新能源汽车调研.ppt
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1、2009-11-10新能源汽车电池、充电系统政策、技术和市场情况研究汇报框架新能源汽车的现状和发展中国新能汽车的产业政策新能源汽车动力电池分析氢燃料电池技术介绍新能源汽车充电系统分析新能源汽车驱动技术介绍新能源汽车产业的主要问题市场前景预测及对DPC建议新能源汽车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。新能源汽车包括有:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。“新能源汽车从目前来看
2、,只有电动汽车,也就是所谓的FEV、BEV、PFEV这三种类型。”国家发改委产业协调司副司长陈建国近日在“09中国汽车产业国际论坛”上表示,发改委产业协调司陈斌认为,纯电动汽车是国际上认为新能源汽车最佳解决方案,在技术水平成熟和充电基础设施完善之前,充电混合动力汽车将是过渡期的产品。我国新能源汽车发展情况中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,我国启动了“863”计划电动汽车重大专项,涉及的电动汽车包括3类:纯电动、混合动力和燃料电池汽车,并以这3类电动汽车为“三纵”,多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”,建立“三纵三横”的开发布局。“十一五”以来,中国提出“节能和新能源汽
3、车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。2006-2007年,中国新能源汽车产业取得了重大的发展,中国自主研制的纯电动、混合动力和燃料电池三类新能源汽车整车产品相继问世;混合动力和纯电动客车实现了规模示范;纯电动汽车实现批量出口;燃料电池轿车研发进入世界先进行列。2007年12月,长安汽车自主开发的中国首款混合动力汽车杰勋HEV量产下线。2008年新能源汽车在国内已呈全面出击之势。在08奥运会上新能源汽车争芳斗艳,奇瑞A5和长安杰勋分别提供了混合了动力轿车,东风一汽提供了混合动力客车,由北理工研发,北京公交客车厂制造的50辆电动客车。新能源汽车销售情况目前,全球混合动力车销量最大的国家
4、为美国。2008年美国混合动力汽车销量31.4万辆,同比下降10.3%,2007年为35万辆。虽然美国是混合动力车全球销量最大的国家,但混合动力车在美国的汽车销量占有比例相称低,2008年约占整体汽车销量的2.4%。2008年12月15日,比亚迪推出了双模电动车F3DM,被冠以“全球第一款上市的不依赖专业充电站的电动车”称号,售价14.98万元,主要向政企客户销售。截至今年8月底,比亚迪F3DM电动车的销量不足40辆。今年1-7月,全球最成熟的新能源车丰田普锐斯在美国销量已逼近7.5万辆,排名轿车销量第十位,但去年在中国的销量不足千辆。从在中国推出第一款普锐斯迄今3年有余,其销量没有突破350
5、0辆,据统计,去年上半年,国内新能源汽车销售共366辆,下半年899辆。这与去年中国938万的汽车销量形成了很大反差。2008 年美国混和动力汽车销量的厂商份额F3DM采用电动车和混合动力两套系统,在车内装载一个比亚迪自主研发的铁电池,该车功率达到125千瓦,相当于3.0L排量水平,该车0-100公里加速只需9秒。该车可使用家庭电源充电,充满一次需7小时,但可行驶100公里。充一次电只需14度电,按北京不到7元的电价计算,充电成本远远低于汽油成本。PRIUS普锐斯是世界首款量产的油电混合动力轿车,通过汽油发动机和电动机的协同工作模式得以融合,受到了广大用户的高度评价。目前,PRIUS普锐斯已在
6、全世界40多个国家和地区销售。中国新能源产业计划据了解,长安汽车拟首期投资25亿元建设新基地,预计2012年建成投产,达产后新能源汽车产能将达30万辆整车、100万台发动机的年产能规模。奇瑞旗下的3款新能源车已进入了上市倒计时,其中,以QQ3为原型的S11和以开瑞优优为原型的Q21将在今年的11月和12月投放市场,挂瑞麒标的S18在明年上半年进店销售。比亚迪也计划明年在美国销售新款全电动汽车E6地方政府对新能源的热衷丝毫不亚于各大企业,依托北汽集团,北京计划2010年新能源汽车产销规模至少将达到1万辆。上海计划2012年新能源汽车产能达到10万辆,2015年升至30万辆。到2011年,山东省新
