电动汽车电池发展意义
『壹』 电动汽车电池的发展
纯电动汽车用蓄电池的研究主要集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池和钠电池等。从世界范围内的专利申请的总量来看,日本拥有的纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利申请数量最多。从日本国内的专利申请量来看,超过90%的专利申请也来自日本申请人。无论是从世界专利申请的拥有量角度,还是从日本专利申请中日本申请人所占的份额角度,日本在纯电动汽车用蓄电池及其管理系统领域都是实力最强者,掌控着绝大部分专利技术。
作为世界上最大的汽车生产和消费国,美国纯电动汽车用蓄电池的研究主要集中在锂电池,锂电池相关专利数量占动力电池专利数量的70%以上,其次为铅酸电池、镍氢电池、空气电池和钠电池等。从世界范围内的专利申请的总量来看,截至2010年6月,美国的纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利申请数量位于日本之后,排名第二。从美国国内的专利申请量来看,在和纯电动汽车用蓄电池及其管理系统有关的专利申请中,来自日本申请人的专利最多,接近总量的60%,而来自美国申请人的专利申请数量次于日本。 纯电动汽车用蓄电池的研究主要集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池、钠电池和空气电池等。从世界范围内的专利申请的总量来看,截至2010年6月,德国的纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利申请数量居世界排名第6位,与排名首位的日本专利数量相差很大,仅占日本申请量的11%。从德国国内的专利申请量来看,德国申请人持有的专利约占总量的43%,高于排名第二的日本。在全球范围来看,德国在纯电动汽车用蓄电池及其管理系统领域的技术实力远不及日本,但是在本国范围内,德国拥有较强的技术优势,专利拥有量高于日本。
欧洲知名咨询公司罗兰贝格于2013年6月7日在上海发布的一份报告称,全球电动汽车的制造前景不甚乐观,但中国除外。
该报告通过将七大主要汽车制造国德国、法国、意大利、美国、日本、中国、韩国的电动汽车市场加以比较,从技术、产业发展以及市场发展等方面详细分析各国电动汽车行业发展现状。
报告指出,生产电动汽车带来的利润空间远远不及生产传统汽车,这种成本偏高而获益有限的情况,加上预期未来几年内油价趋于稳定,使电动汽车的成本劣势愈加明显。但在上述七国中,只有中国对电动汽车产业的投入没有下降。罗兰贝格合伙人沈军表示,中国的电动汽车市场从长期来看仍会保持向上发展的势头 中日韩三国继续占据主要市场,2012年三国电池市场占有率分别为37%,28%和33%,其中中国所占比率最大,在一定程度上助推了电动汽车的发展。 电池快充寿命衰减惊人盲目建站风险大私人购买新能源汽车补贴标准出台后,部分试点城市的“再补贴”政策也随即出台,新能源汽车消费正逐步启动。面对广阔的市场前景,国家电网、南方电网、中海油、中石化等巨头纷纷跑马圈地,各地掀起一股兴建充电站的风潮。上海漕溪、深圳龙岗、成都石羊、唐山南湖、延安、郑州、南宁等地已经建成、在建或近期将开建大量的充电站,其中上海计划在三年内达到5000个充电桩的规模;长春计划三年内建成15个充电站和5000个充电桩……电池尺寸、充电接口是否统一?电池质量能否过关?快速充电对电池的损害究竟有多大?等一系列问题开始暴露出来。
当前我国电动汽车电池技术发展很快,但存在两个明显缺点。电动汽车电池的第一个缺点就是缺乏深层次技术,比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等,在这些方面我们研发还不够,没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚。另一个缺点是缺乏评价体系,虽然现在我国部分电动车运行很好,但缺乏好的评价系统。比如电池的安全性怎么样,在高温、低温环境下能不能正常工作,这些都没有一个好的评价。
在中国这样一个人口稠密的国家,电动汽车市场潜力巨大,与电动汽车发达国家相比,还有不小差距。所以我们必须追上发达国家电动汽车研发的步伐,从电源、集成电路、电源板块等方面进行认真研发,齐心协力把电池产业做大做强。我国汽车用动力电池已开始由研发进入到产业化阶段,并出现了加快发展的势头。电动汽车动力电池研发产品的主要性能已居国际先进水平,但需要解决一些薄弱环节。目前国产车用动力电池已显示出了较明显的成本优势,部分企业能量型动力电池成本仅是日、美企业的一半左右,这就意味着,我国电动汽车的商业化有条件加速推进,并以成本优势实现大规模出口。 全球动力电池产业目前面临技术制约和成本制约,只有当动力电池性能得到改善、成本大幅降低、规模化应用之后,才能带动其他较为成熟的环节的大力发展。因此动力电池是电动汽车产业链中最具投资价值的环节,最有可能获得超额收益,其他如电机和电控系统环节有较为成熟技术和市场基础,竞争者众多,可能只能获得平均收益。
