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全球新能源汽车及动力电池发展趋势分析

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全球新能源汽车及动力电池发展趋势分析既然电动汽车市场是未来一段时间锂离子电池产业发展最重要的推动力,这里我们就简单来看一看电动汽车及车用电池未来几年是一个怎样的发展趋势。鉴于电池是电动汽车最核心的零部件,在纯电动汽车的制造成本方面,电池的占比也最高,普遍在30%以上,有的甚至40%或50%以上。自2011年电动汽车商业化元年以来,电动汽车的销量与电池价格的变化密切相关,具体见图1。

电动汽车的销量与电池价格的变化密切相关

从图1可以看到,车载电池组价格每下降10%,电动汽车销量增长大约在20%~30%之间。不过,随着这几年车载电池组价格的大幅度下降(由2011年的1100美元/kWh下降到2014年的390美元/kWh),现有技术水平下再继续下降的空间不大,价格的驱动力正在用尽,预计本年度车载电池组价格的降幅会到10%以下,而海外电动汽车的市场销量增幅则会降到20%以下。中国电动汽车市场2014年和本年度非常火爆,预计本年度销量将突破20万辆,从而超越美国成为全球最大市场,但这主要是政府强力刺激和市场封闭发展双重措施下的结果,与电池价格的变化的对应关系还不太明显。

业内认为,电动汽车目前最大的问题是价格和纯电续航里程,解决这两大问题的主要办法除了提高电池组能量密度之外,还有就是标准化和轻量化,其中标准化主要是指核心部件如电池模块、电机等的标准化,而轻量化则是指在不降低车辆安全系数的前提下,将体重较大的部件减重。这就是未来几年电动汽车技术发展的主要方向。这些方向目前都有车企和零部件厂商在积极尝试。这里我们主要介绍车辆和电池方面的进展。

1、进一步降低电池的单位成本

如图6所示,电动汽车产品开发目前主要存在两类情况,一是在解决纯电续航里程的情况下降低车辆的售价,二是在车辆价格已经比较低的情况下提升纯电续航里程。特斯拉就是第一类情况的代表,他正在积极开发3.5万美元左右的大众型纯电动汽车产品Model Ⅲ,而其中最重要的工作就是要降低电池的单位成本。

特斯拉一直在致力于降低其车载电池组成本的努力。根据真锂研究掌握的有限的资料来分析,2009年其第一款产品Roadster EV上市销售时,电池组成本大概是1,100~1,200美元/kWh;到2012年中期第二款产品Model S EV上市销售时,大概是700

美元/kWh左右,主要得益于电池组系统(BMS、冷却系统和安全系统)价格的下降;2014年特斯拉电池组的成本大概降到了420美元/kWh左右(其中电芯成本大约占比75%),主要得益于电芯价格的下降。特斯拉公开披露的信息显示,其2014年支付松下3.1Ah电芯的采购价大约是3.5美元/只(约合313.62美元/kWh)。

但是,420美元/kWh的成本对于Model Ⅲ而言还是太高。有分析表明,要保证Model Ⅲ有220英里(350km)的纯电续航里程,需要搭载至少可存储44kWh电量的电池组,这样计算,电池组成本就将1.85万美元,占到了3.5万美元售价的近53%,这显然是不行的。在电机等其他核心部件成本下降空间不大的情况下,必须要大幅度降低电池成本才行,在420美元/kWh的基础上再减掉一半以上是最好。

为此,特斯拉主要采取了两个办法,一是兴建超级电池工厂Gigafactory,依靠规模降低成本;二是革新电池技术,依靠技术降低成本。Gigafactory已于2014年在美国内华达州的沙漠里开始建设,计划一期生产线2017年建成投产,这也正好是Model Ⅲ计划上市的时间。应特斯拉的要求,松下这几年一直在研发新的由正、负极材料构成的新一代电池,能够降低成本、提高能量密度,延长电池寿命。

这种新一代电池就是Gigafactory工厂将要大规模量产的20700电芯。据外媒披露,这种新型号电芯的能量密度将增加36%,组成模块后的重量也会较现有产品降低30%以上,更为重要的是,由于减少了很多电芯包装装置的钢和铝等材料(能量密度的提高也主要是这个原因),电芯的制造成本将降低一半。使用新型20700电芯后,模块也减少了一个层级,这样,电池组的控制也得到了很大程度提高。

业内数据显示,2014年锂离子电池电芯市场均价约1500元/kWh,折合成美元大约245美元/kWh,其中以车载电池为代表的动力电池电芯约300美元/kWh,以手机电池为代表的小型锂离子电池电芯不到200美元/kWh。真锂研究预计到2020年锂离

子电池的能量密度会普遍提升30%以上,同时电芯均价会普遍下降1/3以上,降到160美元/kWh以下,其中车载电池电芯的均价会降到200美元/以下。

特斯拉使用的老18650电芯和新20700电芯的情况对比

2、提升电池组能量密度

如图6所示,提升电池组能量密度主要有两个办法,一是在不降低安全系数的情况下,使用轻质部材对电池组框架进行轻量化处理,二是提升电芯的能量密度。日产2013年初推出的改款Leaf产品,主要变化是采取了轻量化锂离子电池架构,改进了动力总成布局,这使得Leaf EV的重量减轻了105kg(原来是1,545kg,现在减轻到1,440kg)。减轻重量的具体办法是:①减轻电芯外壳重量(约减轻了20kg);②减少了用来固定电池模块的螺钉的数量,并去掉了支架多余的壁厚;③减轻了电池模块的外装。后两个办法减轻了约85kg。这样,Leaf电池组的能量密度就由之前的86Wh/kg提升到了92.9Wh/kg,车辆的续航里程也由之前的120km提升到了135km(指实际工况)。

根本办法还是提升电芯的能量密度。这也同样有两种途径,一是减轻电芯外包装材料的重量,二是提升电池技术水平。上面已经提到,AESC是直接将Leaf用电芯外壳做轻量化处理,而松下是将电芯做大成20700型号,使得同样电量情况下使用的电芯数量更少,从而减轻电芯外壳总重量,以提升能量密度。把电芯做大目前是多数企业采取的办法。这两种办法殊途同归。同样,提升电芯能量密度的根本办法还是要靠提升电池技术水平,现阶段这主要是要依靠正极材料技术水平的提高来实现。几乎所有电池企业都把工作重心放在这上面。通过电池技术进步提升能量密度的办法主要有两个:一是采用5V级正极材料提升电池的电压,二是采用高容量正极材料提升电池的容量,二者结合当然是最佳。

