【文章內(nèi)容簡介】 服，但是仍有很多業(yè)內(nèi)專家對當(dāng)前的電動車技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化前景存有疑慮，歸納起來電動車的發(fā)展瓶頸主要有以下幾個方面：一、 電動車電池電動車對電池的要求極高，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車的車用電池。鋰離子電池有以下幾個優(yōu)點：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)達到2000次，放電穩(wěn)定，價格相對便宜（相對于鋰鈷電池），可能成為未來電動車動力的新選擇。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。，最高時速130公里，一次充電續(xù)航里程200公里（時速60公里）來計算，所需的鋰鐵電池（76AH、工作電壓320V）將重達350公斤。總之，目前尚無一種高價格性價比的電池能夠同時滿足電動車產(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)普通的電動車，電池成本也要約30至40萬元。如果一年或者兩年后消費者要自費更換電池，其費用將是多么巨大。 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。此外，隨著使用時間的延長，電池的各種性能將逐漸下降，其結(jié)果將造成電動車整車性能（車速、加速性、一次充電的續(xù)航里程）不斷下降。 充電便利性問題：對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。 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，電動車將比汽車麻煩的多。 電動車空調(diào)問題：電動車空調(diào)的耗電功率在3~4KW，一般開啟空調(diào)，電動車的續(xù)航里程至少要減少三分之一，換言之，原來能行駛90公里的電動車，當(dāng)使用空調(diào)時最多只能行駛60公里。 能量回收困難：在考慮行車安全的前提下，電動車在減速及制動時可以回收的能量有限，目前最多只能回收這部分能量的20%。這對于不斷啟停的城市路況，會對續(xù)駛里程造成很大影響。三、運行經(jīng)濟性 純電動車不使用燃油，不受油價飛漲的影響，電力相對燃油較為便宜。但是由于電動車需要改變整個動力體系，這就需要承擔(dān)額外的成本來換裝電機、電池、特別是電池和電機控制系統(tǒng)的成本很高，必將帶動整車銷售價格的提高。為了滿足車速和續(xù)駛里程的需要，又必須增加電池容量，這樣整臺車的重量和成本還要增加。與此同時，現(xiàn)有引擎的節(jié)能技術(shù)也在不斷進步，如果沒有政府的特殊政策扶植或一定數(shù)額的經(jīng)濟補貼，用戶選擇購買價格昂貴的電動車就不見得劃算了。用于電動車（EV）和油電混合車（HEV）的電池技術(shù)已經(jīng)獲得了顯著進步，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)計工程師能有效利用這些技術(shù)進步，那么就成本、可靠性和壽命而言，電動車和油電混合電動車就有潛力與傳統(tǒng)汽車競爭。一個電池規(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)會迅速縮短電池壽命，因此應(yīng)該仔細管理電池以避免完全充電或完全放電狀態(tài)。與工作在30~70%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（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行平衡，給電池系統(tǒng)設(shè)計工程師帶來了挑戰(zhàn)。考慮前文提到的利用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，且對必需的可用電池容量做了規(guī)定。電池系統(tǒng)設(shè)計工程師面對的挑戰(zhàn)是必須竭盡所能用最小的電池組實現(xiàn)最大的容量。為達到這個目標(biāo)，電池系統(tǒng)必須采用精密的電子電路仔細控制和監(jiān)視電池。電動車電池組系統(tǒng) 電動車電池組由多個電池串聯(lián)疊置組成。一個典型的電池組大約有96個電池，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)將電池組看做單個高壓電池，每次都對整個電池組進行充電和放電，但電池控制系統(tǒng)必須獨立考慮每個電池的情況。如果電池組中的一個電池容量稍微低于其它電池，那么經(jīng)過多個充電/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，必須有一個裝置讓電池單獨充電或放電，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。由于臺灣廠商在電機領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗，這個領(lǐng)域也是很適合臺灣廠商切入。在電池監(jiān)視系統(tǒng)架構(gòu)之間做抉擇時，至少有五個需要平衡的主要要求。它們的相對重要性取決于最終客戶的需求和期望。 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)確性降低都會對電池組壽命和性能造成有害影響。 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，必須仔細監(jiān)視和控制電池系統(tǒng)，已在系統(tǒng)中確保整個電池壽命期的全面控制。為了最大限度減少假和真的故障，一個設(shè)計良好的電池組系統(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。 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車/油電混合電動車電池系統(tǒng)，會使復(fù)雜性更高?？偟慕M件和連接數(shù)量必須盡量地滿足嚴(yán)格的尺寸和重量限制，并確保量產(chǎn)切實可行。 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高昂的組件數(shù)量可大大降低系統(tǒng)的總成本。 