我國電動汽車關鍵零部件發展綜合分析(上)

動力電池及其管理系統

1.動力電池技術路線動力電池是為電動汽車動力系統提供能量的電池，主要包括鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池。

（1） 不同電池類型的技術路線A、鉛酸電池安全性好、成本低，在微型混合動力城市純電動汽車中具有一定優勢。然而，由于能量密度低，它無法應用于其他類型的電動汽車。

B、鎳氫電池技術成熟，安全性好，近年來已占據混合動力的主流地位，尤其是在輕、中、重型混合動力汽車中。然而，由于能量密度低、成本高，技術發展已接近極限，性能進一步提高的空間很小。

C、鋰離子電池性能優異，應用范圍廣，應用前景好，將逐步占據未來市場的主流地位。然而，由于安全和成本問題，它仍處于開發階段。

（2） 鋰離子電池的技術路線鋰離子動力電池的正極材料主要包括錳酸鋰、三元材料和磷酸亞鐵鋰。

A.錳酸鋰安全性好，成本低，但高溫性能差，使用壽命短。

B.三元材料具有高能量密度和平衡性能，但成本更高。

C磷酸亞鐵鋰具有最佳的安全性和較長的循環壽命，但其低溫特性較差，能量密度較低。

目前，大多數國外電池公司，如松下、三洋、SBL、LG、JCS等，主要選擇錳酸鋰和三元材料；中國的大多數電池公司和美國的A123主要選擇磷酸亞鐵鋰。在不久的將來，錳酸鋰和三元材料將更加成熟，并將首先工業化。從長遠來看，磷酸亞鐵鋰可能會逐漸占據未來市場的主流地位。

2.國外發展

（1） 國外主要材料企業技術先進，擁有相關發明專利，生產規模大，材料價格高。加拿大Phostech擁有磷酸亞鐵鋰的原始專利，產品價格約為30萬~40萬元/噸。

（2） 國外主要電池公司技術先進，特別是動力電池，一致性好，使用壽命長，可以滿足整車要求，但成本高。銷量超過200萬輛的豐田普銳斯使用的是鎳氫電池，在歐洲有8年保修，在美國有10年保修，電池成本約為15~21元/Wh。

（3） 國外汽車巨頭和專業汽車零部件公司選擇與專業電池公司合作，利用電池公司專業的電池制造能力，結合自身的電控設計和系統集成能力，共同開發動力電池系統。例如，豐田和松下成立了PEVE公司，博世和三星成立了SBL公司，日產和NEC成立了AESC公司，JCI和SAFT成立了JCS公司等。這一趨勢尤其值得我們關注。

（4） 政府重視動力電池及相關材料的研發，積極投入巨資資助企業發展。2009年，美國投資24億美元支持電動汽車的研發和產業化，主要涉及動力電池、材料和系統。日本計劃從2007年開始，在五年內投資245億日元用于汽車動力電池的研發。

（5） 外國企業在擴大動力電池產能方面投入了大量資金。AESC等日本公司計劃投資1000億日元，三洋計劃投資800億日元；

JCS等美國企業計劃投資2.2億美元，A123計劃投資6億美元擴大鋰離子動力電池生產規模。

（6） 國外相關機構和企業已啟動下一代新型動力電池開發項目。2007年，日本啟動了“新一代汽車和燃料的開發”，目標是在2030年后將動力電池的質量和能量密度提高到7倍，并將成本降低到目前的1/40。

3、中國發展現狀（1）動力電池材料A、中國動力電池主要原材料資源豐富，產業發展有保障。

動力電池的主要原材料資源包括鋰、石墨、稀土、鉛等，這些資源在我國礦藏豐富，居世界前三位，為動力電池產業化提供了有效保障。

B鋰離子電池負極材料已實現國產化，產品性能達到國際先進水平。

中國的陽極材料主要包括天然石墨、人造石墨和MCMB中間相碳微球。產品基本覆蓋國內市場，部分產品銷量已進入全球前三。

C磷酸亞鐵鋰的材料生產企業很多，但能滿足動力電池需求的企業很少。

國內能夠制造磷酸亞鐵鋰材料的企業有100多家，但只有少數制造商的產品能夠基本滿足汽車動力電池的要求，產品穩定性問題尚未完全解決。

鋰離子動力電池隔膜材料的D樣品已經開發出來，性能有待提高。

在傳統的鋰離子電池市場上，國產隔膜產品已經部分取代了進口產品，但所有動力電池隔膜都是進口的，國產動力電池隔膜仍處于樣品開發階段。

（2） 動力電池A。鋰離子動力電池已經形成了一個產品系列，主要是1~50Ah的產品，一些制造商已經開發出50Ah以上的產品，可以支持原型車和示范車的匹配，但尚未形成工業生產能力。鎳氫動力電池也形成了一系列產品，主要是6~100Ah的產品，部分產品可以與量產車型相匹配。

