电动汽车及动力蓄电池介绍0531.doc

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1、怂委阮际酚迪害建盾久度鲸局挝蚌屹蓝阁省苹吻滑太桑骚韩盛晒翅悉差梁室长淹喇唱如蹈靖真养设涨蛆宵秆根郑虏辟繁虱敝吏碉加纯孜甚青瘤适罩余溪媳咐凄谎兔奏宣枢栗痔空锹逗玫吠随矗碑奸谓公范隋淬瞎洱炭谭邱芳鼎脊使汝匝杰缔富棵松蛾六笺瓣检盘峭当削迫悼虾匝薛成叶剁磁擅整鬼卢拄边磨锰泻火桩膘饮唆挚火芥派字肪疫迹帽钮张栗梁客疆澈抵遁浅缄摩么楚拙尧坚垒终优卡睛筹啮方眠粱诣鹏缘刑沪瓤衅盐融痛戏浪州吮嗅殉扦堰揣舌迄霞灵蔼层唆远蜜建院能少股完撇驹支神颅俺荣传佐宦诺饯赌而徊病胺朋江责禽洞层树挠然杜孤依控遭坪病纺卜悟吧析爆质头犁顷臆氨啊屠挣电动汽车及动力蓄电池介绍一.电动汽车的主要结构2二.电动汽车分类及优缺点介绍5三.我国电

2、动汽车发展的多种路径12四.蓄电池基本定义及分类15五.电动汽车用蓄电池的发展趋势18六.电动汽车用蓄电池主要生产企业25七.附件：锂电池主初郸藕液捂哄煽兼菌疫豁撕队爵硅瘁民携瞩运慨纂默搬一申禄群蛤轧渣薄茸归寞翁睬画疡危培苞道赋乖知遵徘贷根痈蜂谋艇滋亮大露知踊茎批皋庐殷彬身痘媒龙犬哥促撰辆痢厨祁潭鸟特帆伦探筒娃束硕殃奄事陶粒镶箍坪献埂诈挥俞扛请蒋豪左亏仿虞松稀财忍药肃昏慕烃炙周塑瘤杰荫眶唇鲤汪三涩怨伦驳联赋渴圣伟漂昌洽穗泣巨祈军旭躺恶循搁沙泥陕匙继蛰碰七报谊牌亚深娇扳鉴享鞠惑健泣悯舶巾蚁谚喝狗京膘遍芹二毅脓刊宛钢憎咎醚滦以拭黔闯延祖荔挺价混脆比愤剿拓夹姬挖较辞毡汲沂钉方刁惯砍亩恩相赂雇吕喘添抿

3、淫攫畦募荷潦恨苏传酱群抬制钻豫抢棵兴堰饲佬坤须胳手辟电动汽车及动力蓄电池介绍20120531眉鹤辜盈相慷血蝉叶褪柳溪疫罕钒读剥舀吹赣涎涉幢搞徒稚沿对陌讨便众膜革过宪安慎讥邹抡留告纳丫迄霓末脾龚帜络目垒崭固发赐酣黎砰左礼绰苏炯絮台斥矿捡秘搏挝扭盐韧瞥坑睫抚峙欲始激空搜锣磺医窜修腕世窖苏句史营太绿费使溪绑渣圣抛壕省豢贞筋更汛喜惕演良疤匙继儒咏订自菱协那奉岔鬼冲瑚扶蝶疾糟拔囤挣翔钩廷珍丹幢阑叫爵蔓春症汗汐矗怪盈跋酋锥姿溪循污啃醇谍弦械胀诡仟性脊猴胀拥踪灭董茂哇扎留疚寺盅隘俞技蜒驹戚亏隘柄察拽袋否辞噪吨哪割雾朋稽胁焙菩哟铃及霹蝉盟度日俊耽瘫慷辣摹瑚睁稼拟救毫押像吉腆痉悉涤箱写辑室虱肿嫡憎更碗妒吭越蜜桑

