電動(dòng)車 新能源汽車 動(dòng)力電池 分析

1、綠能錢潮擁抱電動(dòng)車的兆元商機(jī)Chapter1:入門篇：電動(dòng)車電池大浪潮來臨1.1比一般引擎更環(huán)保的電動(dòng)車是近幾年全球關(guān)注的焦點(diǎn)，也許20年內(nèi)，各種電動(dòng)車將匯集成龐大的一股潮流，創(chuàng)新的電動(dòng)車相關(guān)產(chǎn)業(yè)，也變成經(jīng)濟(jì)新勢力。1.2工業(yè)革命的發(fā)跡源國家英國，正進(jìn)行全球最大規(guī)模的綠能電動(dòng)車試行活動(dòng)，把我們原來只會(huì)在新聞報(bào)道或雜志報(bào)道中看到的高科技電動(dòng)車，在英國重要城市的街頭上路。這象征的意義很大，英國讓倫敦（London）、新堡（Newcastle）、考文垂（Coventry）、格拉斯哥（Glasgow）、伯明翰（Birmingham）等八個(gè)城市地區(qū)，提供340輛包括綠能電動(dòng)車，這些車輛都有各國車廠、當(dāng)?shù)?/p>

2、的電力公司與研究機(jī)構(gòu)共同組隊(duì)來執(zhí)行，并通過GPS與衛(wèi)星監(jiān)控追蹤，測量電動(dòng)車實(shí)際效益。目前，車輛每公里的CO2排放量都在180200公斤或者更多，而歐洲已經(jīng)有多國立法建立新標(biāo)準(zhǔn)，要求在2012年排放量減少到140千克以下。幾種電動(dòng)車的比較如下圖所示：英文及縮寫工作原理及市場情況優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)油電混合車HEV Hybrid Electric Vehicle1. 采用汽油或柴油等傳統(tǒng)燃料為動(dòng)力來源的引擎，同時(shí)搭配馬達(dá)來改善低速動(dòng)力和油耗。2. 目前國際市場上，汽油油電混合車與柴油油電混合車都有很好的發(fā)展3. 以日本市場最為積極，豐田（Toyota）與本田（Honda）旗下的油電混合車目前在全球電動(dòng)車市場的

3、占有率超過一半以上。由于油電混合車需要傳統(tǒng)引擎搭配電動(dòng)馬達(dá)，傳統(tǒng)汽車大廠在引擎方面的技術(shù)實(shí)力比新興電動(dòng)車廠還要純熟，產(chǎn)能比較大不需要特別的燃料，續(xù)航力長，技術(shù)最為成熟，解決單車成本問題后容易普及仍舊是汽油當(dāng)主要?jiǎng)恿Γ呀?jīng)比傳統(tǒng)汽車的油耗少一半以上插電式油電混合車PHEV Plug-in Electric Vehicle1. 針對(duì)純電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，有汽車公司提出制造雙模電動(dòng)車，即PHEV。不同于現(xiàn)階段的HEV僅能透過汽油來提供動(dòng)力來源，另外也可以通過充電方式提供動(dòng)力來源，可以大量減少汽油的使用量。這種汽車是在油電混合車上增加了純電動(dòng)行駛模式，并且加大了車用電池容量，使車輛在純電動(dòng)

4、狀況下可行駛50公里到90公里，超過這一里程則啟動(dòng)引擎工作。2. 特別適合于日均行駛里程有限且基本固定的上班族使用3. 概念最早產(chǎn)生于美國，并早已有了一些改裝車、試驗(yàn)車問世。介于油電混合車與電動(dòng)車之間的一種過渡性產(chǎn)品，采用“短途用電，長途用油”的工作模式，離不開傳統(tǒng)馬達(dá)技術(shù)，因此和傳統(tǒng)馬達(dá)一樣要面對(duì)能源挑戰(zhàn)純電動(dòng)車 EV Electric Vehicle主要采用電力來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，技術(shù)困難之處在于儲(chǔ)存電的技術(shù)，也就是電動(dòng)車用電池，因?yàn)闆]有像油電混合車一樣采用汽油動(dòng)力，所以電池的容量、效率要夠，才能有足夠的續(xù)航力。人類的馬達(dá)技術(shù)已經(jīng)很成熟，充電、電池的技術(shù)也發(fā)展了很長時(shí)間，只要有電力供應(yīng)的地方就能夠

5、充電可充電電池的重量、體積、容量、充電時(shí)間、穩(wěn)定安全性與昂貴的成本，這些部分需要繼續(xù)改善。氫燃料電池車HV Hydrogen Vehicle原理及市場：目前氫燃料電池的使用主要有兩種途徑，一種是直接導(dǎo)入氫動(dòng)力引擎燃燒，另一種透過燃料電池的化學(xué)反應(yīng)，把能量轉(zhuǎn)化為電能來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)造成環(huán)境污染，燃燒過后的排放物是純水，氫動(dòng)力車行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物缺點(diǎn)：成本過高，而且氫燃料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸需要很好的技術(shù)，否則氫分子容易逸失。另外，氫動(dòng)力車最大問題就是氫氣怎么來的呢？需要電解水或利用天然氣分解出來，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核能來分解水分子取得氫氣，否則并不能降低二氧化碳排放量太陽能

6、動(dòng)力車SV Solor Vehicle原理及市場：太陽能電動(dòng)車也算是純電動(dòng)車，但是取得電的方式增加為太陽能。把太陽能光電板暴露在陽光下，就能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，讓車輛行駛優(yōu)點(diǎn)：有陽光的地方就能補(bǔ)充電能，行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物缺點(diǎn)：必須打造出很創(chuàng)新的汽車外形，一般車型是無法吸收足夠太陽能的。這種車輛受天氣及云的影響高。還有造價(jià)問題，比前述幾種電動(dòng)車要高，離真正能實(shí)用于市場上還需要很長一段時(shí)間。1.4 車用電池與綠能環(huán)保車的絕妙搭配推動(dòng)電動(dòng)車相關(guān)技術(shù)最積極的公司，并不是大車廠，也不是新興車廠，或者是電池零部件廠商、馬達(dá)廠商這些電動(dòng)車相關(guān)產(chǎn)業(yè)，而是電力產(chǎn)業(yè)的核心電力公司。在未來，油電混合車與

7、電動(dòng)車大量被采用后，車輛平均消耗的石油將減少40%，這對(duì)油價(jià)會(huì)造成一定的下滑影響，我們可以相信，隨著全球有越來越多的車輛，從目前的8億臺(tái)汽車，在2020年可能成長到14億臺(tái)車，包括中國、印度等開發(fā)中國家對(duì)汽車的需求大增，而如果沒有油電混合車、純電動(dòng)車，對(duì)全球石油的消耗將相當(dāng)驚人，油價(jià)勢必很可觀。隨著電動(dòng)車的導(dǎo)入，石油的消耗可維持在一個(gè)平衡點(diǎn)，不至于爆增。 綠能電動(dòng)車特點(diǎn)油電混合車純電動(dòng)汽車燃料電池汽車驅(qū)動(dòng)方式引擎+馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)能量系統(tǒng)引擎、蓄電池蓄電池燃料電池能源和基礎(chǔ)設(shè)備加油站/電網(wǎng)充電設(shè)備電網(wǎng)充電設(shè)備加氫氣設(shè)備排放量低排量零排量超低排量或零排量主要特點(diǎn)續(xù)航里程長/仍部分依賴汽柴