『贰』 纯电动轿车的发展背景
电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要
求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。 美国在今年第二季度在全世界范围内销售了7931台电动车,这一数字领先于其他所有市场,销量环比上涨28%。其他市场的数字分别是日本4240台,法国2056,德国1284。而在中国,今年的第一季度仅有235台电动汽车售出,比上一季度的343台下降了31%。
日本将会是这个产业的领头羊,到2017年,日本将生产77.9万辆电动车,占其汽车生产总量的9.7%。德国和美国也有可能将电动汽车的产量推升至21.83万辆和36.23万辆,分别占汽车市场总产量的3.55%和3%。在此期间,中国的产量可能会达到273150辆,仅为汽车总产量的1%。
随着电动汽车行业竞争的不断加剧,大型电动汽车企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的电动汽车企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此,一大批国内优秀的电动汽车品牌迅速崛起,逐渐成为电动汽车行业中的翘楚! 新能源汽车的发展方向有多种,但其中之一的氢燃料电池技术不成熟,成本昂贵,是20年之后的技术。2007年1月,汽车和动力电池专家Menahem Anderman博士在美国参议院能源与资源委员会作证时下此结论。中国也没有氢燃料电池反应所必需的铂。虽然没有公开申明,但据传国家内部决策层曾明确表示中国不适宜发展氢燃料电池汽车,只作为科研跟踪
从技术发展成熟程度和中国国情来看,纯电动轿车应是大力推广的发展方向,而混合动力作为大面积充电网络还没建立起来之前的过渡技术。今年中外车厂都先后推出了混和动力和纯电动轿车。比亚迪先后展示了F6DM和F3DM双模电动车和F3e纯电动车。长安与加拿大绿色电池生产商Electrovaya合作,共同拓展加拿大新能源汽车市场,首推奔奔纯电动版。美国通用汽车公司推出了以电动为主的Chevy Volt混合动力车,Mini Cooper推出了其纯电动版。2011年江淮同悦推出纯电动版新车。
但混合动力车动力系统复杂,成本昂贵。比亚迪F3DM有两套动力系统,其公布的动力系统成本增加了5万元,相当于每年要节省8千元的油费才能比传统汽油车经济。不过混合动力车省油有限,丰田Prius省油大致10%-20%,奇瑞A5-ISG在北京奥运试运期间公布的省油参数为10%。可以算一笔帐,假设家庭年行驶2万公里,汽油车百公里油耗7.5升,年油费9450元,混合动力车省油20%节省了1890元,无法抵消其车价成本的增加。
混合动力的优势是保留了传统汽油汽车的使用生活方式,根据汽油机和电动机混合程度,充电次数和传统汽油汽车加油次数相当,或者不用充电。行驶距离也不受限制。
纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统,电动机和控制器的成本更低,且纯电动车能量转换效率更高。因电动车的能量来源——电,来自大型发电机组,其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的。纯电动轿车因此使用成本在下降。按比亚迪F3e纯电动车公布的数据,百公里行驶耗电12度,依照0.5元的电价算,百公里使用成本才6元。而其原形车F3汽油车百公里耗油7.6升,按目前6.2元的油价,成本是46.5元。相比之下,电动车的使用成本才是传统汽油汽车的八分之一。
纯电动车的缺点是它改变了传统汽车的使用生活方式,需要每天充电。传统的汽车使用习惯是大致一到两周加一次油。而且每次出行也有几百公里的距离限制,虽然一个家庭远距离出行可能一年就这么几次。
『叁』 电动汽车电池如何处理电动汽车废旧电池如何处理
导读:电动汽车电池如何处理?电动汽车废旧电池如何处理
到目前为止,电动汽车的生产数量以及其使用人群数量都是朝着一个上升的趋势在发展。毕竟电动汽车相对于燃油汽车来说更加便宜和环保。但是随着使用的人数增加问题也就随之而来了,最重要的一个问题就是电动汽车报废之后电动汽车的电池是怎么处理的,电动汽车电池使用是有寿命的,到了一定年限之后就必须更换,那么,废旧电池去了哪里?下面一起看下电动汽车废旧电池如何处理吧。
电动汽车废旧电池如何处理——背景
