动力电池从电动自行车到电动汽车的产业发展道路

1、中国自行车2007 .730CHINA BICYCLE 文/朱梅 徐献芝 宋辉 李芬引言为解决环境保护和石油能源危机的全球性问题,各国对电动汽车的开发正如火如荼地进行中。无论是美国、日本、德国等工业发达国家,还是我国这样的发展中国家都纷纷制定了电动汽车研究和发展的计划1-2。电动汽车成为未来城市运输的重要交通工具,同时它的发展也掀起了与此相关的多项技术的进步,其中重点包括其能源承载形式-动力电池的发展。从目前的技术发展来看,全球性的电动汽车普及使用还需要等待一段时间,尽管日本、美国这些工业发达国家已经有了电动汽车使用的实质性进展,但是,大范围地普及电动汽车的使用还需要更进一步的市场推动和技术进

2、步,其中的电池技术的进步是缩短这一普及时间的关键因素。成熟的市场基础是产品迅速被接受的前提。以我国为例,电动汽车的市场发展比较缓慢,具体体现在消费者的使用意识不强和购买能力差上。其中,购买能力限制了电动汽车在我国地推广。目前,我国市场上已经有了自主研制的电动汽车在销售,但是广大的消费者却是望价止步,因此,市场上实际在使用的电动汽车也是数量有限,这样,电动汽车的市场很难打开新的局面,尽管国家也出台政策,对电动汽车的使用实施政策引导和促进,但是短期内,我国电动汽车的市场很难象电动自行车的市场那样发展如此迅速3。电动汽车以电池为其能源承载形式,因此,电池技术的发展起到较强的制约效果。近年来,随着多款

3、电池的开发进程,逐渐暴露出电池应用于电动汽车领域的几个突出问题4-5。首先是电池的容量低引发的续行里程短的问题;其次,电池的充电时间长,一定程度上成为大范围产业化的根本障碍;再次,循环寿命低的问题造成成本居高不下也限制了市场的推广和深入。其他例如体积大和重量大等针对不同种类电池暴露出来的技术问题更是林林种种,关于此类阐述电池技术问题的文献也是举不胜举。上述这些问题的出现迫切需要通过技术进步进行改进,同时改进后的新产品也需要通过市场流通使用以促进其完善。1、电池发展从电动自行车过渡到电动汽车市场的必要性电动自行车市场是一个现成的、成熟的动力电池应用市场。电动自行车在我国自90年代出现以来,发展非

4、常迅速,足见这种产品被市场的接受程度。经过十余年的发展,电动自行车行业已经具有了相当的市场成熟度,电动自行车的整车技术进入到稳定成熟的发展期,在这个市场中验证电池的性能,发展电池的用户是非常有优势的。回过头来,让我们分析一下电动汽车行业有关电池性能的技术核心问题,以及应用于电动自行车的电池所遇到的同样的技术问题。体现在电动自行车上的电池技术问题,同样遇到了电池容量低、续行里程短、充电时间长和循环寿命短等类似的突出问题,诸如此类的电池性能问题并没有阻碍电动自行车的发展,究其原因应该是电动自行车相对于电动汽车而言,系统结构简单,造价低,容易实现,市场接受程度高。综合上述的分析,以电动自行车行业为载

5、体,研究发展电动汽车电池是一条值得摸索的发展道路。我们借助电动自行车这一成熟的市场,促进各类新型电池的技术改进,可以有效保障新型电池的推广和成熟。基于上述分析,我们给出的依据体现在以下两点,首先,市场推动下的技术改进比较快,这是由于利益的驱动,普遍用于电动自行车的铅酸蓄电池在初期投动力电池从电动自行车到电动汽车的产业发展道路科技园地TECHNOLOGICAL FIELD中国自行车2007 .731CHINA BICYCLE入电动自行车的应用时,技术指标远远不如现在,但是,由于电动自行车初入市场,便得到了诸多的关注,其在普通百姓中的受欢迎程度给予电池供应商极大的市场诱惑,他们在这种利益的诱惑下,

6、对电池技术的改进呈现飞跃的局面,铅酸蓄电池在这样的市场推动下很快达到了一种技术的稳定,其中,针对于铅酸蓄电池性能改进的成果也还在不断出现,比如胶体电池的应用,这些工作的开展正是受到了电动自行车市场的极大推动,因而,我们认为市场推动技术进步的速度是相当之快的;其次,开发电动自行车用新型电池具有如下的有利条件,即开发周期短,开发资金少,主要矛盾突出,研发少走弯路。这具体体现在电动自行车系统相对简单,各项费用需求不多,且电动自行车的控制技术等已非常成熟,因而,在这样的系统中实验电池的性能就比较容易突出主要矛盾,避免受到其它因素的影响,导致对出现的问题分析有误。因此,市场的推动效应和电动自行车系统的相

7、对简单性保障了在电动自行车应用中研发新型电池的巨大优势。2、锌空气动力电池的产业发展道路锌空气动力电池被认为是21世纪的绿色能源,相对于诸多类型的二次电池来说,它的显著优点体现在其充电的便利性,其独特的机械更换锌电极的充电方式可极大地节约充电等待时间,更重要的是在这种充电方式下,锌空气动力电池可以按照一次电池来设计使用,这点保障了锌空气电池可以深度放电,不会象二次电池那样出现由于深度放电引起电极极板变形不利于再次充电使用的情况,基于这个显著优点,锌空气动力电池在电动车市场必然占用一席之地。锌空气动力电池的产业化发展道路适宜从电动自行车行业的应用过渡到电动汽车行业,这个过渡对锌空气电池服务于汽车

8、产业的优势体现在以下二个方面:首先可以通过电动自行车的成熟市场,得到诸多的新型电池用户群,利于发现电池使用的具体问题,方便和加快技术进步;其次,通过锌空气电池在电动自行车上的应用可以建立起锌空气电池的生产供应和用户体系,提高社会的配套能力,这是因为锌空气电池的使用需要建立相应的配套服务,电池的销售、更换、回收电解、重新组装等等过程都需要给予服务保障,电池的销售过程同时也是一个提供服务的过程,为此,利用锌空气电池电动自行车的用户实际使用,可逐步提高整个社会的服务配套能力,为锌空气电池服务电动汽车做好铺垫和准备工作。3、总结在中国科学院院士何祚庥先生的演讲“电动自行车是提升城乡交通水平的先进生产力

9、” 6一文中,提到包括电动摩托车、电动小轿车、电动大客车等电动交通工具的开端是电动自行车,他指出”只有前一步做好了才能做下一步”,该文呼吁保护电动自行车行业的顺利发展,同时我们也领悟到电动自行车产业对发展新型动力电池所具有的优势,我们要先做好电动自行车行业,再去发展更多的电动交通工具,这些发展的技术根源之一是要保证电池技术的发展,因此,我们将以电动自行车用新型电池的发展为基础,为契机,借助其成熟的市场基础,促进电动汽车产业的发展。参考文献1李春卉,电动汽车的发展现状及趋势研究,汽车工业研究,2005.5,44-462陈清泉,孙立清,电动汽车的现状和发展趋势,交通,2005,23(4:24-283张翔,电动汽车:机遇展现,前景看好,汽车工业研究,2006.5,46