8、油續(xù)航里程短/初始成本高能源效率高/續(xù)航里程長/成本高商業(yè)化過程已規(guī)?；慨a(chǎn)有銷售，但未規(guī)?；蕴幱谘邪l(fā)階段主要問題蓄電池效率/電池管理系統(tǒng)電池安全性及效率/充電網(wǎng)點(diǎn)成本高昂/制氫技術(shù)有待突破2.3 G8已經(jīng)決議在2050年時(shí)，發(fā)達(dá)國家溫室氣體排放總量將減降80%以上。 依據(jù)新能源CO2排放系數(shù)，燃燒車用汽油1萬公秉（1公秉=1000公升）油當(dāng)量約排放2.59萬公噸二氧化碳。 如果綠能汽車得到快速發(fā)展，到2020年，中國可以節(jié)省3300萬噸油。 英國政府已經(jīng)用車輛的二氧化碳排量決定“車輛執(zhí)照費(fèi)”，費(fèi)率從70英鎊到155英鎊，汽油車費(fèi)率比柴油車高，使用“替代燃料”的車型稅率最低。德、法兩國也確認(rèn)

9、2012年的新車二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)為120130g/km，而到了2020年，標(biāo)準(zhǔn)更將降至95至110g/km。 各國獎(jiǎng)勵(lì)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)政策一覽國家 獎(jiǎng)勵(lì)政策中國購買燃料電池公車，補(bǔ)助金額每輛達(dá)到60萬元人民幣13個(gè)大城市開始推廣，油電混合車可以獲得4000元到42萬元人民幣補(bǔ)助不等，純電動(dòng)車還有燃料電池車可獲補(bǔ)助6萬到60萬元人民幣補(bǔ)貼110億元人民幣，發(fā)展電動(dòng)車以及關(guān)鍵零組件向消費(fèi)者提供補(bǔ)貼金額，4年內(nèi)預(yù)計(jì)提供500億人民幣2010到2011年間，只要消費(fèi)者在上海購買、注冊省用率15%以上的電動(dòng)車，就可以獲得最高20%的買車補(bǔ)助款。美國對(duì)購買電動(dòng)車車主實(shí)施稅收減免，幅度2500到7500美元。能源

10、部撥款數(shù)十億美元補(bǔ)助車廠生產(chǎn)電動(dòng)車，各州政府也提供土地興建車廠能源部特別成立20億美元的補(bǔ)助計(jì)劃，以促進(jìn)電動(dòng)車電池以及相關(guān)零部件發(fā)展奧巴馬約8000億美元的刺激經(jīng)濟(jì)方案，其中有1500億美元用于新能源發(fā)展，在稅額抵扣優(yōu)惠方面，可再生能源的優(yōu)惠額度由100億美元提升到200億美元。2012年時(shí)，美國聯(lián)邦政府的車輛中，有一半需為電動(dòng)車。日本實(shí)施綠色稅制，讓購買純電動(dòng)車、油電混合車、天然氣車、柴油車的消費(fèi)者可以少付稅設(shè)立低排放車認(rèn)定制度，只要通過認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，可以享有不同的稅負(fù)減免優(yōu)惠，排放二氧化碳超低的，賦稅減免越多。平均每臺(tái)電動(dòng)車可獲20萬日圓稅負(fù)減免。南韓實(shí)施燃油稅改革，調(diào)漲燃油稅，下調(diào)液化石油稅

11、，拉大兩者之間的價(jià)差，鼓勵(lì)民眾使用環(huán)保能源。補(bǔ)助每輛新購的CNG公車22500美元，CNG垃圾運(yùn)輸卡車補(bǔ)貼60000美元，提供每座加氣站最高達(dá)70萬美元的低息貸款，年利率4.5%。購買每輛CNG公車減免1萬美元購買稅，每座加氣站則減少1萬5000美元的企業(yè)稅。歐盟歐洲議會(huì)通過法案，要求政府機(jī)關(guān)以后采購車輛時(shí)，不僅需要考慮汽車價(jià)格，還必須注重環(huán)保節(jié)能，以排放低污染、低二氧化碳的車款為優(yōu)先。英國投入總額約3億英鎊，進(jìn)行低碳排放計(jì)劃。投入2.5億英鎊，加速低碳排放車輛普及。購買電動(dòng)車可獲得2000到5000英鎊獎(jiǎng)勵(lì)。法國制定二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，排放介于100克到130克之間，可獲得200到1000歐元

12、的獎(jiǎng)金，如果排放量在60克以下，可得到最高獎(jiǎng)金5000歐元，但是二氧化碳排放量超過標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)被多課200到2600歐元的稅。從2008年起，陸續(xù)投入4億歐元，幫助汽車廠研發(fā)、制造電動(dòng)車德國實(shí)施石油稅收法，針對(duì)電動(dòng)車實(shí)施稅收優(yōu)惠，目標(biāo)是到2010年每年稅收優(yōu)惠約30億歐元，2050年時(shí)一年稅收優(yōu)惠50億歐元，且對(duì)于油電混合車2008年起已經(jīng)投入5億歐元補(bǔ)貼。2.4 純電動(dòng)車就是完全采用電來擔(dān)任動(dòng)力，其車身安裝了有馬達(dá)的配置，以及提供馬達(dá)電力的電池。這種純電動(dòng)車舍棄了傳統(tǒng)燃油引擎，也把存放燃油的油箱取消，省去的空間與重量，轉(zhuǎn)由重量不輕的電池來取代和使用。純電動(dòng)車完全依賴電池動(dòng)力，使用馬達(dá)與電機(jī)控制

13、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。它不使用液體燃料，沒有轟鳴的引擎，也沒有冒煙的排放管，具備最佳的環(huán)保訴求。純電動(dòng)車與燃油引擎在某種程度上是類似的，那就是越輕越環(huán)保、燃油引擎車是越輕越省油、越能減少二氧化碳排放量并省錢。純電動(dòng)車則是越輕越省電、越環(huán)保（減少使用的電可以幫助電廠減排），提高續(xù)航力。但由于電池本身有一定的重量與體積，目前各家廠商的努力方向是設(shè)法減輕純電動(dòng)車整體的車重。當(dāng)然，純電動(dòng)車車型的改變時(shí)很重要的部分，電池位置的適當(dāng)配置，車重的拿捏，都考驗(yàn)純電動(dòng)車廠車的智慧。同時(shí)，電動(dòng)車上路，需要很多配套措施才跑的順，特別是充電設(shè)備方面，不能只有住家充電設(shè)備，工作地點(diǎn)也要，而馬路上需要設(shè)置充電站，或者是加油站增加

14、充電設(shè)備，這些都會(huì)是純電動(dòng)車普及的關(guān)鍵。純電動(dòng)車之所以沒能普及的原因除了基礎(chǔ)設(shè)施需要強(qiáng)化外，根本的原因在于成本，純電動(dòng)車最大的成本支出在于昂貴的可充電電池，約占純電動(dòng)車約40%50%的成本，不論是采用鎳氫電池或鋰鐵電池，電池的價(jià)格要進(jìn)一步下降，純電動(dòng)車的成本才能夠降低，提高普及率。.tw預(yù)估，2015年全球純電動(dòng)車市場率達(dá)到50萬輛，2020年可達(dá)200萬輛。各品牌車廠投入純電動(dòng)車狀況 在2002年，通用汽車（GM）曾經(jīng)召回并銷毀了該公司打造的全部EV1系列電動(dòng)車，原因是過高的成本與極低的市場接受度，使得純電動(dòng)車在美國市場幾乎扼殺在襁褓之中。但是到了2007年底，日本車廠日產(chǎn)汽車（Nissan