一般来说,电池中会含有汞、铅、铜、镉、镍等金属以及硫酸化合物等合成化学物质,这些成分都是具有毒性的物质,尤其是对于重金属而言,毒性更为严重。如果回收不当,电池中的重金属会随之进入土壤、水域等人类依赖的环境中。电动君先科普一下,通常一至两节普通干电池就能使一平方米的土地失去农用价值,而一粒小小的纽扣电池,若被扔进水里,就可污染600吨水,如果我们不慎吸入对人体造成的伤害极大。
电动汽车废旧电池如何处理——我们该把电池摆在怎样的高度
同内燃机在传统能源汽车上的作用一样,电池是新能源汽车的动力源,其重要意义不言而喻。在纯电动汽车上,电池除了提供动力来源外,电空调、电刹车、电转向三小电系统等也全部由动力电池来供应能源。
在成本方面,现阶段,电池成本占比达到了整车的 30%-40%,是三大电系统(电池、电控、电机)中占比最高的部分。作为对比,传统能源汽车上的发动机大概占整车成本15%左右。综合来看,电池是决定电动汽车续航、价格、驾乘品质的关键所在,每一点都是影响消费者购买意愿的重要因素。
电动汽车废旧电池如何处理——电池回收问题
其实汽车用的动力电池也一样,报废后除了化学活性下降之外,电池内部的化学成分并没有改变,只是充放电性能已不能满足车辆的动力需求了,但是可以使用在比汽车动能更低的产品上。例如德国:把报废电池集中起来作为发电站的后备电源,其实就是充当电站发电量不足时的移动电源。但是需要同型号的电池才可以使用。
然而针对当前的现状,国家工信部提出的国内首个关于动力电池回收利用,明确指出回收拆解企业应具有相关资质的国家标准《车用动力电池回收利用拆解规范》从2017年12月1日起正式实施。此外,自2018年2月1日起,《车用动力电池回收利用余能检测》等三项动力电池新国标也将正式实施。2月26日,工业和信息化部、科技部、环境保护部、交通运输部、 商 务部、质检总局和能源局七部委联合印发了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(以下简称《办法》)的通知,旨在加强新能源车动力电池回收利用管理,规范行业发展,推进资源综合利用,保护环境,从而促进新能源汽车行业持续健康发展。《办法》将于2018年8月1日正式施行。
电动汽车的废旧电池对环境污染的力度是不可逆的,所以必须对此作出相应行动。当然,每一位公民都要注意环境方面 的问题,到2020年前后,我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池,累计报废量将达12万—17万吨。而高工产研锂电研究所预测,到2020年,国内动力电池报废量将超过24.8万吨,大约是2016年报废量的20倍。希望大家在看完我介绍的关于电动汽车废旧电池如何处理的内容之后会有所帮助。
@2019『肆』 在电池技术没有突破的情况下,发展电动汽车究竟有什么意义
电动车的核心并不是电池,而是彻底颠覆汽车这一产品。通俗来说,就是以后的车可以不是长现在这个样子。但这是一个漫长的演变过程。所以现在起步,拥有先发优势,方向是绝对正确。
『伍』 电动汽车简介。
电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的优点是:它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”。 编辑本段利弊 电动汽车的优点是:它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。有些研究表明,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”。
电动汽车的困难是: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,有些试用结果比汽车贵,有些结果仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。 电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。编辑本段发展的关键 电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如我国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。 编辑本段结构和特点 纯电动汽车,相对燃油汽车而言,主要差别(异)在于四大部件,驱动电机,调速控制器、动力电池、车载充电器。相对于加油站而言,它由公用超快充电站。
纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件,其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车的用途也在四大部件的选用配置直接相关。
