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1、纯电动汽车及动力电池发展现状调研一、纯电动汽车发展现状所谓纯电动汽车，是指完全山可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车(Batter y Ele c trie Vehicle, BEV)与混合 动力汽车(H y bri d E 1 e c t ric Vehic 1 e , HEV)和燃料电池汽车(Fuel C el I El e ctric Vehicle EV)是目前主要的新能源汽车 类型。1.1发展纯电动汽车的必要性(1)促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一
2、 ,20 1 3年春季北京出现多次大面积雾霾天气，机动车尾气是主要原因之一。在上海，中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6 6%、9 0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域 实现低碳的最佳方案，纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国LI前电力生产过程中的二氧化碳排放，纯电动汽车仍然具有13%68%的减排能 力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变，纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。100LlrtI ” 原爆 F一忌*;-IIjv/叫，出此石辕I 乂 3325七阳厂 I _4I I I汽牢I 11污.I . .汽车1传统燃油汽车B
3、EV 1燔煤发电情形)图1 . 1传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位： )(2 )降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.2。最新数据显示,截止到2 012年底，中国汽车保有量已达2 .4亿辆，与此相对应的是20 1 2年中 国原油对外依存度达到 56.4%,创下历史新高如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的 能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车山于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋，而且能够与中国大力发展可再生能源的
4、战略紧密衔接，对降低石油对外依存度、保障能源安全具有重要意义。6055504540(3)平衡电网峰谷负荷。近年来，随着城市用电量的日益增加，全国累计？发藤机容量逐年上升。与此同时，城市电网也面临着严重的峰谷差问题，特别是北京、上海等大城市峰谷差率达 4 0%以上。大城市日间用电高峰持续增长，迫使电力企业不断投资新建发电机组，以满足一年中极少出现的用电高峰的需求；夜间的用电低谷则会导致大量谷电的浪费，电力企业的各种调峰填谷技术方案也往往面临着设备损耗大、能源效率低或投资高等问题。建设蓄能电站是实现调峰填谷的有效方法，但较为经济的抽水蓄能电站，其能源效率仅有70%左右，而且对地 理位置要求较高；而
5、蓄能效率较高的电池蓄能电站(锂离子电池、钠硫电池等)不仅技术尚未完全成熟,且投资规模巨大。电动汽车在规模化使用后，将可能在 未来有效平衡电网峰谷负荷, 间接降低社会的碳排放。不过 H前该应用的推广还 取决于车辆到电网(Vehic 1 e to Gr i d, V2G)技术的进步以及相关政策的支持io8图I .3全国发电装机容量发展情况车产业链包括零部件供应、(4)带动经济发展。电动汽车技术将能够带动整个相关产业链发展。电动汽整车制造和基础设施建设三个方面。其中，汽车零部件制造业本身就是机械制造业的重要组成部分，弁且中国也是纯电动汽车主要零部件一一动力电池和驱动电机的重要生产国。其次，整车制造业
6、是我国国民经济 的支柱产业，我国早在 2 0 0 9年即成为世界第一大汽车产销国。再次，为配合电 动汽车推广运营，需 要新建充电站等一系列配套设施，乂可带动基建等相关产业的发展。总之，纯电动汽车产业对国民经济的带动效应是大力发展纯电动汽车的重要推力之一。1.2国外纯电动汽车产业发展现状(1)第一代纯电动汽车阶段。该阶段电力电子技术尚不成熟，弁且没有完善的科学理论作指导，可供选择的动力电池也只有铅酸电池一种。截止到199 8年底，全世界9个大型汽车厂I0款纯电动汽车产品进入小批量生产阶段。如通用汽车 开发的纯蓄电池电动汽车 EV1最高时速可达128km/h,从静止加速到96km/h 只 需9s,
7、一次充电可行驶144k m,其后通用I MPACT电动车一次充电续驶里程达 到190 km；还有福特 汽车公司和通用电气公司联合开发 EXE- I EXE-II电动汽 车；丰田公司生产的RAV4电动汽车III铅酸 电池改为银氢电池，一次充电可行驶 200 km,零售价4.2万美元/辆(同型的汽油车零售价为 2万美元/辆)， 其中电池 成本占整车成本的4 0%：日产汽车公司1998年在日本和美国销售的 ALTRA电动 车采用锂电 池，循环寿命长，可反复使用 1200次，续驶里程12 4 km； 1 99 7年 法国雷诺公司推出装备锂电池的标 致1 06电动汽车；大众汽车公司在第18届国 际电动汽
