工业,就是很明显的分工产业,任何有志要打造一台电脑的厂商,可以从各种供应商获得需要的零组件,在进行组装即可。固然传统厂商已经运作了数十年,供应链体系已经很成熟,正如电脑产业一样,而纯电动车产业则是新兴的,还不能算是成熟产业。

因此,纯电动车的打造需要各方合作,而这给了很多小厂商机会,形成这几年来的特殊商机,除了发达国家外,也受到许多没有孕育出重要传统车厂的发展中国家重视,因此在这个运输车辆产业革命的浪潮上,是有机会选择切入点来投资电动车产业的,给了这些国家提升国内产业水准,加入国际运输车辆市场竞争的可能性,也将是这几年全球纯电动车产业的现象之一。

短程运输将是纯电动车未来的主力市场

小型的纯电动车,现阶段比较适合在短程的运输用途,比方说都市内短程代步、机场、科学或工业园区、游乐度假区等等,行驶不过100公里的短程用途。大型的纯电动车,如电动巴士,适合由政府单位率先支持,提高大众运输工具的环保诉求,减少都会区的二氧化碳排放量。

https://www.360docs.net/doc/ae3839557.html,预估2015年全球的纯电动车市场可达到50万辆,2020年可达200万辆。未来的纯电动车,将不限于我们较为熟悉的环保电动双人或四人小车,而是有电动巴士这种由政府高度投资与鼓励的车辆出现,也会有车体较大的纯电动休旅车、纯电动豪华大轿车等。

至于当前已经很常出现的纯电动车,还不是运输主力,自然是轻型通勤用纯电动车(LEV)、纯电动机车、电动轮椅、电动高尔夫球车等等。其中,LEV是印度、中国等发展中国家,重点培植的车重,希望能够减少发展中国家未来汽车大增后产生的环保需求,并

为本土纯电动车产业扎根。

2.5 HEV、PHEV区别

目前,市面上销售的油电混合车(HEV)系统,以引擎发电和回收车辆刹车时的能量对电池组充电;插电式油电混合车系统则是能用110或220伏特的一般市电,给高能量电池组充电,在都会区短程行驶时,其电能足可供应纯电动模式行驶约13公里,完全不排放废气,达到目的地或回家时,再以市电辅充高能量电池组电量,引擎之动力只在电池电量偏低、长程行驶或须全动力输出时启动,可使都会区之车辆大量减少废气排放。

预估插电式油电混合车在市区行驶模式下,还可比纯油电混合车车种更节省50~70%的燃油消耗量,且车辆在行驶同距离状况下,所耗之电费较油价便宜约四分之三,据说,丰田研发实验中之插电式油电混合车Prius油耗已达79.5MPG(Mile Per Gallon)。

而美国通用汽车(GM)之插电式油电混合车2009 Saturn Vue Green Line,其锂离子充满电之电力,可以纯电动行驶16公里。瑞典车厂Volvo亦将与Saab车厂、瑞典ETC电池以及瑞典政府合作研发插电式油电混合车款。

另外,通用汽车业推出了插入式串联油电混合车的概念车Chevrolet Volt Concept,此模式与丰田的串、并联的插电式混合车不同。该款概念车采用锂离子电池,以电池电力作纯电动模式行驶,可以通过家用电源充电,或用引擎带动发电机,通过发电;来驱动马达行驶,引擎不直接驱动车辆,而是只作串联方式发电,换算油耗约为一公升可跑21公里。根据通用汽车所提供的资料显示,其锂离子电池在充满电力以后,不使用引擎发电状况下,约可以电动模式行驶约64公里。该引擎还可使用85%的乙醇和15%的汽油混合的燃料E85,并规划改用柴油引擎,以便使用生质柴油,更进一步将以燃料电池代替引擎。

柴油油电混合车

相同体积的柴油内含的能量高于汽油,加上柴油引擎效率亦高于汽油引擎,可比汽油引擎省油25~40%,在现代科技把柴油引擎变干净后,车厂开始在高油价时代开发柴油油电混合车来节能;法国雪铁龙汽车之C4即为柴油油电混合车。

具备超级电容的油电混合车

德国BMW则有油电混合车概念的Efficient Dynamiscs,该车配备用于回收能量与用于辅助蓄电的大容量电容器,其电容器能释放约10秒左右的能量,可提供缓慢起步时,先以电动马达驱动之电能,待车速上升至设定值,或大力踩油门时,引擎才开始启动,而在停车时,引擎则停止运转。

油电混合车技术取决于国际大厂

油电混合车需要非常好的引擎与马达技术配合,车身结构与电池系统也是关键,现阶段仍是以汽车大厂具备技术、产量优势,使得它比纯电动车更快普及到市场上。目前量产之油电混合车,以日本丰田之汽油与电力油电混合车的技术与销量居世界领先地位,其

以行星齿轮组为动力输出设备,可将一体式启动发电机、引擎以及驱动马达之输出结合在一起,具有串、并联运转之模式。

所谓串联运转,简单来说就是引擎持续运转在高效率区,动力不传至车轮,纯粹只用来发电给驱动马达,由马达以电动模式驱动整车;而并联运转即是引擎动力驱动马达动力同时传到车轮驱动车辆,一体式启动发电机并依电池充电状况决定是否发电,以对电池发电。

目前市面上的油电混合车,主要有丰田Prius、丰田Camry Hybrid、Lexus RX400h、本田Accord Hybrid Civic Hybrid、本田insight、福特Escape Hybrid等。在洁净交通工具科技领域中,目前以油电混合车成效最为显着,近几年内,将可见到各车厂量产之油电混合车大量上市。

太阳能电动车市场

最先在日内瓦车展现身的Quant太阳能概念车,动力规格512匹马力,极速将达到每小时275公里,并号称有500公里的续航能力,能在20分钟内完成充电,开发出这台车的瑞典跑车公司Koenigsegg,采用瑞士公司NLV Solar提供的太阳能模组打造,最近正与美国车厂通用(GM)洽谈收购通用旗下亏损的瑞典SAAB汽车事业,打算用SABB的生产线生产太阳能车。

另外,日本车厂丰田在2009年5月18日发布的第3代Prius则在车顶采用了太阳能模组,,通过这个模组提供的电力进行换气,并结合了空调的遥控操作,可在不启动引擎的情况下通过充电电池的电力运转,降低汽车停在大太阳底下时不断增高的车内温度,提高燃油效率与舒适性。

2.7燃料电动车

燃料电池类型,大致分为氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池和汽油燃料电池。也就是采用不同的燃料在电池内进行化学反应,产生电力,然后通过电力来带动马达,使车辆行走。

燃料电池车是另一种被重视的环保车,其设计理念相当环保,如果是氢燃料电池的车辆,其行驶的过程能跟空气中的氧结合,只会排放出水蒸气,噪音非常低,且氢这个元素几乎取之不尽,用之不竭,而且除了通过电解水或分解甲烷取得外,很多任务业的衍生产物就有氢。

但燃料电池车的缺点是需要很好的技术整合,而且生产燃料电池需要的氢,要耗掉电来分解水才行,这些电能需要火力发电厂、核能电厂或水力电厂,成本和效益也是必须要考虑的地方,预期未来如果发电方式更为洁净与低廉,燃料电池的氢原料来源取得才不会是个环保问题。

另外,氢燃料电池还有密度、储存、压力与安全性问题,特别是抗撞击、震动等等,这些都需要高成本来解决,即便是通过甲烷、汽油和乙醇为主的燃料电池来转换出氢来,仍旧需要石化燃料,不论是开采取得或生质能源均然,但好处是这种运用石化燃料的方式

几乎不会产生空气污染,能量转换效率比单纯把燃料送到引擎去烧要高。

全球各国投入资金发展燃料电池技术

2008年欧洲议会通过“氢能源和燃料电池联合技术发展计划”,提供10亿欧元科研经费,用于加速推进燃料电池的研发规模。至于美国,则有能源部制定“氢计划”,希望在未来五年内投入三十多亿美元开发氢燃料技术,打算提高燃料电池汽车的比重,未来期望在2020年能有25%的比例。

实际的市场上,以氢能为主的燃料电池汽车已经开始销售。2008年6月,全球第一款大规模生产氢燃料电池汽车由日本本田开始量产上市。2008年10月,美国通用汽车也开始销售氢燃料电池汽车。