纯电动汽车时速快慢,和启动速度取决于驱动电机的功率和性能,其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小,车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等,它们体积,比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。
纯电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分,再有交流步进电机等,它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速,有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。电机及调速控制器的选用和配制对整车档次和价位也有影响。
公用超快充电站是纯电动汽车商业化的基础设施,将它做完善到位了才能使前者畅行无忧,反之则是它的短腿,受其制约和影响,欧洲、美国电动汽之商业实践充分说明了这点。我们对此认识到了,但行动不力。另外,充电机与车载电池之电缆连接器问题必须规范,形成电池品种、电压分档、快慢(功率大小)诸要素的一致,否则纯电动汽车及公用超快充电站无法有效无法对接,这个产业目前白纸一张,待我们去开拓,但必须规划、设计成型后实施,以免徒劳,以免劳命伤财。
纯电动汽车之四大部件及公用充电站之大型充电机,专用电缆、线缆连接器乃至计费、收费系统,这是汽车行业新的零部件,没它们将是无米之炊,没做到位、不完善则是短腿受其制约。同时与此相关的零部件制造商应以此形成产业链,共图发展。
国家发政委“新能源汽车公告管理办法和实施细则”已于2007年11月1日施行。“城镇乡村农用(专用)电动汽车通用技术条件”也在酝酿过程中,纯电动汽车商业化在农村已经初现雏形,我们不该视而不见。
将来符合国际和符合市场需求的纯电动汽车必定遵守以下几项:1、电动车辆研发制造运营必须符合国家各项相关法规。整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。2、电动车辆是以电为能源,由电动机驱动行驶的,不再产生新的污染,不再产生易燃、易爆之隐患。3、电动车辆储能用的电池必须是无污染、环保型的。且具有耐久的寿命,具备超快充电(2-3C以上电流)的功能。车辆根据用途确定一次充电之续行里程,以此装置够用电量的电池组,充分利用公用充电站超快充电以延长续行里程。4、电动机组应有高效率的能量转换。刹车、减速之能量的直接利用和回收,力求车辆之综合能源利用的高效率。5、根据车辆用途和行驶场合设定最高车速,且不得超过交通法规的限定值,以合理选择电动机的功率和配置电池组容量。6、车辆驾驶操作,控制简单有效、工作可靠,确保行车安全。7、机械、电气装置耐用少维修。车辆运营之费用低廉。8、以目标市场需求为依据,提供实用、合适车型满足之,力求做到技术、经济、实用、功能诸方面的综合统一。
将来产业化、商业化为用户所欢迎的电动汽车,必定符合以下几点特征:准确的定位、恰当的用途、宜驶的区域、最佳的效能。合适的车型、经济的配置。可靠的性能、便当的操控。环保的电池、耐久的寿命、够用的电量、超快的充电、完善的网络、到位的服务。低廉的费用、最少的维修。
电动汽车简史逸闻
早在19世纪后半叶的1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了10年以上。
戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,长4800mm,宽1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890年法国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时的车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便。
在欧美,电动汽车最盛期是在19世纪末。1899年法国人考门·吉纳驾驶一辆44kW双电动机为动力的后轮驱动电动汽车,创造了时速106km的记录。
1900年美国制造的汽车中,电动汽车为15755辆,蒸汽机汽车1684辆,而汽油机汽车只有936辆。进入20世纪以后,由于内燃机技术的不断进步,1908年美国福特汽车公司T型车问世,以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足,使前者被无情的岁月淘汰,后者则呈萎缩状态。 编辑本段专家看电动汽车 北京理工大学电动车辆工程技术中心副主任林程
我国磷酸铁锂电池研究工作已经取得突破
