电动汽车电池的现状及发展趋势_宋永华

第35卷第4期电网技术V ol. 35 No. 4 2011年4月Power System Technology Apr. 2011 文章编号：1000-3673（2011）04-0001-07 中图分类号：TM 91；U 469 文献标志码：A 学科代码：470·4061

电动汽车电池的现状及发展趋势

宋永华，阳岳希，胡泽春

（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市海淀区 100084）

Present Status and Development Trend of Batteries for Electric Vehicles

SONG Yonghua, YANG Yuexi, HU Zechun

(Dept. of Electrical Engineering, Tsinghua University, Haidian District, Beijing 100084, China)

ABSTRACT: With the advent of more stringent regulations related to emissions, energy resource constraints and financial crisis, the world has sparked a global race to electrify transportation. Battery is not only a key component of electric vehicles, but also plays a prominent role as the joint of power and automotive industry. This paper reviews improvements made in the design and manufacture of batteries as well as development of electric vehicles during the past decades. State of the art for three important battery technologies in EV application, namely lead-acid battery, NiMH battery and lithium-ion battery, as well as their current application are presented; and in the viewpoints of chemical propoties of the cell and the performances of commercial pack for EV, detailed comparative analyses in technology and economy are performed. The application outlook of EV battery, its development trend in future and new cell technologies being developed are prospected, and it is pointed out that the power sector of China should pay special attentions to the development of EV battery technology, analyze the influences of EV charging load on power grid and take steps in time.

KEY WORDS:batteries; electric vehicle (EV); lead-acid battery; NiMH battery; lithium-ion battery

摘要：电动汽车电池既是发展电动汽车的核心，更是电力工业与汽车行业的关键结合点。结合电动汽车的发展历史概述了车用动力电池的发展情况，重点介绍了3种主要电动汽车电池：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池的研究现状及当前的应用情况，并从电池化学性能和商业化的电动汽车电池组性能2个角度在技术和经济层面进行了详细的比较分析，最后对当前电动汽车电池的应用前景、未来发展趋势和研发中的新电池技术进行了展望，指出中国电力行业应关注电动汽车电池技术的发展，分析电动汽车充电负荷对电网的影响并及时采取应对措施。

关键词：电池；电动汽车；铅酸电池；镍氢电池；锂离子电池

0 引言

能源紧张和气候变化使具有节能环保优势的电动汽车受到了全球的关注。电动汽车采用电能取代石油等化石燃料作为动力，是未来交通的唯一长远解决方案[1]。当前与电动汽车相关的研究热点有电动汽车电机驱动系统，电动汽车充电机技术，充电谐波分析和充电站监控系统等[2-8]，其中电动汽车电池技术被视为最主要的难关[9]。

应用在电动汽车上的储能技术主要是电化学储能技术，即铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫等电池储能技术。过去这些储能技术分别在比能量、比功率、充电技术、使用寿命、安全性和成本等几方面存在严重不足，制约了电动汽车的发展。近年来，电动汽车电池技术的研发受到了各国能源、交通、电力等部门的重视，电池的多种性能得到了提高，如锂离子电池技术在安全性方面取得了突破性进展。这些将有望推动电动汽车的大规模商业化。

本文首先介绍电动汽车电池的发展历程，随后重点介绍了3种电动汽车动力电池(铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池)的研发状况和应用实例，接着从技术和经济层面加以分析，分别论述其在电动汽车领域的应用前景，同时介绍几种处于研发阶段的电动汽车最新电池技术。最后根据我国国情，探讨了电动汽车电池未来的发展方向和研究重点，同时指出了其对电网的重要影响。

1 电动汽车电池的发展

1837年Davidson于阿伯丁制造了世界上第1辆以电池为动力源的车辆[10]。在19世纪末到20世纪初之间，电动汽车由于缺乏成熟的电池技术和合适的电池材料发展得非常缓慢，以内燃机为动力的传统汽车占领了市场。

第1代现代电动汽车EV1由美国通用汽车公司在1996年制造，它采用的是铅酸电池技术。1999

DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2011.04.009

2 宋永华等：电动汽车电池的现状及发展趋势V ol. 35 No. 4

年研发的第2代通用汽车公司的电动汽车以镍氢电池为动力源，一次充电的行驶里程是前者的1.5倍，同样因无竞争力而退出市场。

同期，日本丰田汽车公司利用镍氢电池技术制造了将内燃机和电动机相结合的第3代电动汽车，即混合动力车(hybrid electric vehicles, HEVs)。HEV 是具备多个动力源(主要是汽油机、柴油机和电动机)，根据情况同时或者分别使用几个动力源的机动车辆[11]。镍氢电池成为在电动汽车电池技术的研究领域和市场应用中最受关注的电池。

2006年锂离子电池技术的迅速发展，特别是在安全性方面的大幅提高，使之逐步被应用于纯电动车和混合动力车，成为镍氢电池强劲的竞争者[12]。

2007年，插电式的混合动力车(plug-in HEVs，PHEV)诞生了。PHEV与HEV最大的不同是它的电池能量可来自于电网，而不完全依靠内燃机化石燃料提供。当电池电量高时，PHEV采用纯电动车模式(动力完全来自电池)行驶，电池电量降低时，进入传统的HEV模式。

2008年，金融危机、国际油价的高位震荡和节能减排等产生巨大的外部压力，全球汽车产业正式进入能源转型时期。世界各国对发展电动汽车实现交通能源转型这样的技术路线达成了高度共识；电动汽车电池产业同样进入了加速发展的新阶段。

纵观电动车的整个发展过程，出现过多种不同类型的汽车和电池，其中产生巨大影响并商业化使用直到现在的电动汽车电池主要有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。本文将针对这3种重要的电动汽车电池的研究和应用情况进行介绍。

2 3种类型电动汽车电池的研究和应用情况2.1 铅酸蓄电池

铅酸蓄电池1859年由Gaston Plante发明，以氧化铅为正极板，以海绵铅为负极板，硫酸水溶液作为电解液。充放电过程依靠极板上活性物质和电解液发生化学反应来实现[13]。

铅酸蓄电池是目前在汽车领域应用得最为广泛的电池，主要作为内燃机汽车内部各种电器和电子设备的电源[14]。铅酸蓄电池在过去50a被广泛应用，具有成熟的技术，可以大批量生产，生产成本低，价格便宜。尽管新电池技术不断地产生，但铅酸蓄电池至今仍作为动力源应用于旅游观光车，电动叉车或者一些短距离行驶的公交车上。表1[13, 15]所示为铅酸蓄电池的性能指标和作为汽车动力源

表1铅酸蓄电池的性能指标及其在电动汽车的应用情况

Tab. 1 Performance indices of

lead acid battery and its applications to EVs

比能量/

(W·h/kg)

能量体积密度/

(W·h/L)

比功率/

(W/kg)