B國內鋰離子電池企業的技術水平取得了一定的進步，特別是在安全指標方面。但企業技術水平參差不齊，產品一致性差，整體與國際先進水平存在一定差距，且有繼續拉大的趨勢。

在售后服務方面，大多數國內鋰離子電池制造商只提供一年的保修期，而一些國外鋰離子電池廠商可以提供三年的保修，而一些外國鋰離子電池廠家可以提供十年的保修。就產品價格而言，國產產品具有優勢。鎳氫電池的成本約為10元/Wh，鋰離子電池的成本為2.5~5元/Wh。

C、國內動力電池分組技術落后，離工業化還有很大差距。

個別制造商在電池組技術方面有一定的基礎，這一點已初步得到車企的認可。然而，與國際先進水平相比，在熱管理、平衡和空間利用方面仍有很大差距。

D.國內企業計劃擴大投資，積極為工業化做準備。

近年來，電池企業在工業化方面的投資急劇增加。例如，ATL、力神、比克和萬向都計劃投資超過10億元來擴大鋰離子電池的產能。湖南神州、湖南科巴、中炬森萊也計劃投資5億元以上，擴大鎳氫電池產能。然而，大多數制造商在投資初期仍專注于開發傳統電池產品。

（3） 電池管理系統A。經過“十五”計劃和“十一五”計劃的研究，中國在電池管理系統方面取得了很大進展。

已經取得了一些進展，產品功能相對完善，可以支持示范車的匹配，但尚未達到工業化水平。

B.電池和汽車行業缺乏設計和生產ba……的經驗……

ery管理系統，雙方缺乏密切合作。國內電池公司一般委托專業電子公司或大學開發相關系統，但對電池內部規律的研究不夠深入，缺乏數據積累，無法與設計公司深入溝通，影響產品性能。

C.目前，該產品的功能相對簡單，雖然具有基本的檢測和監測功能，但在數據采集的可靠性、SOC的估計精度、熱管理、平衡和安全管理方面與國外有很大差距。

D大多數電子元器件都是非汽車級的，由于批量小，大多采用手工焊接制造，導致電磁兼容性差，穩定性和可靠性低。

（4） 動力電池的回收和處理現狀A、動力電池中含有的鉛和強腐蝕性溶液會對環境造成嚴重污染，廢舊電池必須集中收集。此外，動力電池中的鉛、鎳、稀土、鋰等金屬材料具有回收價值，廢舊電池的回收利用有利于資源的回收利用。

B美國、歐洲和日本等發達國家已經形成了完整的回收體系。不僅制定了專門的法律制度，還成立了專業化、規模化的電池回收公司。中國尚未建立健全的回收體系，一些回收公司不重視環境保護，造成二次污染。

C.由于車輛動力電池的要求很高，雖然有些動力電池無法為車輛提供動力，但剩余容量仍能滿足一些儲能裝置的要求。因此，級聯利用模式可以擴大一些動力電池的應用范圍，降低使用成本。

4.我國動力電池及其管理體制存在的主要問題。

（1） 由于磷酸亞鐵鋰材料的工藝控制困難，批次穩定性差，電池制造工藝難以控制，導致電池成品率低，電池制造成本高。此外，材料的原始專利涉及核心問題，這些問題無法避免，面臨更大的風險。

（2） 以前的動力電池隔膜都是進口的，國產動力電池隔膜還處于樣品階段，很難在短時間內取代進口產品。

（3） 隔膜和磷酸鐵鋰電池的關鍵生產設備依賴進口。

（4） 動力電池單體樣品的循環壽命可以達到較高水平，但由于產品一致性差，電池分組后系統的循環壽命大大縮短。

（5） 在電池管理系統方面，缺乏熟悉電池和電池管理系統的復合型專業人員；

產品體系功能簡單，性能與國外有很大差距。產品的工程設計能力較弱，產品的可靠性較差。

（編輯：李燕郊）動力電池及其管理系統

1.動力電池技術路線動力電池是為電動汽車動力系統提供能量的電池，主要包括鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池。