林程对记者说,车用锂电池的要求更高。它要求车辆在各种使用条件下,都要保障安全性,不能发生明火、爆炸等事故。最先用于电动车的是动力电池,国内在这一方面取得了很大突破,已初具产业规模。但5、6年前,装有该电池的电动车经常出现一些事故,这样的电池也就逐渐被淡化。现在,国内对锂电池的研究进步很快,特别是在电池安全性的问题上,取得了很大进展。
林程向记者介绍,锂电池主要包括锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。目前,国内的锰酸锂电池发展已初具规模。磷酸铁锂电池由于安全性更高、寿命更长,将成为未来锂电池发展的重要方向,也是国外各汽车企业研发的重点。目前,国内对磷酸铁锂电池的研究工作进展顺利,特别是在一些专利上取得突破,这次为北京奥运会提供的客车用锂电池就是自主研发的磷酸铁锂电池。
“当然与国外对锂电池的研究相比,国内的锂电池研究工作还有一定差距,但是国内对锂电池的重视程度越来越高,未来将成为研发重点。”林程对记者说。
河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩
锂电池大规模用于电动车还需一定时间
河南环宇集团是一家从电池零部件到电池塑料五金及相关电池制造、设备制造、电器制造等完整产业链的企业集团,曾承担过科技部锂电池项目的研发工作。
“目前国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和[font color=#0000ff]电源[/font]管理系统上。”邓伦浩对记者说,现在国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。目前,有的公司已经能够为电动汽车提供相应的锂电池配套产品,配套的锂电池一般能跑200~500公里左右。
邓伦浩告诉记者,现在国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规模地建立起来。
邓伦浩认为,目前国内消费者对装有锂电池的电动汽车接受起来还有难度:“一辆普通电动汽车的价格大概是同等配置汽油机车的两倍甚至更高,国内消费者还没有足够的经济实力和心理准备来接受电动汽车。”
中国电力科学研究院工程师庄童
看好磷酸铁锂电池发展前景
庄童向记者介绍,电动汽车电池的研发工作经历了从铅酸电池、镍氢电池到锂电池的发展过程,每一种电池各有利弊。
铅酸电池出现得最早,使用的时间也最长,属于蓄电池系列。铅酸电池的安全性能最好,很少出现爆炸、着火等现象,只是储能效果不太理想。后来,人们研制出了镍氢电池,存储电能和功率的效果都比铅酸电池理想,但是由于镍氢电池在充电过程中产生的氢气容易发生爆炸,所以企业对镍氢电池处在可用可不用的状态。
到了2000年前后,人们研制成功了锂电池。锂电池存储的电能是铅酸电池的2~3倍,但是由于它含有的锂离子活跃在金属层表面,在空气中容易出现自燃、爆炸等情况,危险性更高。所以现在各国对锂电池的研发主要是控制它的安全性和稳定性。
“一块锂电池大概能循环充电1000次左右,其中磷酸铁锂电池的储能效果比钴酸锂电池和锰酸锂电池的效果差一些,但是它的安全性能最好,储能比铅酸电池要高很多,所以现在磷酸铁锂电池最被看好。”庄童说。
中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世
国内锂电池研究存在三大问题
陈全世在接受记者采访时说:“现在国家对锂电池的研究工作高度重视,‘863’计划项目中,国家共投资6600万元,全部用于锂电池的研发工作。我们与**、美国等走在锂电池研发前列的发达国家相比,中国在锂电池的制造精度、设备、标准等研发细节上存在一定差距。”
陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。
其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。
第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。
中国汽车驶入“无油”时代
新能源汽车的发展方向有多种,但其中之一的氢燃料电池技术不成熟,成本昂贵,是20年之后的技术。2007年1月,汽车和动力电池专家Menahem Anderman博士在美国参议院能源与资源委员会作证时下此结论。中国也没有氢燃料电池反应所必需的铂。虽然没有公开申明,但据传国家内部决策层曾明确表示中国不适宜发展氢燃料电池汽车,只作为科研跟踪项目。
另外就主要采用甲醇、乙醇等低成本液体燃料的技术来说,由于大量采用玉米、粮食作为原料,导致全球粮价连续上升,这也不可能成为中国的技术选择。
还有一种燃料技术清洁柴油,即含硫量低的柴油(含硫量低于350ppm的柴油),使用能使动力平均比汽油机节约30%的能源。不过因为国内的柴油品质不佳,频繁的油荒总是从柴油开始,此外柴油得不到国家政策支持。