循环

次数

单体

电压/

V 30~50 60~75 90~200

500~800 2.105 电动汽车电池组

单体容量/(A·h)

电动汽车电池组

单体质量/kg

电动汽车电池组

单体电压/V

电动汽车

类型150 42 12

短距离电动汽车

(如观光车) 注：电动汽车电池组模块数据为文献[16]公布的超威集团电动车用

密封铅酸电池6DM150，容量标定为3小时率。

的应用情况，表中的电动汽车电池组模块相关数据

选自文献[16]提供的国内主要电动汽车电池厂家所

公布的数据。

应用于电动汽车的新一代阀控式密封铅酸蓄

电池(valve-regulated lead acid battery，VRLA)不须

维护，允许深度放电，可循环使用；然而VRLA依

旧有着铅酸蓄电池比能量和比功率低的致命弱点，

根本原因是金属铅的密度大。功率密度虽可以通过

增大电极的表面积来提高，却会增加侵蚀速度而缩

短电池的使用寿命[17]。充放电方式也会严重影响它

的使用寿命，长期过充电产生的气体会导致极板的

活性物质脱落，不适合放电到低于额定容量的20%，反复过度放电同样导致寿命急剧缩短；此外，在没有定期充满的情况下会有硫酸盐晶体析出，硫

酸盐晶体会使电池的孔隙度降低，限制活性物质的

进入，导致电池的容量减小。在典型的HEV应用中，电池经常工作于一个高倍率部分荷电状态，使

用寿命和性能表现会因此受到严重影响。掌握铅酸

电池变流放电情况下的电池特性对延长电池寿命

有重要意义。文献[18]提出了一种以能动势为依据

估计电池荷电状态的方法。文献[19]指出VRLA在

轻度混合电动汽车中是有应用前景的，因其成本低、技术成熟、性能可靠，先进铅酸蓄电池联盟(advanced lead-acid battery consortium，ALABC)在

组织研制中度混合的电动汽车使用的VRLA，但不

适于重度混合汽车或纯电动车。

铅酸电池作为电动汽车电池的未来研究重点

是解决比能量低的问题，以及高倍率部分荷电状态

时寿命严重缩短的问题。可通过使用密度小的非腐

蚀性容器来提高比能量，再在活性物质中增加碳减

轻硫化物以减小对电池容量寿命的影响。文献[15]

研究表明在铅酸电池活性物质中加入合适添加剂可

使比能量提高到70W·h/kg，比功率也会大幅提高。

第35卷 第4期 电 网 技 术 3

2008年，中国铅酸电池产量占全球总产量的1/3，约为90.77 GV A·h ，总产值为1 134亿元[20]。主要的车用铅酸动力电池生产商有超威电源、江苏双登等[16]。 2.2 镍氢电池

碱性电池由镍基和碱性溶液电解液构成，主要有镍镉电池、镍锌电池和镍氢电池3种，其中镍氢电池最有应用于电动汽车的竞争力[17,21]。镍氢电池相对于镍镉电池，比能量较高并对环境无污染。镍锌电池由于容易快速产生枝晶而导致寿命缩短，已有一些方法可解决该问题，如采用第三电极充电，使用新的隔膜和在电解液中添加缓蚀剂等方法[22]；商业化的HEV 大多数采用镍氢电池技术。

镍氢电池由氢氧化镍的阳极和由钒、锰、镍等金属形成的多成分合金阴极组成，其性能指标及在电动汽车的应用情况如表2

[23]

所示。相对铅酸电池，

镍氢电池在能量体积密度方面提高了3倍，在比功率方面提高了10倍。这项技术独特的优势包括：更高的运行电压、比能量和比功率，较好的过度充放电耐受性和热性能。

表2 镍氢电池的性能指标及其在电动汽车的应用情况

Tab. 2 Performance indices of NiMH battery and

its applications to EVs

比能量/ (W·h/kg) 能量体积密度/ (W·h/L) 比功率/ (W/kg) 循环 次数 单体 电压/ V 30~110

140~490

250~1 200

500~1 500

1.2 电动汽车电池组 单体容量/(A·h)

电动汽车电池组 单体质量/kg

电动汽车电池组 单体电压/V

电动汽车 类型

90 2.2 1.2

混合动力车(如混

合动力公共汽车)注：电动汽车电池组模块数据为春兰(集团)公司电动车用镍氢电池QNFG90，容量标定为3小时率。

镍氢电池广泛应用受限的原因是其在低温时容量减小和高温时充电耐受性的限制；此外，价格也是制约镍氢电池发展的主要因素，原材料如金属镍非常昂贵。文献[9]指出基于镍氢电池的电动汽车电池技术已表现出局限性。镍氢电池虽比铅酸电池储存更多的能量，但过放电会造成永久性损伤，荷电状态(state of charge ，SOC)必须被限制在一个较小的范围内，电池储存的大部分能量并没有被实际使用，如丰田Prius 只能使用电池20%的能量。另外，否能准确测量镍氢电池的荷电状态直接影响其使用寿命及充放电效率。文献[24]建立了一种基于状态空间的镍氢电池的荷电状态递推算法。文献[23]

指出对于镍氢电池的研究应该主要解决在实际应用中，在常温和低温的条件下，镍氢电池比功率严重下降的问题，提出可以提高金属氢化物电极表面催化剂的活性来进一步提高镍氢电池的高速充放电功率和容量。文献[25]分析镍氢电池存在的问题可以通过使用合适的添加剂、导电黏结剂和优化电池设计等方式予以解决，指出镍氢电池仍是近期和中期电动车使用的首选动力电池。

2006年我国生产镍氢电池13亿只，出口9.13亿只，创汇6.06×108USD ，超过日本成为世界上镍氢电池第一生产大国。车用电池生产商以春兰动力电池为代表，已掌握电池最新封装技术，各项性能指标达到国际标准，已成为“十城千辆”新能源汽车的主要动力供应商。其研制的混合动力客车用动力镍氢电池组及管理系统已在“北京实施混合动力公共汽车示范项目”中应用[26]。“十城千辆”推广计划的整车制造厂家一汽、二汽和株洲客车等均采用春兰集团的镍氢电池。 2.3 锂离子电池

锂离子电池的传统结构包括石墨阳极、锂离子金属氧化物构成的阴极和电解液(有机溶剂溶解的锂盐溶液)。最常见的锂离子电池以碳为阳极，以碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯溶解六氟磷酸锂溶液为电解液，以二氧化锰酸锂为阴极；轻巧结实，比能量大，单体电压约为3.7 V [27]。

表3为锂离子电池的性能指标及其在电动汽车的应用情况[28-29]。可以看出，相较镍氢电池，锂离子电池具有相对较高的工作电压和较大的比能量，是镍氢电池的3倍。锂离子电池体积小，质量轻，循环寿命长，自放电率低，无记忆效应且无污染；电池单个性能指标的数值范围跨度大，这是因为锂离子电池有较多的电极组合，它们在性能上存在一定的差异。

