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1、铅酸动力电池生产装备研发及产业化一、项目摘要二氧化碳过度排放、能源短缺、空气污染是当今世界面临三大问题，解决这三大问题的最佳方案是大力展电动汽车产业，其中电动汽车驱动动力电池包括铅酸电池、镍镉电池、锂电池、太阳能电池等，由于铅酸蓄电池技术比较成熟、性能稳定、性价比等优势被电动汽车企业广泛使用。因铅酸动力电池生产装备直接影响产品的生产能力、效率、质量、环境污染和生产工人健康，本项目以珠海精确电子制品有限公司的铅酸动力生产中采用工艺（正负板栅制作、正极板灌粉、极板固化干燥、铅粉制造、铅粉储存、负极板涂膏、负极板铅膏制作、制去离子水、电池封盖、电池化成）和设备（压铸机、灌粉机、固化房、铅粉机、储仓、
2、涂板机、和膏机、制水机、热封机、化成充放电机）为基础，开展以下几方面的生产装备研发： 正负板栅压铸生产设备自动化生产线和模具设计与制造； 灌粉工序设备的设计与制造； 极板固化，干燥工序设备设计与制造； 电池化成自动化生产线的设计与制造； 防铅粉面罩的设计与制造； 密闭电池装配生产线自动化生产线设计与制造； 智能控制大功率快速充放电设备的设计与制造； 铅烟、铅尘废气处理装置设计与制造。二、项目建设必要性（一）国内外电动汽车发展现状与趋势分析为了解决汽车给可持续交通和可持续发展带来的问题与挑战，必须要改造汽车的燃料和驱动动力。燃料方面要研发新型清洁燃料，诸如天然气、液化汽、生物柴油、氢气等。动力的
3、改造包括研制新型发动机，革新发动机的燃烧及其控制，使其提高燃油效率和减少排放；另外就是要开发电动汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车各有其特点和不同的应用范围，也处在不同的开发阶段。纯电动汽车使用电动机作为动力，用蓄电池作为能源储存单元，用电力作为能源。其特点是无排放，不依赖汽油，但是由于蓄电池的能量密度和功率密度比汽油低很多，因此纯电动汽车的续驶里程有限，虽然近来高性能动力电池，如锂离子动力电池的研究取得很大进展，但其成本较高，因此目前纯电动汽车主要运用于小型车、短途的社区交通。混合动力电动汽车是采用内燃机和电动机作为动力，
4、使用汽油和蓄电池。蓄电池可由汽车中内燃机驱动发电机充电。另外电池也可由电网充电，这是另外一种叫充电式混合动力电动汽车，目前尚未产业化。目前混合动力电动汽车是电动汽车市场中的主流，因为它具有了广泛的应用范围，也逐渐被市场接受。燃料电池电动汽车是用电动机作为动力，用燃料电池作为能源转换，其能源来自氢气。由于燃料电池的能量密度可和汽油相比，所以行驶里程也可和汽油汽车相比，但燃料电池的功率密度较汽油的功率密度低很多，因此还需要用少量的电池或超级电容，以提高汽车的加速性能。虽然燃料电池电动汽车有良好的前景，但目前尚未产业化，因为燃料电池的可靠性、寿命有待改进，氢气的基础设施有待建立，氢气的来源和供应有待
5、解决。由于技术相对成熟，节能和环保效果明显，混合动力汽车得到快速发展，并在各国优惠政策的鼓励下，逐步进入商业化推广应用阶段。以日本为主导的格局正在打破，大型汽车公司纷纷推出具有各自特色的混合动力汽车。目前已批量销售的混合动力汽车包括丰田公司Prius、本田公司Insight、Civic、福特公司的Escape 等轿车和OrionBusVI、NovaBus、HIMR 客车等。2007 年，美国市场上销售的混合动力车达到40多万辆，占新车总销售量的3%。在混合动力技术的发展上，表现出明显的模块化和平台化趋势，轿车混合动力系统的模块化愈加明显，逐步推进汽车动力的电气化。从只具备自动启停、怠速关机功能
6、的“微混合”、以并联式混合动力发动机为主体的“轻混合”和以混联式为特征的“强混合”，随着电功率的比例逐步提高，混合程度不断提高，最终过渡到可充电式的串联式“全混合”方式。城市客车混合动力系统出现平台化趋势。发电机组+驱动电机+储能装置，构成了混合动力系统的基本技术平台。各种高新技术开始在纯电动汽车上应用，主要技术包括：动力系统集成优化技术不断取得进展，节能效果不断提高；高性能锂离子电池、镍氢电池取代传统的铅酸电池；高效的一体化电力驱动系统取代传统的直流电机；电动辅助系统的广泛应用提高了整车能量利用效率和性能；网络系统的应用促进了电动汽车的模块化和智能化；轻量化技术和电器结构安全性技术得到了系统
