05把握世博赋予的新能源汽车发展契机.ppt

,刘俊,专,题,报,告,郑文琦,樊磊,【,投,资,策,略,研,】,“世博，科技推动力”专题系列策略报告之五“飞跃 20 年通往未来之路”把握世博赋予的新能源汽车发展契机,前言,报告日期,2010 年 4 月 9 日,2010 年世博会，最大的汽车展台并非占地 6000 平方米的上汽-通用汽车馆，,东方证券研究所策略团队,而是处处充满着“零排放”和“低排放”环保交通工具的世博园区和上海城区。作为第一个正式提出“低碳世博”理念的世博会，上海世博会在交通方面倾力展现清洁能源车辆在“让生活更美好”的城市中的广泛应用。超过 7000万的观众带来直面新能源汽车的全方位体验；这种观众实地零距离的体验和来自内心的认同无疑是政策支持外更有力推广新能源汽车的源动力！核心结论清洁能源汽车预示着未来汽车发展的主要方向。本届世博会汽车馆以“科技与未来的革新理念”为宗旨，突出了“可持续发展的动力移动系统”的构思。无论是馆内发布的 EN-V 概念车、雪佛兰 Equinox 氢燃料电池车、雪佛兰 Volt 增强型电动车，还是运营在世博园内及上海城区的多种电动汽车，均向观众展现电动汽车将是未来新能源汽车的主流。世博会推动国内新能源汽车产业链完善并刺激了行业需求。世博会带来了迄今为止最大的、超过 1000 辆新能源汽车的订单，并通过招标形式促进行业内各企业研发和生产能力的提升。十余个企业、四种技术路线的新能源汽车得以运行；而其在上海城区的试运行、世博会结束之后进入公交领域等规划都极大地刺激了了新能源汽车在公用领域大规模运用的需求。,王明旭毛楠王晓李杨娜,股票策略资深分析师执业证书编号：S0860209100201组合策略资深分析师执业证书编号：S0860208110153股票策略高级分析师执业证书编号：S0860209100203股票策略分析师执业证书编号：S0860108081123股票策略分析师执业证书编号：S0860108111177,究,作为新的支柱产业，电动汽车的发展将推动产业链条多个环节的技术进步。从上游的稀土、碳酸锂、永磁体等基础材料的生产、到锂电池、超级电容、燃料电池等能源存储部件的研发，再到高效节能电机、驱动智能控制系统的技术创新，覆盖了新材料、新能源、智能控制等多个新兴行业，能有效地拉动产业升级和经济增长模式的转型。看好电动汽车产业链未来的投资机会，根据对产业链各个环节的梳理，我们推荐：1）上游原材料生产企业：包钢稀土、西藏矿业、中科三环；2）电池类企业：中信国安、科力远、中炬高新、同济科技；3）高效电机生产企业：万向钱潮、大洋电机、中国南车、宁波韵升；4）整车生产企业：曙光股份、中通客车、上海汽车、安凯客车；5）汽车充电网络企业：国电南瑞。建议重点关注曙光股份、国电南瑞、万向钱潮、包钢稀土。,股票策略分析师执业证书编号：S0860210030005股票策略助理分析师执业证书编号：S0860109121345相关报告从世博看节能建筑的未来“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之三2010 年 04 月 08 日上海世博，新型空调技术应用的普及大使“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之四2010 年 04 月 08 日,报,告,东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性产生影响的利益冲突，不应视本报告为作出投资决策的唯一因素。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读报告最后一页的免责申明。,16,24,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五目 录一、行遍全球：汽车与世博会的百年渊源.4一、行遍全球：汽车与世博会的百年渊源.4二、上海：更大的汽车展览平台.8三、电动车产业链简介.121、高效储能电池及超级电容.13,1）镍氢电池2）锂电池3）超级电容,141415,2、高效电动机.161）永磁同步电动机和开关磁阻电动机,2）钕铁硼永磁材料,17,3、驱动控制系统.174、能量管理系统.185、充电系统.18四、中国新能源汽车产业链投资机会.211、基础原材料.21,1）稀土2）碳酸锂3）铷铁硼永磁体,212222,2、核心零部件.23,1）锂电池2）镍氢电池3）铅酸蓄电池4）燃料电池5）薄膜电容器,2323232323,6）高效电机和驱动控制系统3、整车企业.254、充电系统.262,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,图表目录,图 