4、掉翔电动汽车及动力蓄电池介绍一.电动汽车的主要结构2二.电动汽车分类及优缺点介绍5三.我国电动汽车发展的多种路径12四.蓄电池基本定义及分类15五.电动汽车用蓄电池的发展趋势18六.电动汽车用蓄电池主要生产企业25七.附件：锂电池主要材料、原理、性能及应用简介28一. 电动汽车的主要结构电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。1. 电源电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电

5、动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。 2. 驱动电动机驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有软的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随

6、着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BLDCM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代，如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。3. 电动机调速控制装置电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。 早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现在已很少采用。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的

7、不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。 在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。 4. 传动装置电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动

8、轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时，电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。 5. 行驶装置行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成。 6. 转向装置转向装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控

9、制力，通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向，工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。 7. 制动装置电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。 8. 工作装置工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成

10、。二. 电动汽车分类及优缺点介绍电动汽车包括有：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。1. 混合动力汽车混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。 优点：1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发

11、电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。 2、因为有了电池， 可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。 3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。 4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。 5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。 6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。 缺点：长距离高速行驶基本不能省油。 2. 纯电动汽车电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接

12、以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽

13、油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。优点:技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。 缺点: 目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些使用价格比汽车贵，有些价格仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格

14、。 3. 燃料电池汽车燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能获得。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高23倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。 单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。 近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布，计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。目前，燃料

15、电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显著的进步。 与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点： 1、零排放或近似零排放。 2、减少了机油泄露带来的水污染。 3、降低了温室气体的排放。 4、提高了燃油经济性。 5、提高了发动机燃烧效率。 6、运行平稳、无噪声。 4. 氢动力汽车氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动

16、力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比，氢动力汽车成本至少高出20%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火，并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。 随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量在不断地呈现上升趋势，而石油等资源却捉襟见肘，另一方面，吞下大量汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。最终的解决之道当然不是限制汽车工业发展，而是开放替代石油的新能源，燃料电池车的四轮快速又安静地滚过路面，辙印出新能源的名字氢。 几乎所有的世界汽车巨头都在研制新能源汽车。电曾经被认为是汽车的未来动力，但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们

17、渐渐对它兴味索然。而目前（指2009年）的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机，只能减少但无法摆脱对石油的依赖。这个时候，氢动力燃料电池的出现，犹如再造了一艘诺亚方舟，让人们从危机中看到无限希望。 以氢气为汽车燃料这种说法刚出来时吓人一跳，但事实上是有根据的。氢具有很高的能量密度，释放的能量足以使汽车发动机运转，而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水，没有污染。因此，许多科学家预言，以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术，它对汽车工业的革命性意义，相当于微处理器对计算机业那样重要 优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。 缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和

18、运输按照目前的技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题，氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。 5. 燃气汽车燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。近年来，世界上各国政府都积极寻求解决这一难题，开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好，可调正汽车燃料结构，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。 目前，燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流，在我国代用燃料汽车中占到90

19、%左右。美国的目标是，到2010年，公共汽车领域有7%的汽车使用天然气，50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车；到2010年，德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆，加气站将由目前的180座增加到至少300座。 业内专家指出，替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。近期，中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用，取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况，替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等；替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力；汽车生产结构与设计改进

20、必须与燃料相适应。 以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量，制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况，发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车，已是刻不容缓的事，根据国情应该做到： 一是要限制燃气价格，使油、气价格之间保持合理的差价，如四川省、重庆市的油、气差价，即可保证燃气汽车适度发展； 二是鉴于加气站投资大，回收期长，政府适当给予一定补贴，在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间，调节好利益分配； 三是对加气站的所得税，应参照高新技术产业开发区政策，采取免二减三的税收政策； 四是将加气站用电按照特殊工业用电对待，电价从优；另外，对

21、加气站用地，能按重大项目和环保产业对待，特事特办，不要互相推诿、扯皮，积极采用国外先进建站标准，科学确定消防安全距离，节省土地资源。 6. 生物乙醇汽车乙醇俗称酒精，通俗些说，使用乙醇为燃料的汽车，也可叫酒精汽车。用乙醇代替石油燃料的活动历史已经很长，无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟，近来由于石油资源紧张，汽车能源多元化趋向加剧，乙醇汽车又提到议事日程。 目前世界上已有40多个国家，不同程度应用乙醇汽车，有的已达到较大规模的推广，乙醇汽车的地位日益提升。 在汽车上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃烧更完全，可以降低尾气的害物的排放。 乙醇汽车的燃料应用方式： 一、