印度著名的塔塔汽车则依靠购买全球最新技术,建立燃料电池汽车产业生产聚落,其中包括收购韩国大宇商用车及美国福特旗下的捷豹(Jaguar)、路宝(Rover)这两个知名品牌。

中日美韩竞争专利技术

新能源产业链核心主要是燃料电池技术。在专利竞争方面,日本、美国、韩国处于领先地位,中国、加拿大、德国则紧追其后。

世界化学品生产制造商塞拉尼斯、杜邦、巴斯夫、Methanex,燃料电池开发商Ballard 动力系统、国际燃料电池及汽车生产商Mercedes—Benz、福特汽车、现代汽车、福斯汽车等都纷纷联手开发燃料电池和燃料电池汽车。

燃料电池巴士

目前由Mercedes-Benz生产的燃料电池巴士,已经陆续在欧洲、中国等地上路,这类型的车辆需要能够辅充氢的加氢设施,一般是设置在巴士总站与中继站。

燃料电池油电混合车

燃料电池(Fuel Cell)是由燃料与电池组合而成,包含甲醇、乙醇、天然气、以及汽油等,均可分解出氢作为电池燃料,其以特殊催化剂使燃料与氧发生化学反应产生电能,只排放二氧化碳和水,无排放废气的污染。

美国通用汽车已经开发出全世界第一个以汽油为动力的燃料电池,宣称其电力效率可达80%。日本丰田之燃料电池油电混合车为全球首辆商业运转之燃料电池复合动力车,其利用氢吸藏合金箱作高压氢氧罐,提供燃料电池之氢氧来源,充填一次2公斤的氢氧可行驶250公里,且只排放水,是为清洁动力。

插电式燃料电池概念车

美国通用于2008年拉斯维加斯消费性电子展(CES)上,展示插电式燃料电池概念车Cadillac Provoq,目前先以小型马达代替燃料电池使发电机运转发电,以串联式油电混合车模式,同事充电至电池组并驱动马达行驶,待燃料电池能商业量产时,即可取代专

用之小型马达。

许多国家致力于降低都会区之汽车排放污染,因此有众多使用燃料电池之油电混合车巴士正在欧、美、日市区进行示范运行,累积测试资料,以作为未来产量之依据。

燃料电池车的未来展望

由于燃料电池车还不能算是成熟的产业,我们预估2010年所有的车辆中大约不到1%是燃料电池车。预估至2015年以后,燃料电池车的市占率才会有明显的增加。

2.8电动车动力系统

电动车是目前市面上可见的、有机会取代传统汽、机车的新型交通工具。传统车辆的动力来源是汽油或柴油引擎,除引擎本体外,还需要有油箱、油泵、滤油器、空气滤清器、化油器、喷嘴与点火装置等组件,同事排气管装有消音器与触媒转化器,而且水冷式引擎还需要冷却水系统。

相比较之下,电动车的动力系统显得较为单纯。目前市面上常见的电动车,其动力系统分为两种,一种是采用铅酸电池、镍氢电池、或锂电池等蓄电池系统的电动车、主要的动力组件是电池组、充电器、电力控制器与马达等,因此动力系统较为简单。另外还有以燃料电池(使用最广的是氢-空气或氢-氧气型燃料电池)为动力系统的电动车。

蓄电电池系统

蓄电池系统的电动车较为简单,虽然电池材料有许多种,目前常见的就有锂电池、铅酸、和镍氢等多种,由于汽车需要大电流来带动,所以锂电池的特性较为适合,不过由于锂电池在安全性上的考虑,如果制程有瑕疵会有预热起火等问题,所以现在也有许多新产品如磷酸铁锂电池或是东芝开发的SCiB电池等,就是希望从安全上与锂电池竞争。

不过,这类蓄电电池不论材质为何,都是需要与外部电力连接充电,然后再以通过电力控制器带动马达来运作。

燃料电池系统

燃料电池虽然号称电池,但其实是一种发电机。使用燃料电池的电动车,是将电池组、储氢罐、马达与其他相关组件加以整合,便可组成燃料电池引擎系统,以作为燃料电池电动车的动力来源。这种系统可分为水冷式与气冷式两种,水冷式动力系统能源效率较高,但较为复杂,适合应用于较大型的汽、机车中。气冷式动力系统能源效率较低,但是结构单纯,适合装设于小型的自行车与代步车中。

由于燃料电池组的反应物需要由外界供应,所以要有提供氢氧与空气的系统,同时要装设电池组冷却系统,因此燃料电池电动车

的动力系统比一般电池电动车较为复杂。

电机类型由原来的日系永磁电机、北美系交流感应电机、欧系永磁和感应电机并存的状况,发展为均向永磁电机靠拢的态势。在在新有的电机驱动系统参展商中仅有一家坚持交流感应系统,认为永磁电机在实际使用过程中没有交流感应电机稳定可靠,几乎所有的驱动系统商带来的产品均为功率不同、转速不同的永磁电机系统。

电机转速有向高速化发展的趋势。各电机驱动系统的设计制造商为了满足整车制造商,纷纷提高电机转速,过去常用的4,000rpm (转数/分钟)和6,000rpm,已有比较显着的成长,而较新的技术开始往10,000rpm、12,000rpm和14,000rpm发展。这些高速电机为了满足车辆的要求又纷纷加装了减速装置。据了解,这些新型的电机其综合的功率较单电机的要高,成本相当,而电机的冷却方向往液冷却装置发展。

2.9电动车热管理议题

电动车的性能表现依赖作为能量储存系统的动力蓄电池组。电池组性能直接影响整车的加速特性、续航能力以及制动能量回收的效率等,电池的成本和使用寿命直接影响车辆的成本和可靠性,所有影响电池的参数必须得到优化。

控制温度,维持效能及安全性

电动车的电池在使用中发热量很大,电池温度影响电池的电化学系统的运行、使用寿命和充电可接受性、功率和能量、安全性和可靠性。所以,为了达到最佳的性能和寿命,需将电池包的温度控制在一定范围内。减小保内不均匀的温度分布以避免模组间的潜在危险。由于电池包的设计既要,密封、防水、防尘、绝缘等,又要考虑空气流场分布、均匀散热。电池包的散热通风设计、成为电动车研究的一个重要领域。

在新型纯电动车的研发中加强电池均衡及热管理系统研究的力度,采用专用流体分析软体FLUENT和通用大型有限元分析软体ANSYS对电池包内流动情况进行分析,同事进行了大量的实物验证试验,在考虑各种因素的情况下对电池包的尺寸、电池布置、甚至箱体材料等进行优化。

马达热管理

电动车与一般汽车一样都需要热管理的技术支持,什么是马达热管理系统?马达热管理系统用一个形象的比喻来讲,就是给马达装了一台变频空调,使马达在工作的时候保持在最佳的冷却水温度——90度。研究人员在研究时发现,只有在最佳温度下工作,马达才最省油。为了保证这个马达的正常运转,他们就给它安装了一台变频空调,变频空调内就是一个主要的控制器,也就是说温度越高,这个风扇的专属也就越大,从而保证马达工作在最佳的温度内。这个热管理技术主要有两个系统组成:一个是冷却智能控制模式;第二个是风扇智能控制模式。

马达的冷却智慧控制系统是为了维持马达在一个最佳的温度下工作,通过精确控制马达冷却水的温度,使马达不过冷也不过热,始终保持在90度左右的合理范围内,使马达工作在一个最佳的曲线下,这样就可以使马达发挥它最大的能量,这就是智慧空调,让它保持在90度的温度下,在这个温度下,就可以发挥出最高的效益。

除了发挥最大的效益外,还要精确地控制散热,给马达加装了风扇智慧控制系统,在马达散热的过程中,决定转动的时候,需要它高速的时候它就高速,不需要的时候它就停止。这个原因是风扇在一般的情况下,高速运转的时候,会消耗10千瓦左右的能量,这个会占马达10%左右的功率。如果能够合理地控制风扇的运转,就能节约一部分能源,这个变频空调的理论。一方面让它在合适的温度下运转;另一方面让风扇在不需要的时候不转,来保证马达不冷不热的状态。