还是以日产Leaf为例,将于今年晚些时候推出的2016款Leaf EV将会有S、SL 和SV三个子款,其中入门版的S款将维持24kWh电池组的配置,而SL和SV则会将电池组可存储电量增加到30kWh,同时电池组体积不变。这样,车辆的续航里程将提升25%,以美国EPA数据看,续航里程将由目前的135km提升到169km。即将采用的30kWh电池组就是采用了新的电池技术,从相关资料来看,正极材料应该是由之前的“LMO+NCA”组合变成了“LNMO+NCA”组合。这个LNMO(镍锰酸锂)就是5V级正极材料。电芯的能量密度也因此由157Wh/kg提升到了200Wh/kg左右。

正极材料高容量化的技术开发,目前主要集中在两种三元材料身上,分别是镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA),其中NCM的技术开发方向是高镍化。目前动力电池用NCM材料主要使用的是NCM111、NCM532和NCM523这三种,三星SDI 给宝马等车企提供的电芯使用的是NCM622,有中国企业开发出了NCM701515,该技术下一步的发展就是NCM811,到了NCM811这个阶段,NCM材料的容量就基本上和NCA一样了。中国电池企业的动力电池技术开发目前大多集中在NCM方向;致

力于NCA电池技术开发的还不多,真锂研究目前仅知天津力神已经开发出了NCA电池,NCA材料技术的开发企业主要有贝特瑞、天骄科技等。

还有一种电池技术值得高度关注,就是全固态锂离子电池技术。使用固态电解质的、能量密度可轻松达到300Wh/kg的全固态锂离子电池技术开发也越来越清晰地看到了量产的曙光。丰田已经试制出了2Ah的全固态锂离子电池产品,装配在其微型电动汽车上收集实证试验数据。丰田计划2020年之前将全固态锂离子电池技术投入商业化应用。通用汽车参与投资的美国Sakti3也已掌握了相关技术,目前正在设计开发以最小的设备投资实现最大生产效率的全固态锂离子电池生产线(以现有方式制造的话,生产效率会非常低下,从而导致成本会高得离谱,必须要开发一种全新的生产方式)。

从媒体的相关报道来看,Sakti3希望在2017年或2018年前后上市销售其全固态锂离子电池产品,至于其产品单位kWh价格,可能会比现有的锂离子电池还要低。如果是这样,那锂离子电池技术就即将迎来一场革命。也有人认为,现有的液态锂离子电池从上世纪70年代开始相关理念和实证试验就在齐头并进推进,但真正开始商业化应用是在90年代。全固态锂离子电池大致是从2010年前后开始广受关注的,相对应,其商业化应用也可能得到2030年前后。但在我们看来,技术的发展自进入21世纪以来一直呈现出加速度发展状态,这从IT技术的巨大进步就可见一斑。只要制造固态电池所需材料的资源不是如白金(燃料电池催化剂的核心用材)般那么稀缺和昂贵,其他都不是问题。

综合来看,锂离子电池及其相关材料产业已经进入到了技术制胜的发展阶段。技术制胜的根本在于新材料技术的开发和应用。

3、模块化和标准化

IT技术的飞跃发展得益于电脑的快速普及,而对于电脑快速普及起至关重要作用的就是电脑部件和各种接口的标准化,因此,假如有一天电动汽车及车载电池也能实现模块化和标准化,不难想象,这肯定会推动电动汽车制造成本快速下降,从而使电动汽车迅速普及。从汽车制造来看,跨国车企们于20世纪90年代兴起的平台化战略极大降低了汽车的制造成本,为汽车快速普及做出了巨大贡献。目前,汽车平台化战略已经发展到了平台精益化和模块化阶段。相对应,电动汽车的制造也要求在精益化的基础上对平台构建进行模块化构建。简而言之,就是在平台内尽可能实现更多的模块共享。模块化平台将有效减少汽车部件的生产成本与固定投资,缩短工程时间,并支持更多车型。显然,全新的模块化平台,将进一步降低电动汽车研发周期和制造成本。

与模块化发展战略紧密配套的是标准化工作的推进。以大众集团2012年推出的MQB模块化平台为例,该平台是MQB发展的第三阶段。第一阶段的MQB只能在同等级车型中应用,第二阶段则可以跨等级地在中型车和小型车上同时应用,现在这个MQB模块化平台则进一步实现了车辆的标准化和定制化。

MQB模块化平台从最初开发就把变化作为设计的前提,尽可能减少零部件种类。采用MQB同一模块平台的车型,能够共享相同规格的发动机、变速器及空调等总成,零部件通用化比例可达60%;另一个特征是能够适应未来动力传动系统的多样化。车身的设计考虑了支持多种动力传动系统,使同一车身构造可以搭载多种动力传动系统(涡轮增压汽油机、高压共轨柴油增压发动机、天然气发动机、乙醇燃料发动机、双燃料发动机、插电混动系统、纯电动系统等都支持);此外,MQB模块化平台还导入了众多轻量化技术和电子新技术,引入了发动机模块化概念和电池模块化概念。

表6:大众集团和宝马的电动汽车产品的电池和续航情况从表6可以看到,德国车企宝马、保时捷、奥迪、大众(后三者同属大众集团旗下车企)等正在共同致力于电动汽车标准化工作。目前已经能够找到一些规律,如:属于高端豪车系列的PHEV产品的纯电续航里程一般在30km级别(奥迪Q7 e-Tron例外,在50km级别),属于经济型车或中低端豪车系列的PHEV产品的纯电续航里程一般在50km级别,而纯电动汽车(EV)的续航里程一般在150-200km之间。