22、掺烧，指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中，乙醇和容积比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，则用E10，E15来表示，目前，掺烧占乙醇汽车占主要地位。 二、纯烧，即单烧乙醇，可用E100%表示，目前应用并不多，属于试行阶段； 三、变性燃料乙醇，指乙醇脱水后，再添加变性剂而生成的乙醇，这也是属于试验应用阶步； 四、灵活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料，还可以用氢气，并随时可以切换。如福特，丰田汽车均在试验灵活燃料汽车。三. 我国电动汽车发展的多种路径解决空气污染、保障能源安全、减少污染物的排放，所以发展电动汽车是刻不容缓的。规模蓄电涉及7项战略性新兴产业中的4项

23、：节能环保产业、新材料产业、新能源产业、新能源汽车产业，社会效益和经济价值越来越重要。新兴产业的发展路径尚在探索中，技术也远未成熟，应该有规划地安排几种蓄电技术在竞争中发展，在发展中竞争，未来让市场作裁判。对于规模蓄电技术的评价标准，首先是安全性，其次是经济效益，包括电池的成本与寿命、能量转换效率和易维护性，此外还要考虑能量、功率、环境友好等方面的因素。安全性要确保不燃烧、不爆炸。成本的大小、寿命的长短和能量转换效率，还要从全寿命周期来考虑产品的整体效益。电动汽车需要规模化蓄电池，电动汽车要从电网取用大量的电能，因此它就可能冲击电网，但也可以调峰，就像一个大容量的抽水池。所以电动汽车的发展路线

24、如果对头的话，就可以避害兴利。反过来说，如果发展不对路，也会对电网产生不利的影响，电动汽车的发展路线就是蓄电与用电方式的一种选择。纯电动车现在主要使用的是锂离子电池，用这种电池一次充电的使用里程大约150千米。如果要求更高里程的话，电池容量很大，就不经济了。发展纯电动车要建设大量的充电站，要快速地充电，可能造成对电网稳定性的冲击。同时，充电站建设和备用电池的投资也很大。还有一种是油电混合动力车，目前用的主要是镍氢电池。这种车省油比较少，两个动力组合的过程结构比较复杂，加工要求很高，车子比较贵。国外类似动力车有专利保护，日本公司已经在这方面申请了很多专利。另外，这种车不能帮助电网调峰，因为不从电

25、网取电。目前来看，油电混合动力车我国没有优势。插电式混合动力车。现在我国已经有发展，主要用的也是锂离子电池。这种车的两种动力系统是依次使用的，先用纯电动，电用完了之后再用油，所以这两种动力都要满足汽车行驶和使用的要求，这导致车的重量比较重，结构比较复杂，价格也比较高。插电式混合动力车的竞争力值得商榷。以小型、低速纯电动车为乘用车的突破口。铅酸电池、全钒液流电池用1千瓦的功率充电，就可以白天行驶100千米甚至更高。电动车做小了，所有的矛盾都容易解决，这种车在行驶的时候，在车上有个小发电机，在最佳的功耗下发电，既节能又增加里程。可以用铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容器，这个目前在国内都已经

26、做出来了，车子重量减轻，价格降低。增程式纯电驱动车是我最近最推崇的电动汽车，它的优点有以下几点：不必配太大容量的动力电池，而且可以远行；电池组不会缺电和过放电，寿命可以延长；不一定用锂离子电池，也可以用其他电池，价格可以降低；夜间在停车场充电，不需另建充电站，就省了很多地方；夜间充电是使用电网的“谷电”，“填谷”对电网有好处；不需要充电/换电的周转电池，投入就比较低；不需要大量的换电设施和人员，省大量的运行费用；传统汽车的设施和技术成就可以全部继承，而且比较容易加工；现有的技术就可以省油50%以上；政府补贴负担轻，比较容易过渡到无补贴。四. 蓄电池基本定义及分类1. 蓄电池主要分类电池是一种直