（1） 不同電池類型的技術路線A、鉛酸電池安全性好、成本低，在微型混合動力城市純電動汽車中具有一定優勢。然而，由于能量密度低，它無法應用于其他類型的電動汽車。

B、鎳氫電池技術成熟，安全性好，近年來已占據混合動力的主流地位，尤其是在輕、中、重型混合動力汽車中。然而，由于能量密度低、成本高，技術發展已接近極限，性能進一步提高的空間很小。

C、鋰離子電池性能優異，應用范圍廣，應用前景好，將逐步占據未來市場的主流地位。然而，由于安全和成本問題，它仍處于開發階段。

（2） 鋰離子電池的技術路線鋰離子動力電池的正極材料主要包括錳酸鋰、三元材料和磷酸亞鐵鋰。

A.錳酸鋰安全性好，成本低，但高溫性能差，使用壽命短。

B.三元材料具有高能量密度和平衡性能，但成本更高。

C磷酸亞鐵鋰具有最佳的安全性和較長的循環壽命，但其低溫特性較差，能量密度較低。

目前，大多數國外電池公司，如松下、三洋、SBL、LG、JCS等，主要選擇錳酸鋰和三元材料；中國的大多數電池公司和美國的A123主要選擇磷酸亞鐵鋰。在不久的將來，錳酸鋰和三元材料將更加成熟，并將首先工業化。從長遠來看，磷酸亞鐵鋰可能會逐漸占據未來市場的主流地位。

2.國外發展

（1） 國外主要材料企業技術先進，擁有相關發明專利，生產規模大，材料價格高。加拿大Phostech擁有磷酸亞鐵鋰的原始專利，產品價格約為30萬~40萬元/噸。

（2） 國外主要電池公司技術先進，特別是動力電池，一致性好，使用壽命長，可以滿足整車要求，但成本高。銷量超過200萬輛的豐田普銳斯使用的是鎳氫電池，在歐洲有8年保修，在美國有10年保修，電池成本約為15~21元/Wh。

（3） 國外汽車巨頭和專業汽車零部件公司選擇與專業電池公司合作，利用電池公司專業的電池制造能力，結合自身的電控設計和系統集成能力，共同開發動力電池系統。例如，豐田和松下成立了PEVE公司，博世和三星成立了SBL公司，日產和NEC成立了AESC公司，JCI和SAFT成立了JCS公司等。這一趨勢尤其值得我們關注。

（4） 政府重視動力電池及相關材料的研發，積極投入巨資資助企業發展。2009年，美國投資24億美元支持電動汽車的研發和產業化，主要涉及動力電池、材料和系統。日本計劃從2007年開始，在五年內投資245億日元用于汽車動力電池的研發。

（5） 外國企業在擴大動力電池產能方面投入了大量資金。AESC等日本公司計劃投資1000億日元，三洋計劃投資800億日元；

JCS等美國企業計劃投資2.2億美元，A123計劃投資6億美元擴大鋰離子動力電池生產規模。

（6） 國外相關機構和企業已啟動下一代新型動力電池開發項目。2007年，日本啟動了“新一代汽車和燃料的開發”，目標是在2030年后將動力電池的質量和能量密度提高到7倍，并將成本降低到目前的1/40。

3、中國發展現狀（1）動力電池材料A、中國動力電池主要原材料資源豐富，產業發展有保障。

動力電池的主要原材料資源包括鋰、石墨、稀土、鉛等，這些資源在我國礦藏豐富，居世界前三位，為動力電池產業化提供了有效保障。

B鋰離子電池負極材料已實現國產化，產品性能達到國際先進水平。

中國的陽極材料主要包括天然石墨、人造石墨和MCMB中間相碳微球。產品基本覆蓋國內市場，部分產品銷量已進入全球前三。

C磷酸亞鐵鋰的材料生產企業很多，但能滿足動力電池需求的企業很少。

國內能夠制造磷酸亞鐵鋰材料的企業有100多家，但只有少數制造商的產品能夠基本滿足汽車動力電池的要求，產品穩定性問題尚未完全解決。

鋰離子動力電池隔膜材料的D樣品已經開發出來，性能有待提高。

在傳統的鋰離子電池市場上，國產隔膜產品已經部分取代了進口產品，但所有動力電池隔膜都是進口的，國產動力電池隔膜仍處于樣品開發階段。

（2） 動力電池A。鋰離子動力電池已經形成了一個產品系列，主要是1~50Ah的產品，一些制造商已經開發出50Ah以上的產品，可以支持原型車和示范車的匹配，但尚未形成工業生產能力。鎳氫動力電池也形成了一系列產品，主要是6~100Ah的產品，部分產品可以與量產車型相匹配。