1：世博会上的交通技术深刻改变了现代人类的生活.4图 2：上汽通用汽车馆效果图（背面）.5图 3：上汽通用汽车馆效果图（侧面）.5图 4：通用 EN-V 概念车.6图 5：雪佛兰 Equinox 氢燃料电池车.7图 6：雪佛兰 Volt 增强型电动车（2011 年上市）.7图 7：安凯宝斯通纯电动客车世博会“开路”.8图 8：力帆 620 电动车-世博会警务用车.9图 9：汽车新、老能源汽车技术汇总.10图 10：纯电动汽车结构原理图.12图 11：串联式混合电动汽车结构原理图.12图 12：并联式混合电动汽车结构原理图.13图 13：燃料电池汽车结构原理图.13图 14：车载超级电容器布置在电车中.16图 15：比亚迪电动汽车充电站.19图 16：大运会区域内的充电桩.20图 17：中国贮氢合金粉产量及增长情况.22图 18：中国镍氢电池产量及增长.22,表 1：历次世博会上的汽车创新.4表 2：新购世博会园区内外专用新能源城市客车招标情况.8表 3：上汽集团为世博会服务的各种车型.9表 4：入选世博会的几种车型.10表 5：世界上主要动力电池供应商.16表 6：国内汽车整车企业新能源汽车产品研发、生产状况.21,3,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五一、行遍全球：汽车与世博会的百年渊源交通运输技术的发展，改变了人类的生产方式和生活方式，是促进社会变革的重要推动力量；而作为文明前行里程碑和助推器的世博会，则从诞生之初就一直关注交通技术给世界带来的变化。也正是通过世博会这一平台展现了蒸汽火车、汽车、飞机等交通工具并迅速推广，才使我们的空间移动变得方便，世界真正成了“地球村”。图 1：世博会上的交通技术深刻改变了现代人类的生活,1862 年伦敦世博会展出了蒸汽火车1986 年温哥华世博会展出的磁悬浮列车,1889 年巴黎世博会展出汽油发动汽车1986 年温哥华世博会人类交通技术发展轨迹,1904 年的圣路易斯世博会展出发明飞机2005 年爱知世博会概念车 Autonomy,资料来源：东方证券研究所整理进入 20 世纪后，汽车逐渐走入人们的生活，成为人类最主要的交通工具；在便捷人们出行的同时，也带动了整个产业链条的扩张，成为工业国家的重要支柱和产业文明象征。因而，对汽车产业的关注和对汽车新技术的突破也成为世界博览会的重要展出内容，并且借助后者这一具有广泛影响力的平台，一系列新的科技在汽车领域得到迅速的推广应用。例如汽车的自动档、安全气囊、ABS 系统车等，均在世博会面世之后得到了长足发展。表 1：历次世博会上的汽车创新,年份18891904190619334,世博会巴黎路易斯安那米兰芝加哥,展出的新技术和理念展出第一辆奔驰制造的汽油发动的四轮汽车，从此揭开了汽车时代的序幕。展出了 160 辆尚处襁褓中的新型汽车第一次专门设立了汽车馆通用汽车、克莱斯勒首创企业馆，展示了在全球汽车行业领先的汽车与发动机，成为这届世博会最大的亮点,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,1935193919641974198219862005,布鲁塞尔纽约纽约斯波坎田纳西温哥华爱知,全球的第一个汽车博物馆通用汽车以汽车与“未来世界”展示高速公路网的构想，“高速公路与地平线”“未来城市”通过“未来世界 II”展馆之旅、进步大道(Avenue ofProgress)和分区展览展现通用汽车的未来愿景展出催化式排气净化器，该装置从 1975 年开始成为汽车标配；“气垫型保护装置”，又称“气囊”；儿童安全座椅；电动车通过概念车“Aero X”，向公众展示了通用汽车在提升燃油经济性方面取得的巨大成就：通用汽车产品的平均燃油效率从 1974 年的 12 英里/加仑提升到了 1982 年的 25 英里/加仑通用汽车展馆一楼展出了各种概念车，既有配备卫星导航等未来功能的原型车，也有各种新能源车辆未来社会满足人们自由移动的个人乘坐型概念车“自主魔力(Autonomy)”I-unit,资料来源：东方证券研究所万众瞩目的上海世博会也将汽车未来的发展趋势作为主题推介的亮点，并建造了专题展馆上汽-通用汽车馆。该汽车馆坐落于上海世博会浦西园区，占地 6000 平方米，建筑的螺旋型外观设计象征“通往未来之路”；展馆以“科技与未来的革新理念”为宗旨，突出了“可持续发展的动力移动系统”的构思。