1、1电动汽车产业研究分析报告2目 录第一章 新能源汽车行业概况一、新能源汽车的时代即将来临二、新能源汽车发展的主要方向三、锂离子电池在动力电池中的地位四、动力锂离子电池正极材料的选择五、政策对新能源汽车产业化的推进六、新能源汽车产业链的核心价值七、技术优势将决定企业未来第二章 纯电动汽车的产业化发展概况一、国外企业产业化概况二、国内企业产业化概况第三章 纯电动汽车的发展历程及地区概况一、历史变革二、地区发展第四章 纯电动汽车面临的瓶颈问题一、技术争议二、运行经济性三、基础设施装备四、政府政策支持第五章 国内主要锂离子动力电池及材料厂家概况3一、国内主要锂离子动力电池厂家二、国内主要锂电池材料供应
2、商第六章 锂电池材料的制备及生产工艺概述一、当前国内锂电池材料现状二、锂电池材料的制备设备三、锂电池材料制备工艺的优化及性能第七章 动力锂电池生产工艺概述一、动力锂电池主要生产设备二、动力锂电池生产工艺概述第八章 电动汽车用驱动电机的现状及发展趋势一、引言二、驱动电机系统的特点及分类三、驱动电机系统的研究现状四、发展趋势第九章 国内外电动汽车技术现状分析一、纯电动汽车的技术动态二、电动汽车用锂电池技术的国内外进展简析三、国内外锂离子动力电池的关键技术及最新动态四、锂电动力电池组的均衡管理五、电池管理系统的软件设计六、电池管理系统的硬件设计第十章 锂离子动力电池生产过程的自动化与信息化技术4第一
3、章 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
4、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51.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
5、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“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
6、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61.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
7、：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具有较高的安全性与可靠性低成本：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7走强，锂离子电池的市场需
8、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能。(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
9、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 +55 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“绿色电池“，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8车乃至纯电动汽车的储能设备，
10、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
11、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9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)
12、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
13、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。五、政策助推，混合动力汽车产业化已经来临1.财政补贴大力支持混合动力汽车产业化2008 年 1 月 24 日，财政部、科技部发出了关于开展节能与新能源汽车示范推广试点10工作的通知，决定在北京、上海、重庆、武汉、深圳等 13 个城市开展节能与新能源汽车示范推广工作，表示将以财政政策鼓励在公交、出租、公 务和环卫等公共服务领
14、域率先推出新能源汽车，对推广与使用单位购买节能新能源汽车给予补助。2009 年 2 月 5 日，财政部发文，确 认了中央财政对购置新能源汽车给予补贴的对象和标准，其中够车补贴标准最高的为最大点功率比 50%以上的燃料电池公交车，每辆车可获得 60 万元的推广补助。2.财政补贴已能覆盖部分厂商的混合动力汽车与传统汽车的价差，混合动力汽车产业化序幕正式拉开此次财政补贴标准的确立主要依据新能源汽车与传统汽车的基础差价。我们以比亚迪的 F3DM 混合 动力汽车为 例， F3DM 的技术参数对应补贴金额为 5 万元，该车型的市场定价为 14.98 万元，其中磷酸铁锂电池成本为 5 万元，财政补贴后定价为
15、 9.98 万元，相同配置的传统汽车 F3 市场 定价为 7 万元。比亚迪表示，F3DM 实现年产量 20 万台后，磷酸铁锂电池成本降至 3 万元，考虑补贴后，届 时 F3DM 的售价为 7.98 万元，财政补贴已经能覆盖混合动力汽车与传统汽车的差价。我们通过 F3DM 与传统 汽车的对比可以看出，汽车行驶 10 万公里后，F3DM 与传统汽车相比支出减少 3.42 万元，实施财政补贴后， F3DM 与传统 F3 的差价为 2.98 万元，已经体现出良好的经济效益。我们认为，除了 财政补贴外，后 续可能推出的政策支持包括减免新能源汽车购置税等，届时，新能源汽 车的经济效益将进一步凸现。F3DM 续航里程达到 430 公里，其中纯电模式下行驶 100 公里，混合动力模式行驶330 公里，最高时速达 160 公里/小时。
