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車用鋰離子蓄電池的發(fā)展前景
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http://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2008-11-17
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- 中研網(wǎng)訊：
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2008-2010年中國電力行業(yè)應(yīng)對金融危機影響及發(fā)展 2008年，美國華爾街危機不僅迅速波及全球金融市場，而且已由虛擬經(jīng)濟向?qū)嶓w經(jīng)濟蔓延。金融危機2008-2010年中國電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)對金融危機影響及發(fā)展 2008年，美國華爾街危機不僅迅速波及全球金融市場，而且已由虛擬經(jīng)濟向?qū)嶓w經(jīng)濟蔓延。金融危機2008-2010年中國環(huán)保行業(yè)應(yīng)對金融危機影響及發(fā)展 2008年，美國華爾街危機不僅迅速波及全球金融市場，而且已由虛擬經(jīng)濟向?qū)嶓w經(jīng)濟蔓延。金融危機2008-2010年中國光伏太陽能行業(yè)應(yīng)對金融危機影響 2008年，美國華爾街危機不僅迅速波及全球金融市場，而且已由虛擬經(jīng)濟向?qū)嶓w經(jīng)濟蔓延。金融危機在最近幾年里，用于汽車制造中的鋰離子蓄電池技術(shù)的發(fā)展變化很大，主要是在其動力、充電后續(xù)駛時間和成本上有很大改進。這就激勵了全世界的制造商去開發(fā)許多新的純電動汽車(EV)、混合動力汽車(HEV)和插電式混合動力汽車(P-HEV)。
技術(shù)的飛躍發(fā)展表明，鋰離子蓄電池技術(shù)已成為輕型電動汽車制造中令人驚喜的新的潛在動力來源。因此，近來世界上許多大汽車制造商，如通用、豐田和日產(chǎn)與已有的蓄電池廠家和主要的電子企業(yè)一起成立了蓄電池研發(fā)和生產(chǎn)合資企業(yè)。
像雪佛蘭混合動力汽車這些車型的即將出現(xiàn)預(yù)示著人們對鋰離子蓄電池潛在需求的增長。當這些汽車開始成批量銷售后，鋰離子蓄電池技術(shù)的成本應(yīng)該下降，屆時會形成一個良性循環(huán)，產(chǎn)量的增加也會導(dǎo)致蓄電池廠家的成本降低，制造商和終端用戶都會受益。
在美國和歐洲，越來越嚴格的排放規(guī)定使制造商正在尋找辦法降低其汽車的排放值，在美國，按加利福尼亞州零排放汽車計劃的要求，零排放汽車在2012~2014年至少達到2.5萬輛，在2015~2017年達到5萬輛。盡管燃料電池技術(shù)在不斷發(fā)展，但要使這些數(shù)字成為現(xiàn)實的話，使用電動汽車和充電式混合動力汽車可能是關(guān)鍵。
人們越來越意識到，當國家和政府制定政策在城市中心限制使用常規(guī)汽車和鼓勵使用電動汽車時，在未來的中短期里，電動汽車才是真正的唯一可行的零排放車。像雷諾和日產(chǎn)投資的項目Project Better Place正是鼓勵人們在城市中要大量使用全電動汽車。
鋰離子蓄電池的發(fā)展計劃
三洋/大眾
2008年，大眾和三洋宣布一項重要的計劃，就是在汽車制造中使用新的鋰離子蓄電池。兩家公司也證實，新的生產(chǎn)線將建在日本西部三洋公司的Toushima工廠內(nèi)。三洋是全球生產(chǎn)個人電腦和手機鋰離子電池的主要廠家。大眾和三洋在接下來的七年里將對該項目投資800億日元(7.69億美元)，并在2009年開始大規(guī)模生產(chǎn)。