,图 2：上汽通用汽车馆效果图（背面）,图 3：上汽通用汽车馆效果图（侧面）,资料来源：东方证券研究所整个场馆的建筑从结构到建材无一不体现着汽车工业的成就。流线型外观让人联想到汽车的外形，螺旋形设计则象征着“通往未来之路”。汽车馆身披的银色“外衣”由 4000 片可再生铝片组成，这种铝片所采用的数控冷加工下料、成型和校正等工艺技术，与高级轿车的车身钢板加工工艺手段如出一辙。其涂装则采用了汽车喷漆工艺和汽车金属漆。最特别的是，这 4000 块铝板每一块的四边长度、空间弧面拱起度和倾向的角度都不一样，且差别微小，将汽车工业一丝不苟的制造理念运5,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,用到了建筑之中。此外，由于钢结构件中包括不少弧形梁，为保证每块铝板之间的微小差别，建造中还采用了造车工艺中的薄板加工技艺。,汽车展馆向观众描绘了一个梦想的“飞跃 20 年”之路。一个世纪前的 1886 年，德国人卡尔本茨发明汽车的同时，也开启了人类“自由移动”的梦想；200 多天后的上海世博会，上汽通用汽车馆将载着人类的自由移动之梦飞跃 20 年，直达 2030 年。,“飞跃 20 年”的灵感来自 70 年前。1939 年美国纽约世博会上，通用汽车馆预言并展示：20 年后，城市与城市将通过高速公路相连接。这一全新的概念，为经济大萧条中的美国投进了一束希望之光。16 年后，美国首条高速公路诞生，随后迅猛发展，通用的预言成为现实。70 年后的今天，上汽集团携手通用汽车，再次憧憬下一个 20 年的精彩与震撼，带来科技与未来的革新理念。,从 2007 年开始，上汽和通用先后访谈全球 37 位科学家、人类学家、社会学家，收集他们对 20年后的汽车技术与环保手段的分析与设想，并将之通过全球首创的尖端视觉与动态体验展现给观众。穿梭时空、直达 2030 年，参观者将亲身体验未来的汽车与城市快速移动系统，畅游于触手可及的美好汽车生活画卷中。在这里，人们对于“汽车”和“道路”的概念将被彻底颠覆；尾气排放、交通阻塞、空气污染和交通事故，也将不复存在。,与历次世博会相同，通用汽车将借此平台向世界展示其新型的概念车。2010 年 3 月 24 日，通用EN-V 概念车在上海举行全球首发仪式。,图 4：通用 EN-V 概念车,资料来源：东方证券研究所,双人座 EN-V 电动联网车创新地融合了自动驾驶、电气化和车联网技术，是通用汽车对未来城市个人交通的最新解决方案，为小型城市汽车带来全新的 DNA。EN-V 的体积很小，质量很轻，整车重量仅 400 多公斤，长约 1.5 米。而目前传统汽车重量超过 1500 公斤，长度更是 EN-V 长度的三倍。一个传统汽车的停车位可以容纳五辆 EN-V，这将极大地提高城市停车面积的利用率。,EN-V 的左右两侧车轮分别由各自的电动马达驱动，马达动力由锂电池提供，可通过普通家庭电源进行充电，每次充满电后可行驶 40 公里，完全实现零排放。同时，EN-V 可与电网进行信息互换，选择最佳充电时间，充分提高公用电力基础设施的使用效率。,6,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五此外，EN-V 体现的一大技术亮点是车联网。通过整合全球定位系统导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。EN-V概念车展示了通用汽车车辆自动驾驶研究的重大技术突破。EN-V 概念车上应用的一些能够帮助实现自动驾驶的技术，如变道警告、盲区探测及适应性巡航控制等，已在通用汽车目前一些车型上得以应用。,图 5：雪佛兰 Equinox 氢燃料电池车,图 6：雪佛兰 Volt 增强型电动车（2011 年上市）,资料来源：东方证券研究所除了的 EN-V 概念车，雪佛兰 Equinox 氢燃料电池车、雪佛兰 Volt 增强型电动车也将共同亮相上海世博会上汽-通用汽车馆，向参观者展示通用汽车对未来城市交通的畅想。7,1,2,3,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五二、上海：更大的汽车展览平台2010 年世博会，最大的汽车展台并非占地 6000 平方米的上汽-通用汽车馆，而是处处充满着“零排放”和“低排放”环保交通工具的世博园区和上海城区。