从技术发展成熟程度和中国国情来看,纯电动汽车应是大力推广的发展方向,而混合动力作为大面积充电网络还没建立起来之前的过渡技术。今年中外车厂都先后推出了混和动力和纯电动汽车。比亚迪先后展示了F6DM和F3DM双模电动车和F3e纯电动车。长安与加拿大绿色电池生产商Electrovaya 合作,共同拓展加拿大新能源汽车市场,首推奔奔纯电动版。美国通用汽车公司推出了以电动为主的Chevy Volt混合动力车,Mini Cooper推出了其纯电动版。
但混合动力车动力系统复杂,成本昂贵。比亚迪F3DM有两套动力系统,其公布的动力系统成本增加了5万元,相当于每年要节省8千元的油费才能比传统汽油车经济。不过混合动力车省油有限,丰田Prius省油大致10%-20%,奇瑞A5-ISG在北京奥运试运期间公布的省油参数为10%。可以算一笔帐,假设家庭年行驶2万公里,汽油车百公里油耗7.5升,年油费9450元,混合动力车省油20%节省了1890元,无法抵消其车价成本的增加。
混合动力的优势是保留了传统汽油汽车的使用生活方式,根据汽油机和电动机混合程度,充电次数和传统汽油汽车加油次数相当,或者不用充电。行驶距离也不受限制。
纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统,电动机和控制器的成本更低,且纯电动车能量转换效率更高。因电动车的能量来源——电,来自大型发电机组,其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的。纯电动汽车因此使用成本在下降。按比亚迪F3e纯电动车公布的数据,百公里行驶耗电12度,依照0.5元的电价算,百公里使用成本才6元。而其原形车F3汽油车百公里耗油7.6升,按目前6.2元的油价,成本是46.5元。相比之下,电动车的使用成本才是传统汽油汽车的八分之一。
纯电动车的缺点是它改变了传统汽车的使用生活方式,需要每天充电。传统的汽车使用习惯是大致一到两周加一次油。而且每次出行也有几百公里的距离限制,虽然一个家庭远距离出行可能一年就这么几次。
编辑本段技术 技术概述
电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池,有时则需要更多。
电动车技术特点
●无污染,噪声低
电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”。众所周知,内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声,电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。
●能源效率高,多样化
电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行,汽车走走停停,行驶速度不高,电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明,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。
另一方面,电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖,可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外,如果夜间向蓄电池充电,还可以避开用电高峰,有利于电网均衡负荷,减少费用。
●结构简单,使用维修方便
电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时,电机无需保养维护,更重要的是电动汽车易操纵。
●动力电源使用成本高,续驶里程短
目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽车会逐渐普及,其价格和使用成本必然会降低。
『陆』 电动汽车动力电池寿命有多长
纯电动力汽车电池寿命,如果是长寿命铅酸电池,一般在1.5-2年,如果是磷酸铁锂动力电池理论寿命在7-8年。
纯电动汽车(Battery Electric Vehicle ,简称BEV),它是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池,磷酸铁锂电池)提供动力源的汽车。虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。
电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要