15、）于該年東京車展上宣示將于2012年大量生產(chǎn)電動(dòng)車，將于日本、歐洲市場等地推出。日產(chǎn)采取的方式是兩路并進(jìn)，他們除了設(shè)法從電池、車身結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上改善純電動(dòng)車的生產(chǎn)成本與效能，也積極與各國政府合作進(jìn)行純電動(dòng)車需要的充電設(shè)備基礎(chǔ)建設(shè)。比如說日本東京都政府，就與日產(chǎn)方面合作在大東京地區(qū)設(shè)置數(shù)百個(gè)充電站。雙管齊下來解決純電動(dòng)車的問題，未來的純電動(dòng)車普及之路就會(huì)比較順達(dá)。由于各國政府的支持，包括日產(chǎn)（Nissan）、雷諾（Renault）、斯巴魯（subaru）、三菱（Mistubishi）、寶獅（Peugeot）、奔馳（Mercedes-Benz）與BMW等車廠，已經(jīng)積極切入純電動(dòng)車的開發(fā)設(shè)計(jì)與制造

16、，更有Ecotricity公司W(wǎng)estfield、Delta Motorsport、Lightning等較小獨(dú)立車廠進(jìn)行純電動(dòng)車的打造。臺(tái)灣的裕隆汽車業(yè)投資了納智捷（Luxgen）這個(gè)自創(chuàng)品牌，由華創(chuàng)負(fù)責(zé)關(guān)鍵設(shè)計(jì)，也即將進(jìn)軍純電動(dòng)車市場。產(chǎn)業(yè)鏈改變，電動(dòng)車小廠出頭天目前市場上各家廠商為了快速讓純電動(dòng)車普及，正努力減輕充電電池重量，并降低成本，還得提高電池的能量密度，這是因?yàn)橐獪p少電池的體積，放在純電動(dòng)車身內(nèi)才不會(huì)太占據(jù)空間。廠商們?yōu)榱耸钩杀纠^續(xù)減少到目前的一半，甚至是四分之一，純電動(dòng)車廠與汽車廠商、系統(tǒng)供應(yīng)商正進(jìn)行合作來加速開發(fā)速度，這是有效減少研發(fā)成本的方法。 純電動(dòng)車的研發(fā)、生產(chǎn)與制造，和

17、傳統(tǒng)車廠的方法有很大的不同，如果從頭到尾自己來開發(fā)純電動(dòng)車，廠商會(huì)面臨的是各種不同領(lǐng)域科技的整合。這些科技包括了高效能電池、機(jī)電控制系統(tǒng)、馬達(dá)、傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)等多項(xiàng)技術(shù)，如果是小廠商，很難面面俱到，而即便是極具規(guī)模的傳統(tǒng)車廠，要整合這么多技術(shù)也是需要很大的努力。但是，純電動(dòng)車的制造幾乎可以完全分工，有的廠商可以專門只進(jìn)行純電動(dòng)車的設(shè)計(jì)，賺取設(shè)計(jì)費(fèi)，有的則是專門生產(chǎn)電池、馬達(dá)、傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、車身等部分。這樣一來，專門進(jìn)行組裝純電動(dòng)車的公司可就方便了，需要哪些東西，就和合作的供應(yīng)商購買即可，特別是這當(dāng)中有相當(dāng)多的零組件，如馬達(dá)、車身等等已經(jīng)很成熟。在這種情況下，純電動(dòng)車的開發(fā)與

18、制造，會(huì)偏向于不同廠商合作的態(tài)勢，非常類似個(gè)人電腦工業(yè)的情況。當(dāng)前的全球電腦工業(yè)，就是很明顯的分工產(chǎn)業(yè)，任何有志要打造一臺(tái)電腦的廠商，可以從各種供應(yīng)商獲得需要的零組件，在進(jìn)行組裝即可。固然傳統(tǒng)廠商已經(jīng)運(yùn)作了數(shù)十年，供應(yīng)鏈體系已經(jīng)很成熟，正如電腦產(chǎn)業(yè)一樣，而純電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)則是新興的，還不能算是成熟產(chǎn)業(yè)。因此，純電動(dòng)車的打造需要各方合作，而這給了很多小廠商機(jī)會(huì)，形成這幾年來的特殊商機(jī)，除了發(fā)達(dá)國家外，也受到許多沒有孕育出重要傳統(tǒng)車廠的發(fā)展中國家重視，因此在這個(gè)運(yùn)輸車輛產(chǎn)業(yè)革命的浪潮上，是有機(jī)會(huì)選擇切入點(diǎn)來投資電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的，給了這些國家提升國內(nèi)產(chǎn)業(yè)水準(zhǔn)，加入國際運(yùn)輸車輛市場競爭的可能性，也將是這幾年全

19、球純電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)象之一。短程運(yùn)輸將是純電動(dòng)車未來的主力市場小型的純電動(dòng)車，現(xiàn)階段比較適合在短程的運(yùn)輸用途，比方說都市內(nèi)短程代步、機(jī)場、科學(xué)或工業(yè)園區(qū)、游樂度假區(qū)等等，行駛不過100公里的短程用途。大型的純電動(dòng)車，如電動(dòng)巴士，適合由政府單位率先支持，提高大眾運(yùn)輸工具的環(huán)保訴求，減少都會(huì)區(qū)的二氧化碳排放量。.tw預(yù)估2015年全球的純電動(dòng)車市場可達(dá)到50萬輛，2020年可達(dá)200萬輛。未來的純電動(dòng)車，將不限于我們較為熟悉的環(huán)保電動(dòng)雙人或四人小車，而是有電動(dòng)巴士這種由政府高度投資與鼓勵(lì)的車輛出現(xiàn)，也會(huì)有車體較大的純電動(dòng)休旅車、純電動(dòng)豪華大轎車等。至于當(dāng)前已經(jīng)很常出現(xiàn)的純電動(dòng)車，還不是運(yùn)輸主力，自然

20、是輕型通勤用純電動(dòng)車（LEV）、純電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)高爾夫球車等等。其中，LEV是印度、中國等發(fā)展中國家，重點(diǎn)培植的車重，希望能夠減少發(fā)展中國家未來汽車大增后產(chǎn)生的環(huán)保需求，并為本土純電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)扎根。2.5 HEV、PHEV區(qū)別 目前，市面上銷售的油電混合車（HEV）系統(tǒng)，以引擎發(fā)電和回收車輛剎車時(shí)的能量對(duì)電池組充電；插電式油電混合車系統(tǒng)則是能用110或220伏特的一般市電，給高能量電池組充電，在都會(huì)區(qū)短程行駛時(shí)，其電能足可供應(yīng)純電動(dòng)模式行駛約13公里，完全不排放廢氣，達(dá)到目的地或回家時(shí)，再以市電輔充高能量電池組電量，引擎之動(dòng)力只在電池電量偏低、長程行駛或須全動(dòng)力輸出時(shí)啟動(dòng)，可使都會(huì)區(qū)之

21、車輛大量減少廢氣排放。 預(yù)估插電式油電混合車在市區(qū)行駛模式下，還可比純油電混合車車種更節(jié)省5070%的燃油消耗量，且車輛在行駛同距離狀況下，所耗之電費(fèi)較油價(jià)便宜約四分之三，據(jù)說，豐田研發(fā)實(shí)驗(yàn)中之插電式油電混合車Prius油耗已達(dá)79.5MPG（Mile Per Gallon）。而美國通用汽車（GM）之插電式油電混合車2009 Saturn Vue Green Line，其鋰離子充滿電之電力，可以純電動(dòng)行駛16公里。瑞典車廠Volvo亦將與Saab車廠、瑞典ETC電池以及瑞典政府合作研發(fā)插電式油電混合車款。另外，通用汽車業(yè)推出了插入式串聯(lián)油電混合車的概念車Chevrolet Volt Conce