7、能源汽车生产能力将达到5万辆,培育5家具有较强竞争力的新能源汽车生产骨干企业。而今年3月出台的汽车产业调整和振兴规划中明确指出,改造现有生产能力,形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右,规划期为2009年至2011年。但从目前的规划产能来看,已经远超50万辆。部分国内外车企最新一代PHEV、EV 车型推出时间计划汇报框架新能源汽车的现状和发展中国新能汽车的产业政策新能源汽车动力电池分析氢燃料电池技术介绍新能源汽车充电系统分析新能源汽车驱动技术介绍新能源汽车产业的主要问题市场前景预测及对DPC建议近期新能源汽车政策一览“十城千
8、辆”电动汽车示范工程2009.1节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法2009.2汽车产业调整和振兴规划2009.3新能源汽车生产企业及产品准入管理规则2009.6节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录2009.8-9“十城千辆”示范应用工程由科技部和财政部共同启动的“十城千辆”电动汽车启动暨百辆混合动力公交车投放仪式1月份在湖北省武汉市举行。科技部部长万钢出席了仪式“十城千辆”电动汽车示范应用工程将用3年左右的时间,每年发展10个城市(后发展到13城市),每个城市推出1000辆包括混合动力汽车、纯电动汽车在内的新能源汽车。新能源汽车开展示范运营,涉及这些大中城市的公交、出租、
9、公务、市政、邮政等领域,力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占汽车市场份额的10。节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法财政部和科技部2月份联合发布关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知,并公布节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法办法有求财政补贴新能源汽车必须纳入节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录,并公布了补助标准。公共服务用乘用车和轻型商用车示范推广补助标公共服务用乘用车和轻型商用车示范推广补助标准(单位:万元准(单位:万元/辆)辆)节能与新能源汽车类型节油率最大电功率比BSG车型10%-20%20%-30%30%-100%混合动力汽车5%-10
10、%0.410%-20%2.83.220%-30%3.23.64.230%-40%4.24.540%以上5.0纯电动汽车100%6.0燃料电池汽车100%25.0注:最大电功率比30%以上混合动力汽车补助标准均含plug-in。十米以上城市公交客车示范推广补助标准十米以上城市公交客车示范推广补助标准(单位:万元(单位:万元/辆)辆)节能与新能源汽车类型节油率使用铅酸电池的混合动力系统使用镍氢电池、锂离子电池/超级电容器的混合动力系统最大电功率比20%-50%最大电功率比50%以上混合动力汽车10%-20%52020%-30%7253030%-40%8303640%以上3542纯电动汽车100%5
11、0燃料电池汽车100%60 注:最大电功率比50%以上混合动力汽车补助标准均含plug-in。汽车产业调整和振兴规划今年3月出台的汽车产业调整和振兴规划中,安排100亿元专项资金,用于支持新能源汽车发展,明确指出,“电动汽车产销形成规模。改造现有生产能力,形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。主要乘用车生产企业应具有通过认证的新能源汽车产品。”规划期为2009年至2011年。北京市将在公交、环卫等公共服务行业开展以混合动力汽车和纯电动汽车为重点的大规模应用示范,到2012年累计形成5000辆的示范应用规模,推动新能源汽车的
12、跨越式发展。新能源汽车准入管理规则工信部6月份出台了新能源汽车生产企业及产品准入管理规则对新能源汽车的生产企业和产品准入进行了规范,同时发布了新能源汽车技术阶段划分表(2010年12月31日前适用),见下页,对处于不同技术阶段的产品采取不同的管理方式。起步期产品只能进行小批量生产,且只在批准的区域、范围、期限和条件下进行示范运行,并对全部产品的运行状态进行实时监控。发展期产品允许进行批量生产,只能在批准的区域、范围、期限和条件下销售、使用,并至少对20%的销售产品的运行状态进行实时监控。成熟期产品与常规汽车产品的车辆生产企业及产品公告(以下简称公告)管理方式相同,在销售、使用上与常规汽车产品相