求”等三个要求上。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。价格为铅酸电池的4-5倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术,有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。
『柒』 盲追大电池没意义,电动车发展在于少续航
2021 年年初,蔚来 汽车 在 "NIO Day 2020" 上推 150kWh 固态电池包,能够实现了 360Wh/kg 的超高能量密度,搭载该电池包的 ET7 的续航里程将超过 1000km;上汽旗下智己 汽车 推出的搭载 " 掺硅补锂 " 技术电池新车,其最大续航里程同样可达 1000km;而广汽埃安总经理古惠南在电动 汽车 百人会论坛上透露,广汽埃安也将于 2021 年发布 1000km 续航的车型。
尽管目前还未有 1000km 续航的纯电动车型落地,但是从近几年纯电动车发展历程上看,超长 续会 是未来大趋势。
然而,前段时间奥迪首席执行官马库斯 · 杜斯曼 ( Markus Duesmann ) 在接受媒体采访时却表示:盲目做大电池毫无意义,未来电动车的续航里程将不增反降、提供相对较少的续航里程。
在大多数人看来,杜斯曼这番话看起来颇有几丝玩笑的意味。毕竟,他的言论正与目前展露的行业趋势背道而驰。
那么他错了吗?或许并没有
在各大车企铺天盖地的宣传诱导下,我们总是轻易相信,超长续航便是解决电动车里程焦虑的唯一途径,同时,也让我们容易忽视两个点:
其一,消费者未必真的需要超长续航。
曾经有一项数据统计显示,2019 年北京市小 汽车 平均出车率为 74.4%,日均行驶里程为 40.8km,而次均行驶里程约为 11km,再额外算上气候、空调消耗、剩余安全电量、样本覆盖等因素,其实 200km 基本上能够满足这 70% 用户的日常需求了。
此外,蔚来 汽车 联合创始人秦力洪在一次媒体群访中也谈到:" 蔚来用户跑的公里数里,短途旅行、当天几十公里以内的旅程占 59% 左右,而当天出行 200 公里左右所对应的出行次数里面大概占到 4%,单次出行超过 500 公里以上的,大概是百分之零点几。"
从理论上讲,绝大部分人日常代步出行,对于超长续航的需求并不大。
其二,电池容量并 非 解决 " 里程焦虑 " 的唯一
前面提到的仅是理论上的绝大部分人,实际中我们仍面对不少像长途、自驾游等需要高续航的场景。
尽管现如今市场上已经有不少纯电动车型续航里程达到 600km 以上,这样的数据其实已经能够持平甚至是超越大多数燃油车型单次加油的续航里程了,哪怕是后续纯电动车电池容量持续增大、能够提供上千公里的续航里程,但这种所谓的 " 里程焦虑 " 依旧存在。
记得曾经一位 汽车 技术人员开玩笑的说过:" 除非用核电,否则续航里程多少都会存在里程焦虑。"
而这种里程焦虑,并非来源于车子本身的续航里程够不够多,归根结底是目前纯电动车获取能源的方式不如传统燃油车来得那么便捷,同时整个 社会 体系、 社会 基础设施仍不够完善所造成的。
大电池或许只是时下的无奈之举
增大电池容量以提升续航,这只是眼下公共配套设施未完善,所被迫采取的一套方案罢了。
蔚来 汽车 联合创始人秦力洪认为:长续航大电池真实的需求不会像大家说 的 那么猛烈,现在绝大部分蔚来用户对于他们的 70 度电池很满足,100 度电池上来之后会产生部分需求。150 度是大家听起来都很嗨,但是真正要去买、要去升级,却不一定会做的事情。
大容量电池能够让车子续航上到几百上千,看上去很香,但是其带来的价格、重量、体积、充电时间等方面的上升,以及附带的安全性问题,仍有诸多争议。
目前尚未有 1000km 续航的车型公布公布价格,但参考市面上 500-600km 续航的新车型,平均售价约 30 万,现在的电池的成本占整个电动车的成本大概应该是在 40% 到 50% 左右,换装更大容量电池之后的价格必然更高。
此外,随着电池容量的增加,也会随之带来一个更大的问题: 安全。
如今纯电动 汽车 动力电池为锂离子电池,锂离子电池都含有易燃溶剂,在过充、碰撞、短路等因素下,容易引起化学反应并造成热失控,电压越高的正极材料,最后产生热失控的几率就越大。同时,锂电池容量越大,热失控时释能便越多,燃烧或爆炸现象也更为剧烈。
中国工程院院士杨裕生 2019 年 汽车 关键部件新生态产业峰会上也表示:" 电池组自燃概率除了与电池本性有关之外,还和电池总量成正比。" 杨裕生认为,企业追求过分纯电动车长续航里程,是纯电动车自燃的主要原因。
高续航在未来没有太大的实际意义
" 广东高速服务区投运 320 座充电站 "、" 蔚来计划在全国建成 500 座换电站,全国部署 3 万根 20kW 直流桩 "、" 小鹏在江浙沪地区增 145 个免费充电站点 "、" 特斯拉在华超级充电站突破 700 座 "...
