电动车 新能源汽车 动力电池 分析

绿能钱潮——拥抱电动车的兆元商机Chapter1:入门篇：电动车电池大浪潮来临1.1比一般引擎更环保的电动车是近几年全球关注的焦点，也许20年内，各种电动车将汇集成庞大的一股潮流，创新的电动车相关产业，也变成经济新势力。1.2工业革命的发迹源国家英国，正进行全球最大规模的绿能电动车试行活动，把我们原来只会在新闻报道或杂志报道中看到的高科技电动车，在英国重要城市的街头上路。这象征的意义很大，英国让伦敦（London）、新堡（Newcastle）、考文垂（Coventry）、格拉斯哥（Glasgow）、伯明翰（Birmingham）等八个城市地区，提供340辆包括绿能电动车，这些车辆都有各国车厂、当地的电力公司与研究机构共同组队来执行，并通过GPS与卫星监控追踪，测量电动车实际效益。目前，车辆每公里的CO2排放量都在180~200公斤或者更多，而欧洲已经有多国立法建立新标准，要求在2012年排放量减少到140千克以下。几种电动车的比较如下图所示：英文及缩写工作原理及市场情况优点缺点油电混合车HEVHybridElectricVehicle1.采用汽油或柴油等传统燃料为动力来源的引擎，同时搭配马达来改善低速动力和油耗。2.目前国际市场上，汽油油电混合车与柴油油电混合车都有很好的发展3.以日本市场最为积极，丰田（Toyota）与本田（Honda）旗下的油电混合车目前在全球电动车市场的占有率超过一半以上。由于油电混合车需要传统引擎搭配电动马达，传统汽车大厂在引擎方面的技术实力比新兴电动车厂还要纯熟，产能比较大不需要特别的燃料，续航力长，技术最为成熟，解决单车成本问题后容易普及仍旧是汽油当主要动力，但已经比传统汽车的油耗少一半以上插电式油电混合车PHEVPlug-inElectricVehicle1.针对纯电动车续航里程严重不足的现状，有汽车公司提出制造双模电动车，即PHEV。不同于现阶段的HEV仅能透过汽油来提供动力来源，另外也可以通过充电方式提供动力来源，可以大量减少汽油的使用量。这种汽车是在油电混合车上增加了纯电动行驶模式，并且加大了车用电池容量，使车辆在纯电动状况下可行驶50公里到90公里，超过这一里程则启动引擎工作。2.特别适合于日均行驶里程有限且基本固定的上班族使用3.概念最早产生于美国，并早已有了一些改装车、试验车问世。介于油电混合车与电动车之间的一种过渡性产品，采用“短途用电，长途用油”的工作模式，离不开传统马达技术，因此和传统马达一样要面对能源挑战1.4车用电池与绿能环保车的绝妙搭配纯电动车EVElectricVehicle主要采用电力来驱动马达，技术困难之处在于储存电的技术，也就是电动车用电池，因为没有像油电混合车一样采用汽油动力，所以电池的容量、效率要够，才能有足够的续航力。人类的马达技术已经很成熟，充电、电池的技术也发展了很长时间，只要有电力供应的地方就能够充电可充电电池的重量、体积、容量、充电时间、稳定安全性与昂贵的成本，这些部分需要继续改善。氢燃料电池车HVHydrogenVehicle原理及市场：目前氢燃料电池的使用主要有两种途径，一种是直接导入氢动力引擎燃烧，另一种透过燃料电池的化学反应，把能量转化为电能来驱动马达。优点：不会造成环境污染，燃烧过后的排放物是纯水，氢动力车行驶时不产生任何污染物缺点：成本过高，而且氢燃料的储存和运输需要很好的技术，否则氢分子容易逸失。另外，氢动力车最大问题就是氢气怎么来的呢？需要电解水或利用天然气分解出来，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核能来分解水分子取得氢气，否则并不能降低二氧化碳排放量太阳能动力车SVSolorVehicle原理及市场：太阳能电动车也算是纯电动车，但是取得电的方式增加为太阳能。把太阳能光电板暴露在阳光下，就能将太阳能转化为电能驱动马达，让车辆行驶优点：有阳光的地方就能补充电能，行驶时不产生任何污染物缺点：必须打造出很创新的汽车外形，一般车型是无法吸收足够太阳能的。