电动汽车用先进电池的现状及发展

作者简介:

田春霞,女,1972年2月生,硕士研究生

综 述

电动汽车用先进电池的现状及发展

The Status and Development of Advanced Batteries Used in EVs

北京有色金属研究总院科技信息所(北京 100088)

General Research Institute for Non-ferrous M etals,Beijing 100088,China

田春霞 Tian Chunx ia

摘

要

详细论述了世界范围内电动汽车产业的发展及电动车用先进电池的现状及发展前景。特别介绍了美国、日本、欧洲及亚太地区电动车业及所用电池的发展现状。并主要介绍了M H/N i 电池和锂离子电池的进展,尤其是这两种电池应用于电动车的进展情况。

关键词:电动汽车 电池 氢镍电池 锂离子电池

中图分类号:T M 912 4 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2000)02-083-03

Abstract

T he development of electric vehicles(EV s)in the w orld and the status and future of adv anced batteries used in EV s were descr ibed,particularly in USA,Japan,Europe and Asia-Pacific.T he development of advanced batteries such as MH/N i and Li -ion w er e introduced.

Key words:Elect ric Vehicles M H/Ni Battery Li-Ion Battery

前言

由氮氧化物生成的酸雨和CO 2引发的全球变暖所造成的环境破坏以及如何使能源资源多样化已成为现代社会亟待解决的课题。而CO 2气体主要来自燃料燃烧排放气体,据估计,约20%的CO 2气体来自汽车排放。因此,环保的要求带动了电动汽车(EV)及电动汽车用电池的发展。1997年在东京举行的汽车展览和1998年在底特律举行的汽车展览均向人们展示了一些使用电池的技术[1]。本文主要论述了EV s 用先进电池的现状及其发展。

1 电动汽车业及所用电池的发展现状

1 1 美国

在美国,已有几个州要求汽车制造商发展和销售零排放汽车(ZEVs)。加利福尼亚航空资源委员会(CAR B)和7个主要汽车制造商(克莱斯勒、福特、通用、本田、马自达、尼桑和丰田)在1996年签订协议,要求在这个州销售新的汽车和轻型卡车必须有2%为零排放,到2003年有10%为零排放。同样在马塞诸塞州和纽约及缅因州、马里兰州和新泽西州,也要求到1998年至少有2%汽车为零排放,到2003年有10%为零排放。因此,估计到1998年,美国将有2万辆EV s 在路上行驶,而到

第30卷 第2期 电 池

Vol.30,No.22000年 4月 BAT T ERY BI M ONT HL Y

Apr.2000

2018年,EVs将超过700万辆[1~2]。

由于ZEV法案的颁布和实施,美国几大主要汽车制造商已广泛深入地开展了EV s研究及开发。其中,通用(GM)汽车公司一直是电动汽车行业的领导者,已开发了Satur n EV I两座铅酸电池电动汽车。1998年,GM-Ovonic公司与美国能源部合作,用M H/N i电池取代铅酸电池,使电动车的一次充电行驶距离达到160km,但价格为10000美元/只,是U S ABC规定的2倍还多。GM公司希望能在2001年开始生产混合电动车,在2004年开始生产燃料电池电动车,它们都将配备MH/Ni电池。福特汽车公司在1998年生产的Rang er卡车,使用阀控式免维护908kg铅酸电池。公司将在1999年的Ranger EV模型中采用MH/Ni电池,并将使用Aero Viro nment公司的快速充电技术为Rang er电动车的铅酸电池进行快速充电,使在20min 内再充电达80%。因为直到现在,R anger行驶50km仍需4h 充电时间。克莱斯勒公司在1998年的EP IC汽车上使用先进的铅酸电池。现克莱斯勒公司正与SAFT公司合作,为EP IC 配备M H/Ni电池。据称,使用M H/N i电池后,一次充电行驶距离从68km提高到90km[3]。

1 2 日本

日本国际贸易与工业厅(M I ZI)在东京发起一个大的工程-锂电池贮能及技术联合会(L IBES),发展电动车用二次电池。日本电动车协会于1991年10月制定了2000年电动汽车普及计划,到2000年日本电动汽车将达到20万辆为1991年的200倍。因而也大大推动了EVs用电池的发展[4]。由于加州ZEV 法案及世界各国对环保的要求,日本的几大主要汽车制造商开发研制电动汽车的活动均较为活跃。