作为第一个正式提出“低碳世博”理念的世博会，上海世博会除了拥有中国国内面积最大的装机容量 4.5 兆瓦的太阳能光伏电池示范区、生态节能、江水源热能采集等新技术广泛应用于建筑工程、大量采用 LED 节能光源的灯光设备意外，在交通方面，则是倾力展现清洁能源车辆在“让生活更美好”的城市中的广泛应用。事实上，作为 13 个节能与新能源汽车示范推广试点城市，上海目前的新能源公交车已进入商业化运营的包括超级电容车、燃料电池客车、电池+电容纯电动车（全国首批 6 辆电池电容混合动力车在 825 路公交线路投入示范运行）和混合动力车在内的公交线路约 30 多条，使用天然气的公交车达到了 80 辆左右，从数量和类型上来说都处于全国前列。表 2：新购世博会园区内外专用新能源城市客车招标情况,包号,车型,车辆总长,数量,12 米级混合动力城市客车12 米级低地板纯电动（电池）城市客车12 米级低地板纯电动（超级电容）城市客车,空调空调空调,11500-12000mm11500-12000mm11500-12000mm,150 辆120 辆61 辆,来源：新购世博会园区内外专用新能源城市客车招标公告而根据世博会“园区零排放，周围低排放”的规划目标，本次世博会将成为上海市展现新能源汽车与城市美好生活紧密联系的平台。与北京奥运相比，上海世博会将扩大各类新能源车的运用；通过与科技部展开合作，超过 1000 辆新能源汽车将为世博服务。其中，约 300 辆车为超级电容车、纯电动车，200 辆为燃料电池车，它们将在园区内服务，实现零碳排放；其余 500 辆车为包括混合动力车在内的低碳排放车，将在园区周边服务。图 7：安凯宝斯通纯电动客车世博会“开路”资料来源：东方证券研究所8,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五世博会后，混合动力和纯电动汽车将直接加盟公交路线。燃料电池汽车则继续研究其可靠性，包括加氢站的布局设计等配套工作也将提前启动。整个城市已作好虚位以待新能源汽车登场的规划：根据规划，2012 年上海市汽车年产量中 10的份额将让给新能源汽车。届时，上海一年将节油 0.78亿升，减少 23 万吨二氧化碳排放。表 3：上汽集团为世博会服务的各种车型,品牌申驰申驰上海君越上海,车型4 座纯电动场馆车11 座燃料电池观光车燃料电池轿车混合动力轿车混合动力轿车,使用区域世博园区内世博园区内世博园区内世博园区外世博园区外,用途场馆车观光车VIP 接待用车出租车VIP 接待用车,资料来源：东方证券研究所世博会将给超过 7000 万的观众带来直面新能源汽车的全方位体验。这些汽车涵盖了所有的应用领域，贯穿整个游览线路：150 辆 70 座的混合动力大客车和 350 辆混合动力轿车在上海市内运行，接驳观众抵达世博园区；进入世博园区，11 座燃料电池观光车将带领观众进行观光游览，而 4 座纯电动场馆车将方便观众在场馆内穿梭；上海牌燃料电池轿车更是担当起接待 VIP 的光荣任务。我们毫不怀疑，这种观众实地零距离的体验和来自内心的认同无疑是政策支持外更有力推广新能源汽车的源动力！图 8：力帆 620 电动车-世博会警务用车资料来源：东方证券研究所为了全方位推广新能源汽车，给予更多企业向观众展示新能源技术的机会，本次世博会除了使用汽车功能类型多、总量大以外，还接受了诸多新能源汽车及零部件生产厂商的多种技术路线方案。9,LPG/CNG,生,物,燃,料,汽,车,二,甲,醚,汽,车,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五图 9：汽车新、老能源汽车技术汇总,传统能源汽车,电动车,新能源汽车,内燃机汽车,汽油汽车,柴油汽车,混合电动汽车,纯电动汽车,燃料电池汽车,汽车,清洁柴油汽车,资料来源：东方证券研究所仅以上汽集团为例，其为上海世博会提供的千辆新能源汽车，就包括超级电容大客车、混合动力大客车、纯电动客车和燃料电池大客车，跨越纯电动、超级电容、燃料电池、混合动力等四大新能源汽车系统。这也昭示未来我国更可能采用日美等国的新能源汽车技术路线，采用纯电动而非再生汽车新能源技术（主要是发展以乙醇燃料为代表的生物能源技术）推广新能源汽车。表 4：入选世博会的几种车型,生产商上汽集团安凯客车,品牌上海牌安凯宝斯通,动力燃料电池锂电池+超级电容,车型轿车客车,备注最高时速为 150 公里/小时，最大续驶里程达 319 公里充 110 度电，就可保证行驶 260 公里,最大续航里程超过 200 公里，最高车速可以达到每小时 120 公里，最大爬坡度可以达到,中科力帆,力帆 620,磷酸铁锂电池组,轿车,25 度，0-50 公里的加速时间为 9 秒，百公里耗电量小于 20 千瓦时。