电动车市场推广的阻碍与挑战

能源危机的日益加剧和汽车保有量的与日俱增,使得传统引擎汽车面临严峻挑战,特别是经济正处于高速发展中的中国,石油消耗和进口量不断攀升,给油耗大户汽车工业的发展造成了前所未有的压力。在此情况下,发展电动车的呼声迅速升温,不少知名的整车厂商都已经宣布将很快推出自己的电动车产品,电动车的时代已经离我们越来越近。

电动车的发展瓶颈

近几年对电动车的研发投入不断加大,一些技术难点正逐步克服,但是仍有很多业内专家对当前的电动车技术及其产业化前景存有疑虑,归纳起来电动车的发展瓶颈主要有以下几个方面:

一、电动车电池

电动车对电池的要求极高,必须有高能量密度、高电力密度、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿命尽量长。目前,铅酸电池发展最久且成本最低。但是铅酸电池的特性,并不适合应用于车用电池领域。而其他较为成熟的电池,如镍氢电池,性能优于铅酸电池,但在快速充放电能力、电力密度与能量密度等条件仍有改善的空间。

目前,越来越多的研究人员考虑采用锂离子电池作为电动车的车用电池。锂离子电池有以下几个优点:

1.工作电压高(是镍氢电池、镍镉电池的3倍)、

2.体积小、

3.品质轻、

4.使用寿命长、

5.自放电率低、

6.无记忆效应、

7.无污染等。

在锂离子电池中,锂铁电池较被看好,这种电池虽然能量密度不及锂钴电池,但是安全性高,单体电池的循环次数达到

2000次,放电稳定,价格相对便宜(相对于锂钴电池),可能成为未来电动车动力的新选择。然而,即使是这种比较便宜

的锂铁电池,其成本依然十分高昂。假如一款成熟的电动车重量高达1.5吨,最高时速130公里,一次充电续航里程200

公里(时速60公里)来计算,所需的锂铁电池(76AH、工作电压320V)将重达350公斤。

总之,目前尚无一种高价格性价比的电池能够同时满足电动车产业化的性能与成本需要。

二、其它技术瓶颈:

1电池使用寿命短而更换成本高:

现在国内多是锂电池生产厂家提出免费保质期限只有1年,如前所述。即使是一辆性能相当普通的电动车,电池成本也要约30至40万元。如果一年或者两年后消费者要自费更换电池,其费用将是多么巨大。

2、电池适应性差:除了快速充电问题很难解决外,电池在低温条件下容量将明显降低,在高温条件下(50℃)又需要冷却才

能正常工作,而这也是消耗自身能量的。此外,随着使用时间的延长,电池的各种性能将逐渐下降,其结果将造成电动

整车性能(车速、加速性、一次充电的续航里程)不断下降。

3、充电便利性问题:对于无车库的城市车主,在家充电并不方便,即便可以用家用220伏电压充电,安全上也存在一

定隐患。为根本解决这一问题,唯一的办法是在社区、停车场设置充电站,类似网路的普及不是短期内能够实现的。

4、电量耗尽问题:目前凭借电压判断电量的方式并不准确,这也是世界性的技术难题。一旦误判导致电量耗尽而抛锚,电动车

将比汽车麻烦的多。

5、电动车空调问题:电动车空调的耗电功率在3~4KW,一般开启空调,电动车的续航里程至少要减少三分之一,换言之,原来能

行驶90公里的电动车,当使用空调时最多只能行驶60公里。

6、能量回收困难:在考虑行车安全的前提下,电动车在减速及制动时可以回收的能量有限,目前最多只能回收这部分能量的20%。

这对于不断启停的城市路况,会对续驶里程造成很大影响。

三、运行经济性

纯电动车不使用燃油,不受油价飞涨的影响,电力相对燃油较为便宜。但是由于电动车需要改变整个动力体系,这就需要承担额外的成本来换装电机、电池、特别是电池和电机控制系统的成本很高,必将带动整车销售价格的提高。为了满足车

速和续驶里程的需要,又必须增加电池容量,这样整台车的重量和成本还要增加。与此同时,现有引擎的节能技术也在

不断进步,如果没有政府的特殊政策扶植或一定数额的经济补贴,用户选择购买价格昂贵的电动车就不见得划算了。

2.11电池效率参差不齐

用于电动车(EV)和油电混合车(HEV)的电池技术已经获得了显着进步,不但电池能量密度已稳步提高,而且电池还能可靠地充电和放电数千次。如果设计工程师能有效利用这些技术进步,那么就成本、可靠性和寿命而言,电动

车和油电混合电动车就有潜力与传统汽车竞争。

一个电池规定的容量是指电池从100%充电状态到零充电状态所能提供的能量。充电到100%充电状态或放电到零充电状态会迅速缩短电池寿命,因此应该仔细管理电池以避免完全充电或完全放电状态。与工作在30~70%的充电(利用40%的容量)状态之间相比,工作在10%充电状态到90%充电状态之间(利用80%的规定容量)可以将电池的充电循环总次数减少到原来的三分之一或更低。

在有效电池容量和电池寿命之间进行平衡,给电池系统设计工程师带来了挑战。考虑前文提到的利用40%容量与利用80%容量的情况,如果系统将电池限制为仅使用其40%容量,以便使电池寿命延长到原来的三倍,那么电池尺寸必须增大一倍以获得与利用80%容量情况下一样多的可用容量。但这会使电池系统的重量和体积增大一倍,从而提高成本并降低效率。

汽车制造商一般要求电池寿命超过10年,且对必需的可用电池容量做了规定。电池系统设计工程师面对的挑战是必须竭尽所能用最小的电池组实现最大的容量。为达到这个目标,电池系统必须采用精密的电子电路仔细控制和监视电池。

电动车电池组系统

电动车电池组由多个电池串联叠置组成。一个典型的电池组大约有96个电池,充电到4.2V的锂离子电池而言,这样的电池组可产生超过400V的总电压。尽管汽车电源系统将电池组看做单个高压电池,每次都对整个电池组进行充电和放电,但电池控制系统必须独立考虑每个电池的情况。如果电池组中的一个电池容量稍微低于其它电池,那么经过多个充电/放电周期后,其充电状态将逐渐偏离其它电池。

如果这个电池的充电状态没有周期性地与其他电池平衡,那么它最终将进入深度放电状态,从而导致损坏,并最终形成电池组古装。为防止这种情况发生,每个电池的电压都必须监视,以确定充电状态。此外,必须有一个装置让电池单独充电或放电,以平衡这些电池的充电状态。

电池监视系统

对于电池厂商而言,有好的电池仍须要有好的电池监视系统(Battery Management System,简称BMS)才能够使车用电池模组顺利运转,这也是现阶段各大电池厂与车厂积极投入的领域。由于台湾厂商在电机领域具有相当的经验,这个领域也是很适合台湾厂商切入。

在电池监视系统架构之间做抉择时,至少有五个需要平衡的主要要求。它们的相对重要性取决于最终客户的需求和期望。

1、准确性:为了利用可能的最大电池容量,电池监视器需要准确。不过,汽车是一种离讯系统,在很大的频率范围记忆体在电磁干

扰。任何的准确性降低都会对电池组寿命和性能造成有害影响。

2、可靠性:不管采用何种电源,汽车制造商必须满足极高的可靠性标准。此外,高能量容量以及有些电池技术潜在的不稳定性是人

们担心的主要安全问题。相对于严重的电池事故,在保守性条件下,执行断开操作的故障安全系统更加可取,尽管它有可能使乘客不幸滞留。因此,必须仔细监视和控制电池系统,已在系统中确保整个电池寿命期的全面控制。为了最大限度减少假和真的故障,一个设计良好的电池组系统必须有完善的资料传输,最大限度地减少故障模式以及故障检测。