在发展电动车和混合车技术中,丰田汽车公司较为积极。其最新的RAV4L V-EV汽车使用MH/Ni电池,一次充电行驶距离为130km,最大速度为80km/h,所用电池是与松下公司共同开发的,在展览会上展出的P EM-F C型电动车,使用燃料电池和MH/Ni电池。而另一汽车公司尼桑公司,1998年在日本市场销售电动车,并将在美国销售A ltra-EV。电动车采用索尼公司的锂离子电池,一次充电行驶距离为124km,充电5h后,最大速度为75km/h。尼桑北美公司的A ltra-EV于1998年1月在Los Angeles汽车展览上亮相,并第一次在美国对锂离子电池电动车进行大规模的路上测试。使用索尼公司锂离子电池的四人汽车一次充电行驶里程为120km,最大速度为75km/h。Altra-EV所用锂离子电池比能量达90Wh/kg,是传统铅酸电池的3倍,比MH/N i电池高约50%,且循环寿命长,可达1200次,使用寿命约为10年。尼桑公司相信当大规模生产时,锂离子电池价格可与铅酸电池竞争[5]。1 3 欧洲

据估计,到2000年,德国电动汽车总数将达到564万辆,法国每年销售电动车将达到10万辆,其它国家将会达到40万辆[6]。欧洲电动汽车联合体,欧洲电池研究与发展联合会(BRA DE)主要研究MH/Ni电池和锂离子电池。欧洲第一辆锂离子电池电动汽车于1997年10月在法国Poiton-Charentes 地区进行测试,标致106是其中的一种。所用锂离子电池由SAF T公司提供,比能量为100Wh/kg,一次充电行驶距离可达124km[5]。

1 4 亚太地区

在亚太地区,随着人们经济能力的增强,汽车的销售量正逐步上升。据预测,在1999年和2000年,亚洲汽车销售将会分别增长15%。因此,在东南亚,尤其是在中国,电池工业也因汽车工业的发展而得到快速发展。1997年到2002年,亚太地区电动车用电池数列于表1中[7]。

表1 亚太地区电动车用电池 万只国家或地区1998年2000年2002年

印度820870910

中国215023202510

中东220230230

印尼710740770

新西兰300330340

日本244025102610

马来西亚430450470

泰国850880930

台湾650690730

韩国127013001380

澳大利亚360370380

总 计101901064011160

2 电动车用先进电池进展

可以说,现在EVs用电池市场是铅酸电池、氢镍电池和锂离子电池三分天下,但随着Z EV法案的颁布和实施及电池技术的发展,氢镍和锂离子电池将会占据越来越重要的市场份额,并成为EVs用主要电池。以下即重点介绍电动车用氢镍和锂离子电池的进展。

2 1 氢镍电池

Ovonic电池公司是世界上最重要的M H/Ni电池生产者,产品占全世界EV s用MH/Ni电池的95%,其电池质量比能量超过80Wh/kg,体积比能量超过200Wh/L。U SABC于1992年同Ovonic电池公司签订了第一个合同,开发用于EV的MH/ Ni电池,以满足中期目标。Ov onic电动车用M H/N i电池已在美国、欧洲、亚洲等地区被广泛使用。其M H/N i电池已达到质量比能量95Wh/kg的目标,并很快会达到120W h/kg的目标。Hyundai汽车公司的电动汽车使用其M H/Ni电池,一次充电行驶里程可达390km[9]。

84电 池

BAT T ERY BIM ON THL Y 第30卷

SAF T公司也在进行EVs用M H/N电池的研制开发工作。1993年,SA FT与U S ABC签定了1780万美元的开发EVs用M H/Ni电池的合同。其最新MH/N i电池容量为128A h,质量比能量为65Wh/kg,体积比能量为130W h/L[6]。

为了达到U SABC长期目标,现U SABC已与Ovo nic和SAF T公司分别签订了2840万美元和3180万美元的合同,进行MH/Ni电池研究[9]。

另外,除了上述公司以外,丰田/松下电池公司,开发了适用于RAV4!的MH/N i电池,电池容量为95Ah,质量比能量为63Wh/kg,功率密度为200W/kg。开发的小型EV用电池组质量比能量为53Wh/kg,功率密度为300W/kg。而适用于E-com的M H/N i电池,1次充电行驶距离可达100km,将在今春开始进行试验。Honda公司开发了27kWh级电池组,质量比能量为57W h/kg,用于EVPL U S电动车。德国瓦尔塔公司开发的EV用MH/N i电池,质量比能量为60W h/kg,功率密度为165W/kg,已在WAV E!电动车上应用[10]。

2 2 锂离子电池

在第9届国际锂电池会议上,EV和HEV(混合型电动车)用锂离子电池是会议关注的热点之一,报道了不少研究进展和结果。很多国家以政府的形式支持电动车用锂离子电池。

SAF T美国公司作为PNG V一部分的锂离子电池研究正在各个方面向U SA BC的长期目标靠近,如比能量、功率密度、循环寿命等。目前,只是价格(3kWh电池,$150/kW h)仍未达到目标。SAF T已经证实所研制的锂离子电池,可进行12万次浅充放电循环,容量损失小于20%,且安全性好。在这一基础上,SA FT美国公司的R&D中心与U S ABC和DOE签订了一个9800万美元的合同,进行EV s用锂离子电池的研究。现已用6Ah和12Ah单电池组装成0 3~0 5kWh模块,其质量比能量60Wh/kg(1C),峰功率1 2W/kg(50%DOD)。浅充放时循环寿命5万次(30%DOD)到6 5万次(1%DOD)[5]。