B國內鋰離子電池企業的技術水平取得了一定的進步，特別是在安全指標方面。但企業技術水平參差不齊，產品一致性差，整體與國際先進水平存在一定差距，且有繼續拉大的趨勢。

在售后服務方面，大多數國內鋰離子電池制造商只提供一年的保修期，而一些國外鋰離子電池廠商可以提供三年的保修，而一些外國鋰離子電池廠家可以提供十年的保修。就產品價格而言，國產產品具有優勢。鎳氫電池的成本約為10元/Wh，鋰離子電池的成本為2.5~5元/Wh。

C、國內動力電池分組技術落后，離工業化還有很大差距。

個別制造商在電池組技術方面有一定的基礎，這一點已初步得到車企的認可。然而，與國際先進水平相比，在熱管理、平衡和空間利用方面仍有很大差距。

D.國內企業計劃擴大投資，積極為工業化做準備。

近年來，電池企業在工業化方面的投資急劇增加。例如，ATL、力神、比克和萬向都計劃投資超過10億元來擴大鋰離子電池的產能。湖南神州、湖南科巴、中炬森萊也計劃投資5億元以上，擴大鎳氫電池產能。然而，大多數制造商在投資初期仍專注于開發傳統電池產品。

（3） 電池管理系統A。經過“十五”計劃和“十一五”計劃的研究，中國在電池管理系統方面取得了很大進展。

已經取得了一些進展，產品功能相對完善，可以支持示范車的匹配，但尚未達到工業化水平。

B.電池和汽車行業缺乏設計和生產ba……的經驗……

ery管理系統，雙方缺乏密切合作。國內電池公司一般委托專業電子公司或大學開發相關系統，但對電池內部規律的研究不夠深入，缺乏數據積累，無法與設計公司深入溝通，影響產品性能。

C.目前，該產品的功能相對簡單，雖然具有基本的檢測和監測功能，但在數據采集的可靠性、SOC的估計精度、熱管理、平衡和安全管理方面與國外有很大差距。

D大多數電子元器件都是非汽車級的，由于批量小，大多采用手工焊接制造，導致電磁兼容性差，穩定性和可靠性低。

（4） 動力電池的回收和處理現狀A、動力電池中含有的鉛和強腐蝕性溶液會對環境造成嚴重污染，廢舊電池必須集中收集。此外，動力電池中的鉛、鎳、稀土、鋰等金屬材料具有回收價值，廢舊電池的回收利用有利于資源的回收利用。

B美國、歐洲和日本等發達國家已經形成了完整的回收體系。不僅制定了專門的法律制度，還成立了專業化、規模化的電池回收公司。中國尚未建立健全的回收體系，一些回收公司不重視環境保護，造成二次污染。

C.由于車輛動力電池的要求很高，雖然有些動力電池無法為車輛提供動力，但剩余容量仍能滿足一些儲能裝置的要求。因此，級聯利用模式可以擴大一些動力電池的應用范圍，降低使用成本。

4.我國動力電池及其管理體制存在的主要問題。

（1） 由于磷酸亞鐵鋰材料的工藝控制困難，批次穩定性差，電池制造工藝難以控制，導致電池成品率低，電池制造成本高。此外，材料的原始專利涉及核心問題，這些問題無法避免，面臨更大的風險。

（2） 以前的動力電池隔膜都是進口的，國產動力電池隔膜還處于樣品階段，很難在短時間內取代進口產品。

（3） 隔膜和磷酸鐵鋰電池的關鍵生產設備依賴進口。

（4） 動力電池單體樣品的循環壽命可以達到較高水平，但由于產品一致性差，電池分組后系統的循環壽命大大縮短。

（5） 在電池管理系統方面，缺乏熟悉電池和電池管理系統的復合型專業人員；產品體系功能簡單，性能與國外有很大差距。產品的工程設計能力較弱，產品的可靠性較差。

（編輯：李燕郊）

標簽：豐田日產

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