确定车辆的纯电续航里程之后,再根据车辆的性能要求、车重情况等确定要配备多大的电池组。所以我们可以看到,纯电续航里程30km级别的PHEV车款,配备的电池组容量也各不相同;50km级别的PHEV和150-200km之间的EV亦是如此。当然,随着电池技术的进步,电池能量密度的提高,上述纯电续航里程的标准也会相应地水涨船高,如30km级别的PHEV产品2017年前后的发展目标是50km级别,这是在电池组体积不变的前提下要达到的目标。

此外,大众集团还在不同品牌的车款之间尝试使用相同的电池组,以及在同一款产品的电池组上尝试使用不同电池企业的电芯产品,这就是电池模块标准化工作的核心内容。从表6可以看到,大众集团在奥迪A3 e-Tron和大众Golf GTE这两款PHEV车上使用的都是松下提供的8.8kWh电池组,而在E-UP!和E-Golf这两款EV产品上则都分别使用了松下和三星SDI的电芯。

这个工作需要电池企业的密切配合。不仅是大众集团,宝马等其他德国车企也有类似需求。三星SDI目前就在密切配合德国车企的相关工作,并为此制定了自己的动力电池技术目标路线图(见图7)。三星SDI已将其20Ah级别的电芯产品分为20Ah、22Ah、24Ah、26Ah和28Ah这5个子款,每个子款的壳体是固定的,但具体容量和电压都可以根据车企的具体需求而微调。如24Ah子款在体积不变的情况下,容量可以在24~26Ah(不含26Ah)之间微调,电压可以在3.6~3.75V微调。表6中三星SDI提供的24.5Ah、25Ah电芯产品就是这种微调的结果。

结语

对于电动汽车、动力电池及相关材料产业的发展,中国很多企业还是很努力的。比如,工信部的相关数据显示,很多国产电动汽车搭载的电池组的能量密度都在80Wh/kg 以上,有的甚至超过了100Wh/kg,比前几年有了长足进步。在使用电芯绝大多数还是能量密度较低的磷酸铁锂电芯的情况下,如果没有降低安全系数,那么这种进步还是让人欣喜的。在降低电池制造成本、提升电池组能量密度乃至电池模块的标准化等方面,中国都有企业在积极努力工作,有的已经取得了一定的成果。这是希望!

毋庸置疑,在政府的精心呵护和强力推动下,中国电动汽车市场的发展前景越来越光明,购买电动汽车的消费者数量在显着增加。不过,对于电动汽车、车用动力电池及相关材料的产业链的发展,我们必须承认,总体来说目前只是数量上去了,但质量还不够,我们还有很多的工作要做。质量上去的核心工作是提高企业的技术水平和制造能力,同时清理产业发展环境,杜绝劣币驱逐良币等不良现象再度发生,鼓励创新,更加旗帜鲜明地保护知识产权。这些工作踏踏实实去做的话,中国电动汽车及其相关产业的发展还是有希望的。

政府有关主管部门在制定相关产业政策的时候,也希望能够更加周全地考虑问题。比如,有关部门意识到了企业数量众多但规模普遍不大的状况将会影响到日后中国锂电产业的竞争力,已经出台了相关措施。首先工信部于2015年3月公布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》规定锂离子动力电池单体(电芯)生产企业的年产能不得低于2亿Wh规模。紧接着工信部又在2015年9月公布的《锂离子电池行业规范条件》规定锂离子电池企业年产能不得低于1亿Wh规模,同时对4大关键材料产业的年产能也做出了相应限制。真锂研究认为,出发点是良好的,但做法欠妥。这样做最容易导致两个结果:一是企业为了生存而不得不扩充产能,导致中低端产能过剩现象进一步加剧;二

是那些致力于开发新技术的中小创新型企业可能会因为这样的产能要求而胎死腹中。希望工信部能够继续出台相关配套政策,防止上述不良结果发生。

在业内人士看来,近年来国际油价一直在跌跌不休,目前已跌到了40美元/桶的超低位水平,但与此同时,电动汽车的销量却丝毫没有受到影响,每年都有显着增长;煤炭价格也屡创新低,煤电成本日益走低的同时风光发电规模却越来越大。这些足以表明新能源和新能源汽车的发展势头已不可阻挡。

我们有理由相信,包括风光发电、电动汽车、锂离子电池及相关材料产业等在内的整个新能源新材料产业体系,将会成为拉动全球经济走出低谷的最大推动力。全球正在经历一次新能源革命,这次革命主要由新材料、新技术推动。任何一个行业的发展不是一帆风顺的,但人类前进的步伐不会停歇,办法总比困难多!

我们必信:属于新能源、新能源汽车和新材料的时代已到来!

(来源:中国电池网)

我国新能源汽车发展现状及趋势

目前,世界各国都在大力发展新能源汽车,我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。节能与新能源汽车的发展是我国减少石油消耗和降低二氧化碳排放的重要举措之一,中央和地方各级政府对其发展高度关注,陆续出台了各种扶持培育政策,为新能源汽车的发展营造了良好的政策环境。近年来,我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面也取得了明显进展,有望肩负起中国汽车工业“弯道超车”的历史重任。针对我国节能与新能源汽车的发展现状与趋势,国研网专访了国务院发展研究中心产业部研究室主任、副研究员王晓明。 一、发展新能源汽车已经成为世界各国的共识 国研网:目前世界各主要国家的新能源汽车发展现状和趋势是怎样的? 王晓明:目前,全球能源和环境系统面临巨大的挑战,汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户,需要进行革命性的变革。目前全球新能源汽车发展已经形成了共识,从长期来看,包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向,在短期内,油电混合、插电式混合动力将是重要的过渡路线。目前来看,全球新能源汽车的发展还面临着一些共同的难题,例如关键技术的突破、汽车工业的转型、基础设施的建设以及消费者的接受度等。 具体到各国,应该说,引领新能源汽车发展的主要还是美国、日本以及欧洲的一些国家,这些国家起步比我国要早很多,它们的发展也各有侧重。 美国长期侧重降低石油依赖、确保新能源安全的战略,将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重要措施,并以法律法规的形式确定了新能源汽车的战略地位。早在克林顿时期,美国就提出了以提高燃油经济性为目标的计划,混合动力是当时主要的技术解决方案。到了布什时期,变为追求零排放和零石油依赖,技术解决方案主要是氢燃料电池汽车,后来还有一个计划,想用十年的时间实现20%的石油替代和节约,主要措施是生物质燃料。国际金融危机以后,奥巴马政府将大力发展电动汽车作为实施新能源战略的重要内容,提出了总额40亿美元的动力电池以及电动汽车研发和产业化的计划,产品上,选择了以插电式混合动力电动车为重点。