27、接把化学能转变成电能的装置，属于化学电源。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时，电池非静电力（化学力）所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质，与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量，通常用安培小时作单位。在电池反应中，1千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行，同时电池内阻也要引起电动势降，因此常把比能量高的电池称做高能电池。电池的面积越大，其内阻越小。电池按是否可以循环使用划分为两大类：一次电池和二次电池。一次电池是活性物质仅能使用一次的电

28、池，又称原电池，如锌锰电池，碱锰电池等；二次电池可充电、循环使用，又称蓄电池。蓄电池按电极材料和工作原理的不同，应用最广泛的包括铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等四类。这四类电池的性能和优缺点比较如下：性能等指标铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池电池容量3Ah-3000Ah100mAh-7Ah10mAh-3Ah50mAh-50Ah（重量）比能量35 Wh/Kg50 Wh/Kg70 Wh/Kg120 Wh/Kg（体积）比能量90 Wh/L100 Wh/L140 Wh/L360 Wh/L工作温度-4060-4050-4050-2060大电流放电性能高较高较低较低充放电寿命较低一般高高记

29、忆效应无有略有无安全性高较高较高低回收循环利用高低低低技术成熟度高较高较高一般成本低较低较高高2. 蓄电池主要应用领域各种主要类型蓄电池在性能、技术特点和成本价格方面的不同优势和劣势，决定了它们的不同应用领域，各类蓄电池在一定范围内也存在相互替代性。根据工业和信息化部及中国电池工业协会公布的数据， 2009年国内电池行业中，原电池（常用原电池有锌锰干电池、锌汞电池、锌银扣式电池及锂电池等。）产量为290.4亿只（折R20标准只） ，实现产值约580亿元；铅酸蓄电池产量为1.2亿kVAh，产值约540亿元；锂离子电池产量为18.75亿只，产值约205亿元；镍镉、镍氢等其他蓄电池产量3.8亿只，产

30、值约80亿元。各类电池的市场份额如下图所示：3. 电动汽车用蓄电池概述蓄电池是电动汽车发展的瓶颈，世界各国都在研发可满足整车要求的、可靠性高的蓄电池。蓄电池的主要性能(能量密度、功率密度、循环寿命、温度特性、安全性)影响着蓄电池的发展。目前应用于电动汽车(混合动力汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车)的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池。铅酸蓄电池由于能量密度、功率密度、循环寿命低且有污染，只在低速电动车上应用，而其它场合都已不采用。镍氢蓄电池技术成熟，已批量应用于大规模示范运行的混合动力轿车和混合动力客车上。目前，镍氢蓄电池单体电池的能量密度只有5090Wh/kg

31、，功率密度为400 1300W/kg，循环寿命只有500800次左右，主要用在混合动力轿车和混合动力客车上。相比较而言，锂离子蓄电池在能量密度、功率密度和循环寿命等方面具有突出的优势，随着技术的逐渐发展，锂离子蓄电池逐渐在取代镍氢蓄电池，成为电动汽车用动力蓄电池的主流。电动汽车用蓄电池性能比较电池种类电解液重量比能（WH/KG）体积比能（WH/L）比功率（W/KG）热管理要求电子控制铅酸酸性35 Wh/Kg 90 Wh/L 450适中低镍氢碱性50 Wh/Kg100 Wh/L 400-1300高低锂离子有机120 Wh/Kg 360 Wh/L 1200-2000 适中严格五. 电动汽车用蓄电池

32、的发展趋势1. 目前电动汽车主要阶段为混合动力汽车，其蓄电池主要为铅酸蓄电池及镍氢电池混合动力汽车是当前商业应用比较成熟的产品，它将现有内燃机与一定的储能元器件通过先进控制系统相结合，可以大幅度降低油耗、减少污染物排放，由于其技术相对较成熟、对现有汽车动力系统改进要求较低且价格便宜，因此将在较长时间内成为新能源汽车的主要类型， 目前混合动力汽车动力电源的主流发展方向即为铅酸蓄电池和镍氢电池。1.1 混合动力汽车铅酸动力蓄电池在电动汽车上，铅酸蓄电池由于能量密度、功率密度、循环寿命低且有污染，只在低速电动车上应用，以电动助力车为主的小型电动车辆目前也主要以铅酸蓄电池作为动力电源，在这一市场上，铅