表3 锂离子电池的性能指标及其在电动汽车的应用情况 Tab. 3 Performance indices of lithium-ion batteries and

its applications to EVs

比能量/ (W·h/kg)

能量体积密度/(W·h/L)

比功率/ (W/kg)

循环 次数

单体 电压/ V

100~250 250~360 250~340 400~2 000 3.7 电动汽车电池组单体容量/(A·h)电动汽车电池组单体质量/kg 电动汽车电池

组单体电压/V

电动汽车 类型

400 14.4 3.2

纯电动车(如私家车、

纯电动公共汽车)注：电动汽车电池组单体数据为文献[16]公布的中航锂电有限公司生产的SE400AHA ，容量标定为3小时率。

4 宋永华等：电动汽车电池的现状及发展趋势V ol. 3

5 No. 4

锂离子电池可分为锂离子电池和锂聚合物电

池2种。锂离子电池的阴极材料主要有锂钴氧化物、

锂镍氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂等，阳极材料

主要有石墨、钛酸锂等[30]。不同阴极材料的锂离子

电池部分性能比较如表4所示。

表4不同阴极材料的锂离子电池性能比较

Tab. 4 Performance comparisons of lithium-ion batteries

with different cathode materials

阴极材料理论容量/

(mA·h/g)

实际容量/

(mA·h/g)

工作电压/

V

安全

性能

成本

LiCoO2 274 140~155 3.7 一般高

LiNiO2 274 190~210 2.5~4.2 差居中LiMn2O4 148 90~120 3~4 好低LiFePO4 170 120~160 3.2 很好低文献[27]指出要将锂离子电池大量应用于电动汽车仍然存在问题，主要是因为多种性能的限制，包括锂离子电池的安全性、循环寿命、成本、工作温度和材料供应。锂离子电池目前以小容量、低功率电池为主，大容量高功率的锂离子电池尚未大规模生产，因此针对电池组的电池管理系统中一些不成熟的技术(如均衡充电技术)是锂离子电池尚未在电动汽车中广泛应用的重要原因之一[31]。

锂离子电池技术的先进性和在新兴关键市场(电动汽车领域)的应用，已激发全球范围内的研发热潮，因此锂离子电池势必将在电动汽车和新能源领域占据重要位置[17,27,32]。目前在电动汽车中，应用较多的锂离子电池是磷酸铁锂电池，它具有磷氧共价键结构，使氧原子不会被释放出来，因而热稳定性和安全性较好，同时价格相对便宜。这些因素使磷酸铁锂电池成为小型电动汽车和PHEV动力电池首选。然而在锂离子电池中，磷酸锂电池的比能量、比功率以及运行电压相对较低，在大型纯电动车应用方面钴酸锂和锰酸锂电池等更具优势[20]。

我国锂离子电池产量增长快速，2008年总产值约200亿元，产量约为9000t，质量基本达国际水平。国内锂离子电池关键材料的产业化，为锂离子动力电池的发展创造了有利条件[33]。主要的车用锂离子动力电池生产商有中航锂电，中信国安盟固利和万向集团等[16]。北京作为“十城千辆”的代表城市，2009年开始推广新能源汽车，2011年北京有50辆北汽福田的“迷迪”纯电动出租车开始在延庆试运行。汽车采用北京汽车新能源电池科技有限公司所生产的锂离子动力电池，电池容量25 kW·h，理论续航里程150 km。3 电动汽车电池性能分析比较

3.1 基本性能

图1为铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池(锂离子电池和锂聚合物电池)的比能量、比功率、安全性等基本性能[17]。通过比较可以发现，目前这几种电池技术仍然没有一种能够占据每个方面性能的优势地位。这说明目前在电动汽车应用领域出现这些不同种类电池共存情况的原因，也是各种电池技术在不同程度上存在的缺陷导致电动汽车的发展受到制约而未大规模产业化的原因。

再循环能力

比能量

比功率

工作温度

电量保持

单体电压

循环寿命

单位功率价格

单位能量价格

安全性

铅酸蓄电池；镍氢电池；

锂离子电池；锂聚合物电池。

1

2

3

4

5

图1电动汽车电池性能比较[17]

Fig. 1 Performance comparison among different

kinds of EV batteries[17]

由图1可以看出，在目前市场上的电池中，锂离子电池(锂离子电池和锂聚合物电池)除在价格和安全性方面处于劣势以外，其他方面均处于绝对领先地位，有进一步研发和大规模应用的前景。

3.2 部分商业化电动汽车电池组性能

表5为国内外主要电动汽车厂商官方公布的电池组相关数据。这些数据显示近期在电池技术方面的发展使电动汽车更有实力与传统汽车在性能、实用性和价格方面相竞争。

目前主要的汽车公司均采用镍氢电池和各种基于锂离子技术的电池。电池组容量为3~60kW·h 甚至更多。由表5还可以看出，混合动力车具有其他动力源，因此电池容量较小；而纯电动车不管是行驶里程还是加速性能完全依赖于电池，对于同等大小的汽车，纯电动车会需要一个更大容量和功率的电池组。

此外，文献[34]指出在中国电池成组技术的缺陷导致循环寿命缩短也是制约电动汽车发展的瓶颈之一。如单体循环寿命为800~1000次的锂离子电池，成组应用到公交车上后，循环寿命只有

第35卷第4期电网技术5

表5部分商业化电动汽车电池组性能比较

Tab. 5 Performance comparisons of several EV battery packs on the market 车辆名称汽车类型电池类型容量/(kW·h)续航里程/km 电池质量/kg 220

V充电时间/h 快充时间/min 发布年度通用EV1 纯电动车铅酸电池 16.5 90.0~120.0 1

400 — — 1996 雪弗莱V olt 混合动力车锂离子电池 16.0 64.0 185 3 — 2010 丰田Prius 混合动力车锂离子电池 5.2 23.4 — — — 2010 日产Leaf 纯电动车锂离子电池 24.0 160.0 300 7~8 15~20 2010 比亚迪 E6 纯电动车锂离子电池 63.3 295.0 — 4~6 15 2011 注：—为暂未正式公开官方数据。

400~600次，甚至更低。

4 电动汽车电池的应用前景和发展展望

根据前述分析，以下是笔者对电动汽车动力电池发展的展望：

1）铅酸电池。

铅酸电池虽便宜，并在叉车、观光车或者短途公共汽车上作为动力源应用，但新一代铅酸电池的比能量和循环次数仍存在严重的限制。未来使用铅酸电池来驱动在高速公路上行驶的电动汽车是不实际的，但价格优势使其在轻度混合或者短途行驶的电动汽车(如观光车)中仍占一席之地。然而，文献[35]指出近期美国的“下一代电池和电动车”中有一种超级电池(ultra battery)是超级电容器与铅酸电池的并联使用。这种电池具有双电层电容器的高比功率、长寿命以及铅酸电池价格便宜的优势，将具有市场竞争力。