混合动力汽车动力系统综述

汽车新动力━━━HEV 综述 戴梦萍1 纪永秋2 (1.山东理工大学机械工程学院,255000;2.山东水利技术学院,255000) 摘要:介绍了混合动力电动汽车(HEV )的概念、HEV 动力总成的组成及型式,阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词:混合动力电动汽车;串联;并联;混联;驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高,人均能源消耗将会高速增加,环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户,研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式,只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议,混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源,其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动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、电机和变速器一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系,可分为串联式(Series hybrid system )(两种)、并联式(Parallel hybrid system )和混联式()等三种。(如图1 (a( (a ) 减(变)速器 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减(变)速器 (a) (b)

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。

新能源汽车发展现状及趋势总结

新能源汽车发展现状及趋势 新能源汽车是全世界正在进行研究的热点项目,世界汽车大国如中国、日本、美国、 德国等都投入了大量的人力、财力进行相关的研究和推广。在当今社会,汽车已经和每个人的生活息息相关,也是国内外科技实力竞争的一个关键点。发展新能源汽车是解决全球能源和环境系统严峻问题的必由之路,是汽车行业技术和产业革新的必然趋势。 发展新能源汽车对解决能源和环境系统问题以及提高国家的综合能力具有非常重要 的意义。一方面解决能源短缺、环境污染、气候变暖等全球汽车行业面对的共同问题。 近年来,我国汽车产业发展迅速,国内汽车保有量呈递增趋势。预计2015年的汽车保 有量将达到1.5亿辆,2020年中国的汽车保有量更是将达到2亿辆以上。传统汽车在 行驶过程中会产生大量的有害气体,排放的污染物有碳氢化合物、氮氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等,对人类健康也有很大的影响。此外,传统汽车主要采用燃油发动机,排放大量的温室气体,影响全球的气候变化。现有的车用内燃机的动力技术的改进处于一种渐进式的状态,进展缓慢,已经不能应对环境、能源系统的挑战,汽车行业亟待一场革命性的技术变革。 另一方面,汽车产业对一个国家的经济发展起到了巨大的作用,带动钢铁、机械加 工、电子等多个行业的发展,容易形成产业集群,是提升一个国家国际竞争实力的重要因素。相对于欧美国家,我国的汽车工业起步较晚,一直采取以市场换技术的方式推动汽车行业的发展,没有形成原始创新的技术,没有形成自己的关键技术。新能源汽车方面,世界各国处于同一起跑线上,我们国家只有大力发展新能源汽车,才能在汽车工业上实现“弯道超车”,才能有机会与西方发达国家在汽车工业上一较高下。 1新能源汽车的定义及种类 根据我国《汽车产业发展政策》的有关规定,国家发展和改革委员会制定了《新能 源汽车生产准入管理规则》(后文简称《规则》),提出了新能源汽车的新概念。实用非常规车用燃料来作为动力源的汽车便是新能源汽车,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,汽车拥有先进的理论和技术,结构也较为新颖。《规则》还指出:新能源汽车包括纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、混合动力电动汽车(HEV )、燃料电池电动汽车(FCEV )、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。新能源汽车出现以来,动力形式主要有混合动力、纯电动、燃料电池三种。这也是当前世界各国主要的研究方向。 混合动力汽车在汽车上配置了两种动力系统,一般是在传统燃料的动力系统基础上 再匹配发电机、电动机等以电能为动力的系统。在混合动力汽车中,电能的来源主要有三种方式,一是采用外部充电,即通过充电桩直接给汽车中的蓄电池充电。二是采用能量回收装置,在车辆运行过程中将制动时、下坡时、怠速时的能量回收,转换为电能存储在蓄电池中。三是采用前述两种方式的组合,既可以直接给蓄电池充电,也配有能量回收装置。 纯电动汽车,从字面就可以看出,该类汽车采用电能为唯一的动力来源,无需内燃机或其它动力装置。纯电动汽车只有电能一种动力来源,在行驶过程中没有尾气排放,也不会形成二次污染,是一种“干净”的汽车。纯电动汽车由于受续航里程、充电桩的数量及位置的影响,目前主

未来五年中国新能源汽车发展现状及趋势

未来五年中国新能源汽车发展现状及趋势 世界各国都在大力发展新能源汽车,我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。节能与新能源汽车的发展是我国减少石油消耗和降低二氧化碳排放的重要举措之一,中央和地方各级政府对其发展高度关注,陆续出台了各种扶持培育政策,为新能源汽车的发展营造了良好的政策环境。世界各国都高度重视纯电驱动的电动汽车发展,以纯电为重点,分别提出了2012年、2016年、2020年的产业化和市场化目标。我国新能源汽车呈现爆发式增长,产量37.9万辆,同比增长3.5倍,中国也成为全球最大的新能源汽车的增量市场。在未来五年全国新能源汽车将达500万辆保有量的政策目标的预期之下,我们预计到2020年前新能源汽车产量将会保持大约40%的年复合增速,未来五年继续高增长势头。 基于环保性、能源安全等原因,大力发展新能源汽车新兴产业是我国的基本国策,2015年新能源汽车呈现爆发式增长,尽管随着补贴政策的逐步退坡,但新能源汽车产业面临着诸多亮点和政策利好,值得期待。为加快充电基础设施建设,培育良好的新能源汽车服务和应用环境,五部委起草了《加强新能源汽车推广应用公开征求意见的通知》,各省市新一轮新能源汽车即将开跑。