日本已开发成功移动用400Wh级单电池和3kW h电池组模块;以及静态型250Wh单电池和2kWh级电池模块。

在法国政府和欧盟的支持下,电池研究单位和汽车制造厂合作研究电动车用锂离子电池,1kWh模块由6个圆柱形的40 ~50A h单体电池组合而成。现几组电池正装车试验,电池质量比能量为120Wh/kg,体积比能量为200Wh/L,充一次电行驶200km。此外,法国电力公司和Bollore T echnolog ies合作研究聚合物电池,作为EV动力源。1993~1997年为第1阶段,研制出40A h单电池,80%DOD充放电循环,比能量为160W h/ kg,可循环600次,并能在80?工作。1998~2000年为第2阶段,研制2kW h模块及电池管理系统,单电池的指标:150W h/kg(0 5C),200W/kg(峰功率,80%DOD),寿命500次;电池块指标:比能量120Wh/kg(0 5C),比功率120W/kg,寿命500次。

德国瓦尔塔公司对高能量密度型和高功率密度型电池作了研究,高能量密度型电池为方型,容量为60Ah,质量比能量为115W h/kg,功率密度30W/kg,循环900次(100%DOD)。高功率型为圆柱形(HEVs用),比能量50Wh/kg,比功率480W/ kg(10C),循环寿命>600次(100%DO D)[11]。

3 结语

据预测,到2005年电动车年销售量为72万辆,占总销售量的1 2%;2010年为170万辆,占总销售量的2 6%。而到2005年,电动车市场各种电池所占份额为:MH/Ni电池64%;锂离子电池15%;铅酸电池11%;锂聚合物电池2%;Na/NiCl2电池和锌/空气电池各占1 5%。M H/N i电池将成为EV电池的主力军[12]。预计在2006~2012年期间,当锂离子电池进一步发展时,MH/N i的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。

参考文献

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收稿日期:1999-10-04

85

第2期田春霞:电动汽车用先进电池的现状及发展

电动汽车电池发展现状及前景

电动汽车电池发展现状及前景 摘要：随着世界能源短缺，全球环保意识的增强，电动汽车正在成为世界潮流。电动汽车目前发展最大的制约来源于其能量存储设备——电池。本文介绍了目前电动汽车用电池的特点及发展现状，当前研究开发的电动汽车动力电池主要包括燃料电池、化学蓄电池（铅酸电池、镍金属电池、锂电池等）、超级电容和太阳能电池，并对文中所述的四种电池的发展前景进行了分析总结。 关键词：电动汽车电池；燃料电池；化学蓄电池；超级电容；太阳能电池 0.引言 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。因为电动汽车与燃油汽车相比的三个主要制约因数：成本高、续驶里程短和充电时间长,都与能量存储技术没有突破性进展直接相关。目前各国都在加紧研究各类先进的能量存储技术，开发各种高比能量、高比功率、长循环使用寿命、价格低廉的动力电池，此外，还要具有良好的工作环境温度、自放电性、使用安全性和无污染等。当前研究开发的电动汽车动力电池主要包括燃料电池、化学蓄电池（先进铅酸电池、镍金属电池、锂电池等）、超级电容和太阳能电池。下面分别将对各类电池的发展现状及前景进行介绍。 1．燃料电池 1.1概述 燃料电池是一种使用燃料进行化学反应产生电能的装置，所用燃料包括纯氢气、甲醇、乙醇、天然气以及现在运用最广泛的汽油。按电解质的种类不同，燃料电池可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等。在燃料电池中，磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池可以冷起动和快起动，可以作为移动电源，满足特殊情况的使用要求，更加具有竞争力。最常见是以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池，由于燃料价格便宜，无化学危险，对环境无污染，发电后产生纯水和热，这是目前其它所有动力来源无法做到的。它以纯氢为燃料，以空气为氧化剂，不经历热机过程，不受热力循环限制，因此能量的转换效率高，是普通内燃机热效率的2～3倍。 1.2特点 燃料电池以其高效、洁净、兼容可再生能源技术等特点，噪音低、启动迅速、比功率大