日產(chǎn)/日本電氣公司
同樣在2008年5月，日產(chǎn)和日本電氣公司宣布在日本將建用于汽車制造的鋰離子蓄電池的合資企業(yè)。這兩家日本公司將在未來的三年里花120億日元(1.154億美元)，投資在神奈川(Kanagawa)的Zama建新的生產(chǎn)線，起初的年產(chǎn)量為13000件，最終將達到65000件。日產(chǎn)副總裁Jim Tavares說，合資企業(yè)的目標是為其它汽車制造商供應(yīng)蓄電池，而不是僅限于供應(yīng)日產(chǎn)。日產(chǎn)計劃在2009年把蓄電池先用在國內(nèi)的叉車上，隨后在2010年，在美國和日本市場投放插電式電動型號的車。還希望在同年擁有自主研發(fā)的機電混合動力車。
博世/三星SDI
博世在2008年6月與韓國三星SDI簽署了各投資一半建合資企業(yè)的合同，生產(chǎn)混合動力汽車的鋰離子蓄電池。公司宣布，在2010年投產(chǎn)，在未來的3~5年里，最初投資2千萬美元，接著還會投入約5億美元。
豐田/松下
豐田在2008年6月宣布將與長期合作伙伴松下聯(lián)盟，開始生產(chǎn)用于新型充電式混合動力汽車的鋰離子電池，在2010年銷售。該蓄電池由合資企業(yè)與松下集團、松下電動汽車能源公司共同生產(chǎn)。豐田和松下已開始研發(fā)二代汽車鋰離子蓄電池，和現(xiàn)有的相比，性能已有很大提高。
江森自控-SAFT
在2006年1月，江森自控在全球開始研發(fā)和制造用于混合動力和電動汽車的鎳金屬和鋰離子蓄電池。江森自控將會成為一個所有混合動力車的蓄電池的主要供應(yīng)商。它將為奔馳S400混合動力車提供蓄電池。
A123
A123已簽訂合同，為通用雪佛蘭Volt車的第一批量插電式混合動力車供應(yīng)鋰離子蓄電池。A123 專注于發(fā)展納米材料技術(shù)。A123聲稱該蓄電池安全性更高，與其它競爭對手相比，蓄電池的使用壽命更長。
新車開發(fā)計劃
通用汽車
在鋰離子蓄電池用于大批量汽車制造中，可能最具影響力的項目就是通用的雪佛蘭Volt混合動力車。該車由一個靠鋰離子蓄電池運轉(zhuǎn)的電動機來驅(qū)動，并配有一個小的常用發(fā)動機，用于增加汽車的續(xù)駛里程。該車前部安裝的電動機，功率為120kW，帶有一個渦輪增壓的1L3缸汽油發(fā)動機為蓄電池充電。它完全靠電動力可行駛大約64km。
奔馳
奔馳計劃在2009年推出其S400混合動力車時將采用由首批生產(chǎn)鋰離子蓄電池的主要廠家制造的鋰離子蓄電池。其鋰離子蓄電池由JCI-Saft合資企業(yè)生產(chǎn)。奔馳同時也計劃到2010推出一款迄今為止還未露面的電動汽車。
大眾
大眾已宣布將推出一款全電動的城市汽車Up!，并且其它型號的全電動汽車毫無疑問也會出現(xiàn)在大眾的產(chǎn)品范圍內(nèi)。
福特
福特正在加利福尼亞州測試了一組插電式混合動力車Escape crossover，其蓄電池供應(yīng)商將是JCI-Saft，它是由江森控制與法國工業(yè)蓄電池供應(yīng)商Saft共同投資的合資企業(yè)，2008年1月在法國建立了一個鋰電池工廠�，F(xiàn)有一輛車在測試，到2008年底會產(chǎn)9輛，到2009年會另外產(chǎn)出10輛。
日產(chǎn)
日產(chǎn)已揭開了全新電動汽車的面紗，其引進的鋰離子蓄電池技術(shù)使其功率是常用鎳氫電池混合動力汽車的兩倍。日產(chǎn)準備于2010年在美國和日本開始銷售這種全電動汽車，于2012年在世界的其它地區(qū)銷售。同時日產(chǎn)也宣布將參與在加利福尼亞州Palo Alto 的Project Better Place項目，以便于2011年在以色列和丹麥成批量出售電動汽車。日產(chǎn)與其法國合作伙伴雷諾宣布與葡萄牙政府合作，于2011年在葡萄牙銷售電動汽車。