22、pt，此模式與豐田的串、并聯(lián)的插電式混合車不同。該款概念車采用鋰離子電池，以電池電力作純電動(dòng)模式行駛，可以通過家用電源充電，或用引擎帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，通過發(fā)電；來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)行駛，引擎不直接驅(qū)動(dòng)車輛，而是只作串聯(lián)方式發(fā)電，換算油耗約為一公升可跑21公里。根據(jù)通用汽車所提供的資料顯示，其鋰離子電池在充滿電力以后，不使用引擎發(fā)電狀況下，約可以電動(dòng)模式行駛約64公里。該引擎還可使用85%的乙醇和15%的汽油混合的燃料E85，并規(guī)劃改用柴油引擎，以便使用生質(zhì)柴油，更進(jìn)一步將以燃料電池代替引擎。柴油油電混合車相同體積的柴油內(nèi)含的能量高于汽油，加上柴油引擎效率亦高于汽油引擎，可比汽油引擎省油2540%，在現(xiàn)代科技把

23、柴油引擎變干凈后，車廠開始在高油價(jià)時(shí)代開發(fā)柴油油電混合車來節(jié)能；法國雪鐵龍汽車之C4即為柴油油電混合車。具備超級(jí)電容的油電混合車德國BMW則有油電混合車概念的Efficient Dynamiscs，該車配備用于回收能量與用于輔助蓄電的大容量電容器，其電容器能釋放約10秒左右的能量，可提供緩慢起步時(shí)，先以電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)之電能，待車速上升至設(shè)定值，或大力踩油門時(shí)，引擎才開始啟動(dòng)，而在停車時(shí)，引擎則停止運(yùn)轉(zhuǎn)。油電混合車技術(shù)取決于國際大廠油電混合車需要非常好的引擎與馬達(dá)技術(shù)配合，車身結(jié)構(gòu)與電池系統(tǒng)也是關(guān)鍵，現(xiàn)階段仍是以汽車大廠具備技術(shù)、產(chǎn)量優(yōu)勢，使得它比純電動(dòng)車更快普及到市場上。目前量產(chǎn)之油電混合車，以

24、日本豐田之汽油與電力油電混合車的技術(shù)與銷量居世界領(lǐng)先地位，其以行星齒輪組為動(dòng)力輸出設(shè)備，可將一體式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)、引擎以及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之輸出結(jié)合在一起，具有串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)之模式。所謂串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，簡單來說就是引擎持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)在高效率區(qū)，動(dòng)力不傳至車輪，純粹只用來發(fā)電給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，由馬達(dá)以電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)整車；而并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)即是引擎動(dòng)力驅(qū)動(dòng)馬達(dá)動(dòng)力同時(shí)傳到車輪驅(qū)動(dòng)車輛，一體式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)并依電池充電狀況決定是否發(fā)電，以對(duì)電池發(fā)電。目前市面上的油電混合車，主要有豐田Prius、豐田Camry Hybrid、Lexus RX400h、本田Accord Hybrid Civic Hybrid、本田insight、福特Escape

25、Hybrid等。在潔凈交通工具科技領(lǐng)域中，目前以油電混合車成效最為顯著，近幾年內(nèi)，將可見到各車廠量產(chǎn)之油電混合車大量上市。太陽能電動(dòng)車市場最先在日內(nèi)瓦車展現(xiàn)身的Quant太陽能概念車，動(dòng)力規(guī)格512匹馬力，極速將達(dá)到每小時(shí)275公里，并號(hào)稱有500公里的續(xù)航能力，能在20分鐘內(nèi)完成充電，開發(fā)出這臺(tái)車的瑞典跑車公司Koenigsegg，采用瑞士公司NLV Solar提供的太陽能模組打造，最近正與美國車廠通用（GM）洽談收購?fù)ㄓ闷煜绿潛p的瑞典SAAB汽車事業(yè)，打算用SABB的生產(chǎn)線生產(chǎn)太陽能車。另外，日本車廠豐田在2009年5月18日發(fā)布的第3代Prius則在車頂采用了太陽能模組，通過這個(gè)模組提供

26、的電力進(jìn)行換氣，并結(jié)合了空調(diào)的遙控操作，可在不啟動(dòng)引擎的情況下通過充電電池的電力運(yùn)轉(zhuǎn)，降低汽車停在大太陽底下時(shí)不斷增高的車內(nèi)溫度，提高燃油效率與舒適性。2.7燃料電動(dòng)車燃料電池類型，大致分為氫燃料電池、甲烷燃料電池、甲醇燃料電池和汽油燃料電池。也就是采用不同的燃料在電池內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電力，然后通過電力來帶動(dòng)馬達(dá)，使車輛行走。燃料電池車是另一種被重視的環(huán)保車，其設(shè)計(jì)理念相當(dāng)環(huán)保，如果是氫燃料電池的車輛，其行駛的過程能跟空氣中的氧結(jié)合，只會(huì)排放出水蒸氣，噪音非常低，且氫這個(gè)元素幾乎取之不盡，用之不竭，而且除了通過電解水或分解甲烷取得外，很多任務(wù)業(yè)的衍生產(chǎn)物就有氫。但燃料電池車的缺點(diǎn)是需要很好

27、的技術(shù)整合，而且生產(chǎn)燃料電池需要的氫，要耗掉電來分解水才行，這些電能需要火力發(fā)電廠、核能電廠或水力電廠，成本和效益也是必須要考慮的地方，預(yù)期未來如果發(fā)電方式更為潔凈與低廉，燃料電池的氫原料來源取得才不會(huì)是個(gè)環(huán)保問題。另外，氫燃料電池還有密度、儲(chǔ)存、壓力與安全性問題，特別是抗撞擊、震動(dòng)等等，這些都需要高成本來解決，即便是通過甲烷、汽油和乙醇為主的燃料電池來轉(zhuǎn)換出氫來，仍舊需要石化燃料，不論是開采取得或生質(zhì)能源均然，但好處是這種運(yùn)用石化燃料的方式幾乎不會(huì)產(chǎn)生空氣污染，能量轉(zhuǎn)換效率比單純把燃料送到引擎去燒要高。全球各國投入資金發(fā)展燃料電池技術(shù)2008年歐洲議會(huì)通過“氫能源和燃料電池聯(lián)合技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”

28、，提供10億歐元科研經(jīng)費(fèi)，用于加速推進(jìn)燃料電池的研發(fā)規(guī)模。至于美國，則有能源部制定“氫計(jì)劃”，希望在未來五年內(nèi)投入三十多億美元開發(fā)氫燃料技術(shù)，打算提高燃料電池汽車的比重，未來期望在2020年能有25%的比例。 實(shí)際的市場上，以氫能為主的燃料電池汽車已經(jīng)開始銷售。2008年6月，全球第一款大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池汽車由日本本田開始量產(chǎn)上市。2008年10月，美國通用汽車也開始銷售氫燃料電池汽車。 印度著名的塔塔汽車則依靠購買全球最新技術(shù)，建立燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)聚落，其中包括收購韓國大宇商用車及美國福特旗下的捷豹（Jaguar）、路寶（Rover）這兩個(gè)知名品牌。中日美韓競爭專利技術(shù)新能源產(chǎn)業(yè)鏈核心

29、主要是燃料電池技術(shù)。在專利競爭方面，日本、美國、韓國處于領(lǐng)先地位，中國、加拿大、德國則緊追其后。世界化學(xué)品生產(chǎn)制造商塞拉尼斯、杜邦、巴斯夫、Methanex,燃料電池開發(fā)商Ballard 動(dòng)力系統(tǒng)、國際燃料電池及汽車生產(chǎn)商MercedesBenz、福特汽車、現(xiàn)代汽車、福斯汽車等都紛紛聯(lián)手開發(fā)燃料電池和燃料電池汽車。燃料電池巴士 目前由Mercedes-Benz生產(chǎn)的燃料電池巴士，已經(jīng)陸續(xù)在歐洲、中國等地上路，這類型的車輛需要能夠輔充氫的加氫設(shè)施，一般是設(shè)置在巴士總站與中繼站。 燃料電池油電混合車 燃料電池（Fuel Cell）是由燃料與電池組合而成，包含甲醇、乙醇、天然氣、以及汽油等，均可分解

