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公司提供镍氢动力电池与锂电池有关资料本文由tzy314314贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 目前在全球及全国范围内，就混合电动汽车和纯电动汽车而言，混合电动汽车是 电动汽车市场和技术发展的主流方向； 新近发展进来的插电式混合电动汽车有望 成为未来混合电动汽车发展新的市场和技术方向，但成本很高和技术难度极大； 在可预见的未来， 纯电动汽车因其固有的诸多特性只能在特定车型或特定环境下 有限度地使用，纯电动汽车可能是电动汽车的终极目标，但纯电动汽车的推广将 是人类一场漫长的、无法预测的梦想； 燃料电池汽车有可能是未来电动汽车发展方向， 但由于涉及燃料电池汽车存在诸 多近期不能克服的缺陷，尚需较长时间的研究开发和实证。但是，不论其发展历 程如何，作为主流燃料电池汽车的混合燃料电池汽车，仍然同一般混合电动汽车 一样，同样需要二次动力电池作为辅助动力源，严格讲，燃料电池混合汽车也是 混合电动汽车的一种。 混合电动汽车所用的电池体系中， 镍氢动力电池是目前唯一被实际验证并被商业 化、规模化的电池体系，是现实可行的混合电动汽车最佳能源解决方案；锂离子 电池尤其是磷酸金属锂盐系电池，仍然需要克服安全性、可靠性、高成本等关键 问题，其在常规混合电动汽车用动力电池市场上不具竞争力，是在8 年-10年后 有可能成为新型混合电动汽车PHEV 的动力电池体系，预计2030 年可占到整个 混合电动汽车用动力电池20-30%市场，但由于PHEV 及其电池成本较高，此时 镍氢动力电池仍是混合电动汽车主打电池体系。 超级电容不足以单独作为汽车驱 动能源，其与电池组成混合能量包有利于提高电池寿命。 对于科力远公司，目前以打造镍氢动力电池产业化生产能力为目标，谋求与混合 电动汽车同步发展，形成现实的市场价值，2008 年底前形成12000 辆HEV配套 的镍氢动力电池年生产能力，并据市场发展状况，适时扩大生产规模；同时积极 跟进研发磷酸金属锂盐系动力电池，作为储备技术，形成潜在的PHEV 电动汽 车用动力电池技术和市场支撑， 2008 年初组建了磷酸铁锂动力电池的研发团队。 世界电动汽车发展状况 正如前述，由于纯电动汽车各方面存在的诸多缺陷，使得纯电池汽车的发展历经 坎坷，几度沉浮，至今在市场和技术方面已远远被混合电动汽车所超越。由于纯 电动汽车市场份额较小及其本身固有缺陷而应用范围不广， 因此本文此节不作重 点讨论，只重点介绍混合电动汽车和可接入外电源的混合电动汽车。 常规混合电动汽车 2007 年全球电动汽车市场中，混合电动汽车占据了绝对市场份额。2007 年全球 前五位混合电动汽车市场从高到低依次是美国、日本、英国、加拿大和德国，如 图1 所示，前五大混合电动汽车市场的销售量总计约46 万辆，其中美国市场占 据了35 万2184 辆， 约77% ，是名副其实的混合电动汽车第一大市场。同时， 日本 、英国、加拿大和德国等重要市场尽管占据比例较低，但绝对数量提升较 快，增长潜力不可小觑，后来居上也未尚不可能。 截止 2008 年4 月底，丰田公司 在全球 共销售了145 万8325 辆混合电动汽车 ( 其中2007 年超出40万辆)，其中，PRIUS 为1027834 辆，RX400h 共售出了11 万9249 辆，LS600h 共售出了11338 辆，HIGHLANDER 和CS450h 共售出了 约为11 万辆，CAMRY 为118024。从绝对 数量上看，丰田公司 是名副其实的 全球第一大电动汽车供应商。 同时，我们也观察到，其它重要的汽车制造商也加入了混合电动汽车的行列，从 绝对数量上，日本本田 、美国福特、美国通用、日本尼桑等也出现了前所未有 的市场投入量，2008 年后其增长速度预计会大幅增长。这些都说明了混合电动 汽车成为汽车业的重要发展方向。 在欧洲， 以汽车闻名的德国，其本土汽车企业奔驰、宝马、奥迪和大众等世界 知名公司，统统加入了混合电动汽车行列，其市场投放量逐步迅速提升。在进入 电动汽车领域 较早的法国，其初以发展纯电动汽车为主，但经过多年波折，由 于纯电动汽车固有的局限性，几大汽车制造商如标致-雪铁龙公司近几年也转而 重点发展混合电动汽车，市场投放量也逐步提升，且增速较快。 