13、同。新能源汽车技术阶段划分表新能源汽车技术阶段划分表示范推广应用工程推荐车型目录工信部与8月21日和9月1日分别公布了第一批和第二批节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录第一批共有共有5款车型,第二批18款车型序号企业名称产品名称产品型号1南京汽车集团有限公司依维柯纯电动服务车NJ5056XFWD2安徽江淮汽车股份有限公司纯电动电力工程车HFC5040XGCEVR3湖南江南汽车制造有限公司电动轻型客车JNJ6400EVL4比亚迪汽车有限公司混合动力轿车QCJ7100ADM5江西江铃汽车集团改装车有限公司纯电动服务车JX5041XEV-LI示范推广应用工程推荐车型目录(第示范推广应用工程推
14、荐车型目录(第2批)批)序号企业名称产品名称产品型号1安徽安凯汽车股份有限公司HFF6110G03EV电动城市客车2安徽安凯汽车股份有限公司HFF6112GK50电动城市客车3安徽安凯汽车股份有限公司HFF6120G03EV电动城市客车4安徽安凯汽车股份有限公司HFF6700BEV纯电动客车5安徽安凯汽车股份有限公司HFF6127K46EV电动客车6安徽安凯汽车股份有限公司HFF5120XFW服务车7郑州日产汽车有限公司ZN6461W1C纯电动乘用车8郑州日产汽车有限公司ZN6493H2C纯电动乘用车9奇瑞汽车股份有限公司SQR7000ELS18纯电动轿车10奇瑞汽车股份有限公司SQR7000
15、EAS11纯电动轿车11奇瑞汽车股份有限公司SQR7160A217/B混合动力轿车12奇瑞汽车股份有限公司SQR7130A217/A混合动力轿车13中通客车控股股份有限公司LCK6121HEV混合动力城市客车14中通客车控股股份有限公司LCK6128EV纯电动客车15北京华林特装车有限公司HLT5074ZYSEV纯电动压缩式垃圾车16北京华林特装车有限公司HLT5162GSSEV纯电动洒水车17北京天路通科技有限责任公司BTL5071TSLEV纯电动吸尘车18天津清源电动车辆有限责任公司QY5020GKC-08BEVA纯电动高空作业车19长沙中联重工科技发展股份有限公司ZLJ5071TSL纯电
16、动扫路车国内电动车研发中心及协会情况8月8日,中国科学院电动汽车研发中心成立挂牌仪式在上海嘉定工业区举行。据悉,中科院电动汽车研发中心已经成功研制了第一代和第二代家用电动轿车样车,其一次充电后可跑150公里,最高时速每小时可达150公里。8月,由中汽协作为召集人,上汽、一汽、东风、广汽、北汽、长安、重汽、华晨、奇瑞、江淮等十家汽车企业将联手成立电动汽车产业联盟,意在联合制定针对电动车整车和零部件的标准,目前已开始了基础部件系统制定统一标准的相关调研工作。北京新能源产业联盟专家委员会8月28日宣布成立相关产学研及有关电动汽车的国家863计划和专家情况由高峰汇报汇报框架新能源汽车的现状和发展中国新
17、能汽车的产业政策新能源汽车动力电池分析氢燃料电池技术介绍新能源汽车充电系统分析新能源汽车驱动技术介绍新能源汽车产业的主要问题市场前景预测及对DPC建议新能源汽车动力电池分析比亚迪铁电池动力电池分类图新能源汽车电池概述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、利润最集中的部分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。主要的动力电池有铅酸、镍氢、锂电池和燃料电池等,铅酸电池具有技术成熟、成本低、安全可靠的优点,目前普遍用于汽车的启动电池和电动自行车电
18、池,缺点是比能量能量密度偏低,充电时间长,且铅金属污染环境。按铅酸电池的比能量,满足PHEV-40(纯电动续航里程40英里)的15kWh能量需求的电池重量将达400公斤,加上其他电池部件、附件和管理系统的重量更高,显然超出装备普通乘用汽车的合适重量范围。镍镉电池的比能量、能量密度约为铅酸电池的1.5倍,且有使用寿命长、成本较低的优点,缺点是镉金属污染环境严重,电池记忆效应严重,已基本退出动力电池市场的竞争。新能源电池性能比较新能源汽车动力电池产业路径新能源汽车动力电池将朝着“镍氢锂电燃料电池”的产业化路径发展。工信部的准入规程把镍氢电池划分为成熟期,允许在全国地区销售,而锂电和燃料电池分别为发
19、展期和起步期短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池,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。近年来燃料电池(FC)技术的突飞猛进,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。镍氢电池原理简介镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极),负极活性物质为金属氧化物,也称贮氢合金(电极称贮氢电极),电解液为6N氢氧化钾,在电池充放电过程中的电池反应为:电池的开路电压为:1.2V1.3V、因贮氢材料和制备工艺不同而有所不同。镍氢电池发展现状分析镍氢动力电