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摘要：对国内外电动汽车、电动汽车充电技术及规划布局等方面现状进行了研究，并对电动汽车充电需求进行了分析。介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况，对未来我国电动汽车发展前景进行了初步研究，提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任以及未来发展机遇。 关键词：电动汽车充电技术研究现状发展趋势 1.前言 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，我国电动汽车已处于市场引爆的临界点，预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种： (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电，充电时间通常为6～10 h，慢充方式一般利用晚间进行充电，充电时可以采用晚间低谷电价，有利于降低充电成本，但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源，通过车载充电器对电动汽车进行充电，车载充电器可采用国标三口插座，基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电，以较大直流电流在20 min 至1 h 内，为电动汽车提供短时充电服务，快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流，充电时间短（约1 h）。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10 min。快换方式最为便捷，但是需要电动汽车和车载电池实现标准化，而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电，更换电池时间较短，但要求电池的外形、容量等参数完全统一，同时，还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性。 2 国外电动汽车充电设施发展状况

纯电动汽车及动力电池技术发展现状

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,是指完全由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（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）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一,20１３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6６%、９0%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，即使考虑到中国目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。 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２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2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。电动汽车由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

国内外电动汽车发展现状

国内外电动汽车发展现状 摘要 本文介绍了美国、欧洲及日本等国家和地区电动汽车产业的发展历程,对比我国电动汽车的市场结构、技术研发、产业政策及示范运营状况，指出我国电动汽车产业发展过程中存在政策统筹、核心技术、基础设施建设和产品认可度等方面的不足;对电动汽车相关技术，如电机驱动技术、能量管理系统、锂离子电池技术等的发展现状与趋势等进行了探讨。 ０引言 随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源枯竭等问题的加剧,大力研究和利用电动汽车相关技术及促进产业发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点.美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列，我国有关部门及各地政府也积极响应行业趋势,将电动汽车确定为国家７大战略性新兴产业之一，并先后推出了《节能与电动汽车产业发展规划》、《电动汽车“十二五”专项规划》等规划措施，积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展。在各项政策的推动下,国内汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研发投入，在突破电池、电机、电控等关键技术、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。 １国外电动汽车的现状和发展趋势 1。１全球电动汽车市场现状及趋势 近年来，全球电动汽车市场正以更快的速度成长，电动汽车产销量均有明显提升。201４年全球市场共销售３53 5２2 辆电动汽车,同比增长5６。78％;其中,电动乘用车323 864辆,占比91。61% （电动乘用车指“双８0"车，即最高时速8０km／h 以上,同时一次充电续航里程80 km以上）;电动客车及电动专用车2９658 辆,占比8. 3９％[1］。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。全球各主要国家电动汽车2014年保有量及2０2０年预计保有量如表1所示［2].美国的通用、福特、特斯拉公司，日本的丰田、日产及本田公司，欧洲的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。

国内外电动汽车充电设施发展状况研究

国内外电动汽车充电设施发展状况研究 时间:2011-01-14 来源:华中电力科学研究院作者:鲁莽,周小兵,张维介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况，对未来我国电动汽车充电的商业模式及发展前景进行了初步研究，提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任。 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，我国电动汽车已处于市场引爆的临界点，预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种： (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电，充电时间通常为6～10 h，慢充方式一般利用晚间进行充电，充电时可以采用晚间低谷电价，有利于降低充电成本，但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源，通过车载充电器对电动汽车进行充电，车载充电器可采用国标三口插座，基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电，以较大直流电流在20 min 至1 h 内，为电动汽车提供短时充电服务，快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流，充电时间短（约1 h）。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10 min。快换方式最为便捷，但是需要