功率：電池監(jiān)視器本身也是電池的負載，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。 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可。福斯（Volkswagen）汽車集團原來的技術(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大市場前景“吸附”過來。福斯汽車向外界透露，福斯汽車集團與世界領(lǐng)先的充電電池開發(fā)商日本三洋（Sanyo）公司締結(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5月28日宣布，將加強對車用鋰電池研發(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攜手開發(fā)新一代鎳氫電池系統(tǒng)。該電池已進入試制階段，今后的主要任務(wù)將是進一步提高其安全性能等品質(zhì)保證系數(shù)。福斯集團則表示計劃最早在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DSG技術(shù)相結(jié)合所具有的強大節(jié)能潛力。奧迪（Audi）也有代號為A1的概念車，采用這項創(chuàng)新技術(shù)，續(xù)航里程已經(jīng)可以達到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LiTec Battery公司近50%的股份，Evonic公司仍對該公司具有控股權(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LiTec Battery公司來提供。戴姆勒汽車將從2010年起量產(chǎn)電動車，并已經(jīng)量產(chǎn)電動車和燃料電池油電混合汽車。 日本加快鋰電開發(fā)技術(shù) 預(yù)計到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占據(jù)整個電池市場的半壁江山。日美歐汽車大廠預(yù)計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50萬個左右增加到2011年的100萬個。新合資工廠產(chǎn)品可提供10000輛油電混合車或電動車使用，未來產(chǎn)量將提高5倍。日產(chǎn)同時向雷諾（Renault）公司提供這種鋰電池。并計劃2010年開始向美日市場推出電動車。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)能達到每月1000萬個模組，滿足170萬至200萬輛油電混合車的需求，還將根據(jù)市場需求動向考慮于2010年建設(shè)新的車用鋰電池工廠。同時，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年年產(chǎn)量約30萬個電池組Panasonic EV EnergyHEV、PHEV豐田2011年可望供應(yīng)100萬臺電動車鎖需的車用電池三洋HEV福斯、奧迪2010年年產(chǎn)量12萬個電池組東芝EV2015年月產(chǎn)值達到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%一直以來，電池的一次充電續(xù)航里程、充電時間、使用壽命等被認為是阻礙電動車商業(yè)化的最大瓶頸。但目前很多業(yè)內(nèi)專家都認為，充電站的布網(wǎng)建設(shè)，欲成為制約電動車發(fā)展的一個瓶頸。據(jù)悉，在電動車充電站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小時左右才能完全充滿。不過，據(jù)了解，目前建議價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)許多電動車同事需要充電時，瞬間電量將會非常大，對于電廠來說如何負荷瞬間的大電量也是技術(shù)上的一大考驗。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。日本東京電力公司已經(jīng)帶頭參與有關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)，2010年東京將率先建成兩百多個充電站，三年后將增加到一千個以上，為電動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分鐘的停車時間內(nèi)提供足夠讓一輛小型電動車行駛40公里的電量，比目前的實驗系統(tǒng)有極大的改進。汽車企業(yè)也沒有放松對電動車的研發(fā)。本田、豐田、三菱等公司紛紛表示，要在一兩年內(nèi)上市跟多電動車型。在此之前，通用汽車業(yè)宣布將與非營利性機構(gòu)——美國電力研究協(xié)會（EPRI）及三十多家電力企業(yè)展開大規(guī)模合作，以加速推動電動車的商業(yè)化進程。據(jù)悉，這是迄今為止，汽車制造商與電力行業(yè)就電動車的商業(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合作制定的電動車充電插頭標(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)針對標(biāo)準(zhǔn)達成共識，確定了具體方案。 該標(biāo)準(zhǔn)將對所有的汽車制造商開放以確保未來電動車在世界范圍內(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)。這個計劃強調(diào)，未來一輛電動車在意大利的充電方法必須和在丹麥、德國好法國一樣。吸取筆記型電腦和刮胡刀在異國充電困擾的教訓(xùn)，在汽車界，電動車充電問題必須提前獲得解決。 電動車市場燃氣車市明燈，掌握關(guān)鍵技術(shù)搶占市場先機 電動車市場已經(jīng)成為各家汽車大廠逐鹿的戰(zhàn)地，日本大廠早在1990年代就已經(jīng)專注發(fā)展這方面的技術(shù)，而歐美車廠則是因為油價、能源等議題逐漸發(fā)燒，才意識到環(huán)保節(jié)能車種的重要性。日系車廠投入時間早，價格具有競爭力 具有前瞻性眼光的日系車廠目前已經(jīng)生產(chǎn)出價格親民的油電混合車，不僅與一般轎車的價格拉近，性能方面也受到消費者喜愛，在北美的電動車市場中，高居市占第一，有量產(chǎn)的能力也有終端市場支持，使得豐田能夠繼續(xù)創(chuàng)新研發(fā)，生產(chǎn)油電混合車，未來將推出電動車款。從豐田推出車