20、池刚刚进入成熟期,是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系,全球已经批量生产的混合动力汽车全部采用镍氢动力电池体系。现有混合动力电池99%的市场份额为镍氢动力电池,商业化的代表是丰田的普锐斯。目前全球主要的汽车动力电池厂商主要有日本的PEVE和Sanyo,PEVE占据全球Hybrid动力车用镍氢电池85的市场份额,主要的商业化的混合动力汽车如丰田的Prius、Alphard和Estima,以及本田的Civic,Insight等均采用PEVE的镍氢动力电池组。目前,长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经在示范运行,他们采用的也都是镍氢电池,不过电池
21、主要向国外采购,国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。科力远目前正与国内奇瑞汽车、长安汽车等合作,首条生产线的产品主要供应奇瑞汽车。镍氢电池市场容量估算我们按08年全球约50万辆混和动力汽车销量,每车电池能量约1.5kWh,镍氢电池组价格约800美元/kWh,08年全球的混和动力汽车镍氢电池产销量约为75万千瓦时,市场规模约6亿美元,考虑一定的冗余匹配和存量车更换电池可能性,实际市场规模可能在7 亿美元左右。截止2008 年底全球镍氢动力电池组市场份额镍氢电池产业及公司分析我国在在镍氢电池技术和资源上均具有优势,氢氧化镍性能世界领先,稀土资源丰富,具有得天独厚的资源优势,因此,发展镍氢
22、动力电池是我国目前最现实的选择。从镍氢电池产业链条看,上游原料厂商为金属矿产开采商,中游为镍氢电池材料供应商,下游为电池厂商。从产业链来看较看好中下游厂商,上游厂商目前竞争状况供需平衡,不过动力电池的下游厂商科力远和中游厂商中炬高新都处于供不应求状态。上游镍矿开采商有吉恩镍业,而中游生产镍氢电池材料的国内上市公司包括金瑞科技(正极材料球型氢氧化镍)、厦门钨业和包钢稀土(负极材料稀土贮氢合金粉),其中厦门钨业是国内镍氢电池贮氢粉生产的龙头企业,同时也涉及锂电池正极材料的生产,具备较好的发展空间。下游厂商中,国内具有生产能力或计划进入的公司包括春兰集团、科力远、中炬高新、湖南神舟、凯恩股份等,其中
23、春兰集团是国内技术的翘楚,市场占有率处于领先地位,中炬高新和湖南神舟也已具备了一定的技术基础和市场地位,而科力远和凯恩股份的主要产品目前仍限于单体电池,动力电池组项目在建或筹建中,前景尚不明朗。镍氢电池发展前景展望在发展新能源汽车上,镍氢电池技术最成熟,未来3年内仍将是新能源车的主流,主流地位将可延续至2011年,之后镍氢电池技术将和磷酸铁锂、氢燃料电池三分天下,5年后将逐渐被锂电池及燃料电池所取代。现有混和动力车镍氢电池能量仅1-2kWh,不能纯电动行驶或纯电动续航里程在3公里以下。HEV向PHEV 和EV 方向发展成为必然,而镍氢电池无法实现的原因如下:1.与PHEV要求的5-15kWh、
24、EV要求的40kWh以上电池能量比较,镍氢电池的比能量、能量密度仍显不足,将使电池组体积和重量偏大。2.镍氢电池的原材料氢氧化镍价格较高,制造更大能量的电池将使成本偏高。3.更重要的,镍氢电池技术发展基本成熟,电池性能提高和成本降低的空间有限。锂电池工作原理锂离子电池,俗称“锂电”。锂离子电池负极是碳素材料,如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物,如LiMn2O4。电解质是含锂盐的有机溶液。通常锂离子电池并不含金属锂。充电时,在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出,经过电解质,嵌入到负极晶格中。放电时,过程正好相反,锂离子返回正极,电子则通过了用电器,由外电路到达正极与锂离子复合。聚合物锂电池或固态
25、锂电池,主要部件:正极、负极和电解质以及工作原理都和使用液体电解质的锂离子电池一样,只是隔膜和包装材料不同,仍属于锂离子电池。锂离子电池有突出的优点:工作电压高锂离子电池的工作电压在36V,是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。比能量高锂离子电池比能量目前已达165Whkg,是镍镉电池的3倍,镍氢电池的15倍。循环寿命长目前锂离子电池循环寿命已达1000次以上,在低放电深度下可达几万次,超过了其他电池。自放电小锂离子电池月自放电率仅为68,远低于镍镉电池(2530)及镍氢电池(3040)。无记忆效应可以根据要求能够随时充电,而不会降低电池性能。对环境无污染锂离子电池中不存在有害物质,是名副其实的“绿
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