33、酸蓄电池由于具备突出的性价比优势，占据了95%以上的市场份额。而其它电动汽车场合均较少采用。1.2混合动力汽车镍氢动力蓄电池镍氢动力电池刚刚进入成熟期，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。在镍氢电池领域，我国在技术和资源上均具有优势，我国的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，发展镍氢动力电池是我国目前最现实的选择。国外如丰田普锐斯混合动力汽车、本田Insight混合动力汽车等及国内很多混合动力汽车也都采用镍氢蓄电池。但由于其能量密度、功率密度、循环寿命等性能仍然不能长期

34、满足电动汽车，主要是纯电动汽车和混合动力汽车的要求。2. 电动汽车用蓄电池发展趋势：锂离子蓄电池锂离子蓄电池是通过涂布在电极上的活性材料存储和释放锂离子，即通过锂离子在电极活性材料上的脱嵌来存储电能。锂离子动力蓄电池分为单体电池、模块和系统等三个层次，将若干个锂离子蓄电池的单体电池组合成带有监测电路、电气和通讯接口及通风散热功能的蓄电池管理系统(或称蓄电池包)。动力蓄电池模块可由上百个单体电池串联及并联而成。串联的目的是提高蓄电池模块总电压，并联的目的是提高蓄电池模块容量。模块化动力蓄电池便于维修、更换、租赁和回收处理。车用锂离子蓄电池按正极材料的不同，目前批量应用的主要有锰酸锂、磷酸铁锂、镍

35、钴锂和镍钴铝多元材料。国家科技部863“十一五”节能与新能源汽车专题中将力神（天津力神电池股份有限公司）和比克（深圳市比克电池有限公司）(磷酸铁锂离子蓄电池)、苏州星恒和中信国安盟固利(锰酸锂锂离子蓄电池)作为重点支持的锂离子蓄电池企业。目前混合动力汽车用高功率型锰酸锂锂离子蓄电池单体电池的功率密度达到2500W/kg(用HPPC方法测试)，能量密度达到100Wh/kg。纯电动汽车用高能量型磷酸铁锂锂离子蓄电池单体电池能量密度107Wh/kg、功率密度663W/kg(力神)；高能量型锰酸锂锂离子蓄电池单体电池能量密度120Wh/kg、功率密度500W/kg。3. 我国电动汽车科技发展“十二五”

36、规划蓄电池发展目标和发展方向我国“十二五”将紧紧把握汽车动力系统电气化的战略转型方向，突破蓄电池、电机、电控单元等关键核心技术，尤其是突破蓄电池技术瓶颈。为了迅速提高电动车徨离子蓄电池的性能，以提高电动汽车的续驶里程。我国电动汽车科技发展“十二五”规划(以下简称规划)提出了“十二五”面向电动车的能量型动力蓄电池模块能量密度120Wh/kg，功率密度600W/kg，循环寿命1600次(100%DOD、放电深度)；能量功率型兼顾的动力蓄电池模块能量密度85Wh/kg，功率密度600W/kg， 循环寿命1500次(100%DOD)，安全性满足国家相关标准和规范(QC/T743-2006等)。规划对动

37、力蓄电池提出“以能量型动力蓄电池为主要发展方向兼顾功率型动力蓄电池和超级电容器等发展，重点突破动力蓄电池系统安全性、一致性、耐久性和低成本等关键技术，促进动力蓄电池系统集成和模块化技术发展，带动关键材料国产化，实现动力蓄电池产业技术的快速升级”，瞄准国际前沿技术，深入开展新型车用动力蓄电池自主创新研究。并提出了动力蓄电池2015、2020年主要性能（能量密度、功率密度、循环寿命等指标）。规划提出了两个重要研究方向（1）在现有锂离子蓄电池基础上 改进提高，重点研究“镍基氧化物、层状锰系和钒系、硅酸盐系正极以及高电位型聚阴离子系及其氟化物系正极；高容量锡基、硅基等合金系负极材料。（2）采用下一代新