宝马、奔驰、凯迪拉克等豪华品牌均发布了自身混动车型,在燃油经济性、续航里程以及动力输出等参数方面优势明显。 通用:三款国产混动车型同台首发,其中迈锐宝XL混动版和新君越30H混动版采用相同混动系统,均为横置化混动系统布局,而凯迪拉克PHEV为纵置混动平台打造。上汽通用三大品牌三款主力产品混合动力车型,充分展现出上汽通用汽车扎实推进的 2016-2020“绿动未来”五年战略,以及加速布局新能源市场的决心和行动。 丰田:新PRIUS普锐斯、TOYOTAFCVPLUS概念车,尽显其强大的技术实力和扎实推进节能新能源技术的决心,此外为顺应中国市场的新能源趋势,丰田还计划推进PHEV 等新一代汽车的研发。 现代:正式发布IONIQ,新车是重点打造的一款“源生”新能源车型,全面对标丰田普锐斯,此外新车将提供混动版、插电混动版和纯电动版三个版本,满足不同消费者的需要。在电池技术没有质的飞跃之前,混合动力其实是目前汽车节能的最现实的选择,作为节能先锋的普锐斯,丰田又将其进行了换代,全方面的提升让其综合竞争力得到提高。 比亚迪:作为国内新能源汽车的引领者,比亚迪2015年新能源汽车销量达到6.17万辆,超过特斯拉、日产等品牌,在本次车展上,比亚迪携新能源军团亮相,产品涵盖了乘用车、出租车、物流车等多个细分市场领域。 江淮:推出三款新能源车型,产品布局十分丰富,实现从纯电小型车到纯电SUV车型的覆盖,选择丰富价格厚道、外观出众,看出江淮在新能源方面的不断创新,不断实现新能源战略发展。

油电混合动力车电池介绍(一)参数与特性

油电混合动力车电池介绍(一):参数与特性 油电混合动力车电池介绍(一)-参数与特性 以后可能需要研究与电池有关的成组,电池管理,电池充电和电池保护等高压系统的东东,了解一下电池的一些特性还是有必要的,在此把我收集到的一些东西整理一下。 容量:电池容量是衡量电池可以存储能量的指标。电池可以输出的能量数量取决于温度,放电速率,电池老化和电池类型。很难用一个指标来描述电池的容量,主要有三个指标用来确定电池的额定容量: 安时(Ampere-hour): 表示电池能够以恒定速率输出的电流,在超过规定的时间条件下。通常用于汽车的12V电池,标准是20安时,20小时放电。一般规定是在25℃,以恒定电流放电20小时至终止电压(1.75V/单格),用Cn表示。n指几小时放电率,这里为20。有些电池是以10小时放电率计算的,用C10表示。例:100Ah/12V的电池指该电池以5A(0.05C)的电流恒定放电直至终止电压10.5V,可连续放电20小时。 储存能(Reserve Capacity): 时间长度(分钟为单位)表征电池的容量,用来定义电池在无发电机充电的情况下维持汽车运转的时间。 瓦特小时(kWh Capacity): 千瓦时的指标是考虑电池耗尽的能量的指标,是以能量为指标的(伏特*安培*时间)。电池耗尽通常并不是完全放电的电池,一个12伏汽车电池耗尽时,被认为是其电压下降到10. 5V的时候,一个6V的电池耗尽时,通常考虑的电压下降到5.25V。 以上三个指标都不能完整地描述了电池的容量。每一种是在特定条件下的衡量的方法。电池在实际应用的性能可能有很大的差别,这些条件包括不同的放电/充电率,电池老化,循环

2021年新能源汽车的现状与发展趋势

新能源汽车的现状与发展趋势 欧阳光明(2021.03.07) 摘要:在能源危机和环境污染问题的压力下,寻找替代石油 的新能源车成了必然的选择。本文对新能源汽车包括混合动 力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等定义、分类及特点进 行了总结,综述了各类新能源汽车最新技术进展及其性能, 通过分析新能源汽车应用现状,指出纯电动汽车和燃料电池 汽车推广应用需解决的问题,对各类新能源汽车的发展前景 进行了展望。 关键词:混合动力汽车,纯电动汽车,燃料电池,技术, 现状,应用前景。 1 前言 1.1寻求新动力源的背景 随着世界能源危机和环保问题日益突出,汽车工业面临着严峻的挑战。一方面,石油资源短缺,汽车是油耗大户,且目前内燃机的热效率较低,燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶,节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾;另一方面,汽车的大量使用加剧了环境污染,城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%来自汽车尾气,此外,汽车排放的大量CO2加剧了温室效应,汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国,污染严重,世行

与国外差距很大,平均油耗高出10%—30%,排放约为15—20倍,汽车工业面临的压力更大。 《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施,《规则》强调说明: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。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。 1.2我国发展新能源汽车的重要意义 (1)发展新能源汽车是国民经济可持续发展的需要 我国用于汽车能源的石油资源是有限的,在几十年后必然会出现枯竭,要大量依赖从国外进口石油。届时世界石油资源也会出现匮乏,各国对石油资源的竞争必将更加激烈,石油在国家安全方面的重要性日益上升。所以节制使用石油资源,发展新能源汽车将会促进我国能源结构的调整,有利于国民经济的可持续发展。 (2)发展新能源汽车是控制城市污染的需要 燃油汽车的尾气排放已给环境带来了破坏,世界各国都己认识到这一点,纷纷制定了相关严格的汽车排放标准,以求减少对环境的污染。因此寻求无污染或低污染的“绿色汽车”成为各国的基本国策,也是人类可持续发展的需要。 (3)发展新能源汽车能够缩短我国汽车工业与世界先进汽车工

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.doczj.com/doc/5c8812428.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.doczj.com/doc/5c8812428.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。

我国新能源汽车发展现状及趋势

我国新能源汽车发展现状及趋势 目前,世界各国都在大力发展新能源汽车,我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。节能与新能源汽车的发展是我国减少石油消耗和降低二氧化碳排放的重要举措之一,中央和地方各级政府对其发展高度关注,陆续出台了各种扶持培育政策,为新能源汽车的发展营造了良好的政策环境。近年来,我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面也取得了明显进展,有望肩负起中国汽车工业“弯道超车”的历史重任。针对我国节能与新能源汽车的发展现状与趋势,国研网专访了国务院发展研究中心产业部研究室主任、副研究员王晓明。 一、发展新能源汽车已经成为世界各国的共识 国研网:目前世界各主要国家的新能源汽车发展现状和趋势是怎样的? 王晓明:目前,全球能源和环境系统面临巨大的挑战,汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户,需要进行革命性的变革。目前全球新能源汽车发展已经形成了共识,从长期来看,包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向,在短期内,油电混合、插电式混合动力将是重要的过渡路线。目前来看,全球新能源汽车的发展还面