这种车辆受天气及云的影响高。还有造价问题，比前述几种电动车要高，离真正能实用于市场上还需要很长一段时间。推动电动车相关技术最积极的公司，并不是大车厂，也不是新兴车厂，或者是电池零部件厂商、马达厂商这些电动车相关产业，而是电力产业的核心——电力公司。在未来，油电混合车与电动车大量被采用后，车辆平均消耗的石油将减少40%，这对油价会造成一定的下滑影响，我们可以相信，随着全球有越来越多的车辆，从目前的8亿台汽车，在2020年可能成长到14亿台车，包括中国、印度等开发中国家对汽车的需求大增，而如果没有油电混合车、纯电动车，对全球石油的消耗将相当惊人，油价势必很可观。随着电动车的导入，石油的消耗可维持在一个平衡点，不至于爆增。绿能电动车特点油电混合车纯电动汽车燃料电池汽车驱动方式引擎+马达驱动马达驱动马达驱动能量系统引擎、蓄电池蓄电池燃料电池能源和基础设备加油站/电网充电设备电网充电设备加氢气设备排放量低排量零排量超低排量或零排量主要特点续航里程长/仍部分依赖汽柴油续航里程短/初始成本高能源效率高/续航里程长/成本高商业化过程已规模化量产有销售，但未规模化仍处于研发阶段主要问题蓄电池效率/电池管理系统电池安全性及效率/充电网点成本高昂/制氢技术有待突破2.3G8已经决议在2050年时，发达国家温室气体排放总量将减降80%以上。依据新能源CO2排放系数，燃烧车用汽油1万公秉（1公秉=1000公升）油当量约排放2.59万公吨二氧化碳。如果绿能汽车得到快速发展，到2020年，中国可以节省3300万吨油。英国政府已经用车辆的二氧化碳排量决定“车辆执照费”，费率从70英镑到155英镑，汽油车费率比柴油车高，使用“替代燃料”的车型税率最低。德、法两国也确认2012年的新车二氧化碳排放标准为120~130g/km，而到了2020年，标准更将降至95至110g/km。各国奖励电动车产业政策一览国家奖励政策中国购买燃料电池公车，补助金额每辆达到60万元人民币13个大城市开始推广，油电混合车可以获得4000元到42万元人民币补助不等，纯电动车还有燃料电池车可获补助6万到60万元人民币补贴110亿元人民币，发展电动车以及关键零组件向消费者提供补贴金额，4年内预计提供500亿人民币2010到2011年间，只要消费者在上海购买、注册省用率15%以上的电动车，就可以获得最高20%的买车补助款。美国对购买电动车车主实施税收减免，幅度2500到7500美元。能源部拨款数十亿美元补助车厂生产电动车，各州政府也提供土地兴建车厂能源部特别成立20亿美元的补助计划，以促进电动车电池以及相关零部件发展奥巴马约8000亿美元的刺激经济方案，其中有1500亿美元用于新能源发展，在税额抵扣优惠方面，可再生能源的优惠额度由100亿美元提升到200亿美元。2012年时，美国联邦政府的车辆中，有一半需为电动车。日本实施绿色税制，让购买纯电动车、油电混合车、天然气车、柴油车的消费者可以少付税设立低排放车认定制度，只要通过认定标准，可以享有不同的税负减免优惠，排放二氧化碳超低的，赋税减免越多。平均每台电动车可获20万日圆税负减免。南韩实施燃油税改革，调涨燃油税，下调液化石油税，拉大两者之间的价差，鼓励民众使用环保能源。补助每辆新购的CNG公车22500美元，CNG垃圾运输卡车补贴60000美元，提供每座加气站最高达70万美元的低息贷款，年利率4.5%。购买每辆CNG公车减免1万美元购买税，每座加气站则减少1万5000美元的企业税。欧盟欧洲议会通过法案，要求政府机关以后采购车辆时，不仅需要考虑汽车价格，还必须注重环保节能，以排放低污染、低二氧化碳的车款为优先。英国投入总额约3亿英镑，进行低碳排放计划。投入2.5亿英镑，加速低碳排放车辆普及。购买电动车可获得2000到5000英镑奖励。法国制定二氧化碳排放标准，排放介于100克到130克之间，可获得200到1000欧元的奖金，如果排放量在60克以下，可得到最高奖金5000欧元，但是二氧化碳排放量超过标准，将会被多课200到2600欧元的税。