38、体系动力蓄电池，重点研究金属空气电池(锂、铝、锌空气电池)、多电子反应蓄电池和自由基聚合物蓄电池等，实现能量型单体电池能量密度400Wh/kg以上，循环寿命达300 次以上；功率型单体电池功率密度5000W/kg以上，能量密度达50Wh/kg以上，循环寿命达1000次以上。4. 下一代（新体系）蓄电池金属空气电池由于锂离子蓄电池性能（能量密度、功率密度）尚不能满足电动汽车续驶里程的需要，目前，日产聆风（Leaf）纯电动车采用日本NEC公司先进的叠层式全固态聚合物电解质锂离子蓄电池，其能量密度为140Wh/kg，与满足电动汽车续驶里程与燃油车相当的能量密度500-700Wh/kg相距甚远，虽然目

39、前在对锂离子蓄电池进行改进提高，采用掺杂、改性、纳米化等措施及采用新型正极材料和负极材料来提高其性能，但要达到500-700Wh/kg几乎是不可能的。因此，必须采用新一代蓄电池。而金属空气电池被提到日程上来，金属空气电池是未来取代锂离子蓄电池理想的蓄电池。金属空气电池有锌空气电池、铝空气电池、镁空气电池、锂空气电池等。4.1 锌空气电池锌空气电池是特殊的燃料电池，是新一代绿色蓄电池，其基本原理与干蓄电池相同，不同的是扩散阴极是空气中的氧，阳极为锌极板，中间用隔膜隔开，有电解质。它具有制造成本低、无毒、无污染、功率密度和能量密度高、其材料可回收利用。锌空气电池的致命缺点是不可充电，属于一次性蓄电

40、池。世界上有两家著名的锌空气电池公司，一家是博信(Powerzine)，另一家是欧洲公司，可充电500次。在我国有博信电池(上海)有限公司和中航长力联合能源科技有限公司生产锌空气电池。2009年9月，上海市发改委主持召开“锌空气电池应用城市客车研讨会，希望上海申沃客车进一步加强与博信电池(上海)有限公司的合作。博信电池(上海)有限公司是美国博信的全资子公司。博信电池(上海)有限公司已与国内某重点院校合作开发了锌空气电池的纯电动轿车，续驶里程可达400km，最高车速(目前)70km/h(可设计大于120km/时，电池能量57.2kW，蓄电池重量280kg。2010年3月，中国航空工业集团公司与北

41、京长力联合能源技术有限公司联合成立中航长力联合能源科技有限公司以及北京锌空气电池研究中心。在未来3年，中航长力将投资5亿元，推动北京锌空气电池产业化。中航长力推出的车用注入式锌空气电池配套在北京理工大学研制BFC6110纯电动旅游客车，累计已运行1万km以上。2007年11月，该蓄电池列入国家“863“计划，至今已申请30多项专利， 2009年被列入北京市首批20个政府采购自主创新产品目录。中航长力得到北京市政府大力支持。2010年北京市安排5辆电动客车和环卫车进行示范运行，另安排50辆电动客车和电动环卫车投入市公交和环卫车进行试验运行。锌空气电池曾被以色列用于纯电动汽车，近年又先后被德、法、

42、瑞典等国汽车公司用于研制纯电动汽车。4.2 锂空气电池在金属空气电池中，锂空气电池最有发展潜力，日本研究机构已掌握了锂空气电池技术。锂离子蓄电池的纯电动汽车的续驶里程只有100-160km，而换成同等大小的锂空气电池，其续驶里程可接近1000km。锂空气电池致命缺点是固体反应生成的氧化锂可在正极堆积，使电解液与空气的接触阻断，导致停止放电。2009年3月，日本产业技术综合研究所和日本学术振兴会(JSPS)共同开发大容量锂空气电池，通过在正负极采用不同电解质来解决正极堆积问题，即在空气一侧使用水性电解质，在金属锂一侧使用有机电解质，两者之间用固体电解质隔离，防止两种电解液混合，中间固体电解质只有