上海世博会就订,购了 30 台，上海市公安局预订 50 辆力帆电动车作为城市巡逻警车拥有 27 项专利技术，一次充电 4 小时行驶,桂林客车,电池+电容,公交客车,里程可达 250 公里以上；已获得上海世博会,360 台订单完成为纯电动和混合动力新能源汽车配套,万向电动车,锂电池,关键部件,的锂电池、电机、电控等动力总成设备，配套的总量是世博园内运行的 982 辆新能源汽,车的四分之一,南车时代电动,电动汽车用电传动,关键部件,取得了世博会 50%的纯电动电气系统市场订单、50%的地面充电机订单、100%的超级电,10,系统,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,容电气系统市场订单和 100%的世博游行花车系统订单，成为上海世博会最大的电动汽车关键部件供应商。,资料来源：东方证券研究所,而从试点情况看，电动汽车能源消耗价格确实较低。在深圳试点，以比亚迪 E6 纯电动汽车为例，快充 2 个小时可充电 57 度，可行驶 300 公里。按照目前普通商业电价计算，峰期每度电 1.0064元，行驶 300 公里只需 57.3648 元；若利用谷期(2300700)进行充电的话，单价只有 0.2495元，充满一次花费更少，仅需 14.2215 元。而传统的燃油汽车，以每升汽油（深国）6.54 元、每 100 公里油耗 8 升计算，行驶 300 公里就需要 156.96 元。约相当于峰期充电费用的 3 倍，谷期充电费用的 11 倍。,11,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五三、电动车产业链简介电动汽车技术可分为纯电动汽车（EV）、混合电动汽车（HEV）和燃料电池汽车技术(FCEV)三个技术流派。纯电动汽车是通过车辆自身携带的高效储能电池向电动机供电，由电动机直接向驱动轴输出扭矩，汽车取消了传统的内燃机，自身的储能电池无法由车辆自身充电，必须依靠外界充电。混合电动汽车则同时存在两个动力源，内燃机供能系统和储能电池供能系统。汽车可以实现自行向储能电池充电，也可以通过外界充电。而燃料电池汽车则摒弃了内燃机，也不需要外界充电，通过自身携带的液态氢和氧气在燃料电池中的化学反应发电，为电动机提供能量，进而为汽车驱动轴提供扭矩。图 10：纯电动汽车结构原理图,蓄电池,控制器,电机,驱动轴,机械能电能资料来源：东方证券研究所图 11：串联式混合电动汽车结构原理图,蓄电池,控制器变流器,电机发电机,发动机,驱动轴,机 械能电能资料来源：东方证券研究所12,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五图 12：并联式混合电动汽车结构原理图,蓄电池,控制器机械能,电机,离 合,驱动轴,器电能发动机数据来源：东方证券研究所图 13：燃料电池汽车结构原理图,燃料箱,燃料电池,控制系统,电机,驱动轴,电 池组机械能电能数据来源：东方证券研究所目前已经实现商业化生产的纯电动汽车和混合电动汽车，由于工作原理和采用传统内燃机为动力的汽车有很大的不同，因而衍生出全新的上游供应链。和纯电动汽车、混合电动汽车相关的全新的零部件和设备包括：高效储能电池及超级电容、高效电机、驱动控制系统和电源管理系统四个主要的功能部件，以及为纯电动汽车充电的充电设备。由于汽车的品牌属性非常重要，新能源汽车技术的发展，并没有催生新的汽车公司，世界上已经存在的汽车企业仍是新能源汽车技术的最终下游客户。1、高效储能电池及超级电容高效储能电池是新能源汽车的核心零部件，是电动汽车的动力源。目前主要的产品是锂离子电池、镍氢电池。由于是车载电池，对电池的安全性、电磁兼容性、容量以及使用寿命都有较高的要求。日本企业在该领域的投资最早，技术最成熟，商业化生产规模最大，竞争力最强。13,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,1）镍氢电池,功率较大、技术成熟、安全及可靠性好、循环利用率高、成本低。在全球消费升级、工业产品升级的大背景下，电器和电动工具等产品的无绳化和便携化要求越来越强烈，镍电池的应用领域仍不断拓宽。镍镉电池因环保因素正逐渐被取代外，镍锌电池和镍氢电池已被广泛应用于电动工具、电动玩具、照明灯具、移动通讯等各类电器电子产品。,目前全球镍电池的生产主要集中在东亚地区，如日本三洋、松下和我国的比亚迪等厂商。由于市场需求稳定增长，各大企业间的竞争总体上较为平稳。