寶馬
據(jù)悉寶馬正開發(fā)一款全新的零排放城市汽車，用鋰離子蓄電池來驅(qū)動電動機。寶馬也可能與Smart合作以開發(fā)此技術(shù)。新的城市汽車可能命名為Isetta，它是寶馬擁有的一個品牌，曾經(jīng)于上世紀50年代和60年代作為小排量三輪“泡泡車”生產(chǎn)過。寶馬正按加利福尼亞州的新規(guī)定開發(fā)一種電動城市汽車，同時也迫使一部分大排量車從2012年開始以零排放銷售。
Smart
Smart將于2009年在倫敦試驗由鋰離子蓄電池驅(qū)動的汽車。在成為新一代Smart電動汽車的配套產(chǎn)品之前，蓄電池技術(shù)將會被廣泛地研制。Smart執(zhí)行總裁稱：“我們將用鋰離子蓄電池來開發(fā)新一代汽車，如果測試效果理想，我們會很快做出決定進行批量生產(chǎn)�！�
比亞迪
比亞迪準備在未來的兩年里在中國乘用車市場發(fā)行一款電動汽車。在北京車展上亮相了e6車準備在2009年或2010年投放市場。比亞迪闡述的磷酸鐵鋰離子蓄電池技術(shù)給人留下了深刻印象，它的完全充電時間為9小時，續(xù)駛里程為300km；蓄電池的使用壽命預(yù)計在8~10年時間，可充電2000次。
關(guān)鍵技術(shù)問題
這里有許多問題成為鋰離子蓄電池技術(shù)是否成功的關(guān)鍵所在，因為成功的動力來源對電動車來說也是至關(guān)重要的，它們包括：
標準化
一些從事鋰離子蓄電池技術(shù)開發(fā)的日本研究者和公司正在按照電壓范圍尋找標準化的解決措施。根據(jù)電壓標準，蓄電池的性能取決于蓄電池包的成本(較高電壓的成本會更高，因為電池的復(fù)雜性、溫度的管理和監(jiān)測問題帶來的結(jié)果)和因電池固有的較高電壓所帶來的能量的損失及控制系統(tǒng)的復(fù)雜性這兩者之間的博弈。日本工程師愿意調(diào)整兩個充電的標準：144V對輕微混合動力車，288V對混合動力車。然而1/4的市場幾乎對電壓標準化都沒有反應(yīng)。
蓄電池技術(shù)
持續(xù)發(fā)展的蓄電池技術(shù)構(gòu)成了未來鋰離子蓄電池成功的重要組成部分�，F(xiàn)有許多不同的蓄電池材料和化學(xué)成分被很多的蓄電池公司研發(fā)和測試。具有競爭性的發(fā)展過程將會加速該項技術(shù)的商業(yè)化，因為優(yōu)質(zhì)的蓄電池會開發(fā)，并投入生產(chǎn)。最終，蓄電池技術(shù)將在中短期時間里界定混合動力車和電動車的競爭差異。
控制裝置
如果在考慮之中的電動車是混合動力車的話，那么在蓄電池的管理和蓄電池與電機的綜合性能上就要考慮控制回路技術(shù)。
周期
要求用于混合動力和電動車的蓄電池必須有接近傳統(tǒng)發(fā)動機車的使用周期，那就是10年或16萬km。早期的混合動力車，如豐田的Prius和本田的Insight大約是這個周期，它們采用的現(xiàn)有鎳金屬技術(shù)，證明了其可靠性。也希望現(xiàn)在的鋰離子蓄電池技術(shù)能達到這個目標。
為什么不是現(xiàn)在？
與常用的鎳氫蓄電池相比，鋰離子蓄電池的競爭優(yōu)勢在于，具有較高的動力和能量密度性能，同時具有較強的充電和放電效果。在向混合動力、插電式混合動力及純電動車轉(zhuǎn)型的過程中，鋰離子蓄電池是必不可少的。
投資不穩(wěn)定訂單仍存在
有較多訂單存在，表示出大家對作為電動車動力源或成為混合動力一部分的鋰離子蓄電池技術(shù)持長期樂觀態(tài)度。在電動車上使用鋰離子蓄電池是絕大部分制造商正在研發(fā)小型乘用車的目標。大眾正用鋰離子蓄電池開發(fā)Up！城市汽車，而Subaru將于2009年帶來一款由鋰離子蓄電池驅(qū)動的R1城市汽車。一旦蓄電池的性能和充電能力得以保證的話，毫無疑問會給A級和B級汽車的銷售帶來沖擊。