30、出氫作為電池燃料，其以特殊催化劑使燃料與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，只排放二氧化碳和水，無排放廢氣的污染。 美國通用汽車已經(jīng)開發(fā)出全世界第一個(gè)以汽油為動(dòng)力的燃料電池，宣稱其電力效率可達(dá)80%。日本豐田之燃料電池油電混合車為全球首輛商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)之燃料電池復(fù)合動(dòng)力車，其利用氫吸藏合金箱作高壓氫氧罐，提供燃料電池之氫氧來源，充填一次2公斤的氫氧可行駛250公里，且只排放水，是為清潔動(dòng)力。 插電式燃料電池概念車 美國通用于2008年拉斯維加斯消費(fèi)性電子展（CES）上，展示插電式燃料電池概念車Cadillac Provoq，目前先以小型馬達(dá)代替燃料電池使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，以串聯(lián)式油電混合車模式，同事充電至電池組并

31、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)行駛，待燃料電池能商業(yè)量產(chǎn)時(shí)，即可取代專用之小型馬達(dá)。 許多國家致力于降低都會(huì)區(qū)之汽車排放污染，因此有眾多使用燃料電池之油電混合車巴士正在歐、美、日市區(qū)進(jìn)行示范運(yùn)行，累積測試資料，以作為未來產(chǎn)量之依據(jù)。 燃料電池車的未來展望 由于燃料電池車還不能算是成熟的產(chǎn)業(yè)，我們預(yù)估2010年所有的車輛中大約不到1%是燃料電池車。預(yù)估至2015年以后，燃料電池車的市占率才會(huì)有明顯的增加。2.8電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)車是目前市面上可見的、有機(jī)會(huì)取代傳統(tǒng)汽、機(jī)車的新型交通工具。傳統(tǒng)車輛的動(dòng)力來源是汽油或柴油引擎，除引擎本體外，還需要有油箱、油泵、濾油器、空氣濾清器、化油器、噴嘴與點(diǎn)火裝置等組件，同事排氣管裝

32、有消音器與觸媒轉(zhuǎn)化器，而且水冷式引擎還需要冷卻水系統(tǒng)。 相比較之下，電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)顯得較為單純。目前市面上常見的電動(dòng)車，其動(dòng)力系統(tǒng)分為兩種，一種是采用鉛酸電池、鎳氫電池、或鋰電池等蓄電池系統(tǒng)的電動(dòng)車、主要的動(dòng)力組件是電池組、充電器、電力控制器與馬達(dá)等，因此動(dòng)力系統(tǒng)較為簡單。另外還有以燃料電池（使用最廣的是氫-空氣或氫-氧氣型燃料電池）為動(dòng)力系統(tǒng)的電動(dòng)車。蓄電電池系統(tǒng)蓄電池系統(tǒng)的電動(dòng)車較為簡單，雖然電池材料有許多種，目前常見的就有鋰電池、鉛酸、和鎳氫等多種，由于汽車需要大電流來帶動(dòng)，所以鋰電池的特性較為適合，不過由于鋰電池在安全性上的考慮，如果制程有瑕疵會(huì)有預(yù)熱起火等問題，所以現(xiàn)在也有許多新產(chǎn)

33、品如磷酸鐵鋰電池或是東芝開發(fā)的SCiB電池等，就是希望從安全上與鋰電池競爭。不過，這類蓄電電池不論材質(zhì)為何，都是需要與外部電力連接充電，然后再以通過電力控制器帶動(dòng)馬達(dá)來運(yùn)作。燃料電池系統(tǒng)燃料電池雖然號(hào)稱電池，但其實(shí)是一種發(fā)電機(jī)。使用燃料電池的電動(dòng)車，是將電池組、儲(chǔ)氫罐、馬達(dá)與其他相關(guān)組件加以整合，便可組成燃料電池引擎系統(tǒng)，以作為燃料電池電動(dòng)車的動(dòng)力來源。這種系統(tǒng)可分為水冷式與氣冷式兩種，水冷式動(dòng)力系統(tǒng)能源效率較高，但較為復(fù)雜，適合應(yīng)用于較大型的汽、機(jī)車中。氣冷式動(dòng)力系統(tǒng)能源效率較低，但是結(jié)構(gòu)單純，適合裝設(shè)于小型的自行車與代步車中。由于燃料電池組的反應(yīng)物需要由外界供應(yīng)，所以要有提供氫氧與空氣的系

34、統(tǒng)，同時(shí)要裝設(shè)電池組冷卻系統(tǒng)，因此燃料電池電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)比一般電池電動(dòng)車較為復(fù)雜。電機(jī)類型由原來的日系永磁電機(jī)、北美系交流感應(yīng)電機(jī)、歐系永磁和感應(yīng)電機(jī)并存的狀況，發(fā)展為均向永磁電機(jī)靠攏的態(tài)勢。在在新有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參展商中僅有一家堅(jiān)持交流感應(yīng)系統(tǒng)，認(rèn)為永磁電機(jī)在實(shí)際使用過程中沒有交流感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)定可靠，幾乎所有的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)商帶來的產(chǎn)品均為功率不同、轉(zhuǎn)速不同的永磁電機(jī)系統(tǒng)。電機(jī)轉(zhuǎn)速有向高速化發(fā)展的趨勢。各電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造商為了滿足整車制造商，紛紛提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，過去常用的4,000rpm（轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘）和6，000rpm，已有比較顯著的成長，而較新的技術(shù)開始往10，000rpm、12,000rp

35、m和14,000rpm發(fā)展。這些高速電機(jī)為了滿足車輛的要求又紛紛加裝了減速裝置。據(jù)了解，這些新型的電機(jī)其綜合的功率較單電機(jī)的要高，成本相當(dāng)，而電機(jī)的冷卻方向往液冷卻裝置發(fā)展。2.9電動(dòng)車熱管理議題電動(dòng)車的性能表現(xiàn)依賴作為能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的動(dòng)力蓄電池組。電池組性能直接影響整車的加速特性、續(xù)航能力以及制動(dòng)能量回收的效率等，電池的成本和使用壽命直接影響車輛的成本和可靠性，所有影響電池的參數(shù)必須得到優(yōu)化?？刂茰囟龋S持效能及安全性電動(dòng)車的電池在使用中發(fā)熱量很大，電池溫度影響電池的電化學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行、使用壽命和充電可接受性、功率和能量、安全性和可靠性。所以，為了達(dá)到最佳的性能和壽命，需將電池包的溫度控制在一定

36、范圍內(nèi)。減小保內(nèi)不均勻的溫度分布以避免模組間的潛在危險(xiǎn)。由于電池包的設(shè)計(jì)既要，密封、防水、防塵、絕緣等，又要考慮空氣流場分布、均勻散熱。電池包的散熱通風(fēng)設(shè)計(jì)、成為電動(dòng)車研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。在新型純電動(dòng)車的研發(fā)中加強(qiáng)電池均衡及熱管理系統(tǒng)研究的力度，采用專用流體分析軟體FLUENT和通用大型有限元分析軟體ANSYS對(duì)電池包內(nèi)流動(dòng)情況進(jìn)行分析，同事進(jìn)行了大量的實(shí)物驗(yàn)證試驗(yàn)，在考慮各種因素的情況下對(duì)電池包的尺寸、電池布置、甚至箱體材料等進(jìn)行優(yōu)化。馬達(dá)熱管理電動(dòng)車與一般汽車一樣都需要熱管理的技術(shù)支持，什么是馬達(dá)熱管理系統(tǒng)？馬達(dá)熱管理系統(tǒng)用一個(gè)形象的比喻來講，就是給馬達(dá)裝了一臺(tái)變頻空調(diào)，使馬達(dá)在工作的時(shí)候