从国内来看，镍电池行业的广阔市场前景吸引了众多企业加入，竞争较为激烈。从市场份额的分布来看，国内镍电池行业正呈现日益集中化的趋势。2006 年，前五名厂商合计生产镍电池约 8.23 亿只，约占全国总产量的 1/3。,随着工业制造的技术升级和民用市场的消费升级，镍氢电池将逐步取代镍镉电池，未来镍氢电池将成为镍电池的主流。太阳能光伏电池产业的蓬勃发展，也将推动作为光伏发电系统的储能部件-镍氢高温电池行业的快速增长。未来混合动力汽车的快速发展将推动镍氢动力电池实现跨越式增长。,从镍氢动力电池的发展现状看，国外镍氢动力电池已经具备了大规模产业化的能力国外主要镍氢动力电池生产企业，主要有松下电能有限公司（PEVE)、Cobasys、Varta 等公司，这三大公司的产品已经得到了一定程度的应用；目前采用松下电池的商业化混合动力汽车有丰田的 Prius，Alphard，Estima，本田的 Civic,Insight 等；Cobasys 专门为混合动力汽车开发 8.8Ah 的 Series1000 电池模块。,国内镍氢动力电池的主要生产厂家有：中炬森莱、星恒、沈阳三普、天津和平海湾等。经过几年的发展，技术进步比较快，单体电池的技术指标虽然与国外的相差不是很大，但一致性和循环寿命比国外差，特别是集成后各项指标与国际三大企业相比差距较大。,A 股上市公司科力远一直以大功率镍锌电池制造技术、镍氢汽车动力电池、高温电池、高容量镍氢电池的研发生产和销售作为发展方向，目前，已与松下、三洋、INCO、丰田 PRIUS（松下与丰田的合资公司）等国际巨头进行广泛深入的合作。国内动力电池研发机构及生产企业还存在资金不足的问题，其原因主要是动力电池还没形成产业，生产工艺不够优良；国内汽车厂对动力电池的要求很高，但需求量不大，两者相互制约。,镍电池的上游原材料主要是泡沫镍、储氢合金粉等。其中泡沫镍是镍氢、镍镉等二次电池的电极骨架材料，是影响镍系列电池性能的关键原材料。目前，全球泡沫镍行业的主要生产能力集中在我国，整体市场供求基本平衡。近几年，在全球镍系列二次电池出货量快速增长的带动下，泡沫镍需求每年增长约为 10%左右，2007 年达到 2030 万平方米。作为镍电池的上游产业，未来泡沫镍的需求将随着镍电池产业的发展而同步增长。,2）锂电池,锂电池的原材料主要包括正负极材料、电解液、电极基材、隔离膜和罐材等。其中，正极材料是锂电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的三分之一左右。目前，正极材料主要是氧化钴锂和钴酸锂等，负极材料为石墨。,14,（1）,（2）,（3）,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,锂电池具有工作电压高、体积小、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优点，目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机和携带式电动工具等领域，其中笔记本电脑占 25%，手机占 58%，为最大应用领域。锂电池具有的优点使其成为了人类 21 世纪重点发展的理想二次能源。在过去 5 年来，锂电池在消费品领域发展迅速。按制造商价格估算，年销售额约为 50 亿美元，占全球电池总营收 500 亿美元的 10%。,锂电池自 1992 年由索尼公司产业化以来，全球锂电池市场基本由日本独霸天下。2000 年以前，日本锂电池产量约占世界总产量的 95%以上。近年来，随着中国和韩国的迅速崛起，日本一支独秀的格局被逐渐打破，日本锂电池的市场分额已下跌到现在的 60%以下，全球锂电池产业形成了中、日、韩三分天下的格局。,目前锂离子电池的研究集中在大容量、长寿命和安全性三个方面：,国内的锂离子电池最高已具有 80Wh/kg 的能量密度和高于 2000W/kg 的功率密度，国外已有 3000W/kg 高功率锂离子电池用于电动车辆的报道；,锂离子电池的寿命要同时考虑里程寿命和周期寿命，里程寿命测试方法是按照车辆模拟工况进行循环寿命测试，依据被测电池组性能达到设定的中止条件时的循环次数推测电池组的里程寿命。周期寿命主要考虑电池搁置状态下性能会发生自然衰减，与电池温度有密切的关系，目前仍是主要研究课题；,锂离子电池的安全性事故是指锂离子电池使用过程中发生的爆炸或起火事故。由于汽车用锂离子电池体积大，其散热性变差，安全性大幅下降，如何解决该问题十分重要。