电动汽车现状和发展前景

电动汽车现状和发展前景 一、电动汽车发展现状 1．国外主要国家电动汽车发展情况世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车，并且取得了一定程度的进展和突破。第一，日本一直以来，出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场考 虑，日本十分重视电动汽车的研制与开发。从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动技术发展速度快的少数几个国家之一，特别是在混合动力汽车的产品发展方面，日本居世界领先地位。目前，世界上能够批量产销混合动力汽车的企业，只有日本的丰田和本田两家汽车公司。1997年12月，丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRIUS。、目前推出的产品已经是多次改进后的第二代产品，其生产工艺更为成熟。根据丰田汽车公司的测试，PRIUS轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44．4％；在市郊节油29％，综合节油40．5％。有关统计数据显示，丰田汽车公司已占有全球混合动力汽车市场90％的份额。2004年9月15日，一汽集团与日本丰田汽车公司在北京举行了混合动力汽车合作项目签字仪式，宣布双方在2005年内．共同生产丰田PRIUS混合动力轿车。PRIUS混合动力轿车将在同年进入中国市场。继PRIUS混合动力轿车之后，丰田汽车公司还推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。丰田汽车公司在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。此外．本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场供不应求。2002年4月，本田汽车公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车。日产汽车公司近日宣布，将于2006年向美国市场销售Ahima牌混合动力汽车，这是其于2002年与丰田汽车公司签署联合生产混合动力汽车协议的第一个产品。第二，美国。美国的汽车公司在电动汽车产业化方面比来自日本的同行逊色不少，三大汽车公司仅仅小批量生产、销售过纯电动汽车，而混合动力和燃料电池电动汽车目前还未能实现产业化，来自日本的混和动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同，其中通用汽车公司投入1．48亿美元．福特汽车公司投入1．38亿美元，克莱斯勒汽车公司投A．8 480万美元，进行为期5年的研制开发工作，并于1998年北美国际汽车展上展出了样车。在此基础上．现已推出三款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy、Daimler chryslerDodge ESX3。2004年12月14日．通用汽车公司与戴姆勒一克莱斯勒汽车公司对外宣布．双方将在开发混合动力电动汽车的技术领域携手，共同推进此项技术的发展。 2．我国电动汽车发展情况 与世界其他国家一样．电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着：“十五”期间，国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑．设立 “电动汽车重大科技专项”，通过组织企业、高等院校和科研机构，集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关：集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关：为此，2001年10月起，国家共计拨款8．8亿元作为这一重大科技专项的经费。我国电动汽车重大科技专项实施4年来，经过200多家企业、高校和科研院所的2 000多名技术骨干的努力，目前已取得重要进展：燃料电池汽车已经成功开发出性能样车，燃料电池轿车累计运行4 000km，燃料电池客车累计运行8 000km；混合动力客车已在武汉等地公交线路上试验运行超过14万km；纯电动轿车和纯电动客车均通过国家有关认证试验。燃料电池汽车。均采用电一电混合驱动方案，在整车操控性能、行驶性能、安全性能、燃料利用率等方面均已得到较大提高。2004年5月在北京召开的世界氢能大会上，我

电动汽车的研究背景及现状

电动汽车的研究背景及现状 1.研究的背景 汽车的发展引起了地球资源的过大消耗。地球上的能源是有限的，能源紧缺是全人类面临的越来越严重的问题，是一个全球问题，关系到全球的经济与军事安全。我国的能源问题已经成为国民经济发展的战略问题，从国家安全角度出发，石油资源已经和国家安全、经济发展紧密的联系起来，能源的稳定供应是一个国家所关注的重点，也是我国能源安全战略的核心内容。如果继续按照传统的能源动力系统发展下去，将难以持续我国这个泱泱汽车大国的兴起。 汽车在给人们带来便利的同时也污染了环境。汽车尾气的排放引起了城市的温室效应，同时也引起了臭氧层的破坏，形成酸雨等大气环境问题，进而对动植物也产生了很大的危害。面对汽车造成的空气污染，人们可以直接闻到汽车尾气排放的带有刺鼻臭味的燃烧不完全的雾化混合气。随着生活水平的提高，人类对生存环境的要求越来越高，降低汽车的尾气排放的呼声也与日俱增。 面对资源紧缺与环境保护问题，发展电动汽车成为汽车工业发展的主流趋势。 1.1电动汽车的定义和分类 电动汽车是指用车载电源为动力，电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的汽车。电动汽车应具有汽车的性能和属性，但动力线路与原内燃机动力线路不同，又具有电力车辆的基本特征。电动汽车通常被分为蓄电池电动车（Battery Electric Vehicle，BEV）、混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）三大类。 1.2电动汽车的早期发展 尽管电动汽车技术目前看来还处于新兴发展时期，但它的产生却早于燃油车，并已经历了多个兴衰周期。以下是主要的时期： 1834年 Thomas Davenport 电动三轮车不可充电的干电池驱动 1881年法国古斯塔夫?特鲁夫电动三轮汽车以铅酸电池为动力 1882年英国人阿顿与培里三轮电动汽车以铅酸电池为动力 1890年美国电动汽车以蓄电池为动力 直到20世纪60年代后，由于能源、环境问题使人们对电动汽车又开始重新重视，世界各国政府与汽车制造商对电动汽车的研究开发均有不同程度的投入。但主要还是在近来十几年中，电动汽车的研究开发进入了高峰期，并在各项技术发展商开始取得了一定的成果和进步。 2.电动汽车在各国的发展现状 近几十年来，世界各国著名的汽车制造商都在加紧研制各类电动汽车，并取得了一定程度的进展和突破。 2.1日本 日本一直以来出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑，十分重视电动汽车的研制和开发。以下是日本研制电动汽车的进程： 1976年日本成立电动汽车协会 20世纪80年代本田公司开始研究开发电动汽车 1996年本田推出“PLUS”纯电动汽车 1997年本田的“PLUS”被推向了美国 1997年12月丰田公司推出第一款批量生产的混合动力轿车普锐斯