3、可制造性:现代的汽车已大量采用复杂的电子产品。就汽车制造而言,增加复杂的电子电路和配线以支援电动车/油电混合电动车

电池系统,会使复杂性更高。总的组件和连接数量必须尽量地满足严格的尺寸和重量限制,并确保量产切实可行。

4、成本:复杂的电子控制系统可能很昂贵,最大限度减少入微控制器、接口控制器、电流隔离器和晶体振荡器等成本相对高昂的组

件数量可大大降低系统的总成本。

5、功率:电池监视器本身也是电池的负载,其较低的工作电流可提高系统效率,较低的备用电流可在汽车熄火后防止电池过渡放电。

2.12 车厂竞相与电池制造商签约

新能源汽车市场越来越得到欧美汽车巨头的认可。福斯(Volkswagen)汽车集团原来的技术命门是高效清洁柴油车,但当前,他们正被油电混合车的强大市场前景“吸附”过来。福斯汽车向外界透露,福斯汽车集团与世界领先的充电电池开发商日本三洋(Sanyo)公司缔结合作协定,两家公司将携手开发基于锂离子技术的新型高效高性能电池系统。并准备在2012年正式投入环保汽车的使用。

2010年福斯步入锂电时代

在锂电池领域市场占有率居全球首位的日本三洋电机5月28日宣布,将加强对车用锂电池研发及生产领域的投资,并从2009年开始量产。从2006年初开始,三洋就与德国福斯集团携手开发新一代镍氢电池系统。该电池已进入试制阶段,今后的主要任务将是进一步提高其安全性能等品质保证系数。

福斯集团则表示计划最早在2010年开始,将锂离子电池技术应用于汽车。在2009年日内瓦车展上,福斯汽车集团展示了Golf TDI (柴油)油电混合车的养车,显示出高科技柴油油电混合车系统与7速DSG技术相结合所具有的强大节能潜力。奥迪(Audi)也有代号为A1的概念车,采用这项创新技术,续航里程已经可以达到100公里。

戴姆勒汽车也与德国Evonik公司合资生产汽车锂离子电池,按照双方签订的合作意向书,戴姆勒汽车将持有作为开发和生产合作方的Evonic公司旗下的Li-Tec Battery公司近50%的股份,Evonic公司仍对该公司具有控股权。但如果与建第二家生产高效能锂离子电池的合资工厂,届时戴姆勒汽车将拥有新工厂90%的股份,剩余股份由Evonic公司持有。电池技术主要由Li-Tec Battery公司来提供。戴姆勒汽车将从2010年起量产电动车,并已经量产电动车和燃料电池油电混合汽车。

日本加快锂电开发技术

预计到2015年,全球市场油电混合车电池的需求与现在相比增加三倍,市场规模将达23亿美元,将于2009年首次应用在油电混合车上的锂离子电池很可能会占据整个电池市场的半壁江山。日美欧汽车大厂预计2010年前后将正式在车用车上搭载锂离子电池。

丰田(Toyota)也在加快研究开发锂离子电池技术。丰田与松下共同出资建立的电池生产企业Panasonic EV能源将投资新建一间生产下一代锂离子电池的工厂,并加强现有工厂的镍氢电池产能,公司车载电池产能有望从2007年的50万个左右增加到2011年的100万个。

日产和NEC共同斥资1.94亿美元在全球首次量产油电混合车及电动车等环保型汽车专用的锂离子电池。新合资工厂产品可提供10000辆油电混合车或电动车使用,未来产量将提高5倍。日产同时向雷诺(Renault)公司提供这种锂电池。并计划2010年开始向美日市场推出电动车。

三洋在这几年将投资800亿日圆,力争到2015年使新型车用锂电池产能达到每月1000万个模组,满足170万至200万辆油电混合车的需求,还将根据市场需求动向考虑于2010年建设新的车用锂电池工厂。同时,三菱重工(Mitsubishi)、东芝(Toshiba)也表示2010量产或投资车用锂电池。

车用电池厂的运营分析

电池厂应用车种主要客户产能规划

AESC HEV、EV 日产、雷诺、富士重工2010年年产量约30万个电池组Panasonic EV Energy HEV、PHEV 丰田2011年可望供应100万台电动

车锁需的车用电池

三洋HEV 福斯、奥迪2010年年产量12万个电池组

东芝EV 2015年月产值达到2000亿日

圆。2015年单月产能1000万颗。比亚迪EV、PHEV 比亚迪供应旗下车厂使用,预估2009

年年产能80万辆车。

A123 Systems PHEV、EV 通用、上海汽车2013年产能可供应500万辆HEV SB LiMotive HEV、PHEV 2020年目标市占率30%

LG Chem HEV、PHEV 通用、现代、起亚2013年前市占率20%

一直以来,电池的一次充电续航里程、充电时间、使用寿命等被认为是阻碍电动车商业化的最大瓶颈。但目前很多业内专家都认为,充电站的布网建设,欲成为制约电动车发展的一个瓶颈。

据悉,在电动车充电站10分钟即可充满70%的电,而在家庭或停车场使用普通电源充电,220伏大约要10小时左右才能完全充满。不过,据了解,目前建议价充电站多花成本大约在100万至150万元之间。这么大的投入,单靠一家企业去建设充电站显然不大可能。此外,当许多电动车同事需要充电时,瞬间电量将会非常大,对于电厂来说如何负荷瞬间的大电量也是技术上的一大考验。

各国积极建设充电网

东京电力公司是一家为日本首都地区供电的公共事业集团。日本东京电力公司已经带头参与有关的基础建设,2010年东京将率先建成两百多个充电站,三年后将增加到一千个以上,为电动车解决路上充电的困扰,为后续的绿能新车型上市做好基础准备。

东京电力公司已经开发出了一种充电设备,能在5分钟的停车时间内提供足够让一辆小型电动车行驶40公里的电量,比目前的实验系统有极大的改进。

汽车企业也没有放松对电动车的研发。本田、丰田、三菱等公司纷纷表示,要在一两年内上市跟多电动车型。

在此之前,通用汽车业宣布将与非营利性机构——美国电力研究协会(EPRI)及三十多家电力企业展开大规模合作,以加速推动电动车的商业化进程。据悉,这是迄今为止,汽车制造商与电力行业就电动车的商业化推广展开的规模最大、范围最广的一次合作。

建立全球统一充电标准

除了建构充电网外,汽车产业也正在协调出一个业界标准,德国第二大能源企业莱茵斯韦斯特法伦电力股份有限公司(RWE)在汉诺威展示了与戴姆勒集团合作制定的电动车充电插头标准的原型样品。世界几大主要汽车制造商与顶尖的能源企业也已经针对标准达成共识,确定了具体方案。

该标准将对所有的汽车制造商开放以确保未来电动车在世界范围内可以使用统一的方法充电而无需添加各自的调整系统。这个计划强调,未来一辆电动车在意大利的充电方法必须和在丹麦、德国好法国一样。吸取笔记型电脑和刮胡刀在异国充电困扰的教训,在汽车界,电动车充电问题必须提前获得解决。

2.14 电动车市场燃气车市明灯,掌握关键技术抢占市场先机

电动车市场已经成为各家汽车大厂逐鹿的战地,日本大厂早在1990年代就已经专注发展这方面的技术,而欧美车厂则是因为油价、能源等议题逐渐发烧,才意识到环保节能车种的重要性。

日系车厂投入时间早,价格具有竞争力

新能源汽车核心技术详解:电池包和BMS、VCU、-MCU

新能源汽车核心技术详解:电池包和BMS、VCU、 MCU 电子创新网| 2001-15-20 11:54 2014年国内新能源汽车产销突破8万辆,发展态势喜人。为了使新能源爱好者和初级研发人员更好地了解新能源汽车的核心技术,笔者结合研发过程中的经验总结,从新能源汽车分类、模块规划、电控技术和充电设施等方面进行了分析。 1 新能源汽车分类 在新能源汽车分类中,“弱混、强混”与“串联、并联”不同分类方法令非业内人士感到困惑,其实这些名称是从不同角度给出的解释、并不矛盾。 1.1消费者角度 消费者角度通常按照混合度进行划分,可分为起停、弱混、中混、强混、插电和纯电动,节油效果和成本增等指标加如表1所示。表中“-”表示无此功能或较弱、“+”个数越多表示效果越好,从表中可以看出随着节油效果改善、成本增加也较多。 1.2技术角度