临着一些共同的难题,例如关键技术的突破、汽车工业的转型、基础设施的建设以及消费者的接受度等。 具体到各国,应该说,引领新能源汽车发展的主要还是美国、日本以及欧洲的一些国家,这些国家起步比我国要早很多,它们的发展也各有侧重。 美国长期侧重降低石油依赖、确保新能源安全的战略,将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重 要措施,并以法律法规的形式确定了新能源汽车的战略地位。早在克林顿时期,美国就提出了以提高燃油经济性为目标的计划,混合动力是当时主要的技术解决方案。到了布什时期,变为追求零排放和零石油依赖,技术解决方案主要是氢燃料电池汽车,后来还有一个计划,想用十年的时间实现20%的石油替代和节约,主要措施是生物质燃料。国际金融危机以后,奥巴马政府将大力发展电动汽车作为实施新能源战略的重要内容,提出了总额40亿美元的动力电池以及电动汽车研发和产业化的计划,产品上,选择了以插电式混合动力电动车为重点。 日本长期坚持确保能源安全和提高产业竞争力的双重战略,通过制订国家目标引导新能源汽车产业的发展,同时高度重视技术创新。2006年,日本提出了新的国家能源战略,目标是到2030年交通领域对石油的依赖从100%降到80%,为了

新能源汽车的现状与发展趋势

新能源汽车的现状与发展趋势 摘要:在能源危机和环境污染问题的压力下,寻找替代石油的新能源车成了必然的选择。本文对新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等定义、分类及特点进行了总结,综述了各类新能源汽车最新技术进展及其性能,通过分析新能源汽车应用现状,指出纯电动汽车和燃料电池汽车推广应用需解决的问题,对各类新能源汽车的发展前景进行了展望。 关键词:混合动力汽车,纯电动汽车,燃料电池,技术,现状,应用前景。 1 前言 1.1寻求新动力源的背景 随着世界能源危机和环保问题日益突出,汽车工业面临着严峻的挑战。一方面,石油资源短缺,汽车是油耗大户,且目前内燃机的热效率较低,燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶,节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾;另一方面,汽车的大量使用加剧了环境污染,城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC 加剧了温室效应,汽车的58%和微粒的8%来自汽车尾气,此外,汽车排放的大量CO 2 噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国,污染严重,世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大,平均油耗高出10%—30%,排放约为15—20倍,汽车工业面临的压力更大。 《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施,《规则》强调说明: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。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。 1.2我国发展新能源汽车的重要意义 (1)发展新能源汽车是国民经济可持续发展的需要 我国用于汽车能源的石油资源是有限的,在几十年后必然会出现枯竭,要大量依赖从

新能源汽车的发展趋势

新能源汽车的发展趋势 汽车行业是市场很广阔、技术含量和管理精细化程度很高的行业,发展新能源汽年是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,今后10年或者几十年,发展新能源是撬动我国甚至全球经济、社会发展的一个“杠杆”,具有良好的发展前景。 从全球范围看,以动力深度电气化、车身底盘轻量化、整车智能网联化三大科技为核心的新能源汽车技术大变革,正在深入发展。未来5~10年,将迎来全球汽车产业重组和转型升级的重要战略机遇期。与此同时,这一重大技术变革还将促进可再生能源、智能电网、新材料工业、高端制造、移动互联、智能机器人、各类交通运载工具与交道系统、城市建设与城镇化等方面全方位变革,对我国推动第三次工业革命和迎接工业4.0时代的到来将发挥重大引领和集成作用。 1动力深度电气化 现如今,第三次工业革命推动能源动力电气化转型升级。从全球范围看,纯电驱动正成为主流的技术路线。纯电驱动汽车的大规模市场正在形成。2017年全球新能源乘用车销量累计突破122万台,同比增长58%。其中,中国是全球最大的新能源乘用车市场。2017年中国新能源乘用车销量超过了57.8万,占比高达46.70%;美国排在了第二位,销售了近20万辆新能源汽车;挪威排第三位,累计销售了6万余辆,占全球新能源乘用车市场的为5.08%。 相关的动力电池、氢燃料电池、太阳能电池(转化效率高达30%)等能源技术突飞猛进,各类电动动力系统的技术已经开始全面商业化,被业界认为很难的燃料电池汽车也进入市场。可以说,电动汽车的技术全方位产业化已经开始。这其中包含三大技术。 首先,插电式混合动力汽车。机电混合装置也已经成熟,尤其值得一提的是,比亚迪“秦”成为全球最畅销的插电式车型之一,总体上达到了国际先进水平。同时,在商用车方面,中国特色的深度混合动力系统,节油率达到35%以上,产业规模全球第一。 第二,动力电池与纯电动汽车的技术。今后10年,动力电池的比能量会有大幅度增长,成本也将会随着比能量的提升大幅下降,但是安全性和耐久性的问题会进一步突显。到2025年,锂离子电池的单体比能量会达到350 W·h/kg,体积比能量会提升1 kW·h,这是锂离子电池的性能极限。电池系统会达到200~250 W·h/kg,性能比现在提高近1倍,成本降低约50%。除了锂离子电池,其他的非锂离子电池技术也在研发之中。 第三,燃料电池汽车。燃料电池发动机技术在不断进步,燃料电池的波载量已经从1 g/kW下降到目前像丰田的0.3g/kW 以下,实验室数据已经到0.1g/kW,将来会接近于现在燃油汽车催化剂的波载量,而且燃料电池发动机正逐步成熟。 2车身底盘轻量化 在车身底盘轻量化方面,电动汽车比传统汽车更需要轻量化,更能平衡轻量化材料导数的成本上升,也更能够带动轻量化的规模应用。为提升电动汽车的能效和续驶里程,国际上先进的轻量化材料与技术呈现广泛应用到电动汽车上的趋势。宝马i3电动汽车大量使用碳纤维轻质材料,单一车门重量不到8kg,比铝合金车门减轻30%,而比起钢板车门减轻50%,i3配备22 kW·h的动力电池,整备质量仅为1.2t。 碳纤维车身和铝镁合金已经开始应用,同时车身上会逐步增加太阳能薄膜的电池,其转化效率已经达到占30%。但成本还是偏高,10年之内产业化应该会有所发展。 轻量化材料与车身电池相结合是理想化目标,特斯拉电动汽车是汽车轻量化的典型代表。它在设计制造方面有重大的变革,传统的全承载式车身已经不见了,因为要放电池,所以形成了真正的电池车身底盘,承载除了这个车身之外还有底盘的框架,面且全采用了铝合金。 宝马i3的轻量化技术也是这样,采用一个独立的底盘平台,车身全部采用碳纤维,这导致汽车整个的生产工艺全部发生革命性变化,未来轻量化材料和新型车型结构将会导致汽车设计制造体系的重大变革,也会由在目前的高档车中应用逐步向中级轿车发展。 车身底盘轻量化设计在新能源汽车上的应用,使新能源汽车在保证强度和安全性能的前提下,降低了整车的整备质量,减少了燃料消耗,降低了排气污染,使新能源汽车的节能效果更佳。 3整车智能网联化 在整车智能网联化方面,电动汽车是实现智能化技术的最佳移动平台,整车智能网联化技术的应用必将推动电动汽车产业和技术的大发展。宝马、奔驰、大众,丰田、现代等汽车