从2008年起，陆续投入4亿欧元，帮助汽车厂研发、制造电动车德国实施石油税收法，针对电动车实施税收优惠，目标是到2010年每年税收优惠约30亿欧元，2050年时一年税收优惠50亿欧元，且对于油电混合车2008年起已经投入5亿欧元补贴。2.4纯电动车就是完全采用电来担任动力，其车身安装了有马达的配置，以及提供马达电力的电池。这种纯电动车舍弃了传统燃油引擎，也把存放燃油的油箱取消，省去的空间与重量，转由重量不轻的电池来取代和使用。纯电动车完全依赖电池动力，使用马达与电机控制系统驱动驱动。它不使用液体燃料，没有轰鸣的引擎，也没有冒烟的排放管，具备最佳的环保诉求。纯电动车与燃油引擎在某种程度上是类似的，那就是越轻越环保、燃油引擎车是越轻越省油、越能减少二氧化碳排放量并省钱。纯电动车则是越轻越省电、越环保（减少使用的电可以帮助电厂减排），提高续航力。但由于电池本身有一定的重量与体积，目前各家厂商的努力方向是设法减轻纯电动车整体的车重。当然，纯电动车车型的改变时很重要的部分，电池位置的适当配置，车重的拿捏，都考验纯电动车厂车的智慧。同时，电动车上路，需要很多配套措施才跑的顺，特别是充电设备方面，不能只有住家充电设备，工作地点也要，而马路上需要设置充电站，或者是加油站增加充电设备，这些都会是纯电动车普及的关键。纯电动车之所以没能普及的原因除了基础设施需要强化外，根本的原因在于成本，纯电动车最大的成本支出在于昂贵的可充电电池，约占纯电动车约40%~50%的成本，不论是采用镍氢电池或锂铁电池，电池的价格要进一步下降，纯电动车的成本才能够降低，提高普及率。预估，2015年全球纯电动车市场率达到50万辆，2020年可达200万辆。各品牌车厂投入纯电动车状况在2002年，通用汽车（GM）曾经召回并销毁了该公司打造的全部EV1系列电动车，原因是过高的成本与极低的市场接受度，使得纯电动车在美国市场几乎扼杀在襁褓之中。但是到了2007年底，日本车厂日产汽车（Nissan）于该年东京车展上宣示将于2012年大量生产电动车，将于日本、欧洲市场等地推出。日产采取的方式是两路并进，他们除了设法从电池、车身结构、传动结构上改善纯电动车的生产成本与效能，也积极与各国政府合作进行纯电动车需要的充电设备基础建设。比如说日本东京都政府，就与日产方面合作在大东京地区设置数百个充电站。双管齐下来解决纯电动车的问题，未来的纯电动车普及之路就会比较顺达。由于各国政府的支持，包括日产（Nissan）、雷诺（Renault）、斯巴鲁（subaru）、三菱（Mistubishi）、宝狮（Peugeot）、奔驰（Mercedes-Benz）与BMW等车厂，已经积极切入纯电动车的开发设计与制造，更有Ecotricity公司Westfield、DeltaMotorsport、Lightning等较小独立车厂进行纯电动车的打造。台湾的裕隆汽车业投资了纳智捷（Luxgen）这个自创品牌，由华创负责关键设计，也即将进军纯电动车市场。产业链改变，电动车小厂出头天目前市场上各家厂商为了快速让纯电动车普及，正努力减轻充电电池重量，并降低成本，还得提高电池的能量密度，这是因为要减少电池的体积，放在纯电动车身内才不会太占据空间。厂商们为了使成本继续减少到目前的一半，甚至是四分之一，纯电动车厂与汽车厂商、系统供应商正进行合作来加速开发速度，这是有效减少研发成本的方法。纯电动车的研发、生产与制造，和传统车厂的方法有很大的不同，如果从头到尾自己来开发纯电动车，厂商会面临的是各种不同领域科技的整合。这些科技包括了高效能电池、机电控制系统、马达、传动装置系统、热处理系统、车身结构等多项技术，如果是小厂商，很难面面俱到，而即便是极具规模的传统车厂，要整合这么多技术也是需要很大的努力。但是，纯电动车的制造几乎可以完全分工，有的厂商可以专门只进行纯电动车的设计，赚取设计费，有的则是专门生产电池、马达、传动装置系统、车身等部