图1 技术角度分类 技术角度由简到繁分为纯电动、串联混合动力、并联混合动力及混联混合动力,具体如图1所示。其中P0表示BSG(Belt starter generator,带传动启停装置)系统,P1代表ISG(Integrated starter generator,启动机和发电机一体化装置)系统、电机处于发动机和离合器之间,P2中电机处于离合器和变速器输入端之间,P3表示电机处于变速器输出端或布置于后轴,P03表示P0和P3的组合。从统计表中可以看出,各种结构在国内外乘用或商用车中均得到广泛应用,相对来说P2在欧洲比较流行,行星排结构在日系和美系车辆中占主导地位,P03等组合结构在四驱车辆中应用较为普遍、欧蓝德和标致3008均已实现量产。新能源车型选择应综合考虑结构复杂性、节油效果和成本增加,例如由通用、克莱斯勒和宝马联合开发的三行星排双模系统,尽管节油效果较好,但由于结构复杂且成本较高,近十年间的市场表现不尽如人意。 2 新能源汽车模块规划 尽管新能源汽车分类复杂,但其中共用的模块较多,在开发过程中可采用模块化方法,共享平台、提高开发速度。总体上讲,整个新能源汽车可分为三级模块体系、如图2所示,一级模块主要是指执行系统,包括充电设备、电动附件、储能系统、发动机、发电机、离合器、驱动电机和齿轮箱。二级模块分为执行系统和控制系统两部分,执行部分包括充电设备的地面充电机、集电器和车载充电机,储能系统的单体、电箱和PACK,发动机部分的气体机、汽油机和柴油机,发电机的永磁同步和交流异步,离合器中的干式和湿式,驱动电机的永磁同步和交流异步,齿轮箱部分的有级式自动变速器(包括AMT、AT和DCT等)、行星排和减速齿轮;二级模块的控制系统包括BMS、ECU、GCU、CCU、MCU、TCU和VCU,分别表示电池管理系统、发动机电子控制单元、发电机控制器、离合器控制单元、电机控制器、变速器控制系统和整车控制

新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势

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。

新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法..

附件2 新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用 行业规范公告管理暂行办法 (征求意见稿) 第一章总则 第一条为加强新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范管理,促进废旧动力蓄电池综合利用行业健康发展,提升废旧动力蓄电池综合利用技术及行业发展水平,依据《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》(以下简称《规范条件》),制定本办法。 第二条本办法适用于中华人民共和国境内(香港、澳门、台湾地区除外)所有类型新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用企业。 第三条工业和信息化部及各地方工业和信息化主管部门负责对符合《规范条件》的企业实行动态管理,工业和信息化部委托相关专业机构负责协助做好公告管理相关工作,企业按自愿原则进行申请。 第二章申请和核实 第四条申请符合《规范条件》公告的废旧动力蓄电池

综合利用企业,应当具备以下条件: (一)具有独立法人资格; (二)遵守国家有关法律法规,符合国家产业政策和行业发展规划的要求; (三)符合《规范条件》中有关规定的要求; (四)企业建设项目的立项申请、土地使用权取得等手续符合相关法律法规规定和建设项目管理程序要求; (五)企业不生产、销售和使用《产业结构调整指导目录》中明令淘汰的落后工艺、技术、装备及产品; (六)安全生产条件符合有关标准、规定,依法履行各项安全生产行政许可手续。 第五条符合本办法第四条所列条件的现有废旧动力蓄电池综合利用企业可向所在地的省、自治区、直辖市工业和信息化主管部门提出公告申请,如实填报《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件公告申请书》(见附件1,以下简称《申请书》)。 企业申请规范公告应当提交以下材料,并对申请材料的真实性负责: (一)《申请书》所列企业全部相关信息; (二)企业法人营业执照副本复印件; (三)项目建设立项审批、核准或备案相关文件复印件;

xxxx年我国新能源汽车锂电池投资项目一览.doc

汽车网讯随着全球新能源电动汽车热潮的兴起,作为新能源汽车“心脏”的动力锂电池也迅猛发展。特别是在我国“十二五”发展规划中对“新能源”、“新材料”产业板块的政策重点扶植下,锂电池行业的热度再次急剧升温,受到了人们的格外重视,其巨大的市场空间被业内普遍看好。以下是盖世汽车网整理的 2010年新能源汽车锂电池投资项目。 中国比克为奇瑞新车型供应高功率车用锂电池 中国比克电池公司日前宣布中国比克为奇瑞汽车股份有限公司(“奇瑞”)在第 25届世界电动车大会暨展览会上发布的奇瑞首款锂电电动车瑞麟M1提供车载高功率锂电池。除了瑞麟M1 的新车上市发布外,奇瑞还将展出其他四款最新开发的电动车车型,包... 青岛 65.7 亿投向新材料将建全球最大锂电池基地 据了解,今年青岛海霸能源有限公司和宏耐新能源两个投资 10亿元以上的大型企业分别在胶南、即墨开建,建设生产能力为10亿安时的动力锂电池,而近日三菱化学一期投资2.6亿元的锂电池负极材料项目落户平度香店街道,建成后将成为全球最大的锂电池材料加工厂 ... 中国规模最大的锂电池生产基地落户江西 国内规模最大的锂电池生产基地日前在江西吉安落成投产。此项目总投资4亿多元,日产锂电池50多万只,产品主要用于电动汽车、储备电源、便携式设备等领域,市场前景广阔。基地的建成将大大推动吉安绿色新能源产业的发展。 航天机电闯关锂电池首条生产线落沪 上海世博会推动中国新能源汽车加速发展。记者 9月 1 3日获悉,上海航天汽车机电股份有限公司已建成上海首条车用动力锂离子电池生产示范线,年供应2000余辆纯电动轿车。此外,随着世博会人流不断增长,对新能源需求增大,上汽集团追加供应了约 100辆电动车。 9月 13 日,在通用汽车... 金龙铜管涉足锂电池

新能源汽车动力电池及其管理系统试卷A

新能源汽车动力电池及其管理系统试卷A 汽运19-301(26人) 一、【单选题】(每题2分共20分) 【单选题】 1、可逆电池的定义是:外接电源电压(A)电池装置电动势。(2分) A.大于 B.等于 C.小于 D.不一定 【单选题】 2、以下电池中不作为电动汽车动力电池的是(D)。(2分) A.铅酸电池 B.锂离子电池 C.镍氢电池 D.锌银电池 【单选题】 3、关于蓄电池的检测,下列说法正确的是(D)。(2分) A.外观检查时,只检查蓄电池接线柱、电缆和托架固定架是否有腐蚀即可。 B.外观检查时,只检查蓄电池周围无漏液,壳体和桩柱无破损裂纹即可。 C.用万用表检测蓄电池电压,只要在12.6V以上就一定可以用。 D.万用表检测的蓄电池端电压,只能作为检测的参考因素。 【单选题】 4、(B)电池性能比较高,可以快速充电、高功率放电、能量密度高,且循环寿命长,但高温下安全性能差。(2分) A.镍氢电池 B.锂离子电池 C.铅酸电池 D.锌银电池 【单选题】 5、动力电池包衰减诊断故障代码在下列(B)情况下可能出现。(2分) A.电池组已经退化到需要进行更换 B.电池组已经退化到只有原电池容量的20%左右 C.车辆的动力电池包电压为0伏 D.这些诊断故障代码是根据汽车的行驶里程设定的 【单选题】 6、动力电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理,即动力电池能量管理模块,也称为动力电池管理系统,或动力电池能量管理系统,简称(C) 。(2分) A.BBC B.ABS C.BMS D.EPS 【单选题】 7、集中式动力电池管理系统的特征是(D)。(2分) A.电池管理系统与电池包分开 B.电池信息采集器与电池管理控制器分开 C.电池信息采集器与电池模组分开 D.信息采集器和管理器集合在一起