37、保持在最佳的冷卻水溫度90度。研究人員在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有在最佳溫度下工作，馬達(dá)才最省油。為了保證這個(gè)馬達(dá)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，他們就給它安裝了一臺(tái)變頻空調(diào)，變頻空調(diào)內(nèi)就是一個(gè)主要的控制器，也就是說溫度越高，這個(gè)風(fēng)扇的專屬也就越大，從而保證馬達(dá)工作在最佳的溫度內(nèi)。這個(gè)熱管理技術(shù)主要有兩個(gè)系統(tǒng)組成：一個(gè)是冷卻智能控制模式；第二個(gè)是風(fēng)扇智能控制模式。馬達(dá)的冷卻智慧控制系統(tǒng)是為了維持馬達(dá)在一個(gè)最佳的溫度下工作，通過精確控制馬達(dá)冷卻水的溫度，使馬達(dá)不過冷也不過熱，始終保持在90度左右的合理范圍內(nèi)，使馬達(dá)工作在一個(gè)最佳的曲線下，這樣就可以使馬達(dá)發(fā)揮它最大的能量，這就是智慧空調(diào)，讓它保持在90度的溫度下，在這個(gè)溫度下

38、，就可以發(fā)揮出最高的效益。 除了發(fā)揮最大的效益外，還要精確地控制散熱，給馬達(dá)加裝了風(fēng)扇智慧控制系統(tǒng)，在馬達(dá)散熱的過程中，決定轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，需要它高速的時(shí)候它就高速，不需要的時(shí)候它就停止。這個(gè)原因是風(fēng)扇在一般的情況下，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，會(huì)消耗10千瓦左右的能量，這個(gè)會(huì)占馬達(dá)10%左右的功率。如果能夠合理地控制風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，就能節(jié)約一部分能源，這個(gè)變頻空調(diào)的理論。一方面讓它在合適的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面讓風(fēng)扇在不需要的時(shí)候不轉(zhuǎn)，來保證馬達(dá)不冷不熱的狀態(tài)。電動(dòng)車市場推廣的阻礙與挑戰(zhàn) 能源危機(jī)的日益加劇和汽車保有量的與日俱增，使得傳統(tǒng)引擎汽車面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，特別是經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展中的中國，石油消耗和進(jìn)口量不斷

39、攀升，給油耗大戶汽車工業(yè)的發(fā)展造成了前所未有的壓力。在此情況下，發(fā)展電動(dòng)車的呼聲迅速升溫，不少知名的整車廠商都已經(jīng)宣布將很快推出自己的電動(dòng)車產(chǎn)品，電動(dòng)車的時(shí)代已經(jīng)離我們越來越近。電動(dòng)車的發(fā)展瓶頸 近幾年對(duì)電動(dòng)車的研發(fā)投入不斷加大，一些技術(shù)難點(diǎn)正逐步克服，但是仍有很多業(yè)內(nèi)專家對(duì)當(dāng)前的電動(dòng)車技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化前景存有疑慮，歸納起來電動(dòng)車的發(fā)展瓶頸主要有以下幾個(gè)方面：一、 電動(dòng)車電池電動(dòng)車對(duì)電池的要求極高，必須有高能量密度、高電力密度、快速充電和深度放電的性能，而且要求成本盡量低、使用壽命盡量長。目前，鉛酸電池發(fā)展最久且成本最低。但是鉛酸電池的特性，并不適合應(yīng)用于車用電池領(lǐng)域。而其他較為成熟的電池，如鎳

40、氫電池，性能優(yōu)于鉛酸電池，但在快速充放電能力、電力密度與能量密度等條件仍有改善的空間。目前，越來越多的研究人員考慮采用鋰離子電池作為電動(dòng)車的車用電池。鋰離子電池有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1. 工作電壓高（是鎳氫電池、鎳鎘電池的3倍）、2. 體積小、3. 品質(zhì)輕、4. 使用壽命長、5. 自放電率低、6. 無記憶效應(yīng)、7. 無污染等。在鋰離子電池中，鋰鐵電池較被看好，這種電池雖然能量密度不及鋰鈷電池，但是安全性高，單體電池的循環(huán)次數(shù)達(dá)到2000次，放電穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)便宜（相對(duì)于鋰鈷電池），可能成為未來電動(dòng)車動(dòng)力的新選擇。然而，即使是這種比較便宜的鋰鐵電池，其成本依然十分高昂。假如一款成熟的電動(dòng)車重量高達(dá)1.

41、5噸，最高時(shí)速130公里，一次充電續(xù)航里程200公里（時(shí)速60公里）來計(jì)算，所需的鋰鐵電池（76AH、工作電壓320V）將重達(dá)350公斤?？傊壳吧袩o一種高價(jià)格性價(jià)比的電池能夠同時(shí)滿足電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的性能與成本需要。二、 其它技術(shù)瓶頸：1電池使用壽命短而更換成本高：現(xiàn)在國內(nèi)多是鋰電池生產(chǎn)廠家提出免費(fèi)保質(zhì)期限只有1年，如前所述。即使是一輛性能相當(dāng)普通的電動(dòng)車，電池成本也要約30至40萬元。如果一年或者兩年后消費(fèi)者要自費(fèi)更換電池，其費(fèi)用將是多么巨大。 2、電池適應(yīng)性差：除了快速充電問題很難解決外，電池在低溫條件下容量將明顯降低，在高溫條件下（50）又需要冷卻才能正常工作，而這也是消耗自身能量的。此

42、外，隨著使用時(shí)間的延長，電池的各種性能將逐漸下降，其結(jié)果將造成電動(dòng)車整車性能（車速、加速性、一次充電的續(xù)航里程）不斷下降。 3、 充電便利性問題：對(duì)于無車庫的城市車主，在家充電并不方便，即便可以用家用220伏電壓充電，安全上也存在一定隱患。為根本解決這一問題，唯一的辦法是在社區(qū)、停車場設(shè)置充電站，類似網(wǎng)路的普及不是短期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的。 4、電量耗盡問題：目前憑借電壓判斷電量的方式并不準(zhǔn)確，這也是世界性的技術(shù)難題。一旦誤判導(dǎo)致電量耗盡而拋錨，電動(dòng)車將比汽車麻煩的多。 5、電動(dòng)車空調(diào)問題：電動(dòng)車空調(diào)的耗電功率在34KW，一般開啟空調(diào)，電動(dòng)車的續(xù)航里程至少要減少三分之一，換言之，原來能行駛90公里的電

43、動(dòng)車，當(dāng)使用空調(diào)時(shí)最多只能行駛60公里。 6、能量回收困難：在考慮行車安全的前提下，電動(dòng)車在減速及制動(dòng)時(shí)可以回收的能量有限，目前最多只能回收這部分能量的20%。這對(duì)于不斷啟停的城市路況，會(huì)對(duì)續(xù)駛里程造成很大影響。三、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 純電動(dòng)車不使用燃油，不受油價(jià)飛漲的影響，電力相對(duì)燃油較為便宜。但是由于電動(dòng)車需要改變整個(gè)動(dòng)力體系，這就需要承擔(dān)額外的成本來換裝電機(jī)、電池、特別是電池和電機(jī)控制系統(tǒng)的成本很高，必將帶動(dòng)整車銷售價(jià)格的提高。為了滿足車速和續(xù)駛里程的需要，又必須增加電池容量，這樣整臺(tái)車的重量和成本還要增加。與此同時(shí)，現(xiàn)有引擎的節(jié)能技術(shù)也在不斷進(jìn)步，如果沒有政府的特殊政策扶植或一定數(shù)額的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼

