电动汽车产业研究分析报告

1电动汽车产业研究分析报告2目录第一章新能源汽车行业概况一、新能源汽车的时代即将来临二、新能源汽车发展的主要方向三、锂离子电池在动力电池中的地位四、动力锂离子电池正极材料的选择五、政策对新能源汽车产业化的推进六、新能源汽车产业链的核心价值七、技术优势将决定企业未来第二章纯电动汽车的产业化发展概况一、国外企业产业化概况二、国内企业产业化概况第三章纯电动汽车的发展历程及地区概况一、历史变革二、地区发展第四章纯电动汽车面临的瓶颈问题一、技术争议二、运行经济性三、基础设施装备四、政府政策支持第五章国内主要锂离子动力电池及材料厂家概况3一、国内主要锂离子动力电池厂家二、国内主要锂电池材料供应商第六章锂电池材料的制备及生产工艺概述一、当前国内锂电池材料现状二、锂电池材料的制备设备三、锂电池材料制备工艺的优化及性能第七章动力锂电池生产工艺概述一、动力锂电池主要生产设备二、动力锂电池生产工艺概述第八章电动汽车用驱动电机的现状及发展趋势一、引言二、驱动电机系统的特点及分类三、驱动电机系统的研究现状四、发展趋势第九章国内外电动汽车技术现状分析一、纯电动汽车的技术动态二、电动汽车用锂电池技术的国内外进展简析三、国内外锂离子动力电池的关键技术及最新动态四、锂电动力电池组的均衡管理五、电池管理系统的软件设计六、电池管理系统的硬件设计第十章锂离子动力电池生产过程的自动化与信息化技术4第一章新能源汽车行业概况一、新能源汽车的时代即将来临1.大力发展新能源汽车是能源与环境的必然要求根据美国能源信息署EIA发布的国际能源展望，世界能源市场消耗量2005年到2030年预计增加50%。随着能源消耗的逐年增加，二氧化碳的排放量也将增加，目前二氧化碳排放中，25%来自于汽车。至2030年，将由2005年的281亿吨增至423亿吨。在我国，汽车排放的污染已经成为城市大气污染的重要因素，我国的二氧化碳排放目前已居全球第二，减排二氧化碳的压力将越来越大。2.中国发展新能源汽车的压力更为紧迫近年来，我国的汽车行业发展迅速，已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国。根据国务院发展研究中心估计，2010年，我国的汽车保有量将接近6千万辆，2020年将达到1.4亿辆，机动车的燃油需求分别为1.38亿吨和2.56亿吨，为当年全国石油总需求的43%和57%。我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，预计到2010年进口依存度将接近50%。因此大力发展新能源汽车，用电代油，是保证我国能源安全的战略措施。因此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。二、混合动力汽车将成为我国新能源汽车发展的主要方向1.混合动力汽车的定义新能源汽车是指采用非常规的车用燃料来作为动力源(或者使用常规的车用然后、采用新型的动力装置，包括混合动力汽车(FCEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(PCEV)以及其它新能源汽车等。目前各种新能源汽车中，混合动力汽车是目前新能源汽车的研究热点，已经实现小规模的产业化生产。混合动力汽车是由电动马达作为发动机的辅助动力驱动行驶的汽车。2.混合动力汽车的分类混合动力汽车目前主要有3种：以发动机为主动力，电动马达作为辅助动力的并联方式5低速时只靠电动马达驱动行驶，速度提高时由发动机和电动马达相配合的串-并联方式只使用电动马达驱动行驶的串联方式我们认为：混合动力汽车的产业化生产，通过汽车各个功能模块的发展与组合逐步推动汽车动力化，从只具备自动启停、怠速关机功能的微混合、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全混合，随着设备功率的逐步提高，最终过渡到串联式可充电混合，最终实现纯电动汽车产业化。三、车用动力蓄电池是混合动力汽车产业化的关键，锂离子电池将成为未来车用动力电池的明星1.车用电力蓄电池具有极高的性能要求发电机组+驱动电机+储能装置构成了汽车混合动力系统的基本技术平台，目前发电机组和驱动电机的研制均已实现技术上的突破，储能装置成为限制混合动力汽车实现产业化的重要瓶颈。