8、车展会上推出的电动汽车能量来自 300kg的充电电 池，在1 2 s内可从0加速到I 00 km/h,最高车速14 0 km/h。表1.1笫一代10款纯电动汽车基本情况年份生广J商车型1994日本大发电动微面Hi-J et1 995法国标致雪铁龙P 1 0 6 .SAX 0轿车及客货车19 96美国通用EV-1轿车1996日本丰田RAV4EV轿车1996日本丰田PI US轿车1 996法国雳诺Ct i。轿车1997美国福特Ramger皮卡19 97美国克莱斯勒E p i c轿车199 7美国通用S- 1 0皮卡(2)笫二代纯电动汽车阶段。该阶段参与研发活动的企业不仅有Heuliez、三菱、富士
9、重工、通用这样的汽车企业，也有属于电力系统的法国电力公司、东京电力公司，以及东芝、日立、东洋电机、三洋电机、旭化成、NEC等机电跨国 公司。2 0 0!年,法国电力公司和博洛尔集团(Group BOLL ORE)成立了一个联 合子公司BatS cap,开发了采用高性能聚合金属锂蓄电池 (LM P )的电动蓝色轿车(Blue ca r ),最大行程200多公里，最高时速125公里/时，。达索飞机 制造公司与生产汽车车体的 Heu 1 iez公司合作生 产四座电动汽车，装备下一代的锂聚合物蓄电池和一台扩大汽车自主性的辅助动力机，最高时速可达30公里，自 主行驶里程可以达到 300公里。2005年5
10、月，日本三菱公司推出了属于世界首创的交流电动轮轿车一一 Colt牌5人座的低中级电动轮轿车。具重要特征是采用了具有高能量密度，可急速充电，能在车辆使用的各种环境下使用，空车重量只有1 .15吨，装有两台最高转速为150 0转/分，功率为20千瓦，最大扭矩为6 OONm的永磁式三相交流同步伺服电动机。Colt动力电池为锂离子蓄电池组，由 22个锂离子蓄电池模块弁联组成。每次充电可行驶1 50公里，最高时速150公里每小时。2005年8月，富士重工将下一代乘用车口标定位为纯电动轿车。它将层状单体猛锂蓄电池组应用到 Rle牌微型纯电动汽车上，最高车速为120公里每小时，一 次充电的续行里程为120公
11、里，将来拟达到的 LI标是2 00公里。美国通 用公司2009年推出的Vo It插电式电动汽车，纯电动模式下可以行使 64km o表1. 2第二代儿款代表性纯电动汽车产品基本情况年份生广J商车型20 0 1法国 Ba t Sc a pBl u e c a r2 0 05日本三菱Co It2 0 051 i本富上Rle2 008德国BMWMini E V2 009美国通用Vo It2009日本三菱1-MiEV2 0 10日本Ni s s a nL e af为了应对纯电动汽车产业的飞速发展，保持各自领域的领先地位，美国、西欧以及日本整车厂和电池供应商都 进 行 了 大 量 的 基 础 技 术 研
12、发 和 量 产 准 备。美国方面,19 91年，美国通用汽车公司、福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司共同协议，成立了 “先进电池联合体(USABC),共同研究开发新一代电动汽车所需要的高能电池。I 991年10月USABC与美国能源部签订协议，在 19 9 1- 1995年4年间投资2.2 6亿美元来资助电动汽车用高能电池的研究。1 9 9 1年10月美国电力研究院(ER P I)也参加了先进电池联合体来参与高能电池与电动汽车的开发。以此同时，美国还制定了 “PNGV计划、“Free d om CA两划 等一系列推动纯电动汽车发展的计划，以三大汽车公司为主导，利用大汽车公司 雄厚的技术开发力量和先
13、进制造条件，开发出不同特点的电动汽车，还充分利用 汽车、机电、电子、控制和材料等行业的优势，分工开发电动汽车的各种总成和 技术单元，也使电动汽车得以迅速发展和不断改进提高。欧洲方面， 2007 年 5 月 , 欧盟、以色列与约旦三方合作建立电力驱动车计划。 意大利宾尼法瑞那汽车设计公司 (P i n i nfarina)iT 划与法国电池生产商博洛尔 (BollorQ) 公司投资 1500万欧元生产纯电动汽车，配装博洛尔公司研制的新型 动力电池，采用锂金属聚合物技术，预计年产量1.5万辆。 2008年 2 月，博洛尔乂与法国长途客车制造商Gruau集团投资2 0 0 0万欧元生产纯电动汽车，预
14、期在2 00 9年下半年上市。丹麦董氏能源公司与美国PBP ( Proje c t Better Plac期司签订协议，联合研制电动汽车供应丹麦市场，并计划共同在丹麦修建 电动汽车充电站及电池更换站。挪威Thin k Global 公司讣划在挪威和丹麦销 售小型电动汽车”预汁 2 009 年实现年产量70001 0 000 辆。雷诺- 日产汽车公司也预计从 20 1 1 年中期开始，在丹麦市场销售全电动梅甘娜和甘果，使用日产和 NEC 联合开发的锂离子电池供电。日本方面 ,20 0 7 年 4月日产和 NEC 合资组建“汽车能源供应公司” ,生产环 保型汽车专用的锂离子电池。 200 7 年
15、12 月， GS 汤浅 (GS Yuasa Corpora t ion) 、三菱商事和三菱汽车成立L i thium E n e rgyJ a pan主要从事开 发、制造和销售面向汽车(电动汽车和插入式混合动力车等)以及其他产业的大 型锂 电池，初资金额为 5 亿日元，于2008 年 4 月增资达到 40 亿日元。三菱于2 0 09 年在日本推出 i M iEV 小型电动汽车，之后投放欧洲市场。日本三洋电 机公司从 2 0 06 年初开始与德国大众集团携手开发新一代镰氢电池系统的， 20 0 8年 5月宣布加强对车用锂电池研发及生产领域的投资，并从2 0 0 9年开始批量生产，计划到 2 015 年使新型车用锂电池产能达到每月 100 0 万块，满足 170 万至 180 万辆新能源汽车的需求。1. 3 国内纯电动汽车发展现状中国政府非常重视新能源汽车的发展，推出很多鼓励政策和补贴文件。 20 10 年 6 月 1 日，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合发布T 关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知