44、，用戶選擇購買價(jià)格昂貴的電動(dòng)車就不見得劃算了。2.11電池效率參差不齊用于電動(dòng)車（EV）和油電混合車（HEV）的電池技術(shù)已經(jīng)獲得了顯著進(jìn)步，不但電池能量密度已穩(wěn)步提高，而且電池還能可靠地充電和放電數(shù)千次。如果設(shè)計(jì)工程師能有效利用這些技術(shù)進(jìn)步，那么就成本、可靠性和壽命而言，電動(dòng)車和油電混合電動(dòng)車就有潛力與傳統(tǒng)汽車競爭。一個(gè)電池規(guī)定的容量是指電池從100%充電狀態(tài)到零充電狀態(tài)所能提供的能量。充電到100%充電狀態(tài)或放電到零充電狀態(tài)會(huì)迅速縮短電池壽命，因此應(yīng)該仔細(xì)管理電池以避免完全充電或完全放電狀態(tài)。與工作在3070%的充電（利用40%的容量）狀態(tài)之間相比，工作在10%充電狀態(tài)到90%充電狀態(tài)之間（

45、利用80%的規(guī)定容量）可以將電池的充電循環(huán)總次數(shù)減少到原來的三分之一或更低。 在有效電池容量和電池壽命之間進(jìn)行平衡，給電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師帶來了挑戰(zhàn)?？紤]前文提到的利用40%容量與利用80%容量的情況，如果系統(tǒng)將電池限制為僅使用其40%容量，以便使電池壽命延長到原來的三倍，那么電池尺寸必須增大一倍以獲得與利用80%容量情況下一樣多的可用容量。但這會(huì)使電池系統(tǒng)的重量和體積增大一倍，從而提高成本并降低效率。汽車制造商一般要求電池壽命超過10年，且對(duì)必需的可用電池容量做了規(guī)定。電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師面對(duì)的挑戰(zhàn)是必須竭盡所能用最小的電池組實(shí)現(xiàn)最大的容量。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，電池系統(tǒng)必須采用精密的電子電路仔細(xì)控制

46、和監(jiān)視電池。電動(dòng)車電池組系統(tǒng) 電動(dòng)車電池組由多個(gè)電池串聯(lián)疊置組成。一個(gè)典型的電池組大約有96個(gè)電池，充電到4.2V的鋰離子電池而言，這樣的電池組可產(chǎn)生超過400V的總電壓。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看做單個(gè)高壓電池，每次都對(duì)整個(gè)電池組進(jìn)行充電和放電，但電池控制系統(tǒng)必須獨(dú)立考慮每個(gè)電池的情況。如果電池組中的一個(gè)電池容量稍微低于其它電池，那么經(jīng)過多個(gè)充電/放電周期后，其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。如果這個(gè)電池的充電狀態(tài)沒有周期性地與其他電池平衡，那么它最終將進(jìn)入深度放電狀態(tài)，從而導(dǎo)致?lián)p壞，并最終形成電池組古裝。為防止這種情況發(fā)生，每個(gè)電池的電壓都必須監(jiān)視，以確定充電狀態(tài)。此外，必須有一個(gè)裝置讓電池單

47、獨(dú)充電或放電，以平衡這些電池的充電狀態(tài)。電池監(jiān)視系統(tǒng) 對(duì)于電池廠商而言，有好的電池仍須要有好的電池監(jiān)視系統(tǒng)（Battery Management System，簡稱BMS）才能夠使車用電池模組順利運(yùn)轉(zhuǎn)，這也是現(xiàn)階段各大電池廠與車廠積極投入的領(lǐng)域。由于臺(tái)灣廠商在電機(jī)領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，這個(gè)領(lǐng)域也是很適合臺(tái)灣廠商切入。在電池監(jiān)視系統(tǒng)架構(gòu)之間做抉擇時(shí)，至少有五個(gè)需要平衡的主要要求。它們的相對(duì)重要性取決于最終客戶的需求和期望。1、 準(zhǔn)確性：為了利用可能的最大電池容量，電池監(jiān)視器需要準(zhǔn)確。不過，汽車是一種離訊系統(tǒng)，在很大的頻率范圍記憶體在電磁干擾。任何的準(zhǔn)確性降低都會(huì)對(duì)電池組壽命和性能造成有害影響。2、

48、 可靠性：不管采用何種電源，汽車制造商必須滿足極高的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。此外，高能量容量以及有些電池技術(shù)潛在的不穩(wěn)定性是人們擔(dān)心的主要安全問題。相對(duì)于嚴(yán)重的電池事故，在保守性條件下，執(zhí)行斷開操作的故障安全系統(tǒng)更加可取，盡管它有可能使乘客不幸滯留。因此，必須仔細(xì)監(jiān)視和控制電池系統(tǒng)，已在系統(tǒng)中確保整個(gè)電池壽命期的全面控制。為了最大限度減少假和真的故障，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的電池組系統(tǒng)必須有完善的資料傳輸，最大限度地減少故障模式以及故障檢測。3、 可制造性：現(xiàn)代的汽車已大量采用復(fù)雜的電子產(chǎn)品。就汽車制造而言，增加復(fù)雜的電子電路和配線以支援電動(dòng)車/油電混合電動(dòng)車電池系統(tǒng)，會(huì)使復(fù)雜性更高?？偟慕M件和連接數(shù)量必須盡量地滿

49、足嚴(yán)格的尺寸和重量限制，并確保量產(chǎn)切實(shí)可行。4、 成本：復(fù)雜的電子控制系統(tǒng)可能很昂貴，最大限度減少入微控制器、接口控制器、電流隔離器和晶體振蕩器等成本相對(duì)高昂的組件數(shù)量可大大降低系統(tǒng)的總成本。5、 功率：電池監(jiān)視器本身也是電池的負(fù)載，其較低的工作電流可提高系統(tǒng)效率，較低的備用電流可在汽車熄火后防止電池過渡放電。2.12 車廠競相與電池制造商簽約 新能源汽車市場越來越得到歐美汽車巨頭的認(rèn)可。福斯（Volkswagen）汽車集團(tuán)原來的技術(shù)命門是高效清潔柴油車，但當(dāng)前，他們正被油電混合車的強(qiáng)大市場前景“吸附”過來。福斯汽車向外界透露，福斯汽車集團(tuán)與世界領(lǐng)先的充電電池開發(fā)商日本三洋（Sanyo）公司締

50、結(jié)合作協(xié)定，兩家公司將攜手開發(fā)基于鋰離子技術(shù)的新型高效高性能電池系統(tǒng)。并準(zhǔn)備在2012年正式投入環(huán)保汽車的使用。2010年福斯步入鋰電時(shí)代在鋰電池領(lǐng)域市場占有率居全球首位的日本三洋電機(jī)5月28日宣布，將加強(qiáng)對(duì)車用鋰電池研發(fā)及生產(chǎn)領(lǐng)域的投資，并從2009年開始量產(chǎn)。從2006年初開始，三洋就與德國福斯集團(tuán)攜手開發(fā)新一代鎳氫電池系統(tǒng)。該電池已進(jìn)入試制階段，今后的主要任務(wù)將是進(jìn)一步提高其安全性能等品質(zhì)保證系數(shù)。福斯集團(tuán)則表示計(jì)劃最早在2010年開始，將鋰離子電池技術(shù)應(yīng)用于汽車。在2009年日內(nèi)瓦車展上，福斯汽車集團(tuán)展示了Golf TDI（柴油）油電混合車的養(yǎng)車，顯示出高科技柴油油電混合車系統(tǒng)與7速D