目前混合动力汽车使用各种蓄电池作为储能装置，车用动力蓄电池具有很强的性能要求：高能量密度：至少与汽油相当，100-1000Wh/Kg高功率密度：300-1500W/Kg长寿命：与车同寿命宽工作温度范围：-45-80℃具有较高的安全性与可靠性低成本：≤50-100$/KWh环保无污染2.锂离子电池具有极高性能优势，是未来动力蓄电池发展的必然方向目前常用的二次可充电电池包括铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池以及锂离子电池。相对传统的铅酸以及镍氢和镉镍电池而言，锂离子电池的历史很短。锂离子电池被称为性能最为优越的可充电电池，号称终极电池，受到市场的广泛青睐。随着手机、笔记本电脑、数码相机、MP3、MP4、蓝牙、PDA和便携摄像机等的消费和便携式电子产品的持续走强，锂离子电池的市场需求一直保持相当高的增长速度，市场对于锂离子电池的巨大需求也引导锂离子电池行业的继续走强，也使锂离子电池在电动车方面的应用成为可6能。(1)单体电池工作电压高达3.7V，是镍镉电池,镍氢电池的3倍，铅酸电池的近2倍(2)重量轻，比能量大，高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一(3)体积小，高达到400Wh/L，体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。(4)循环寿命长，循环次数可达1000次。以容量保持60%计，电池组100%充放电循环次数可以达到600次以上，使用年限可达3-5年,寿命约为铅酸电池的两到三倍(5)自放电率低，每月不到5%(6)允许工作温度范围宽，低温性能好，锂离子电池可在-20℃～+55℃之间工作(7)无记忆效应，所以每次充电前不必像镍镉电池、镍氢电池一样需要放电，可以随时随地的进行充电。电池充放电深度，对电池的寿命影响不大，可以全充全放(8)无污染，锂电池中不存在有毒物质，因此被称为绿色电池，而铅酸电池和镉镍电池由于存在有害物质铅和镉，环境污染问题严重3.3发展锂离子电池我国具有独特优势除了锂离子电池本身所具备的性能优势外，我们认为以锂离子电池作为为混合动力汽车乃至纯电动汽车的储能设备，发展锂电汽车我国具有得天独厚的条件(1)资源优势锂电汽车的最主要关键部件是锂离子动力电池和永磁同步电机，锂离子动力电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源。而我国更是永磁同步电机中永磁材料===稀土资源的大国，为锂电汽车提供了材料保证。(2)技术优势我国的小功率锂离子电池早已经产业化，形成了上下游结合的完整产业链，电池产品超过世界市场的三分之一，锂离子动力电池技术已经达到国际先进水平，产业化条件也基本成熟，深圳比亚迪更是锂离子动力电池技术国际上的领先企业，已经实现产业化生产。因此，我们认为，无论是锂离子电池本身特点，还是我国目前的现状，发展锂离子动力电池都将是我国新能源汽车产业化的主要方向。7四、动力锂离子电池材料：磷酸铁锂将成为正极材料的首选动力锂离子电池是以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池，是专门为机动车提供动力的锂电池，具有零污染、零牌坊、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点，是国内外动力电池发展和应用的趋势。1.动力锂电池产业化的选择---磷酸铁锂电池锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔离膜组成，正负极及电解质材料上不同工艺上的差异使电池有不同的性能，尤其是正极材料对电池的性能影响最大。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂(LiCoO2)，另外还有少数采取氧化锰锂(LiMn2O4)和氧化镍锂(LiNiO2)以及三元材料(Li(NiCo)O2)作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂材料是最新研制的锂离子电池材料。