2）镍氢电池。

镍氢电池虽然具有较高的比能量和比功率等优点；但由于需要大量使用镍和钴其成本较高，镍钴的稀缺性会导致其大批生产和使用时价格反而会上涨。目前，它仍然大量地应用于混合动力车，随着锂离子电池的大规模生产和成本的降低，镍氢电池终将退出。例如，日本丰田汽车公司宣布最新一代Prius不再使用镍氢电池而使用锂离子电池。镍氢电池是电动汽车过渡阶段使用的电池，但在近期和中期仍然是非常关键的动力电池之一。

3）锂离子电池。

目前市场上的电池中，锂离子电池(锂离子电池和锂高聚合物电池)的性能最好，同质量的锂离子电池其能量是铅酸电池的4~6倍，是镍氢电池的2~3倍。价格和大功率锂离子电池的安全性是它的最主要缺点[28]。2007年镍氢电池的价格约为1500USD/kW·h，锂离子电池价格为750~1000USD/ kW·h[32]；因此价格劣势主要是相对铅酸蓄电池等而言。锂离子电池的主要原材料为锂，我国的锂矿资源丰富，已探明的锂总储量居世界第2；锂离子也存在于海水中，未来可利用太阳能从海水中提取。此外，锂离子电池具有循环使用的潜力，可解决对原材料的需求问题[36]。最终锂离子电池的价格在大规模商业化之后会下降。实际上，国内外越来越多的汽车厂家选择锂离子电池作为电动汽车的动力电池，锂离子电池技术方面的研究也在不断地取得突破。我国的电动汽车科技发展“十二五”专项规划中指出将推动以锂离子动力电池为重点的车用动力电池产业发展，使之具有国际竞争能力。文献[29]介绍近期在钒基磷酸盐锂电池技术上取得了进展，此种锂离子电池将比目前广泛应用的磷酸铁锂电池具有更高的功率和更好的车辆应用性能。对于锂离子电池技术最大的挑战是继续扩大电池容量，同时保证安全性和循环次数不受影响，并降低成本。此外，电动汽车电池的快速充放电能力对于它未来作为风电和太阳能等新能源发电的备用非常重要。文献[37]介绍了一种快速导电离子表面技术，能够在10~20 s内使充满的磷酸铁锂电池完成放电。

4）新电池技术。

目前看来磷酸铁锂、锰酸锂电池一类的锂离子电池仍有改进的空间，但潜力有限。各国研究机构都针对电动汽车需求加紧新电池的研究工作。

KOLIBRI电池技术由德国DBM Energy公司研发，是一种锂聚合物电池[38]。实际应用中电池组容量高达100kW·h，质量约为300 kg(比能量约为340W·h/kg)，可提供55kW的功率。电池高性能的基础是先进的膜技术(alpha polymer technology，阿尔法聚合物技术)，它提高了锂离子电池的稳定性和效率；结构上单体组件呈片状，降低高电流发热量，使效率高达97%。

具有应用前景的还有锂硫电池。锂硫电池为二次锂电池，由单质硫、金属锂和有机电解液组成，具有比能量高、成本低、环境友好的特点。目前已有锂硫电池产品面世，如美国Sion Power公司的产品，比能量可达350W·h/kg[39]。

6 宋永华等：电动汽车电池的现状及发展趋势V ol. 35 No. 4

文献[40]介绍了一种正在实验室研发中的固态

锂空气电池，该种电池具有较好的热稳定性和较广

的工作温度范围(30~105℃)，且比能量非常高，在实际使用中可以达到1000W·h/kg。

内燃机和化学电池之间的性能差距难以完全通

过新电池技术来解决，还需其他方法辅助，如燃料

电池，这些可能完全改变现有电动汽车电池储能系

统[37]。氢燃料电池虽然已经有应用，但由于液氢的体积能量密度(2.6kW/L)相对于汽油(6kW/L)较低，

需要更大的燃料缸，制氢的成本偏高，电池膜等材

料昂贵，因此氢燃料电池的推广应用还需要时间[32]。

5 结论

电动汽车电池作为汽车的储能装置，既要求有

足够的能量来满足一定的驾驶周期和行驶里程，又

要提供能达到车辆指定的加速性能所需要的最大功率。当目前市场上电池成本降低或处于实验室研究

阶段的电池技术发展成熟后，汽车制造厂商必然会

提高电动汽车电池组的容量、功率等以增加电动汽

车的行驶里程和汽车性能。电力行业应关注电动汽

车电池的各种性能、容量和功率，不仅是要能在短

期内提供可靠的充电设施和网络，研究针对大规模

电动汽车充电的有序控制，在满足电池充电需求的

同时降低其对电网的负面影响；此外，还应研究电

动汽车回馈电网技术，利用电动汽车的电池电能存

储系统向电网提供辅助服务，以提高电网的运行效

率和安全性。

参考文献

[1] Smith M．Batteries versus biomass as a transport solution[J]．Nature，

2009，457(7231)：785．

[2] 何洪文，余晓江，孙逢春，等．电动汽车电机驱动系统动力特性分

析[J]．中国电机工程学报，2006，26(6)：136-140．

He Hongwen，Yu Xiaojiang，Sun Fengchun，et al．Study on power

performance of traction motor system for electric vehicle[J]．Proceedings of the CSEE，2006，26(6)：136-140(in

Chinese)．

[3] 任桂周，常思勤．一种电动汽车能量高效回馈制动方法[J]．电网

技术，2011，35(1)：164-169．

Ren Guizhou，Chang Siqin．A high-efficiency regenerative braking for

electric vehicles[J]．Power System Technology，2011，35(1)：

164-169(in Chinese)．

[4] 张承宁，王再宙，宋强．基于传声器阵列电动汽车用电机系统噪声

源识别研究[J]．中国电机工程学报，2008，28(30)：109-112．

Zhang Chengning，Wang Zaizhou，Song Qiang．Research of noise

source identification of traction motor system for electric vehicle

based on microphone array[J]．Proceedings of the CSEE，2008，

28(30)：109-112(in Chinese)．[5] 周玉栋，许海平，曾莉莉，等．电动汽车双向阻抗源逆变器控制

系统设计[J]．中国电机工程学报，2009，29(36)：101-107．

Zhou Yudong，Xu Haiping，Zeng Lili，et al．Control system of bi-directional z-source inverter for electrical vehicles[J]．Proceedings

of the CSEE，2009，29(36)：101-107(in Chinese)．

[6] 黄梅，黄少芳．电动汽车充电站谐波的工程计算方法[J]．电网技

术，2008，32(20)：20-23．

Huang Mei，Huang Shaofang．A harmonic engineering calculation method for electric vehicle charging station[J]．Power System Technology，2008，32(20)：20-23(in Chinese)．