目前最常用的含钴（cobalt）化合物的锂电池之所以在动力电池研发中被回避正是因为在大型化时，会有过热而着火或爆炸的危险。另外，液态锂离子电池电解液的有机成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，正极为强氧化性化合物，负极为强还原性化合物，当电池内部压力过大或过热时，引起爆炸，或外壳破裂后与空气接触，因温度高和锂负极的高活泼性引燃起火。聚合物锂离子电池的安全性较好。,3）超级电容,超级电容是一种电化学装置，是介于电池和普通电容之间的过渡部件。其充放电过程高度可逆，可进行高效率（0.850.98）的快速（秒级）充放电。当车辆的瞬时功率需求较大时，由超级电容提供尖峰功率，并且在制动回馈时吸收尖峰功率，减轻对储能电池的压力，大大增加起步、加速时系统的功率输出，高效地回收大功率的制动能量。,15,-,-,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五图 14：车载超级电容器布置在电车中数据来源：东方证券研究所表 5：世界上主要动力电池供应商,国别日本日本日本日本日本日本日德合资美国美国美国美法合资德国法国韩国中国,公司三洋电机松下电动车能源公司日立英耐时公司NEC Lamilion EnergyLitcelDegussa Enax伊顿公司简法动力公司Johnson ControlsJCS大陆集团萨夫特(SAFT)公司LG化学比亚迪,技术流派镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池镍氢电池、锂离子电池磷酸铁电池,下游客户大众、福特丰田、本田伊顿本田三菱汽车肯沃斯卡车公司等通用、克莱斯勒通用、克莱斯勒福特戴姆勒标致雪铁龙、雷诺通用比亚迪,数据来源：东方证券研究所2、高效电动机1）永磁同步电动机和开关磁阻电动机高效电动机是电动汽车的驱动力来源，与普通的电动机不同。作为电动汽车的“发动机”，无论纯电动汽车、混合动力电动汽车还是燃料电池电动汽车，车用驱动电机系统既是关键技术又是共性技术。电动汽车用驱动电机的性能要求主要体现在较高的转换效率、低速大扭矩、高扭矩密度、调速16,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,范围宽、过载能力大、大功率小体积，以及更高的可工作环境温度等方面；同时与普通工业用电机驱动系统相比，还具有工作环境恶劣、要求成本低等特点，因此车用驱动电机系统开发技术与生产技术难度比普通工业电机更高。,随着新能源汽车的发展，电机系统水平不断强化。丰田普锐斯的驱动电机功率从 19972000 年第一代的 3033 千瓦，到 2004 年第二代的 50 千瓦，现在已发展到 2009 年第三代的 60 千瓦。而另一款丰田混合动力车雷克萨斯的驱动电机功率，也从 2005 年时的 123 千瓦发展到 2007 年的 165千瓦。,电动汽车电机的三种主要形式异步电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机；国外电动客车用电机驱动系统目前以异步驱动为主；永磁同步驱动则是未来的发展方向，在控制方式上可实现数字化，在结构上可实现电机与齿轮箱的一体化。,永磁同步电动机是利用永磁体建立励磁磁场的小功率同步电动机。它的定子产生旋转磁场，转子用永磁材料制成。永磁同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场；而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。,2）钕铁硼永磁材料,永磁同步电动机转子用永磁材料制成。20 世纪 80 年代出现的钕铁硼永磁材料，其剩磁高达 1.2 特，矫顽力达 890 千安米，且加工方便，为永磁电机的应用开辟了新的前景。,永磁材料又称硬磁材料，经过外加强磁场磁化再去掉外磁场以后能够长期保留较高剩余磁性，并能经受不太强的外加磁场其他环境因素（如温度和振动等）的干扰（即较高的矫顽力）的强磁材料。目前应用的永磁材料根据其成分和磁性等特点，可分为稀土永磁材料、金属永磁材料、铁氧体永磁材料和其他永磁材料四大类。其中，钕铁硼永磁体是当代新发展起来的最大磁能级最高的一类永磁材料，是主要含稀土族和铁族元素的金属间化合物，综合了一些稀土元素的高磁晶各向异性和铁族元素高居里温度的优点。钕铁硼合金是第一钟不含 Co 的高性能实用新型永磁材料，是风电机组、油电混合动力汽车、电动车电机理想的磁性材料。