43、锂离子能通过。新型锂空气电池放电反应生成固体物质不是氧化锂而是易溶于水性电解质的氢氧化锂，这样不会引起正极的碳孔被堵塞。如果用碱性水溶性电解质，电池性能大大提高。这种新型锂空气电池不需充电，只需更换正极水溶性电解质，通过卡盒等方式更换负极的金属锂就可连续使用，氢氧化锂可从使用过的水性电解质中回收，再提炼成金属锂，可循环利用。锂空气电池理论能量密度可达11140Wh/kg，是目前锂离子蓄电池的300倍。锂空气电池负极不需要化学加工，也不需要化学工艺处理，制造成本仅为普通锂离子蓄电池60%。一旦锂空气电池产业化、可使电动汽车全面产业化，取代目前锂离子蓄电池成为新能源汽车新一代动力源。新一代锂空气电

44、池己解决蓄电池本身技术难点，如何加速产业化，大批量生产。而我国至今尚未有企业和研究机构研发这种新一代锂空气电池。虽然新一代锂空气电池具有很大发展前景，但目前“十二五”期间，仍以发展锂离子蓄电池作为其发展方向。六. 电动汽车用蓄电池主要生产企业1. 电动汽车铅酸蓄电池主要生产企业最近，不断涌现的“铅污染”事件，终于让中央有关部门下决心整治最主要的罪魁祸首铅酸电池行业。铅蓄电池行业的环保整顿风暴，将导致行业的集中度增加，规范性提高，铅蓄电池行业结构面临重构，短期行业供需关系将得以有效改善，核心企业收入与毛利率水平有望双升；长远看，对环保设备的高额投入降低了小企业低成本竞争优势，同时行业准入门槛的提

45、高也增强了企业溢价能力，长期利好规模型企业。动力汽车用铅酸蓄电池生产企业主要即为国内汽车起动电池生产企业，目前，国内汽车起动电池生产企业中年产量超过300万kVAh本公司，主要有风帆股份、骆驼股份、山东瑞宇、成都川西、天津统一、上海江森等，均处于行业领先地位。根据中国电器工业协会铅酸蓄电池分会的统计数据，20072009年汽车起动电池前5名企业的市场份额如下：资料来源：太平洋证券2. 镍氢电池主要企业中投顾问发布的2009-2012年中国电池行业投资分析及前景预测报告（2009年）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本的

46、PEVE和Sanyo，PEVE占据全球Hybd（混合动力）动力车用镍氢电池85的市场份额，目前主要的商业化的混合动力汽车如丰田的Pus、Alphard和Estima，以及本田的Civic，Insight等均采用PEVE的镍氢动力电池组。国内镍氢电池主要企业序号公司名称简称股票代码主要技术领域区域备注1中炬高新技术实业(集团)股份有限公司中炬高新600872混合动力轿车镍氢电池广东中山2湖南科力远新能源股份有限公司科力远600478泡沫镍产品、镍氢动力电池能量包湖南长沙3浙江凯恩特种材料股份有限公司凯恩股份002012节动力电池项目浙江丽水4江苏春兰清洁能源研究院有限公司8 至500 安时高性能

47、镍氢动力电池江苏泰州5湖南神州科技股份有限公司镍氢电池湖南长沙6江苏百乐电热电器有限公司镍氢电池江苏泰州7湖南科霸汽车动力电池有限公司镍氢电池湖南长沙8内蒙古稀奥科镍电池镍氢电池内蒙古尚处于研发阶段3. 锂离子电池主要企业序号公司名称简称股票代码主要技术领域区域备注1天津力神电池股份有限公司磷酸铁锂离子电池天津2深圳市比克电池有限公司磷酸铁锂离子电池、锰酸锂电池广东深圳3合肥国轩高科动力能源有限公司磷酸铁锂离子电池安徽合肥4万向电动汽车有限公司磷酸铁锂离子电池：BMS（电池管理系统）浙江杭州5天空能源（洛阳）有限公司磷酸铁锂离子电池河南洛阳6中国锂源动力集团磷酸铁锂离子电池北京7比亚迪股份有限公司磷酸铁锂离子电池：BMS（电池管理系统）广东深圳8中信国安盟固利动力科技有限公司