不难发现, 社会 基础设施正逐步完善,而随着石墨烯电池技术的应用、充电速率提升,充电站/充电桩这类基础建设密度持续提高,以及换电模式的普及,让纯电动车获取能源将越来越便捷、时间也逐渐缩减,这也意味着下一个体系之下,纯电动车的续航里程高低或许将不再被用户所顾虑。
" 未来 汽车 快充技术、换电技术普及后,用户根本用不上那么大的电池。" 威马 汽车 创始人沈晖表示:所有车背着 1000 公里电池满大街跑,是对资源的一种巨大浪费。
在车型上采用更大、更重、更贵、同时还需面临更大安全风险的大容量电池,来实现动辄上千公里的续航里程,这对于普通消费者的城市通勤来说,并没有太大的实际意义。这些也均同样是杜斯曼的观念。
当然,以企业生产制造的角度来讲,作为奥迪首席执行官的杜斯曼同样有理由希望未来电池容量朝着越低的方向发展的。
电池生产过程中,碳排放非常高。按照 IVL 瑞典环境科学研究所的测算,每生产 1kWh 电池,会产生 150KG-200KG 的碳排放当量。而挪威工业大学给出的数据是 170KG,海德堡能源环境中心的计算数值是 140KG。
以相对较低的 150KG/kWh 为例,30kWh 的电池就会产出 4.5 吨碳排放,100kWh 的电池将产生 15 吨的碳排放,而更高容量电池那这个数值也将会成正比例上涨。而制造一台普通汽油轿车车的碳排放只有大约为 5 吨左右,相比之下也就不难理解了。
毕竟,被欧盟算过几次 " 账 " 的大众集团,可是在 " 碳排放 " 这件事情上面吃过不少亏。
轻便小巧、短续的航趋势已初露端倪
因此,在杜斯曼看来,不久之后便宜、轻巧、便捷、续航短的车型将成为车市主流。
在刚刚过去的 2020 年,全球最大新能源车市场欧洲,卖得最好的纯电动车,不是特斯拉 Model 3,而是雷诺 ZOE,一款综合续航 389km(WLTP 工况)、轴距不到 2.6 米的小车。
在中国,五菱宏光 MINI EV 上市不到一年,累计销量就直逼特斯拉 Model 3,成为国内 2020 年新能源车销量榜亚军。这款持续走红的五菱宏光 MINI EV,只是一辆续航里程仅有 120-170km、车长不到 3 米电动小车。
从世界这两大新能源市场的表现,其实,这样的趋势已逐步展露端倪。
文 / 丁文博
图 / 来源于网络
『捌』 发展纯电动汽车符合哪些新发展理念
电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍,中国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。中国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。中国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,中国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,中国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。因此在中国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略考虑。不死的
经历了长期发展,纯电动汽车技术逐步成熟,并在美、日、欧等国家得到商业化的推广应用。世界上有近4万辆纯电动汽车在运行,其中法国8000辆,美国7000辆,在日本7400辆。主要用在公共运输系统。
希望可以采纳,谢谢
『玖』 哈佛大学研究出持久、稳定的固态锂电池,可提高电动汽车寿命,有何意义
此项技术突破能进一步赋能电动汽车行业,为行业发展带来更强动力。
在该技术真正实现商业化之后,整个社会都会因此发生巨大改变。对于普通人而言,我们应对此持期待心态,我更希望国内相关技术同样能得到突破性进展,以在该领域内实现弯道超车。
『拾』 华裔科学家发明电动车新电池:3分钟充满电使用寿命20年,有怎样的意义
华裔科学家发明电动车新电池:3分钟充满电使用寿命20年,这不仅能够直接带动新能源汽车行业的发展,同时也能够给目前的世界贡献环保的力度。
一、华裔科学家发明电动车新电池:3分钟充满电使用寿命20年
除了刚才这种对于新能源汽车行业带来的直接影响之外,这种电池其实对于环保事业出的力度也是比较大的,按照目前电池的使用寿命来看,一般的锂电池也就只能用5~7年,这也就意味着5~7年之后就得进行回收,由于当前锂电池的回收难度比较大,这难免会对环境造成污染。如果把使用寿命延长到20年的话,这也就相当于在此前基础的4个周期之后才需要进行一次回收,这不仅能够缓解回收压力,最终也能够促进环保事业的进步。