在2007-2008 年度，由于石油价格屡创新高，给混合电动汽车提供了更加强劲的 增长势头，混合电动汽车似乎仍延续2007 年增长趋势，仅在美国市场上预计增 速达40%以上，这种增长除了现有汽车厂商贡献外，最大的增长趋动来自通用汽 车、 福特汽车和克莱斯勒中高档混合电动汽车品种， 如通用的卡迪拉克、 雪佛兰、 福特的Escape 和克莱斯勒两款混合汽车，混合电动汽车如泉涌般纷纭而出，推 动混合电动汽车快速发展。 尽管混合电动汽车增长速度如此之快，但2007 年底混合电动汽车只占整个汽车 市场的2%左右，因此混合电动汽车有着巨大的增长空间和诱人的市场前景。同 时在2008 年，可能是丰田电动汽车面对汽车同行激烈挑战的一年，其市场绝对 主导地位面临极大威胁，尤其是福特的全系列混合电动汽车对丰田的PRIUS 和 LEXUS 发起的挑战指日可待。但据预计真正较量可能发生在2009 年，根据福 特汽车预计，在2010 年，其混合电动汽车销量将大幅提高。 在日本本田公司方面，将在2008-2009 年间将采用第二代混合技术，把位于 Suzuka 工厂的混合电动汽车年产量由7 万辆调高到25 万辆，在未来几年，本田 公司期望把其4 款混合电动汽车的产量增至50 万辆/年。 日本丰田公司更是致在成为混合电动汽车全球霸主，预计其逐年提高混合电 动汽车的产能，预计在2010 年提高到年产100 万辆的规模。 在欧洲，除了传统汽车品牌大幅提升混合电动汽车份市场额外，顶级宝马X6 的 保时捷也将在2010 年重磅推出其豪华混合电动 混合电动汽车将在2009 年面世， 跑车。 国内电动汽车状况 纯电动汽车 在国内在纯电动汽车方面，天津清源电动车辆公司走在前列，此公司发展的纯电 动汽车是一般专供运货小型电动汽车，市场定位为特殊，此种车型所用的电池动 力源全部采用铅酸电池，其所用的铅酸电池体系为常规铅酸电池，2005 年实现 这种纯电动汽车的产业化，当年就实现106 辆出口美国，2006 年销售500 台， 2007 年9 月前出口1000 台以上，建成年产2 万台产量，售价1777432000 美 元， 一汽红塔也在2007 年有400 辆小型纯电动汽车出口美国、东南亚，但我们可以 看到，这种采用铅酸电池的小型纯电动汽车市场特定，不具备广泛的推广价值。 另一个在大型纯电动汽车方面具有较大影响力的北京科凌电动车辆公司， 其中大 股东为北京理工大学，这种纯电动汽车主要专为2008 年北京奥运会开发的，在 固定线路上进行运行其产能规模为年产1000 台。在2005 年前主要采用铅酸电 池，由于铅酸电池技术性能的局限，其体积庞大和质量较重，由此，从2005 年 下半年起就起用锰系锂离子电池取代铅酸电池，电池采用并联-串联模式，混联 后的电池组总电压约为388V，混联后电池组的容量为600 安时左右。其中在北 京121 路公共汽车进行示范了5 年，但运营成本十分昂贵。由于此种纯电动汽车 专为2008 年北京奥运会开发，所以其设计和研制几乎不计成本，就以常规锂电 池计价，其单车电池费用绝不低于70 万元，考虑到电源管理系统、热管理工程、 动力电池的制造成本较高和技术难度加大，售价很可能冲击100 万元天价，因此 业内许多人质疑，奥运会之后，失去了政府支持和特定应用目后，这种纯电动汽 车将何去何从？出路在何方？ 混合电动汽车 如在世界市场一样，混合电动汽车同样在中国形成主流车型，不论从政府政策还 是电动汽车发展商，均制订了发展混合电动汽车的宏大计划，尤其是中国政府长 期制订了支持电动汽车重大发展计划，在其支持下，经过十多年发展，中国混合 电动汽车取得了长足的进步。 在政策层面，国家发该委已经制定了相关政策，在研发上，“十一五”期间还会有 重大专项的支持他们产业化,开发费作为顶税的政策。所以企业将来混合动力车 卖出去，国家也会给些补助；将来实行燃油附加税之后，电动汽车的价格也就相 对与常规汽车持平,而且若油价上再升高的话，电动汽车更具优势。在2007-2008 年度， 国内的长安汽车公司和奇瑞汽车公司等均有一款低度混合的电动轿车上了 发改委目录，准备量产。同时在全国范围内共有8 款混合电动客车也上了发改委 的目录，相信在2008 年内一定能见到这些混合电动汽车上市。 4混合电动汽车配套的动力电池状况 4.1 镍氢电池 目前在上述所提到的所有混合电动汽车上，应用的几乎全部是镍氢动力电池。在 商用的HEV 量产的品种中，尚没有报道采用其它电池体系，也包括锂系电池。 