江西省十大战略性新兴产业(新能源汽车及动力电池)发展规划

江西省十大战略性新兴产业(新能源汽车及动力电池)发展规划(2009-2015) 根据省委、省政府确定的《江西省科技创新“六个一”工程实施意见》,为引导并促进我省新能源汽车及动力电池产业发展,特编制本规划。规划以2008年为基准年,规划期为2009~2015年,2012年前着重实施一批重大工程和项目。 一、发展基础 (一)产业现状。 我省新能源汽车及动力电池行业正处于研发试产阶段,主要汽车制造企业均开发了新能源汽车样车,不少企业已经涉足锂离子动力电池研发和生产。新能源汽车方面,江铃、昌河、安源客车等汽车制造企业正在开发生产混合动力和纯电动汽车产品,涉及商务车、匹卡车、轿车、客车、全地形车等多个类型;动力电池方面,已有10余家企业涉足铅酸蓄电池生产,1家企业涉足镍氢电池负极材料贮氢合金粉生产,5家企业开展锂电池研发和生产,其中4家企业已投产或正在新建锂离子电池生产线、1家企业正在新建锂电池正极材料生产线,此外,还有1家企业正在新建动力模块生产体系。但总体来看,还存在行业发展尚未形成规模、关键技术有待进一步突破,制造成本仍然较高、市场开拓还需较长过程等诸多问题。 专栏1:骨干企业研发生产现状 (一)新能源汽车 1、江铃股份公司:累计销售近30辆全顺纯电动电力工程车,已试制完成纯电动匹卡车; 2、江铃控股有限公司:已开发风华纯电动汽车样车,采用复合硅盐蓄电池; 3、昌河汽车股份有限公司:以爱迪尔Ⅱ为平台,与南昌大学合作开发了硅能蓄电池纯电动车; 4、安源客车制造有限公司:已试制出超速传动混合动力城市客车,2台样车将提供南昌公交公司示范运行; 5、江西凯马百路佳客车有限公司:已向澳大利亚出口了10辆自行开发生产的混合动力客车,并与浙江万向集团合作开发了纯电动公交客车; 6、南昌福瑞德科技有限公司:已开发了纯电动全地形车、E-90(QQ3轿车为基本型)纯电动车等多款纯电动汽车,并向美国出口了50多辆纯电动全地形车。 (二)动力电池 1、江西美亚能源股份公司:已在南昌高新区建成1条年产1500万安时的磷酸铁锂动力电池生产线,正在安义工业园区新建年产4000万安时的磷酸铁锂动力电池生产线,配套用于电动汽车和电动自行车;

新能源车快速爆发,锂电池大有可为

新能源车快速爆发,锂电池大有可为 近年来,资本的涌入带动了新能源汽车产业链项目的投资拓展,以锂离子电池为代表的新能源动力电池行业出现结构性扩张。锂电池为新能源汽车的核心零部件,占新能源汽车生产总成本的40%。 国内外主要动力锂电池企业都在产能扩张方面有所布局,以迎接新能源产业快速发展的机遇。 高工锂电预计到2023年,全球动力锂电池需求量将达511GWh,未来五年复合年均增长率达36.7%。

锂离子电池是现代高性能电池的代表,指一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。 锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成,此外还有电池外壳。 由于进入壁垒较低、技术路线多以及上下游一体化延伸等原因,正极材料集中度相对较低,2020年第一季度CR5为38.33%,与2019年基本持平。 2020年第一季度实现供货的正极材料厂商17家,相比2019年减少了7家,表明行业洗牌已经开始,产能、技术、客户结构较差的小企业开始退出市场,集中度有望提升。 正极三元材料格局相对散乱,2019年CR5市占率相比2018年有所提升至53%,前五名厂商市占率均在10%左右,相差较小。 铁锂正极材料近两年CR5保持稳定,而龙头企业德方纳米深度绑定核心大客户宁德时代,2019年市占率提升至29%,贝特瑞市场份额也有明显提升,呈现出“一超多强”的局面。 2019年中国锂电池四大原材料份额格局

数据负极材料龙头格局稳定,马太效应明显。2019年CR5从去年的77%提升至79%。贝特瑞、杉杉股份、璞泰来产业地位稳定,凯金受益于核心客户宁德时代的需求增加,市占率增长较为显著,目前排在第四位。 隔膜是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件,在动力电池中成本占比约为10%-20%。 隔膜在锂电池中主要起到隔绝正负极防止短路并提供微通道支持锂离子迁移的作用,对电池安全性、倍率性能和循环性能影响关键。 隔膜竞争格局中,恩捷股份寡头地位确立。湿法隔膜行业呈现出明显的“一超多强”的市场格局。恩捷股份是湿法隔膜行业的龙头,2019年市占率达到43%。随着恩捷股份收购排名第二的苏州捷力的完成,其市占率将轻松突破50%,湿法隔膜寡头地位已然确立。

新能源汽车之动力电池(2020)市场拐点将至

新能源汽车之动力电池(2020)市场拐点将至 新能源汽车之动力电池(2020)报告,重点分析了动力电池领域最新的技术路线革新和政策变迁对行业竞争格局的新变化。 ■动力电池市场规模有望达860亿,未来拥有一定的增量空间。动力电池市场规模的三大核心因素是新能源汽车销量、单车带电量、动力电池售价。关于新能源汽车销量,随着补贴退坡平缓、产品力显著提升、配套设施持续完善和C 端用户需求释放,2021年有望迎来拐点。预计2022年销量有望达到160万,未来2年的年复合增长率约为22.57%。关于单车带电量,在技术、政策、用户需求驱动下,续航里程逐年提升,助力单车带电量持续攀升,预计未来2年的年复合增长率约为10.02%;关于动力电池售价,在下游整车平价需求、上游原材料成本下降和自身制造成本下降三维度助力之下,动力电池售价逐年下降,预计未来2年的年复合增长率约为-9.93%。单车带电量的提升有望对冲掉动力电池售价的下降,动力电池市场规模随销量的增加而呈上升的趋势,预计2022年有望达860亿,约为2019规模的1.2倍。 ■技术路线:磷酸铁锂有望回暖至40%,模组技术有所革新。目前动力电池技术路线有所波动,在材料层面:动力电池领域形成了三元(69.96%)为主、磷酸铁锂为辅(28.18%)的产品结构。随着补贴退坡、新国标5 min热扩散要求、能量密度边际改善,磷酸铁锂呈现回暖趋势,预计2021年有望回暖至35~40%。而高镍三元由于能量密度优势凸出,成本和安全边际逐渐改善,未来仍将是动力电池的主流方向。在工艺层面:推出了具有革新性的无模组技术(CTP和刀片电池),在高镍电芯的基础上,新能源汽车续航里程有望达到接近800km,助力新能源汽车渗透率进一步提升,利好拥有无模组技术的龙头企业。 ■竞争格局:外资有望重回前列,二线企业有望崛起。动力电池白名单取消,外资企业强势进入,2020 Q1 LG(10.7%)和松下(4.7%)分别位列第三、第四,未来随着原材料国产化进程、客户资源增加、现有车型放量,其市场份额呈上升趋势,外资企业有望重回前列;外资车企对供应商的新一轮选择和车企二供的开发,有望孕育新的微巨头,优质二线电池企业仍有望崛起。

未来新能源汽车电池行业研究分析(精)

未来新能源汽车电池行业分析(精)

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新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。中投顾问新能源汽车行业部指出,新能源汽车对电池要求很高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。 据发布的《2009-2012年中国电池行业投资分析及前景预测报告》显示,新能源汽车将朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径发展。短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池,磷酸铁锂电池的不成熟,以及工信部出台的新能源汽车准入新标准也让镍氢电池生产商看到了中短期的希望。不过,3-5年内在锂电池技术成熟后,镍氢电池市场将被锂电池逐渐蚕食。 再者,近年来燃料电池(FC技术的突飞猛进使得氢能的梦想在21世纪开始变成现实。而以氢为动力的燃料电池汽车(FCV得到了世界各国政府和企业的高度重视,并且取得了重大进展,预计在未来的5--10年内FCV将正式进人市场,以加氢站、输氢管道建设为标志的“氢经济”初露端倪。 研究发现,日本的锂电池供应商占有较大的优势地位,并已开始着手制定统一的锂电池规格、安全标准、充电方式。而美国为了不让自己由对进口石油的依赖变成对外国锂电池的依赖,也在扶持电动车和锂电池制造企业,美国能源部也于2009年批准了250亿美元的贷款。相比较之下,欧洲的汽车企业虽然在绿色节能环保方面非常激进,甚至更为激进,但他们在改进传统的发动机(如使其“小型化”,利用汽/柴油直喷技术等方面,或者氢动力车方面,优势更为明显。 1. 政策利好镍氢电池迎来投资盛宴 产业研究中心获悉,2010年6月25日工信部对外公布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,并于7月1日起施行,到2010年12 月31日前适用。根据工信部出台的新标准,以镍氢电池生产的混合动力乘用车被归类为成熟产品,允许在全国范围内销售使用,对镍氢电池产业是一大利好。 1.1. 镍氢电池发展现状分析 3