豐田戰(zhàn)略也在其汽車制造中引入鋰離子蓄電池技術(shù)。公司致力于開發(fā)插電式混合動力車以抗衡通用Volt車的同時，這也是豐田引入鋰離子蓄電池技術(shù)的第一輛車。
這同樣戰(zhàn)略是克萊斯勒用在了Durango車和Aspen車上，它們現(xiàn)在是鎳金屬混合動力型，但鋰離子技術(shù)會讓它們成為相對行程較長的充電式混合動力車。
展望與預(yù)示
盡管制造商和他們的蓄電池合作伙伴投入了大量資金，但一些工業(yè)和技術(shù)專家的觀點是鋰離子蓄電池并沒有代表電動汽車的能源儲存的長期未來方向，能夠認識到這點非常重要。
研發(fā)雪佛萊Volt車涉及到的一些主要問題與鋰離子蓄電池包或未試驗過的插電式充電技術(shù)的先進性能沒有直接聯(lián)系。然而，具有能量效率的附件系統(tǒng)的研發(fā)已成為需要去克服的主要問題，因為這些系統(tǒng)必須確保蓄電池的能量能驅(qū)動汽車。在完全混合動力汽車上的低牽引音響系統(tǒng)、低功率的前燈和尾燈、以及其它的附件系統(tǒng)都必須優(yōu)化，以便它們不會像普通汽車消耗的功率那么大。研發(fā)這些附件系統(tǒng)所需的成本和時間已成為通用研發(fā)團隊感到頭痛的主要問題之一。這些元件的成本成為了在鋰離子作為輕型汽車動力源的快速發(fā)展過程中的攔路虎之一。然而，Volt車在2010年的發(fā)行和其它鋰離子完全混合動力車及純電動車在未來五年的發(fā)行時，會帶來經(jīng)濟效益，產(chǎn)生一個良性循環(huán)。即使本田和豐田在其新一代混合動力汽車上堅持使用鎳金屬蓄電池技術(shù)的決定會在短期內(nèi)產(chǎn)生一些影響，但新的鋰離子蓄電池技術(shù)會使混合動力汽車和純電動車的銷量增加。同時我們也應(yīng)注意到，在未來的十年里，還有許多其它因素會刺激混合動力車的需求，這些因素包括高的燃油價格，更嚴格的排放規(guī)定以及社會對環(huán)境更多的關(guān)心程度。
鋰離子蓄電池技術(shù)具有潛力成為純電動城市汽車大量普及的催化劑。電動車因其充電周期和行程范圍而具有的靈活性成為城市與郊外之間的交通可接受的解決辦法。世界上大多數(shù)城市正計劃制定更嚴格的措施限制常用汽車的入城條件，例如在倫敦就要收取擁堵費。而且許多的倡議者提出，用核能或其它如風能和太陽能來充電的全電動汽車才是唯一的真正的無碳輕型汽車。這意味著環(huán)境正在慢慢改變，將會在世界的許多城市中看到越來越多的純電動車的出現(xiàn)。當然仍有一些問題有待解決，那就是全電動汽車需要建立足夠的充電地點，但比起氫燃料蓄電池車存在的問題又要簡單得多。在未來的六年多的時間內(nèi)，雷諾被預(yù)測是生產(chǎn)全電動汽車最多的廠家，到2014年，在全球上路的車輛會達到一百萬輛。然而這個數(shù)字過于樂觀，因為GI預(yù)測在2014年全球的電動輕型汽車的產(chǎn)量不會超過10萬輛。
由于鋰離子的功率和能量性能，它取代現(xiàn)有的鉛酸和鎳金屬混合蓄電池已成為必然趨勢。鋰離子蓄電池在其性能上取得的一步步進步，至少讓純電動車和完全混合動力車在短至中期里占據(jù)著重要位置。外部的因素也有可能在相對短時間內(nèi)導(dǎo)致該數(shù)字的快速上漲。即將出臺的環(huán)境保護立法，如歐洲計劃在2012年~2015年限制汽車的CO2排放達到120g/kg，以及加利福尼亞州的零排放計劃，均著眼于把公用車和私用車的消費引入對電動汽車的大量需求上來。在中國對低排放汽車的快速需求的增長會刺激對人們對電動汽車和混合動力車的潛在的巨大需求，以及會對應(yīng)用在汽車中的鋰離子蓄電池和附件的成本降低起到一定的作用。
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