,车用电机的发展快速从技术研究向产品开发方向发展，国内从事汽车电机生产的企业主要包括：苏州星恒电源公司、上海安乃达驱动技术有限公司、北京中纺锐力公司、时代集团、上海电驱动有限公司以及大洋电机、宁波韵升、长城电工、万向钱潮等上市公司。,3、驱动控制系统,电动汽车的驱动控制系统包括行驶驱动控制和再生制动控制两个功能，混合电动汽车的驱动控制系统还承担着车辆电力驱动和内燃机驱动的协调、控制功能。电动汽车的驱动控制系统需要高度智能化和数字化，结构简单、响应迅速、抗干扰能力强，参数变化具有鲁棒性，因此大量采用变结构控制、模糊控制、神经网络、自应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术。目前在该领域，德国的博世公司具备技术领先优势。,17,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,4、能量管理系统,电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于保证电动汽车的正常运行，并具有各种警告功能等。电池能量管理系统参加电池模块的监控工作，使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。,目前在该领域，主要涉及的核心零部件是电池控制芯片，主要由世界上知名半导体制造商所垄断。,5、充电系统,如传统动力汽车依赖加油站一样，电动汽车的运行离不开充电站的支持。目前的充电站提供直流充电机和交流充电桩，满足可插电混合动力电动汽车和纯电动汽车等各类电动车辆充电需求。,以色列和日本都希望通过制订明确的电动汽车充电站建设计划，帮助电动汽车在本国早日实现商业化。其中，以色列计划建立世界上第一个电动汽车网络，即在以色列全国建立 50 万个充电站，并于明年投入使用第一批电动汽车。与此同时，日本政府也表示，为普及电动汽车将在三年内建千余充电站。其中，日本东京电力公司将带头参与有关的基础建设，明年东京将率先建成 200 多个充电站，到了三年后增加到 1000 个以上。,充电站可以有两种规划模式。一种是在纯电动汽车驶入充电站后，由专业的充电机对汽车电池进行充电，就像到加油站为汽车加油一样。这种模式的缺点是充电时间较长，车主需要在充电站内长时间等候。,另一种模式就是当纯电动汽车驶入充电站后，工作人员将车内的充电电池拆除下来，直接更换上充电站内的新电池。但如果采用这种模式，充电站内就需要储备大量的电池。,一汽、上汽、东风、长安等国内十家整车企业去年 8 月联合成立电动汽车产业联盟，推动插电式,纯电动车的商业标准和模式；而浙江康迪则与中海油、中国普天、浙江天能电池有限公司等能源巨头达成协议，成立“中国纯电动汽车产业化推进联盟”，力图扩大“换电池”模式的影响力。,目前来看，国内已建的充电站主要采取了第一种技术路线。国内首座电动汽车充电站漕溪电动,汽车充电站于 2009 年通过验收。漕溪电动汽车充电站建设历时 3 年，总投资 508 万元，作为项目关键设备的充电装置研究耗资 200 万元。占地面积 400 平方米，设有包括 4 个临街路边充电车位在内的 9 个充电车位。与传统加油站最大的区别是，充电站全程为自助服务。接好电缆，并插,入智能卡后，车主可通过交互式界面，根据车主需求选择充电量，共有“自动充满”、“定时间”和“定电量”三种模式。此外，车主还可预约充电时间，自主安排。据介绍，825 路“电池电容”混合动,力公交车每行驶一公里只需耗电 1.2 度，按照夜间半价电价计算，以每天行驶里程约 200 公里计，,每天能源开支不到百元，远远低于普通公交车使用柴油的能源支出。,首座国家电网标准大型充电站南湖充电站也于 2 月 9 日开工，各项设备及设施完全符合国家电网典型设计标准。该站主要由配电站、充电工作区及营业厅等组成，总建筑面积 2166 平方米，建有两台大型直流充电机、8 台中型直流充电机及 10 个交流充电桩，可同时按快充或慢充方式提供 10 台电动公共汽车的充电服务。,18,“飞跃20年通往未来之路”“世博，科技推动力”专题系列投资策略报告之五,图 15：比亚迪电动汽车充电站,数据来源：东方证券研究所,从企业方面看，自 2006 年起，比亚迪电动汽车研究所、上海后勤部、汽车销售公司、汽车产业办等部门配合，在上海比亚迪研发中心建成第一个电动汽车充电站并通过检测。随后，比亚迪又在北京、深圳、西安等三个基地完成了内部电动汽车充电站的建设。在电动汽车充电站 10 分钟即可充满 70%的电，而在家庭或停车场使用普通电源充电，