动力电池的主要问题与发展方向

首先看我们国家的发展现状。我们的判断第一个是基本掌握了车用动力电池的关键技术,我们国家动力电池的开发,和整车基本同步,十五期间开展了镍氢电池,、锰酸锂氧化物锂离子电池、燃料电池的研发,"十一五"期间加大了磷酸铁锂电池研发与产业化,"十二五"期间推进三元材料电池的研发与产业化。目前是处于这样一个阶段。 从技术上来讲,我们国家开发了镍氢电池,锂离子燃料电池,关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平,目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时,比功率可以做到500-100瓦时,循环寿命也能做到突破一千次,使用寿命大概是可以达到五年,成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。 第二个从产品层面来看,磷酸铁锂电池已经趋于成熟了,过往来看,我们国家供应电池支撑了产业的发展,目前在大规模示范这一块用的电池基本上都是国产。根据目前工信部发布的新能源汽车推广目录,我们国家车用电池,绝大多数是磷酸铁锂电池,也就是说近两年来,三元材料的动力电池开始在电动汽车上进行示范应用。大家比较清楚的比亚迪的汽车用的是盐酸铁力电池,像上汽,北汽这些电池系统都是磷酸铁锂。一汽奔腾目前是示范车,他用的电池是168,采用了三元材料。 第三个来说是我们国家建立了比较完善的产业体系,昨天我们听到了2014年我们国家电动汽车的销量大概是8.4万辆左右,如果按照每辆车在20-30,大概应该说我们电池达到了20亿千瓦时以上,销售收入应该超过了50亿元,2015年会超过100亿瓦时。我们国家现在推进动力电池产能建设,估计2015年会超过一百亿千瓦时。第二个我们国家建立了比较完整的产业体系,关键材料、单体电池、电池系统和电池装备、检测仪器等都有一定的生产能力,像北大先行、天津巴莫、北京当省,这是正极材料,负极材料像贝特瑞,杉杉等在国际上还是有一定的竞争力。 从发展趋势上来看,我们全世界的情况来看,第一个是锂离子电池已经成为动力电池的主要方向。目前大家都很清楚,目前日本,美国、欧洲、韩国商业化的电池主要是采用燃料电池。目前混动这一块也是在推动力锂电池的应用。韩国、日本、中国在全球锂电池占主导地位,排序是韩国第一、日本第二,中国第三。 最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司,我们国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。 第二个特点是我国政府大力支持新一代动力电池的研发,2012年日本实施蓄电战略,提出2020年蓄电池市场要占到世界份额的50%,就是重新夺回世界第一的位置。根据2013年NEDO发布的技术路线图,他的技术路线在2020之前大概还是以先进的锂离子电池为主,达到实用化,系统的比能量达到250瓦每公斤成本达到1.5元以下,2030年叫做革新电池,能量达到500瓦每公斤,成本达到八毛钱以下。 美国在2013年提出来EV蓝图,提出目标是2022年生产的插电式混合动力的电动汽车使用的电力成本与传统汽车相当,根据2013年发布的技术路线图是2022年下一代电池实现实用化,系统的比能量达到250瓦每公斤,成本降到八毛以下,2013年以后锂离子电池实现实用化。 从新一代锂离子电池来讲主要是在我们国家大概一般的叫做新一代动力电池的研发主要围绕新一代锂离子动力电池和新体系电池。新一代锂离子电池和目前现有的体系不一样,正极材料,负极材料,电极都要发生发生变化,电池比能量可以达到三百瓦每公斤,成本可以达到一块钱以下。这个表里面列了两件事,一个是最近日立公司宣布采用镍系的正极和负极单电池的比能量作330每公斤,寿命有50次,另外是福利蒙基,作为正极,归制作为负极,寿命可以达到100。但是目前这一电池体系的成本和安全有待进一步的验证。

混合动力汽车发展现状及趋势修订稿

混合动力汽车发展现状 及趋势 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

混合动力汽车发展现状及趋势 摘要 在能源和环境危机的双重压力之下,汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。本文主要对混合动力汽车发展的必然性,及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。指出了混合动力汽车的优缺点,并为其在未来的发展中提出了展望。 关键词:混合动力汽车,存在问题,研究前景 引言 随着全球经济的发展,汽车保有量逐年增加,汽车尾气对空气的污染也日益加重,这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来,以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题,使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力,辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电机组。这样既利用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、低噪声的好处。在现阶段,混合动力有很好的发展前景。 1.国内外发展现状 国外发展现状 20世纪90年代以来,世界许多着名汽车生产厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997年8月推出其第一款混合动力汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus,同年12月,推出Toyota Prius(普锐斯)这是世界第一款大量生产的混合动力汽车。自第一代Prius开始销售以来,截止到中Prius标准型每升汽油可行驶公里。到2010年7月31日,累计销量已超过268万辆。目前市场上正热销的两款