[7] 李娜，黄梅．不同类型电动汽车充电机接入后电力系统的谐波分析

[J]．电网技术，2011，35(1)：170-174．

Li Na，Huang Mei．Analysis on harmonics caused by connecting different types of electric vehicle chargers with power network[J]．Power System Technology，2011，35(1)：170-174(in

Chinese)．

[8] 严辉，李庚银，赵磊，等．电动汽车充电站监控系统的设计与实现

[J]．电网技术，2009，33(12)：15-19．

Yan Hui，Li Gengyin，Zhao Lei，et al．Development of supervisory

control system for electric vehicle charging station[J]．Power System

Technology，2009，33(12)：15-19(in Chinese)．

[9] Tollefson J．Car industry：charging up the future[J]．Nature，2008，

456(7221)：436-440．

[10] Hender B S．Recent developments in battery electric vehicles

[J]．Proceedings of the IEE：London，1965，112(12)：2297．[11] 广濑久士，丹下昭二．电动车及混合动力车的现状与展望[J]．汽

车工程，2003，25(2)：204-209，115．

Guangnaijiushi，Danxiazhaoer．Present situation and future prospects

of electric vehicles and hybrid electric vehicles[J]．Automotive

Engineering，2003，25(2)：204-209，115(in Chinese)．

[12] Burke A F．Batteries and ultracapacitors for electric，hybrid， and fuel

cell vehicles[J]．Proceedings of the IEEE，2007，95(4)：806-820．[13] 张彦琴．铅酸蓄电池技术的发展[J]．汽车电器，2004(10)：1-3．

Zhang Yanqin．Development of the lead-acid battery technology

[J]．Auto Electric Parts，2004(10)：1-3(in Chinese)．

[14] Caumont O，Le Moigne P，Rombaut C，et al．Energy gauge for

lead-acid batteries in electric vehicles[J]．IEEE Transactions on Energy

Conversion，2000，15(3)：354-360．

[15] Edwards D B，Kinney C．Advanced lead acid battery designs for

hybrid electric vehicles[C]//Sixteenth Annual Battery Conference on Applications and Advances．Long Beach，CA，USA：AIAA;

Electrochem． Soc． Dept．Water & Power，City of Los Angeles;

Independent Battery Manuf． Assoc． Int． Cadmium Assoc．(North

America); Int． Battery Technol． Southern California Edison Company，2001：207-212．

[16] 李玲．国内车用电池产业现状大盘点[J]．商用汽车新闻，2010(34)：6-7．

Li Ling．Status of China electric vehicle battery industry

[J]．Commercial Vehicle News，2010(34)：6-7(in Chinese)．

[17] Lukic S M，Cao J，Bansal R C，et al．Energy storage systems for

automotive applications[J]．IEEE Transactions on Industrial Electronics，2008，55(6)：2258-2267．

[18] 裴锋，黄向东，罗玉涛，等．电动汽车动力电池变流放电特性与荷

电状态实时估计[J]．中国电机工程学报，2005，25(9)：164-168．

Pei Feng，Huang Xiangdong，Luo Yutao，et al．Variable current discharge characteristics and SOC estimation of EV/HEV battery[J]．Proceedings of the CSEE，2005，25(9)：164-168(in

Chinese)．

[19] 郭自强．电动车电池的发展现状[J]．电池工业，2008，13(1)：55-59．

Guo Ziqiang．Development status of batteries for EVs[J]．Chinese

第35卷第4期电网技术7

Battery Industry，2008，13(1)：55-59(in Chinese)．

[20] 赵瑞瑞，任安福，陈红雨．中国铅酸电池产业存在的问题与展望

[J]．电池，2009，39(6)：333-334．

Zhao Ruirui，Ren Anfu，Chen Hongyu．Current problem and perspectives of lead-acid battery industry in China[J]．Battery Bimonthly，2009，39(6)：333-334(in Chinese)．

[21] Dhar S K，Ovshinsky S R，Gifford P R，et al．Nickel metal hydride

technology for consumer and electric vehicle batteries-A review and up-date[J]．Journal of Power Sources，1997，65(1-2)：1-7．

[22] 王家捷，穆举国，茹海涛．锌镍动力电池的发展和应用[J]．电池工

业，2006，11(3)：194-196．

Wang Jiajie，Mu Juguo，Ru Haitao．Development and application of nickel-zinc batteries[J]．Chinese Battery Industry，2006，11(3)：

194-196(in Chinese)．

[23] Fetcenko M A，Ovshinsky S R，Reichman B，et al．Recent advances

in NiMH battery technology[J]．Journal of Power Sources，2007，

165(2)：544-551．

[24] 吴友宇，肖婷，雷冬波．电动汽车用动力镍氢电池SOC建模与仿

真[J]．武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2008(1)：55-58．

Wu Youyu，Xiao Ting，Lei dongbo．Mathematic model and simulation analysis on NiMH battery in electric vehicle and its SOC estimation[J] ．Journal of WUT：Information & Management Engineering，2008(1)：55-58(in Chinese)．

[25] 徐顺余，高海鸥，邱国茂，等．混合动力汽车车用镍氢动力电池分

析[J]．上海汽车，2006(2)：7-9．

Xu Shunyu，Gao Haiou，Qiu Guomao，et al．Analysis of nickel-hydrogen battery on hybrid vehicle[J]．Shanghai Auto，2006(2)：7-9(in Chinese)．[26] 张丽华，王彦．近年镍氢电池发展状况及前景[J]．稀土信息，

2008(12)：34-35．

Zhang Lihua，Wang Yan．Recent development and prospects of NiMH[J]．Rare Earth Information，2008(12)：34-35(in Chinese)．[27] Scrosati B，Garche J．Lithium batteries：status，prospects and

future[J]．Journal of Power Sources，2010，195(9)：2419-2430．[28] Ritchie A，Howard W．Recent developments and likely advances in

lithium-ion batteries[J]．Journal of Power Sources，2006，

162(2Sp． Iss． SI)：809-812．

[29] Huang H，Faulkner T，Barker J，et al．Lithium metal phosphates，

power and automotive applications[J]．Journal of Power Sources，

2009，189(1Sp． Iss． SI)：748-751．

[30] 谢先宇，王潘，安浩，等．汽车用动力锂离子电池发展现状[J]．上

海汽车，2010(1)：21-25．

Xie Xianyu，Wang Pan，An Hao，et al．Development situation of power li-ion battery in vehicle[J]．Shanghai Auto，2010(1)： 21-25(in Chinese)．[31] 韩广欣，韩金东，张秀军，等．锂离子电池组均衡充电的研究进展

[J]．电池工业，2009，14(1)：65-68．

Han Guangxin，Han Jindong，Zhang Xiujun，et al．Research progress on equalization charging of Li-ion battery[J]．Chinese Battery Industry，2009，14(1)：65-68(in Chinese)．