尤其需要指出的是，作为车用动力储能设备，安全性能尤其需要重视。由于锂电池比能量高，材料稳定性差，锂电容易出现安全问题，目前世界上知名的手机和笔记本电脑电池(正极材料为钴酸锂和三元材料)生产企业，日本三洋、索尼等公司要求电池的爆喷率控制在40个ppb(十亿分之一)以下，国内公司能达到ppm(百万分之一)级的就已经不错了，而动力电池的容量是手机电池容量的上百倍以上，因此对锂电的安全性要求极高。虽然钴酸锂电池和三元材料的电池具有重量更轻，体积更小等优点，但它们是不适合作动力电池应用于电动车的。同时钴酸锂的主要原材料金属钴在我国储量极少，目前80%的金属钴基本靠进口，在我国难以大规模使用。从目前各种锂离子电池的性能对比我们可以看出，磷酸铁锂电池是目前最适合用于电动汽车产业化运用的锂离子电池。因此，掌握了规模化生产磷酸铁锂和磷酸铁锂电池技术的企业，将在未来的电动汽车产业竞争中处于领先地位。五、政策助推，混合动力汽车产业化已经来临1.财政补贴大力支持混合动力汽车产业化2008年1月24日，财政部、科技部发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》，决定在北京、上海、重庆、武汉、深圳等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广工作，表示将以财政政策鼓励在公交、出租、公务和环卫等公共服务领域率先推出新能源汽车，对推广与使用单位购买节能新能源汽车给予补助。2009年2月5日，财政部发文，确认了中央财政对购置新能源汽车给予补贴的对象和标准，其中够车补贴标准最高的为最大点功率比50%以上的燃料电池公交车，每辆车可获得60万元的推广补助。2.财政补贴已能覆盖部分厂商的混合动力汽车与传统汽车的价差，混合动力汽车产业化序幕正式拉开8此次财政补贴标准的确立主要依据新能源汽车与传统汽车的基础差价。我们以比亚迪的F3DM混合动力汽车为例，F3DM的技术参数对应补贴金额为5万元，该车型的市场定价为14.98万元，其中磷酸铁锂电池成本为5万元，财政补贴后定价为9.98万元，相同配置的传统汽车F3市场定价为7万元。比亚迪表示，F3DM实现年产量20万台后，磷酸铁锂电池成本降至3万元，考虑补贴后，届时F3DM的售价为7.98万元，财政补贴已经能覆盖混合动力汽车与传统汽车的差价。我们通过F3DM与传统汽车的对比可以看出，汽车行驶10万公里后，F3DM与传统汽车相比支出减少3.42万元，实施财政补贴后，F3DM与传统F3的差价为2.98万元，已经体现出良好的经济效益。我们认为，除了财政补贴外，后续可能推出的政策支持包括减免新能源汽车购置税等，届时，新能源汽车的经济效益将进一步凸现。F3DM续航里程达到430公里，其中纯电模式下行驶100公里，混合动力模式行驶330公里，最高时速达160公里/小时。输出功率达125KW，达到3.0L发动机的水平。六、混合动力汽车产业链的核心价值在于磷酸铁锂电池及材料的制造1.混合动力汽车产业链分布整个混合动力汽车行业产业链大致分为4个部分金属原材料---电池材料--汽车用动力电池电池--混合动力汽车混合动力汽车产业作为当前汽车工业第三次技术革命的代表，是当今汽车产业中技术的最前沿。作为一个新兴的产业，我们认为谁在技术上有拥有领先优势，谁就将占领这一新兴行业的制高点。整个混合动力汽车的产业化的技术制约主要是两点：汽车用动力电池和电池材料的产业化生产。磷酸铁锂材料和磷酸铁锂电池是未来混合动力汽车行业发展的最主要方向，掌握生产技术的企业将有潜力成为未来的行业明星。2008年9月底，巴菲特旗下公司购买了深圳比亚迪股份有限公司(1211HK)10%的股份，出价2.3亿美元，每股价格8港元。比亚迪是目前国内唯一掌握车磷酸铁锂电池规模化生产技术的企业，在世界上处于领先地位。从巴菲特的投资思路我们可以看出，技术上的领先优势是我们选取投资标的的首要考虑因素。2.金属原材料：碳酸锂-潜在产能巨大，盈利能力将低于预期碳酸锂是生产二次锂盐和金属锂的基础材料，广泛应用于电池、玻璃、陶瓷、铝制品、润滑剂、制冷剂及光电等新兴应用领域。9从碳酸锂的下游分布来看，电池行业的需求大致占25%左右，但从其它行业分布来看，都属于强周期行业，在目前全球经济步入衰退的状况下，需求将面临下滑。因此碳酸锂行业也属于强周期