动力电池的主要问题与发展方向

首先看我们国家的发展现状。我们的判断第一个是基本掌握了车用动力电池的关键技术，我们国家动力电池的开发，和整车基本同步，十五期间开展了镍氢电池，、锰酸锂氧化物锂离子电池、燃料电池的研发，"十一五"期间加大了磷酸铁锂电池研发与产业化，"十二五"期间推进三元材料电池的研发与产业化。目前是处于这样一个阶段。 从技术上来讲，我们国家开发了镍氢电池，锂离子燃料电池，关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平，目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时，比功率可以做到500-100瓦时，循环寿命也能做到突破一千次，使用寿命大概是可以达到五年，成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。 第二个从产品层面来看，磷酸铁锂电池已经趋于成熟了，过往来看，我们国家供应电池支撑了产业的发展，目前在大规模示范这一块用的电池基本上都是国产。根据目前工信部发布的新能源汽车推广目录，我们国家车用电池，绝大多数是磷酸铁锂电池，也就是说近两年来，三元材料的动力电池开始在电动汽车上进行示范应用。大家比较清楚的比亚迪的汽车用的是盐酸铁力电池，像上汽，北汽这些电池系统都是磷酸铁锂。一汽奔腾目前是示范车，他用的电池是168，采用了三元材料。 第三个来说是我们国家建立了比较完善的产业体系，昨天我们听到了2014年我们国家电动汽车的销量大概是8.4万辆左右，如果按照每辆车在20-30，大概应该说我们电池达到了20亿千瓦时以上，销售收入应该超过了50亿元，2015年会超过100亿瓦时。我们国家现在推进动力电池产能建设，估计2015年会超过一百亿千瓦时。第二个我们国家建立了比较完整的产业体系，关键材料、单体电池、电池系统和电池装备、检测仪器等都有一定的生产能力，像北大先行、天津巴莫、北京当省，这是正极材料，负极材料像贝特瑞，杉杉等在国际上还是有一定的竞争力。 从发展趋势上来看，我们全世界的情况来看，第一个是锂离子电池已经成为动力电池的主要方向。目前大家都很清楚，目前日本，美国、欧洲、韩国商业化的电池主要是采用燃料电池。目前混动这一块也是在推动力锂电池的应用。韩国、日本、中国在全球锂电池占主导地位，排序是韩国第一、日本第二，中国第三。 最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司，我们国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。 第二个特点是我国政府大力支持新一代动力电池的研发，2012年日本实施蓄电战略，提出2020年蓄电池市场要占到世界份额的50%，就是重新夺回世界第一的位置。根据2013年NEDO发布的技术路线图，他的技术路线在2020之前大概还是以先进的锂离子电池为主，达到实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤成本达到1.5元以下，2030年叫做革新电池，能量达到500瓦每公斤，成本达到八毛钱以下。 美国在2013年提出来EV蓝图，提出目标是2022年生产的插电式混合动力的电动汽车使用的电力成本与传统汽车相当，根据2013年发布的技术路线图是2022年下一代电池实现实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤，成本降到八毛以下，2013年以后锂离子电池实现实用化。 从新一代锂离子电池来讲主要是在我们国家大概一般的叫做新一代动力电池的研发主要围绕新一代锂离子动力电池和新体系电池。新一代锂离子电池和目前现有的体系不一样，正极材料，负极材料，电极都要发生发生变化，电池比能量可以达到三百瓦每公斤，成本可以达到一块钱以下。这个表里面列了两件事，一个是最近日立公司宣布采用镍系的正极和负极单电池的比能量作330每公斤，寿命有50次，另外是福利蒙基，作为正极，归制作为负极，寿命可以达到100。但是目前这一电池体系的成本和安全有待进一步的验证。

国内外电动汽车发展现状

国内外电动汽车发展现状

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国内外电动汽车发展现状 摘要 本文介绍了美国、欧洲及日本等国家和地区电动汽车产业的发展历程，对比我国电动汽车的市场结构、技术研发、产业政策及示范运营状况，指出我国电动汽车产业发展过程中存在政策统筹、核心技术、基础设施建设和产品认可度等方面的不足；对电动汽车相关技术，如电机驱动技术、能量管理系统、锂离子电池技术等的发展现状与趋势等进行了探讨。 0 引言 随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源枯竭等问题的加剧，大力研究和利用电动汽车相关技术及促进产业发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列，我国有关部门及各地政府也积极响应行业趋势，将电动汽车确定为国家7 大战略性新兴产业之一，并先后推出了《节能与电动汽车产业发展规划》、《电动汽车“十二五”专项规划》等规划措施，积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展。在各项政策的推动下，国内汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研发投入，在突破电池、电机、电控等关键技术、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。 1 国外电动汽车的现状和发展趋势 1.1 全球电动汽车市场现状及趋势 近年来，全球电动汽车市场正以更快的速度成长，电动汽车产销量均有明显提升。2014年全球市场共销售353 522 辆电动汽车，同比增长56.78%；其中，电动乘用车323 864辆，占比91. 61% (电动乘用车指“双80”车，即最高时速80 km/h 以上，同时一次充电续航里程80 km以上)；电动客车及电动专用车29 658 辆，占比8. 39%[1]。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。全球各主要国家电动汽车2014年保有量及2020年预计保有量如表1 所示[2]。美国的通用、福特、特斯拉公司，日本的丰田、日产及本田公司，欧洲的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。