[32] Khaligh A，Li Z H．Battery，ultracapacitor，fuel cell，and hybrid energy

storage systems for electric，hybrid electric，fuel cell，and plug-in hybrid electric vehicles：state of the art[J]．IEEE Transactions on Vehicular Technology，2010，59(6)：2806-2814．[33] 陈立泉．锂离子电池：从基础研究到产业[J]．新材料产业，2009(10)：

89-91．

Chen Liquan．Lithium-ion battery：from research to industry [J]．Advanced Materials Industry，2009(10)：89-91(in Chinese)．[34] 张文亮，武斌，李武峰，等．我国纯电动汽车的发展方向及能源供

给模式的探讨[J]．电网技术，2009，33(4)：1-5．

Zhang Wenliang，Wu Bin，Li Wufeng，et al．Discussion on development trend of battery electric vehicles in China and its energy supply mode[J]．Power System Technology，2009，33(4)：1-5(in Chinese)．[35] 崔俊博，张勇，王晶星．电动汽车用动力电池的研究[J]．新技术新

工艺，2010(9)：81-84．

Cui Junbo，Zhang Yong，Wang Jingxing．Study on the power battery of the electric vehicle[J]．New Technology & New Process，2010(9)：81-84(in Chinese)．

[36] Armand M，Tarascon J M．Building better batteries[J]．Nature，2008，

451(7179)：652-657．

[37] Kang B，Ceder G．Battery materials for ultrafast charging and

discharging[J]．Nature，2009，458(7235)：190-193．

[38] Dbm R T．Energy's electric Audi A2 completes record setting 372 mile

drive on a single charge[EB/OL]．[2010-07-08]．http://hotgadgetnewz．com/2010/10/27/dbm-energys-electric-audi-a2-completes-record-settin

g-372-mile-drive-on-a-single-charge．

[39] 王圣平，周权，周成冈，等．锂硫电池硫电极的研究现状[J]．电

池，2010，40(4)：232-235．

Wang Shengping，Zhou Quan，Zhou Chengang，et al．Research status quo of sulfur electrode for lithium/sulfur battery[J]．Battery，2010，40(4)：232-235(in Chinese)．

[40] Kumar B，Kumar J，Leese R，et al．A solid-state，rechargeable，long

cycle life lithium-air battery[J]．Journal of the Electrochemical Society，2010，157(1)：A50-A54．

收稿日期：2011-01-11。

作者简介：

宋永华(1964)，男，教授，英国皇家工程院院

士，IEE Fellow，IEEE Fellow，研究方向为智能电

网、灵活交流输电系统的稳态和暂态分析与控制、

电力系统商业化运营的理论与现代优化算法、电力

系统非线性与自适应控制和智能故障诊断系统等，

E-mail：yhsong@https://www.wendangku.net/doc/611937280.html,；

阳岳希(1988)，女，硕士研究生，研究方向为智能电网、电动汽车对电网技术和需求响应等，E-mail：doloresyang@https://www.wendangku.net/doc/611937280.html,；

胡泽春(1979)，男，博士，副教授，研究方向为智能电网、电力系统优化调度、电压稳定性及电力市场，E-mail：zechhu@https://www.wendangku.net/doc/611937280.html,。

（责任编辑马晓华）宋永华

电动汽车技术进展和发展趋势

第38卷　第1期2004年1月　 西　安　交　通　大　学　学　报 J OU RNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.38　№1 Jan.2004电动汽车技术进展和发展趋势 曹秉刚,张传伟,白志峰,李竟成 (西安交通大学电动车研究开发中心,710049,西安) 摘要:通过对国内外电动汽车关键技术的发展现状和技术水平的比较分析,以及H∞鲁棒控制方法在电动汽车驱动控制、再生制动控制和运动控制系统上应用的研究,展望了电动汽车的发展趋势.首先发展铅酸蓄电池电动汽车(B EV)是明智的选择,由于开发混合电动汽车(HEV)的难度较大,所以燃料电池电动汽车(FCEV)将成为今后的主流技术,是未来汽车的发展方向. 关键词:电动汽车;技术进展;发展趋势 中图分类号:U469.72　文献标识码:A　文章编号:02532987X(2004)0120001205 T echnology Progress and T rends of Electric V ehicles Cao B i nggang,Zhang Chuanwei,B ai Zhif eng,L i Ji ngcheng (R&D Center of Electric Vehicle,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China) Abstract:Under the pressure of both environment protection and energy conservation,the development of EVs (electric vehicles)hasbeen taken on an accelerated pace all over the world.This research focuses on the current status of EVs’key technology and their state of the art,where,H∞robust control method is used for driving control,regenerative braking control and motion control for EV.The prospects of EVs indicate that B EV(bat2 tery electric vehicle)is the primary selection nowadays,and instead of HEV(hybrid electric vehicte),FCEV (fuel cells electric vehicle)has long term potental for future mainstream vehicles. K eyw ords:elect ric vehicle;technology process;t rend 自1886年发明了汽车以来,汽车就成为人们日常生活中不可缺少的代步和运输工具,因此缩短了人们之间的距离,改变了人们的生活方式,提高了人们的生活质量.由于汽车要消耗大量的石油资源、排放大量的废气、制造噪音和严重污染环境,因此也带来了无法回避的负面影响.我国2000年进口石油7000万t,计划到2005年将超过1亿t,给国家造成了沉重的经济负担.更严重的是目前世界上空气污染最严重的10个城市中我国就占了7个,国家环保中心预测,到2010年汽车尾气的排放量将占空气污染源的64%[1].面对如此严峻的形势,电动汽车(EV)的研究与开发引起了世界各国的关注.1　电动汽车的发展历史及现状 电动汽车是20世纪最伟大的20项工程技术成就中前两项技术的融合,即“电气化”和“汽车”的融合产物[2].它不是当代人的新近想法,其构想与研制均早于燃油车,但由于性能不如燃油车,使其研究与开发工作一度停滞.20世纪70年代的能源危机和石油短缺,又使电动汽车获得了生机,到了20世纪80年代,随着人们对于空气质量和温室效应的关注,对电动汽车的研究热情进入了空前高涨期.从20世纪90年代初起,世界各大汽车集团公司如Ford、GM、Nissan、Toyota和Honda等,都在电动 收稿日期:2003208206.　作者简介:曹秉刚(1953～),男,教授,博士生导师.　基金项目:陕西省电动汽车专项项目,西安交通大学行动计划培植项目.