例如，丰田公司所有HEV 汽车包括LEXUS、PRIUS、CAMRY、HIGHLANDER 等旗下全系列均采用镍氢动力电池，而且在其计划即将扩大产能的上市品种中， 只提及镍氢动力电池，没有其它电池系统，其次是美国本土企业通用汽车、福特 汽车和克莱斯勒等巨型汽车企业商业 化或即将上市的混合电动汽车均采用镍氢 动力电池。 欧洲的法国和德国汽车企业正在上市和即将上市的混合电动汽车也均 采用镍氢动力电池。 因此，镍氢动力电池是目前唯一被 实证并被大规模商业化的电池体系，在已售 出的和即将上市的商业化的混合电动汽车产品中， 均无一例外采用镍氢动力电池 系统。做出此种选择的根本原因是缘于镍氢电池体系具备较好的综合性能，包括 技术性能、经济性能 、汽车安全性能，并获得长期的、广泛的实际验证。 4.2 锂离子电池 而曾经热炒的锂电为什么没有得到市场的认同， 正是由于其在综合性能上存在较 大缺陷，其中最重要的因素是安全性能，其次是经济性能。从电池的电气技术性 能指标上，锂离子电池无疑具备较大优势，如比能量、比功率和组合数少等指标 优势显著， 但其存在致命缺陷是安全性问题， 这源自锂离子电池体系的自然属性。 对于常规的通用钴酸锂体系，这种体系的电池广泛应用于民用通讯领域 ， 如移动电话 、MP3、笔记本电脑等大宗消费市场，在这些应用领域，由于是单 支电池或组合数较少，且充放电倍率较低，安全性问题一般不会很突出，即便是 性能要求相对稍高的笔记本电脑电池时常会出现 安全问题，这通过聚合物电池 技术几乎消除了这种影响，但几乎不影响市场广阔的通讯领域的广泛使用。但应 用于电动汽车领域，锂离子电池面临的使用环境发生了巨大 质变，安全性问题 就变得十分突出，电动汽车要求电池以较高组合电压和超高的电流密度工作，出 现燃烧、暴炸等安全性问题，且组合数变多和体积效益突出等诸多因素加剧了安 全性问题，使得钴酸锂电池没法应用在电动汽车方面，对于这个体系 ，过去全 球范围内经过多年研究和攻关，历经挫折和失败，终于认识到必须寻找其它更稳 定正极材料及电池系统解决办法才能使锂电池应用于电动汽车， 尤其是混合电动 汽车，包括目前新发展起来的PHEV。 4.3 新型锂离子电池 安全性问题源于钴酸锂材料的较差的热稳定性，针对电动汽车技术特点，近几年 兴起了安全性较好的磷酸金属锂盐正极材料的热潮， 尤其以磷酸铁锂正极材料为 代表的动力电池体系获得热烈追捧，主是因为在所研究的锂离子电池中，磷酸铁 锂电池热失控的温度极限最高(240)，且发生热失控后，放出的热量也最低如 图所示，主要是原因是磷酸铁锂材料发生热失控后，只有较少的氧气释放出来。 热失控是负极表面保护性SEI 膜完全分解后负极与电解液发生化学反应所致。 然 而现状是这种锂电池目前只能应用于低端的矿灯和工作电流不大的场所， 即便是 要求稍高的电动工具用磷酸铁锂电池也正处于研究开发阶段， 期望三五年后才能 实现规模商业化，更谈不上电动汽车之用。 在国内，目前唯一通过国家863 专门车辆电池检测机构的201 所测试的北大 先行公司55 安时磷酸铁锂电池，其最大放电电流也只有2 倍率，国内领先的锂 电池制造商天津力神公司发布资料也只有最高2 倍率放电的性能。 这与目前普遍 使用的电动汽车电池镍氢电池最高放电倍率相差10 倍之多。 按照技术和市场发规律，即先低端到中端再到高端发展趋势，目前磷酸铁锂正处 于完成低端技术和市场，正向中端的电动工具应用市场发展的前夕，根本不具有 在电动汽车使用的高端技术和市场条件，据乐观的估计，在未来3-5 年内，磷酸 铁锂动力电池才有可能在电动工具应用方面进行规模商业 化， 目前就 取代电动 工具主打镍镉电池，其它任何电池体系也包括 磷酸铁锂电池都 不敢声言，完全 有把握 完成这一历史使命，更不可能说现在， 就取代镍镉电池而言，磷酸铁锂 除了自身技术进步外，仍有面临诸多问题，也包括其它电池体系的挑战，更谈不 上现在 应用于最高端的电动汽车用电池市场。 究其原因是磷酸铁锂的安全性的确提高了，小倍率工作寿命也获得大幅提升，但 正是这种正极材料却存在较大缺陷： 电导率很低和锂离子扩散太慢。这种特质 决定了其较差的动力学性能 ，这是阻碍其进入混合电动汽车领域的技术根本。 事实上，国内磷酸锂电池主要制造商如力神、环宇、神州巨电、比克、比亚迪、 海星、杉杉等，其磷酸铁锂电池的大多只是定位为矿灯、低端的电动工具和电动 自行车等中低端市场， 甚至还谈不上高端电动工具市场，因此，电动汽车用磷 酸锂电池为时尚早，就是反映这种电池的实际状况。 与现在混合电池汽车所用的镍氢动力动力电池相比， 即便是磷酸铁锂动力电池技 术上完全过关，假定在规