浅析新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/ae3839557.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.360docs.net/doc/ae3839557.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。

新能源汽车电池基本知识

新能源汽车电池基本知识 电池(battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。 电池原理 在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并 在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、 铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极 活性物质由电位较正并在电解质中稳定 的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、 氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及 其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是 具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、 盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融 盐或固体电解质等。当外电路断开时,两 极之间虽然有电位差(开路电压),但没有 电流,存储在电池中的化学能并不转换为 电能。当外电路闭合时,在两电极电位差 的作用下即有电流流过外电路。同时在电 池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量(焦);F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流

新能源电动汽车电池管理系统的主要功能

一二三四新能源电动汽车电池管理系统的主要功能 国际电动学会(IEC)在1995年制定的电池管理系统标准中给出的电池管理系统应有的主要功能包括:显示SOC;提供电池温度信息,电池高温报警;显示电解液状态;电池性能异常早期报警;提供电池老化信息;记录电池关键数据等。 当95年制定标准时,电池的发展还没有达到电动车辆的要求,主要采用的铅酸蓄电池,人们对电动车、尤其是混合电动车的认识还不够。随着电动汽车的发展,对先进电池的需求和对电池管理系统的要求也日益提高。电动汽车的电池管理系统比较复杂,需要针对车用动力电池专门设计,并且对于不同的动力电池,对管理系统的要求也有差异。实用的电池管理系统功能主要包括:数据采集、电池状态估计、能量管理、热管理、安全管理和通信功能,其他扩展功台旨包括充电管理、数据显示、能量管理和故障诊断等。 电动汽车电池管理系统——数据采集 电池管理系统的所有算法、电动车的能量控制策略、驾驶员的驾驶信息等都以采集的数据作为输入,采样速度、精度和前置滤波特性是影响电池管理系统性能的重要指标。电动汽车管理系统的采样速率一般要求大于200Hz。电池能量管理系统按电池包内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。电池箱内通常有温度传感器及电压、电流或内阻的测量装置。 电动汽车电池管理系统——电池状态估计 电动汽车电池状态主要包括SOC和SOH等。是车辆进行能量或功率匹配和控制的重要依据。电动汽车在行车过程中,该系统能随时对车辆的能耗进行计算,最终给出该电源系统的SOC值,供多能源管理系统或整车控制器进行功率配置或确定控制策略,对于纯电动车来说使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶,在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充电功能的地方,补充电量防止半路抛锚。 电动汽车电池管理系统——能量管理 在能量管理中,电流、电压、温度、SOC、SOH 参数作为输入用来完成以下功能:控制充电过程,包括均衡充电;用SOC、SOH和温度限制电动汽车电源系统的输入、输出功率与能量;放电过程的监控与管理。 电动汽车电池管理系统——安全管理 电动汽车电池管理系统的安全管理具体功能包括监测电池的电压、电流、温度等是否超过限制;防止电池过度放电,尤其是防止个别电池单体过度放电,防止电池过热而发生热失控;防止电池出现

新能源汽车之动力电池

动力电池产业深度研究报告 一、动力电池产业简介 动力电池是电动汽车的动力源,是车载能量的存贮装置。动力电池在纯电动汽车、燃料电池汽车、非插电式混合动力汽车和插电式混合动力汽车上作为驱动力能源,同时向空调系统、动力转向系统、照明、信号系统、刮水器和喷淋器以及车载娱乐和通信设备等设施提供电能。在新能源汽车中其还作为驱动电机的动力源,为新能源汽车提供动力。 随着近两年新能源汽车行业的快速发展,动力电池作为在新能源汽车占比高达50%的动力系统的核心部件未来将随着行业的发展呈现爆发式的增长。 2. 行业产业链

3.技术发展趋势 由于目前动力电池的主要应用方是新能源汽车,并且由于续航里程一直是该行业的主要限制因素,因此高能量密度的三元锂电池将逐步成为行业趋势(在没有其他技术颠覆的情况下)。对于磷酸铁锂电池,目前主要应用于新能源客车行业,由于新能源客车行业目前主要的替代方是公交车,因此安全问题的考虑反而大于续航问题,伴随着城市公交替代的逐步完成,磷酸铁锂电池的行业天花板也逐渐显现,未来的发展空间有可能在储能领域的渗透(因为储能领域的安全考虑大于能量密度考虑) 二、动力电池产业全球现状分析 1.全球产销分析 动力锂电池属于锂电池行业的一个分支,因此对于锂电池行业的研究十分必要。全球锂电池行业近5年来发展迅速,在2014年之前主要得益于消费电子的快速增长,随着消费电子的增速放缓,2014年之后新能源汽车行业异军突起,继续带动整个锂电池行业的发展。全球的锂电池出货量从2011年的26.64GWH增长到2016年的118.7GWH,年复合增长率达到34.83%,可谓是增长迅速。

新能源汽车各种电池详细解释

随着国家对新能源汽车行业扶植力度的加大,越来越多的新能源汽车走进大众的视野。很多汽车品牌强势进军新能源汽车领域,使得新能源汽车技术不断成熟、供消费者选择的车型也越来越多,加上新能源汽车经济实用、绿色环保的特点,越来越多的家庭和企业将新能源汽车作为买车、换车的第一选择。 新能源汽车江湖有句话:“新能源汽车,得电池者得天下”。动力电池技术成了关乎一台新能源汽车性能的关键,因此本期文章,知科君为大家普及一下新能源电动汽车最重要的核心部件---汽车动力电池 首先我们了解下电池,总称为化学电池,现阶段我们将总类的化学电池可以分为; 一次电池,也称干电池,即不能够再充电的电池,如生活中常用的5号碱性电池; 二次电池,即可充电的电池,这也是汽车动力电池最基本的要求; 燃料电池,指正负极本身不含活性物质,活性材料连续不断从外部加入,如氢燃料电池; 对于新能源汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的二次电池和燃料电池,也就是有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池,目前发展迅速可谓“炙手可热”;另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池, 氢燃料电池,目前与二次电池比起来,有一个很大的优势,就是可以在很快时间(五分钟左右)给电池加满燃料,而不是等上几个小时来充满电。氢燃料电池充入的是氢气,而最终产生水分,也没有废旧电池回收的问题,可以说是真正的新能源汽车,但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用、以及最重要的安全、储存等方面因素,目前发展还是很大的瓶颈,不如二次电池发展的成熟。

在二次电池中,就目前锂电池无论在能量密度,循环寿命和环保性能上都具有很大的优势,是目前动力电池的首选,动力电池技术成了关乎一台新能源车型性能的关键,因此很多车企纷纷押宝在新能源电池领域。目前市面上主流的新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池、镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元锂(镍钴锰酸锂)等几大门类。今天知科君就带大家从目前市场上动力电池的主流技术路线。去研究研究关于动力电池中的各种门道,看看这些电池都有什么优缺点!哪种才是适合咱们家用的电池类型。 铅酸电池 优点:成本低、低温性较好,价比高 不足:能量密度低、比功率低、寿命特别短、体积大、安全性差 作为比较成熟的技术,因其成本较低,而且能够高倍率放电,性价比高、依然是可供大批量生产的电动车用电池、如电动自行车、摩托车、低速电动车及老年代步车。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度及使用寿命都很低,以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及较高的续航里程、因此一般只能用于低速车的使用。 铅酸图片 镍氢电池 优点:价格低廉、技术成熟、寿命耐用性长