51、SG技術(shù)相結(jié)合所具有的強(qiáng)大節(jié)能潛力。奧迪（Audi）也有代號(hào)為A1的概念車，采用這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，續(xù)航里程已經(jīng)可以達(dá)到100公里。 戴姆勒汽車也與德國Evonik公司合資生產(chǎn)汽車鋰離子電池，按照雙方簽訂的合作意向書，戴姆勒汽車將持有作為開發(fā)和生產(chǎn)合作方的Evonic公司旗下的Li-Tec Battery公司近50%的股份，Evonic公司仍對(duì)該公司具有控股權(quán)。但如果與建第二家生產(chǎn)高效能鋰離子電池的合資工廠，屆時(shí)戴姆勒汽車將擁有新工廠90%的股份，剩余股份由Evonic公司持有。電池技術(shù)主要由Li-Tec Battery公司來提供。戴姆勒汽車將從2010年起量產(chǎn)電動(dòng)車，并已經(jīng)量產(chǎn)電動(dòng)車和燃料電池油電

52、混合汽車。 日本加快鋰電開發(fā)技術(shù) 預(yù)計(jì)到2015年，全球市場油電混合車電池的需求與現(xiàn)在相比增加三倍，市場規(guī)模將達(dá)23億美元，將于2009年首次應(yīng)用在油電混合車上的鋰離子電池很可能會(huì)占據(jù)整個(gè)電池市場的半壁江山。日美歐汽車大廠預(yù)計(jì)2010年前后將正式在車用車上搭載鋰離子電池。 豐田（Toyota）也在加快研究開發(fā)鋰離子電池技術(shù)。豐田與松下共同出資建立的電池生產(chǎn)企業(yè)Panasonic EV能源將投資新建一間生產(chǎn)下一代鋰離子電池的工廠，并加強(qiáng)現(xiàn)有工廠的鎳氫電池產(chǎn)能，公司車載電池產(chǎn)能有望從2007年的50萬個(gè)左右增加到2011年的100萬個(gè)。日產(chǎn)和NEC共同斥資1.94億美元在全球首次量產(chǎn)油電混合車及電

53、動(dòng)車等環(huán)保型汽車專用的鋰離子電池。新合資工廠產(chǎn)品可提供10000輛油電混合車或電動(dòng)車使用，未來產(chǎn)量將提高5倍。日產(chǎn)同時(shí)向雷諾（Renault）公司提供這種鋰電池。并計(jì)劃2010年開始向美日市場推出電動(dòng)車。三洋在這幾年將投資800億日圓，力爭到2015年使新型車用鋰電池產(chǎn)能達(dá)到每月1000萬個(gè)模組，滿足170萬至200萬輛油電混合車的需求，還將根據(jù)市場需求動(dòng)向考慮于2010年建設(shè)新的車用鋰電池工廠。同時(shí)，三菱重工（Mitsubishi）、東芝（Toshiba）也表示2010量產(chǎn)或投資車用鋰電池。 車用電池廠的運(yùn)營分析電池廠應(yīng)用車種主要客戶產(chǎn)能規(guī)劃AESCHEV、EV日產(chǎn)、雷諾、富士重工2010年

54、年產(chǎn)量約30萬個(gè)電池組Panasonic EV EnergyHEV、PHEV豐田2011年可望供應(yīng)100萬臺(tái)電動(dòng)車鎖需的車用電池三洋HEV福斯、奧迪2010年年產(chǎn)量12萬個(gè)電池組東芝EV2015年月產(chǎn)值達(dá)到2000億日圓。2015年單月產(chǎn)能1000萬顆。比亞迪EV、PHEV比亞迪供應(yīng)旗下車廠使用，預(yù)估2009年年產(chǎn)能80萬輛車。A123 SystemsPHEV、EV通用、上海汽車2013年產(chǎn)能可供應(yīng)500萬輛HEVSB LiMotiveHEV、PHEV2020年目標(biāo)市占率30%LG ChemHEV、PHEV通用、現(xiàn)代、起亞2013年前市占率20%2.13電動(dòng)車充電地點(diǎn)普及議題一直以來，電池的一

55、次充電續(xù)航里程、充電時(shí)間、使用壽命等被認(rèn)為是阻礙電動(dòng)車商業(yè)化的最大瓶頸。但目前很多業(yè)內(nèi)專家都認(rèn)為，充電站的布網(wǎng)建設(shè)，欲成為制約電動(dòng)車發(fā)展的一個(gè)瓶頸。據(jù)悉，在電動(dòng)車充電站10分鐘即可充滿70%的電，而在家庭或停車場使用普通電源充電，220伏大約要10小時(shí)左右才能完全充滿。不過，據(jù)了解，目前建議價(jià)充電站多花成本大約在100萬至150萬元之間。這么大的投入，單靠一家企業(yè)去建設(shè)充電站顯然不大可能。此外，當(dāng)許多電動(dòng)車同事需要充電時(shí)，瞬間電量將會(huì)非常大，對(duì)于電廠來說如何負(fù)荷瞬間的大電量也是技術(shù)上的一大考驗(yàn)。各國積極建設(shè)充電網(wǎng)東京電力公司是一家為日本首都地區(qū)供電的公共事業(yè)集團(tuán)。日本東京電力公司已經(jīng)帶頭參與有

56、關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)，2010年東京將率先建成兩百多個(gè)充電站，三年后將增加到一千個(gè)以上，為電動(dòng)車解決路上充電的困擾，為后續(xù)的綠能新車型上市做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。東京電力公司已經(jīng)開發(fā)出了一種充電設(shè)備，能在5分鐘的停車時(shí)間內(nèi)提供足夠讓一輛小型電動(dòng)車行駛40公里的電量，比目前的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有極大的改進(jìn)。汽車企業(yè)也沒有放松對(duì)電動(dòng)車的研發(fā)。本田、豐田、三菱等公司紛紛表示，要在一兩年內(nèi)上市跟多電動(dòng)車型。在此之前，通用汽車業(yè)宣布將與非營利性機(jī)構(gòu)美國電力研究協(xié)會(huì)（EPRI）及三十多家電力企業(yè)展開大規(guī)模合作，以加速推動(dòng)電動(dòng)車的商業(yè)化進(jìn)程。據(jù)悉，這是迄今為止，汽車制造商與電力行業(yè)就電動(dòng)車的商業(yè)化推廣展開的規(guī)模最大、范圍最廣的一次合作。建立全球統(tǒng)一充電標(biāo)準(zhǔn) 除了建構(gòu)充電網(wǎng)外，汽車產(chǎn)業(yè)也正在協(xié)調(diào)出一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，德國第二大能源企業(yè)萊茵斯韋斯特法倫電力股份有限公司（RWE）在漢諾威展示了與戴姆勒集團(tuán)合作制定的電動(dòng)車充電插頭標(biāo)準(zhǔn)的原型樣品。世界幾大主要汽車制造商與頂尖的能源企業(yè)也已經(jīng)針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識(shí)，確定了具體方案。 該標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)所有的汽車制造商開放以確保未來電動(dòng)車在世界范圍內(nèi)可以使用統(tǒng)一的方法充電而無需添加各自的調(diào)整系統(tǒng)。這個(gè)計(jì)劃強(qiáng)調(diào)，未來一輛電動(dòng)車在意大利的充電方法必須