中国新能源汽车发展趋势

摘要:汽车的发展已势不可挡,传统燃料汽车在汽车的发展下竞争力明显已经出现不足,因为传统的燃料汽车很有可能已经走上了被淘汰的道路。 1 汽车的发展代表着时代的潮流 汽车是指使用非常规燃料作为车辆动力源或使用新汽车动力装置,并采用先进技术和车辆新结构。汽车包括4大类:汽车;纯(包括太阳能汽车);燃料电池和其他汽车。非常规燃料是除汽油、柴油、天然气、液化石油气、乙醇汽油、甲醇和二甲醚以外的燃料。 在电动、智能、轻型和汽车共享4个趋势的驱动下重新定义的汽车领域,正在世界各地开始蔓延。旧世界的汽车正在发生变化,全球汽车工业的电气化重点已转向,各大汽车巨头竞相竞争,使得传统的燃料汽车已开始慢慢成为历史。汽车网络、自动驾驶等新兴技术也推动了汽车共享服务向电气化方向发展。 2 燃料汽车将逐渐退出市场 2017年许多国家已经确定了传统燃料汽车停售的时间,传统燃料汽车已经开始逐渐退出市场。德国在2016年底通过了联邦议会决议,自2030年起,新车只销售零排放车辆、汽油以及柴油车辆,并在2040年禁止汽车等燃料汽车的销售。法国新环境部长尼古拉斯·霍洛维茨(NicholasHOLO)也宣布了一系列措施,到2050年实现法国零碳排放目标,并在2040年彻底停止销售汽油和柴油汽车。荷兰工党和挪威政党也提出了在2025年全面禁止销售燃料汽车的禁令。日本颁布了相关法律,规定了政府采购和其他补贴措施的比例,以实现逐步取代传统燃料汽车和发展汽车的目标。丰田吓OYOTA)早也在2015年表示,将在2050年彻底停止销售纯汽油车,该公司将只销售和燃料电池汽车。印度政府表示到2030年(或2032年)为止,石油驱动车辆的销售完全停止。 除了从上述国家撤出燃料车辆时间表外,许多国家还制定了一系列政策,包括战略规划、技术研究和发展及市场监督等。例如制定传统的燃料汽车排放标准,加快发展汽车,支持企业的研究和技术的开发,补贴消费者购买汽车等。这一系列的措施和政策将进一步促进汽车的发展,并将促进低碳燃料汽车的进一步发展。 在2017年9月中国汽车产业发展国际论坛上,工商部副部长辛国斌表示,商务部和工业部已经启动了燃料汽车回收时间的研究。“面对一些国家已经出台或正在研究停止发展传统能源汽车生产和销售计划,财政部已经创建了相关部门,来研究中国传统能源汽车退出时间表。这些措施将促进中国汽车工业的发展,给环境带来本质的变化。 3 汽车在中国的未来发展趋势 中国汽车的快速发展,无论是从产业化还是规模化,早已形成了原料供应、动力电池、驱动电机、电器和其他核心技术的研发中心,并形成了生产基础设施、汽车设计、制造和充电设施的建设一系列的完整产业链。2010年以来,中国将汽车产业作为战略性新兴产业重点培育和发展。2011年时,中国仅生产了8 000辆汽车,而到2017年,中国汽车产量已达到58万辆,预计到2020年,汽车的产量将达到200万辆。与此同时,中国汽车品牌制造企业的生产规模也在逐年快速增长。在乘用车领域,比亚迪、吉利、北汽、上汽、江淮及众泰等许多本土品牌的汽车公司,如雨后春笋般涌现。在销售方面,中国自主品牌汽车的销量占汽车总销量的96%。 基础设施建设方面,截至2017年10月底,中国累计建设近20万公共充电桩,私人充电桩安装数量约18.8万座,私家车充电桩安装比例达到80%。目前,我国公共收费设施的数量居

混合动力汽车动力系统综述

汽车新动力━━━HEV综述 戴梦萍1 纪永秋2 (1.山东理工大学机械工程学院,255000;2.山东水利技术学院,255000)摘要:介绍了混合动力电动汽车(HEV)的概念、HEV动力总成的组成及型式,阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词:混合动力电动汽车;串联;并联;混联;驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高,人均能源消耗将会高速增加,环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户,研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式,只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议,混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源,其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动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、电机和变速器一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系,可分为串联式(Series hybrid system)(两种)、并联式(Parallel hybrid system)和混联式()等三种。(如图1

新能源汽车的发展现状及应用前景

新能源汽车的发展现状及应用前景 The development of present stuation and prospect of application about new energy vehicle 班级姓名学号 摘要由于我国经济高速发展,能源和污染问题形势严峻,寻找能够代替化石能源的新能源已经成为了重要解决问题途径。为了对新能源汽车有所了解以及认识新能源汽 车的发展现状以及应用前景,在此进行介绍,并且谈谈新能源汽车的种类等. Abstract Since China's rapid economic development, energy and pollution issues facing to find new energy to replace fossil fuels has become an important problem-solving approaches. In order to understand the new energy vehicles, as well as understanding the current situation and prospects of development of new energy vehicles, described here, and new energy vehicle types. 关键词新能源汽车发展现状应用前景 Keywords New energy vehicles the dvelopment of present situation prospect of application 1. 绪论 1.1 选题背景及研究意义 21世纪,全球能源与环境形势异常严峻,有关资料统计,到2012年和2020年,我国机动车的燃油需求量分别达到1.38亿吨和2.56亿吨,而全球石油储量能过在维持约40年,能源短缺已经成为全球性的问题.目前,我国正处于建设“两型社会”和产业结构调整的关键时期.节能减排已经成为我国政府和各行业工作中的重中之重,新能源汽车可以宽泛的理解为了燃用汽油和轴的传统动力汽车以外的第三排放环保汽车,对我国这个石油资源匮乏和环境压力大的国家来说,大力发展能源汽车有着重要的现实意义和战略意义, 从另一个角度来说,2002—2009年中国的石油产量增长速度平缓,而石油消费量和净进口量却明显增长,见图1所示。中国石油对外依存度也在逐年增大,自1993

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