新能源汽车电池项目可行性研究报告

新能源汽车电池项目可行性研究报告 xxx有限公司

摘要 2018年新能源汽车产销量产销数据增幅明显,主要原因在于:1、大城市对新能源汽车的优惠政策和对燃油车各种的限制措施,导致越来越多的消费者转向新能源汽车。2019年以来,新能源汽车产销高速增长。2019年6月中国新能源汽车产销量分别完成13.4万辆和15.2万辆,比上年同期分别增长56.3%和80.0%。其中,2019年6月中国纯电动汽车产销分别完成11.3万辆和12.9万辆,比上年同期分别增长78.0%和106.7%。2019年6月中国插电式混合动力汽车生产完成2万辆,比上年同期下降8.9%。2019年6月中国燃料电池汽车产销分别完成508辆和484辆,比上年同期分别增长9.8倍和14.6倍在中游锂离子动力电池领域,根据2016年11月工信部发布的《汽车动力电池行业规范条件(2017年)(征求意见稿)》,政府提高新能源汽车行业准入门槛、培育优质企业的政策理念逐步明确。而补贴支持方面,从2017年发布的新能源汽车推广目录来看,搭载磷酸铁锂电池的新能源汽车数量约占同类车型的50%,其中搭载宁德时代产磷酸铁锂电池的新能源汽车约占35%。综合来看,未来在新能源汽车行业中下游各环节的逐步规范以及准入门槛提高的背景下,市场资源也

会逐步向中上游优质的厂商倾斜,锂离子动力电池的市场集中度将进一步提高。 新能源汽车行业经历了连年的高速增长后,在2019年受补贴退坡的影响,产销增速出现放缓,2019年新能源汽车分别实现产销124.2万辆和120.6万辆,同比分别下降2.3%和4.0%,预示着市场的阶段性调整已经开启。核心市场发展过度依赖政策驱动,退坡引发的市场冲击导致消费者需求趋于理性,产品自身的实力成为影响消费者决策的关键。在此背景下,北汽新能源EU系列销量领先,2019年销量突破十万辆。受全球各国对新能源汽车扶持政策加码的影响,国内扶持政策维持或加大力度的预期增强。2019年12月3日,工信部发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》征求意见搞:主要目标为:2025年新能源汽车销量占比25%。 该新能源汽车电池项目计划总投资15785.47万元,其中:固定资产投资12672.98万元,占项目总投资的80.28%;流动资金3112.49万元,占项目总投资的19.72%。 达产年营业收入28070.00万元,总成本费用21289.74万元,税金及附加310.78万元,利润总额6780.26万元,利税总额8026.25万元,税后净利润5085.19万元,达产年纳税总额2941.06万元;达产

新能源汽车三大核心部件(锂电池、电机、电控系统)可研报告

新能源汽车及新能源汽车三大核心部件(锂电池、电机、电控系统) 可 行 性 研 究 报 告

目录 第一章总论.............................................................. 错误!未定义书签。第一节项目概况 ........................................................ 错误!未定义书签。第二节研究工作的依据和范围 ................................ 错误!未定义书签。第三节研究工作的概况 ............................................ 错误!未定义书签。第四节研究结论 . (2) 第二章项目提出的背景和建设的必要性 ................. 错误!未定义书签。第一节项目提出的背景 ............................................ 错误!未定义书签。第二节项目建设的必要性 ........................................ 错误!未定义书签。第三章市场预测与建设规模 ..................................... 错误!未定义书签。第一节市场预测 ........................................................ 错误!未定义书签。第二节建设内容和建设规模确定的依据................ 错误!未定义书签。第三节项目建设规模 ................................................ 错误!未定义书签。第四章建设条件与场址 ............................................. 错误!未定义书签。第一节建设条件 ........................................................ 错误!未定义书签。第二节场址 ................................................................ 错误!未定义书签。第五章工程技术方案 ................................................. 错误!未定义书签。第一节项目组成 ........................................................ 错误!未定义书签。第二节总平面布置 .................................................... 错误!未定义书签。第三节土方平整设计 ................................................ 错误!未定义书签。

新能源汽车动力电池研究进展与展望

当代化工研究Modern Chemical R esearch 5 2019?10行业动态 新矣旨源汽车动力电池研究进展与展望 *姚乐靖 (艾青中学浙江321000) 摘耍:伴随着社会的进步,为保护环境、减少污染、开发清洁能源,发展来源丰富、环保节能的新能源汽车引起了各国的重视与研究.而开发环境友好、性能优越的动力电池是有效发展新能源汽车、提升其应用价值与前景的核心问题.本文通过对新能源汽车进行简单介绍,简要分析新能源汽车动力电池餉发展过程及各类动力电池的工作原理,并从电池性能、循环使用寿命、材料与成本等方面对各类动力电池特点与发展前景进行简要总结,对不同类型电池优势及目前存在的问题进行评述,对未来新能源汽车动力电池的发展提出前景展望与建议. 关键词:新能源汽车;动力电池;锂离子电池;应用 中图分类号:T文献标识码:A Research Progress and Prospect of Power Batteries of New Energy Vehicle Yao Lejing (Aiqing High School,Zhejiang,321000) Abstracts Along with the progress of society,in order to protect the environment,reduce pollution,develop clean energy,develop new energy vehicles with abundant sources,environmental protection and energy saving has attracted the attention and research of various countries. The development of p ower batteries with environmental production and superior performance is the core issue to effectively develop new energy vehicles and enhance their application value and prospects.This paper briefly introduces new energy vehicles,briefly analyses the development process of p ower batteries of n ew energy vehicle and the working principle of v arious power batteries,and briefly summarizes the characteristics and development p rospects of v arious power batteries f rom the aspects of b attery performance,cycle life,material and cost.This paper reviews the advantages and existing p roblems of d ifferent types of b atteries,and p uts f orward p rospects and suggestions f or the f uture development of n ew energy automotive p ower batteries. Key words i new energy vehicle^po^ver battery^lithium ion battery;application 1.前言 近年来由于环境污染和能源短缺问题的加剧,发展和利用不同类型的新型清洁能源,以替代不可再生的化石燃料及缓解环境污染问题引起了人们的广泛关注和研究。在各国政策的鼓励下,新能源汽车凭借其高能源利用率、低排放等优势迅速发展起来。按照中华人民共和国国家发展与改革委员会公告定义,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方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车切。而动力电池作为新能源汽车的重要组成部分,对新能源汽车的发展和应用起着至关重要的作用。如何开发和研究具有更高性能、更低成本的动力电池是推动新能源汽车实现更广泛市场化的重点问题之一。从材料易得的铅酸蓄电池,到容量较高的银氢电池,再到高性能的锂离子电池和燃料电池,动力电池的制备技术与性能提升方法不断地被研究升级,但是由于材料和技术等方面的不足,新能源汽车动力电池在性能的发挥和实用上还无法完全取代化石燃料。本文通过对不同类型的新能源汽车动力电池的介绍,从电池类型与结构、电池性能、循环使用寿命、材料与成本等角度分析其特点与优劣势,为设计与发展更高性能的动力电池提供建议。 2.新能源汽车的发展现状 新能源汽车主要分成纯电动汽车、混合动力汽车两大类。近几年我国在新能源汽车发展的方面已经有了很大的进步,诸多技术等已经有了巨大的突破,但在新能源汽车不断发展的过程中,一些问题不断的暴露出来,具体有以下几点:(1)新能源汽车产业发展战略不明确。(2)新能源汽车核心技术水平仍然不高。(3)政策依赖明显,用车环境有待提升孔 纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的车辆⑷。蓄电池是其唯一动力来源。纯电动汽车由于完全摆脱了对化石能源的依赖,对环境的污染较小,而且噪音小、结构简单、维修方便。但是纯电动汽车在高能量、低成本、长寿命以及安全性等方面具有较高的要求且存在需要改进提高的地方。混合动力汽车是指使用一种或多种动力源的车辆闻。混合动力汽车一般都是由内燃机和电动机组成,电力与化石燃料的结合即对环境有了一定的保护,又不影响汽车的使用,使其相对于纯电动汽车来说经济性和适应性更加强。我国现在更加注重混合动力汽车的发展,在不久的将来混合动力汽车会成为主流。 3.新能源汽车动力电池研究现状 根据汽车所用动力来源的不同,新能源汽车动力电池主要可以分为两大类,即蓄电池和燃料电池。应用在电动汽车上的储能技术主要是电化学储能技术,即铅酸、银氢、锂离子电池等储能技术。燃料电池主要利用氢能源的热值高、无副产物、环保等优势。近几年这些不同类型动力电池技术随着研究力度的增大都有了较大的提高,我们主要从电池原理技术、能量密度等电池性能、循环稳定性、成本和市场化等角度进行分析。 ⑴蓄电池 ① 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是目前新能源汽车中使用较为广泛的动力电

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