新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编版) 新能源车辆的开发和研究已经是时代的主流，其中电动汽车受到了市场越来越多的关注，在电动汽车中，电池系统是重要组成部分，特别是锂电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。目前，电动汽车存在安全性低、寿命段、充电时间长和使用成本高的问题，而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越关键的作用。本文介绍了电池组均衡管理的技术发展历程、专利申请情况和涉及的主要申请人。 随着能源紧缺、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源在车辆的开发利用被各国政府越来越重视。而动力电池是电动汽车

的核心部件，目前车辆的动力电池存在能量密度低、价格高、寿命短等缺点，而锂电池在使用一段时间以后，电池单体性能差异在整个生命周期内客观存在，直接影响到动力电池组的使用寿命，为此，需要给予动力电池能源控制和管理，使得动力电池性能得到一定的提升。 目前，美国电动车公司生产的特斯拉纯高级电动汽车（Tesla）之所以取得成功，其核心技术就是优异的电池管理技术，采用了两千多块锂电池进行串并联设计，可以维持整个电池包的工作状态以及监控每个电池单元的系统来确保电池的高性能，使得车辆具备稳定的动力性能和优良的安全性能，具有快速充电技术，将充电时间缩短到合理的水平，在电动车领域突破了技术上的瓶颈，取得了成功，实现了从实验室转向批量生产，对汽车行业有着重大突破意义。 电池组均衡管理概述 我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施，其中电动汽车的开发研究已经被纳入重大项目。 目前，电池组在多次充/放电循环后各单体电池出现电压或者电

温差电池的现状及发展

温差电池的现状及发展

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

东北石油大学 电气工程新技术文献综述 2011 年 11月 6日 课程电气工程新技术 研究方向非接触式电能传输技术 院系电气信息工程学院自动化系 专业班级电气08-1班 学生姓名冯小童 学生学号 080603140102 温差电池的现状及发展 摘要:温差电池是利用热电转换材料将热能转化为电能的全静态直接发电方式，具有设备结构紧凑、性能可靠、运行时无噪声、无磨损、移动灵活等优点，有微小温差存在的情况下即可产生电势。在军事、航天、医学、为电子领域具有重要的作用。在现代化经济迅速发展的时期，能源紧缺现象日趋严重，能源与环境问题的日益突出和燃料电池的实用困难，使得温差电池作为适应范围广和符合环保的绿色能源技术吸引了越来越多的关注。本文介绍了温差电池技术的机理，综述了最新研究进展和提高发电效率的途径。 关键词：温差电热能转换温差电池绿色能源 0 引言 温差电技术研究始于20 世纪40 年代，于20 世纪60 年代达到顶峰，并成功的在航天器上实现了长时

发电。近几年来，温差电池不仅在军事和高科技方面，而且在民用方面也表现出了良好的应用前景。日本丰桥科技大学稻垣教授等人首次研制成功世界上第一只温差电池，当前日本在废热利用，特别是陶瓷热能转换材料的研究方面居于世界领先地位；美国倾向于军事、航天和高科技领域的应用；欧盟着重于小功率电源、传感器和运用纳米技术进行产品开发；我国在温差电方面虽有一定实力，但仍处于起步阶段。 1 温差电池简介 温差电池，就是利用温度差异，使热能直接转化为电能的装置。温差电池的材料一般有金属和半导体两种。用金属制成的电池塞贝克效应较小，常用于测量温度、辐射强度等；用半导体制成的温差电池塞贝克塞贝克效应较强，热能转化为电能的效率也较高，因此，可将多个这样的电池组成温差电堆，作为小功率电源。 1.1 塞贝克效应 塞贝克效应，又称为第一热电效应它是指由于温差而产生的热电现象。在两种金属A 和B 组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电视差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。 1.2 帕尔帖效应 1834 年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，发现一个接头变热，一个接头变冷。这

电动汽车用先进电池的现状及发展

电动汽车用先进电池的现状及发展 前言 由氮氧化物生成的酸雨和CO2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CO2气体主要来自燃料燃烧排放气体，据估计，约20%的CO2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。本文主要论述了EVs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(CA RB)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2018年，EVs将超过700万辆。 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EVs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Saturn EVI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MH/Ni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US 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Ranger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/N i 电池，并将使用Aero Vironment公司的快速充电技术为Ranger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，Ranger行驶50km仍需4h充电时间。克莱斯勒公司在1998年的EPIC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EPIC配备MH/Ni电池。据称，使用MH/Ni电池后，一次充电行驶距离从68km提高到90km。 1.2 日本 日本国际贸易与工业厅(MIZI)在东京发起一个大的工程-锂电池贮能及技术联合会(LIBES)，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RAV4LV-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 PEM-FC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Altra-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Altra-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/Ni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。 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［6］ 它国家将会达到40万辆。欧洲电动汽车联合体，欧洲电池研究与发展联合会(BRADE)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SAFT公司提供，比能量为100Wh/kg，一次充电行驶距离可达124km。 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。 表1 亚太地区电动车用电池万只

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

电动汽车概论--第一章绪论——电动汽车技术发展现状与趋势

第一章绪论——电动汽车技术发展现状与趋势 1、21世纪汽车工业发展面临的挑战与机遇(第一节课内容) 内燃机汽车经过120多年的发展壮大，逐步实现机电一体化和全面应用现代高科技，在安全、节能、环保、可靠、舒适、成本等性能方面取得了重大进展，但是由于内燃机车以石油为燃料，石油燃烧后会产生大量有害气体污染环境，因此传统内燃机车辆正面临者石油短缺和环境污染问题带来的严峻挑战。 1.1石油危机——汽车发展遇到石油风险 石油是一种总量有限、不可再生的石化资源，是当前人类经济社会的重要能源，交通运输(航空、航海、铁路、公路)长期以来都以石油制品作为主要原料。目前世界汽车保有量已超过6亿辆，每年新生产汽车超过3500万辆，每年消耗石油70亿桶以上，约占世界石油产量的一半以上。按科学家预测，地球上的石油资源按照目前的消耗水平，仅仅维持几十年（40-60年左右，说法不太一致），石油资源日渐枯竭。 21世纪人类面临更加严峻的石油资源挑战，石油资源是亟待解决的重要问题之一，也是当前世界不稳定的因素之一。 我国目前的能源结构为缺油、少气、富煤。当前中国石油消费量近4亿吨，产量和进口量各占一半，对外依存度达50%，远远超过30%的安全线。因此，大量进口高价石油，势必影响本国经济发展和能源安全，加剧国际石油危机和抬高石油价格，损害我国和全球人民利益。一旦出现国际风波，更会危及国家安全。

预测到2020年，中国的石油需求量为5亿～6亿吨，而中国只能生产2亿吨，其余的3亿～4亿吨要靠进口，对外依存度将达60%～67%。中国目前的进口量是当前世界石油总消费量的1/10，相当于德、法、英、意4个国家当前石油消费量总和。进口如此大量的石油，极具风险。 内燃机汽车所需要的石油资源逐渐枯竭是必然趋势，不依人们的意志为转移。而人工合成燃料、液化天然气、氢气等能源来源有限，还不能完全取代石油燃料，电能来源广泛，人们对电力的使用已经积累了丰富的经验，21世纪电能必然会成为各种地面在运工具的主要能源，发展电动汽车是交通运输工业发展的必然趋势，也是汽车工业发展的总趋势。 燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，使燃料的发电效率提高到50%-55%，而且不会对大气造成污染。 1.2环境污染 内燃机汽车的快速发展与广泛应用，使汽车排气污染日益严重，已成为城市最重要的污染源。 HC, CO, NO X, CO2,SO2，颗粒物（铅微粒、碳微粒）以及光化学烟雾（氮氧化物和碳氢化合物在适当的条件和阳光作用下，会产生光化学烟雾。）、噪声（发动机噪声） 1.4电动汽车分类： 纯电动汽车：(EV, Electric Vehicle)