7、应用。美、日及欧洲发达国家纯电动汽车即将进入实用化阶段。经历了长期发展，纯电动汽车技术日臻成熟，相关的技术检测标准体系已经完善，并在美、日、欧等国家和地区得到商业化的推广应用，重点是市政特殊用车(邮政运输车、环卫车等)、固定线路的公交车、公务车队用车和私人用车等领域。目前，法国电动汽车的普及程度和保有量都位居世界前列，据不完全统计已有2万辆不同的纯电动汽车在运行，其中纯电动轿车有8000辆。法国政府、法国电力公司、标致-雪铁龙汽车公司和雷诺汽车公司签署协议，共同开发和推广电动汽车，共同合资组建了电动汽车的电池公司，萨夫特公司承担电动汽车的高能电池的研究和开发以及电池的租赁和维修等工作。2006
8、年11月，法国政府、法国电力公司与汽车制造商签订了协议，近期使全国电动汽车保有量达到10万辆在20个城市推广使用电动汽车。能源资源可再生能源石油天然气时间CCS混合动力TDI TSIDSG动力系统电力牵引燃料电池合成燃油氢（可再生）阳光燃油纤维素乙醇合成燃油柴油 汽油燃料载体大众汽车能源发展目标和战略我国电动汽车的研究始于20 世纪80 年代。1987 年12 月成立的中国电工技术学会电动车辆研究会，统筹规划我国电动车辆单元技术的研究、开发和技术攻关等工作。目前，我国研发电动汽车的企业逾百家。1998年4月，国家电动汽车试验示范区在广东省汕头市南澳正式建成，已有20 多辆纯电动汽车开展了公务车
9、、公交车和出租车运营试验。2002 年8 月，我国第一家电动汽车产业化基地在武汉兴建。我国自“十五”期间，投入8.8亿元设立的电动汽车重大科技专项，如今已取得重要进展，形成了“三纵三横”的研发布局，基本形成电动汽车自主开发的技术平台。开发燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车为“三纵”，多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”。据介绍，目前，电动汽车重大科技专项，已在关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得了重要进展。燃料电池汽车已经成功地开发出性能样车，燃料电池轿车累计运行4000多公里，燃料电池客车累计运行8000多公里；混合动力客车性能样车按照城市工况行驶油耗降低30，已
10、在武汉等地公交线路上试验运行超过14 万公里；纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验，纯电动轿车最高车速超过120公里/小时，纯电动客车百公里耗电70度（折合汽油消耗8升）。同时，电动汽车重大科技专项的实施，还实质推动了新能源汽车国家技术创新体系和机制的发展，建立了我国电动汽车研发的国家技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台以及示范应用平台。截至2004 年底，已完成电动汽车整车产品13项新标准的起草、5项标准的修订，6项关键零部件产品测试规范的制定；已分别在北京、天津、上海、大连建立起包括电动汽车动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机在内的6个公共检测中心（基地）和试验平台
11、；已在北京、武汉、天津、威海等几个城市开展电动汽车商业化试验示范运营，共有60 多辆电动汽车正以各种形式进行试验运行。电动汽车专项的实施得到了很多地方政府的大力支持并已经列入当地政府工业发展规划。电动汽车重大科技专项推动了我国电动汽车研发热潮，已在国内形成了200多家企业、高校和科研院所，2000 多名技术骨干组成的稳定研发队伍，培养了一批中青年科技骨干；在整车和关键零部件研发热点上，申请了520项国内外专利。有效提升了电动汽车这一核心产品和新兴产业的竞争力。电动汽车重大科技专项历经四年研发，完成了发达国家近8年的技术进步，而投入总量却不到国外同时期投入的5%。这将对我国电动汽车开发及其产业链