我国新能源汽车发展现状及趋势

我国新能源汽车发展现状及趋势 目前，世界各国都在大力发展新能源汽车，我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。节能与新能源汽车的发展是我国减少石油消耗和降低二氧化碳排放的重要举措之一，中央和地方各级政府对其发展高度关注，陆续出台了各种扶持培育政策，为新能源汽车的发展营造了良好的政策环境。近年来，我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面也取得了明显进展，有望肩负起中国汽车工业“弯道超车”的历史重任。针对我国节能与新能源汽车的发展现状与趋势，国研网专访了国务院发展研究中心产业部研究室主任、副研究员王晓明。 一、发展新能源汽车已经成为世界各国的共识 国研网：目前世界各主要国家的新能源汽车发展现状和趋势是怎样的？ 王晓明：目前，全球能源和环境系统面临巨大的挑战，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户，需要进行革命性的变革。目前全球新能源汽车发展已经形成了共识，从长期来看，包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向，在短期内，油电混合、插电式混合动力将是重要的过渡路线。目前来看，全球新能源汽车的发展还面

临着一些共同的难题，例如关键技术的突破、汽车工业的转型、基础设施的建设以及消费者的接受度等。 具体到各国，应该说，引领新能源汽车发展的主要还是美国、日本以及欧洲的一些国家，这些国家起步比我国要早很多，它们的发展也各有侧重。 美国长期侧重降低石油依赖、确保新能源安全的战略，将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重 要措施，并以法律法规的形式确定了新能源汽车的战略地位。早在克林顿时期，美国就提出了以提高燃油经济性为目标的计划，混合动力是当时主要的技术解决方案。到了布什时期，变为追求零排放和零石油依赖，技术解决方案主要是氢燃料电池汽车，后来还有一个计划，想用十年的时间实现20%的石油替代和节约，主要措施是生物质燃料。国际金融危机以后，奥巴马政府将大力发展电动汽车作为实施新能源战略的重要内容，提出了总额40亿美元的动力电池以及电动汽车研发和产业化的计划，产品上，选择了以插电式混合动力电动车为重点。 日本长期坚持确保能源安全和提高产业竞争力的双重战略，通过制订国家目标引导新能源汽车产业的发展，同时高度重视技术创新。2006年，日本提出了新的国家能源战略，目标是到2030年交通领域对石油的依赖从100%降到80%，为了

燃料电池电动汽车发展现状与前景

燃料电池电动汽车发展现状与前景 随着社会的进步和人员移动性增强，全球汽车需求 量快速增长，迄今世界上的汽车保有量达到创纪录的10 亿 辆以上且还在不断大幅增长，使得基于传统的内燃机 Internal Combustion Engine ，ICE )汽车的轻量化与节能减排等技术进步难以降低汽车燃料的消耗和减少污染物的排放。2020 年之前温室气体(Greenhouse Gas ，GHG) 排放在1990 年水平基础上下降20% 的任务日益艰巨。如果再不采取有效措施，公路交通运输车辆的GHG 温室气体排放将会持续不断增长。通过研讨纯电动汽车( Battery Electric Vehicle ，BEV ）、混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle HEV )、或燃料电池电动汽车( Fuel Cell Vehicles ，FCVs ； Fuel Cell Electric Vehicles ，FCEVs ）等多种类型的电动汽车( Electric Vehicle ，EV )技术[3-5]有望明确实现节能减排 的理想途径。自1966 年通用汽车推出了世界上第1 款燃料电池电动汽车GMC Electrovan ，尤其是本田在1999 年推出了世界上第1 台商用的燃料电池电动汽车FCX-V4 以来，世界上EV 电动汽车型号不断丰富和租赁销售量明显增长，太、北美和欧洲成长为全球EV 电动汽车重要的新车研发制造和租赁销售市场，2014 年全世界的EV 电动汽车销售量达到34.6 万辆以上，年增长率达到86% 。

燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置，近年来 得到国内外高度重视，成为最被看好的可用于替代汽油和柴 油等传统的 ICE 内燃机发动机技术的先进新能源汽车技术。 日本政府希望其到 2020 年的 FCVs 燃料电池汽车销量达到 500 万辆，再通过 10 年的研发推广实现全面普及 FCVs 燃 料电池汽车。 美国政府在 2003 年投入 12 亿美元大力推进氢 技术和燃料电池技术，其中重要项目之一就是美国能源部 Department of Energy ， DOE ）在北加州、南加州、密歇 展的氢技术和基础实施验证与示范综合工程，吸引了 Hyundai-Kia/Chevron 、 DaimlerChrysler/BP 、 Ford/BP 和 GM/Shell 等多家汽车制造 /能源供应商参与。 美国能源部大力推进氢经济和燃料电池技术，尤其是商 业化推广应用方面取得显著进展，比如目前高容量和低容量 燃料电池制造成本分别为 55 美元 /kW 和 280 美元 /kW[6] ， 汽车燃料电池 2014 年的制造成本自 2006 年下降 50% 并自 2008 年以来进一步下降 30% 以上（基于高容量电池制造） 这必将带动创造工作岗位、投资机会和可持续、安全的能源 供应。为了在 2020 年前争取把欧盟建立成一个具有全球领 先水平的燃料电池 （Fuel Cell ，FC ）系统和氢能源 （Hydrogen Energy ，HE ） 经济的巨大市场，欧盟高度重视燃料电池技术 和氢能源技术并把之视作能源领域的战略高新技术大力推 根州东南部、大西洋区中部和佛罗里达州中部等 5 个区域开 f It 步

电动汽车发展概况

一、电动汽车概况 （一）国外电动汽车的概况 在美国、日本、欧洲等发达国家，由于新技术发展的推动和政府对汽车排放越来越苛刻，各大汽车公司投入了大量的人力、物力和财力用于电动汽车的开发，不断推出自己的新产品。为了促进电动汽车的发展，有关国家分别制定了一系列政策，如对电动汽车购买者的优惠政策，对燃油汽车使用者的限制政策，还有对科研经费的投入和优惠政策等，这些政策都对电动汽车的发展有很大的促进作用。 （1）美国 美国电动汽车的研究和开发，得到了来自法律、政府的资金和科研力量的支持。1976年7月，美国国会通过《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以立法、政府资助和财政补贴等手段加速发展电动汽车。1990年，加利福尼亚州在为防止大气污染而制定的限制法规中规定：到1998年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的2%；到2000年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的5%；到2003年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的10%。随后，美国东部的10个州也都通过了相应的法规。法规的强力推行，促进了电动车小批量、商业化生产和实践应用。此后，美国还出台了一系列鼓励开发生产电动汽车的政策。这些因素加快了美国电动汽车产业化的进程。 美国三大汽车公司在1991年签订协议，合作研究电动汽车车用先进电池，成立先进电池联合体，同年7月美国电力研究院参加了美国先进电池联合体，1992年，美国电力研究院、克莱斯勒公司与南加州爱迪生公司共同开发50辆电动货车。统计数据表明，美国1995年有190家电动汽车生产企业，共有电动汽车2000多辆。福特汽车公司投资1.5亿英镑开发电动汽车，1993年研制成功，分赴美国各地进行试运行，采用480个钠硫单位电池，取代原来的铅酸蓄电池。福特公司还在德国投资3500万美元，成立欧洲研究中心，从事环保车的开发和研究，福特公司研制的燃料电池轿车P2000是以氢为燃料的电动汽车，它是用“质子交换膜”燃料电池。 通用公司1990年在洛杉矶展出“冲击”牌电动轿车，1994年生产50辆。通用公司欧洲分公司还建立了一个全球代用燃料推进中心（GAPC），从事汽车燃料电池技术的开发和研究，他们在Opel Vauxhall Zafira轿车上装上燃料电池，采用甲醇作为燃料。戴姆勒·克莱斯勒汽车公司成功利用燃料电池技术，制成首辆可驾驶的零污染环保汽车—“NECAR4”。该车在充电后可连续行驶450Km，最高时速可达145Km。 出于成本和技术可行性的考虑，美国政府似乎逐渐将重心从清洁能源和燃料电池汽车转向充电式混合动力汽车和纯电动汽车。在奥巴马的倡导下，联邦政府为推进充电式混合动力汽车计划出台了一系列强力的措施，并斥资140亿美元支持动力电池、关键零部件的研发和生产，支持充电基础设施建设以及消费者购车补贴和政府采购。美国政府还设立了一个总额为250亿美元的基金，以低息贷款方式支持厂商在节能和新能源汽车领域的研发和生产。美国政府的新能源政策，进一步明确了研发汽车新产品的方向和目标。预计到2012年，美国联邦政府购车中一半是充电式混合动力汽车或纯电动汽车。到2015年，美国本土将有100万辆混合动力汽车投入使用。 （2）日本 从世界范围电动汽车产业化发展现状看，日本是最早开始发展电动汽车的国家之一。日本国土狭小，石油资源匮乏，几乎完全依赖进口，油价很高。同时，日本工业发达，人口密度很大，城市污染严重。因此，日本政府特别重视电动汽车的研究和开发，很早就对电动汽车的发展做出了具体的布置和计划。日本政府将电动汽车、插电式混合动力汽车、清洁动力