电池现状及发展趋势分析

中国电池行业调查分析及市场前景预测报 告（2016-2022年） 报告编号：1635198

行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.wendangku.net/doc/611937280.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息 报告名称：中国电池行业调查分析及市场前景预测报告（2016-2022年） 报告编号：1635198←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7380 元可开具增值税专用发票 网上阅读：https://www.wendangku.net/doc/611937280.html,/R_JiXieDianZi/98/DianChiShiChangDiaoYanYuQianJingYu Ce.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 21世纪的电池具有大容量、高功率、长寿命、无污染、安全可靠、轻便的特点，是高科技、高产出、高利润、高创汇产品，被国外专家称为21世纪十大高科技之一。随着信息时代的到来，资讯产业蓬勃发展，在迈入电子、资讯、通讯的“3C”时代后，电子产品朝着“短、小、轻、薄”的趋势发展，对可携带的要求越来越高，作为可携带式电子产品不可或缺的能源——电池，其重要性也越来越显著。 电池工业是我国具有综合优势的传统产业，中国既是电池生产大国，也是电池消费大国，近年来，中国电池行业发展迅速，已逐渐发展成为世界电池生产、加工和贸易中心。 2012年，电池产业受国内外经贸环境影响面临较大困难。国内信贷紧缩、原材料及人工成本上涨等因素使电池生产成本上涨，电池企业销售利润大幅下滑；与此同时，铅蓄电池行业准入条件、铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策、淘汰落后产能等措施的具体实施，对电池产业的影响作用逐步显现。2012年全国电池行业累计完成工业总产值同比增长19.56%。 2013年全国电池行业产销增长平稳，规模以上企业完成工业增加值同比增长10.3 0%；电池出口交货值完成834.88亿元；主营业务收入同比增长11.38%。 据中国产业调研网发布的中国电池行业调查分析及市场前景预测报告（2016-2022年）显示，2014年，我国电池制造业主要产品中，锂离子电池累计完成产量52.9亿自然只，产量与上年持平；我国电池制造业累计完成出口交货值同比下降 3.2%，累计产

电动汽车用驱动电机系统的现状及发展趋势

电动汽车用驱动电机系统的现状及发展趋势 中国汽车技术研究中心窦汝振李磊宋建锋 摘要：介绍了我国电动汽车用驱动电机系统的研发现状,以及车用系统与普通工业用系统间的差异,指出了发展趋势。 1 引言 我国汽车工业的发展面临着来自能源安全、环境保护和气候变化等可持续发展要求的多重挑战。随着近几年汽车保有量的快速增加，汽车能源消耗增长呈现加速趋势，进一步加剧了我国石油供需矛盾。在当前石油资源日益紧张，价格不断攀升的国际形势下，发展电动汽车特别是混合动力汽车是缓解我国石油资源短缺现状的有效途径，也是增强我国汽车工业核心竞争力的重大战略举措。 经过“八五”、“九五”规划的实施，特别是“十五”国家863电动汽车重大专项,我国已实现了官、产、学、研的资源整合,具有了电动汽车用驱动电机系统自主研发能力。在国家“三纵三横”总体布局中(如附图所示),驱动电机及其控制系统被列为“三横”中的共性技术之一。 附图国家“十五”电动汽车重大专项布局示意 2 电动汽车用驱动电机系统的特点及分类 电动汽车对驱动电机系统的要求至少包括： （1）基速以下输出大转矩，以适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频繁起停等复杂工况； （2）基速以上为恒功率运行，以适应最高车速、超车等要求； （3）全转速运行范围内的效率最优化，以提高车辆的续驶里程； （4）结构坚固、体积小、重量轻、良好的环境适应性和高可靠性； （5）低成本及大批量生产能力。 电动汽车最早采用了直流电机系统,特点是成本低、控制简单,但重量大,需要定期维护。随电力电子技术、自动控制技术、计算机控制技术的发展,包括异步电机及永磁电机在内的交流电机系统体现出比直流电机系统更加优越的性能,目前已逐步取代了直流电机控制系统。特别是借助于设计方法、开发工具及永磁材料的不断进步,用于驱动的永磁同步电动机得到了飞速发展。 电动汽车中常用的交流电机主要有异步、永磁、开关磁阻三大类型，其特点如表1所示。

纯电动汽车技术概述及发展趋势

纯电动汽车技术概述及发展趋势 一、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。 1、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。 2、电动车基本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

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。

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测精编版

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年，我国电动汽车产量达到 51.7 万辆，带动我国动力电池产量达到 33.0GWh，同比增长 65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂

离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广， 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%，国内份额提升至 14.8%，预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三，行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中：贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名，处于行业领先地位。

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

学长福利——电动汽车电机驱动控制技术的研究现状与其发展趋势

编号：35 《电动汽车》课程论文 电动车电机驱动控制技术的研究现状及 其发展趋势 Study Status and DeveIopment Trend of EIectric VehicIe ControI TechnoIogy of Motor Driving 班级：车辆1103 姓名（及手机）：李朗 学号：1101504321 任课教师：郑建祥 2013年5月14号

电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发 展趋势 摘要：当今世界上节能和环保日益受到重视，因此电动车技术的发展步伐正在加快。本文综合评述了电动车的关键技术—电机驱动技术，并对未来的发展趋势作了展望。 关键词：电动汽车；电机；驱动系统 Study Status and DeveIopment Trend of EIectric VehicIe ControI TechnoIogy of Motor Driving Abstract：The development of the technology for electric vehicle is speeding up，as more attentions have been paid to the world energy saving and environment protection.This article described the key technology to electric vehicle———the motor driving control system，and made a prospect for the future technology. Key words：electric vehicle；motor；driving

中国锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下，2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下，2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年，我国电动汽车产量达到51.7万辆，带动我国动力电池产量达到33.0GWh，同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广，2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。

2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015年前五强贝特瑞、日立化成、江西 紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球 前五大企业市场份额合计占比为68%。江西紫宸2016年全球份额提升至10.5%，国内份额提升至14.8%，预计2017年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三，行业 集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中：贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名，处于行业领先地位。未来几年，国内负极生产企业的竞争主要体现在国内领先企业与日立化成等国际企业的竞争、行业前三企业之间的竞争，行业集中度将进一步提高。 负极材料主要竞争对手

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