12、的形成、产业化环境的改善、抢占新一代电动汽车关键技术制高点、探索适合我国能源结构多元化特点的交通能源动力系统具有极大的推动作用，对于保障我国石油能源安全和环境保护将产生深远影响。中国新能源汽车产业发展路线全景图2008年12 月15日，全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市。F3DM双模电动车是全球首款量产的双模电动车，意味着汽车产业进入“0”油的电动时代，对汽车的发展具有颠覆性意义。F3DM双模电动车选用高容量的铁电池组，充分利用了电驱动形式的优势，在纯电动（EV）模式下，F3DM 双模电动车的续航里程超过100KM，完全满足上班族日常上下班之用，无需用
13、油。2008 年北京奥运会期间，北京市智能交通指挥管理系统为奥运交通的成功组织实施提供了重要保障。此外，科技部联合北京市政府组织了595辆自主研发的纯电动、混合动力、燃料电池汽车直接为奥运提供运输服务，是奥运历史上规模最大、种类最多、技术最先进的规模化新能源汽车示范应用，兑现了奥林匹克中心区域交通“零排放”，在中心区域的周边地区和奥林匹克交通优先路线上“低排放”的庄严承诺。2009 年3 月20 日，国家发改委发布汽车产业调整与振兴规划细则，提出在2011 年前，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，占乘用车销售总量的5%。因此，业内一致认同，在未来3-5 年内
14、，新能源车关键零部件将进入快速发展阶段。2009 年6 月25 日，工信部发布新能源汽车生产企业及产品准入管理规则，将新能源车清晰的划分为起步期、发展期和成熟期3 个不同的技术阶段。燃料电池车、氢发动机汽车和二甲醚汽车被列入起步期；锂离子动力蓄电池为动力的混合动力乘用车、商用车，以及纯电动汽车，属于发展期；使用铅酸蓄电池和镍氢电池的混合动力乘用车则为成熟期。按照新规则对新能源汽车技术阶段的划分，就动力源而言，铅酸电池在混合动力乘用车、纯电动乘用车、纯电动商用车中的应用均处于成熟阶段，意味着这三类以铅酸电池为动力的新能源汽车可以产业化。根据规划，到2011 年，我国将形成50 万辆新能源汽车产能
15、。新能源汽车销量占乘用车总销量的5%左右。“十二五”期间，我国新能源汽车销量将大幅增加。规划起草专家预计到2012 年，我国混合动力汽车保有量将达到50 万辆，纯电动车保有量将达到10 万辆。2020 年，我国混合动力汽车保有量将达到1800 万辆，纯电动车保有量将达到400 万辆。广东省汽车产业规划(2009-2013)中明确提出“加快实现产品技术升级。重点突破节能和新能源汽车产业化瓶颈，降低制造成本，培育产业链。到2013年，利用现有生产基础，形成电动汽车产业化生产能力，并建设相应的配套设施；新能源汽车产量占全省汽车产量5%以上。”（二）铅酸动力电池对新能源汽车产业发展的作用与影响在电动汽
16、车上，蓄电池的开发和充放电特性的研究是关键。能量储存装置的研究包括以下几个方面：一是研究电池内部的连接、检测、监控。二是电池设计和制造方面的改进，降低制造成本，改善电池的性能和提高寿命。三是电池的热能管理及剩余电量管理。电动汽车电池主要包括当前广泛使用的铅酸电池、镍金属电池、锂离子电池及处在研究开发中的高温钠电池、金属空气电池、超级电容、飞轮电池以及具有更好发展远景的燃料电池和太阳能电池。但现有电池产品难以满足汽车对寿命、动力性能等的要求，普遍面临安全、容量、寿命、外观、价格、环保等多方面的问题。锂离子电池存在导电率低、实际电容量低、低温下放电性能差的问题，磷酸铁锂缺点在于电导率很低、实际电容量较低，同时磷酸铁锂不怕高温，但低温下放电性能差，在零下20只能保持6065%能量，在零下40电压会迅速衰减；成品率低、批次间
