新能源汽车电池的现状与前景PPT演示课件(PPT 83页).pptx
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1、 新能源汽车电池的现状与前景新能源汽车电池的现状与前景Status and Trends in the xEVs BatteriesStatus and Trends in the xEVs Batteries胡胡 信信 国国哈哈 尔尔 滨滨 工工 业业 大大 学学天天 赐赐 高高 新新 材材 料料 股股 份份 公公 司司2009.11.142009.11.141第1页,共83页。新能源汽车技术新能源汽车技术HEV Hybrid Electric Vehicles(混合电动车)混合电动车)BEV Battery Electric Vehicles(电池电动车)(电池电动车)FCV Fuel C
2、ell Vehicles(燃料电池车)(燃料电池车)FFV Flex Fuel Vehicle(节省燃料车)(节省燃料车)PHEV Plug in Hybrid Electric Vehicle(插电式混合电动车)(插电式混合电动车)FFV Flex Fuel Vehicle(节省燃料车)(节省燃料车)ICE Internal Combustion Engine/Traditional Gasoline(内燃引擎车)(内燃引擎车)2第2页,共83页。各种不同的混合电动车各种不同的混合电动车混合电动车、电动车与内燃引擎车的能源效率混合电动车、电动车与内燃引擎车的能源效率3第3页,共83页。各种不
3、同的混合电动车各种不同的混合电动车对功率和能量的要求对功率和能量的要求4第4页,共83页。各国重点发展的混合电动车各国重点发展的混合电动车Plug-in Hybrid(PHEV)插电式混合电动车系统(插电式混合电动车系统(PHEV)5第5页,共83页。全球混合电动车的销售状况全球混合电动车的销售状况2000-2008年全球混合电动车的销售量(辆)年全球混合电动车的销售量(辆)6第6页,共83页。全球混合电动车的销售状况全球混合电动车的销售状况2008年年HEV制造商制造商的市场份额的市场份额7第7页,共83页。混合电动车的市场混合电动车的市场 (20042010年)年)HEV市场:全球每年销售
4、数量市场:全球每年销售数量8第8页,共83页。2010年混合电动车的市场份额达到年混合电动车的市场份额达到32010年全球销售汽车年全球销售汽车6500万辆,其中万辆,其中HEV超过超过200万辆占万辆占32020年混合动力汽车占全球汽车市场份额的年混合动力汽车占全球汽车市场份额的309第9页,共83页。全球混合电动车的产量预测全球混合电动车的产量预测2002-2020年世界各种混合电动车的产量预测年世界各种混合电动车的产量预测10第10页,共83页。全球混合电动车的市场预测全球混合电动车的市场预测20102050年全球年全球HEV/PHEV的新车市场份额预测的新车市场份额预测11第11页,共
5、83页。全球可充电池市场全球可充电池市场19942008年年全球可充电池销售额全球可充电池销售额(百万美元)(百万美元)SOURCE:THERECHARGEABLEBATTERYMARKET2008 2020 AVICENNE,JUNE200912第12页,共83页。全球可充电池市场全球可充电池市场 2008年年全球可充电池销售份额全球可充电池销售份额(按应用领域分类)(按应用领域分类)13第13页,共83页。EV/HEV/PHEVEV/HEV/PHEV电池的分类电池的分类14第14页,共83页。xEVxEV市场带动了美国电池市场市场带动了美国电池市场Ni-MHNi-MH电池电池2008200
6、8年占标准年占标准HEVHEV市场市场 100%100%20152015年占年占707020202020年降至年降至3030Li-ionLi-ion电池电池PHEV/EVPHEV/EV应用的需求应用的需求20152015年在年在HEVHEV应用应用303020202020年在年在HEVHEV应用应用707015第15页,共83页。混合电动车电池组的市场混合电动车电池组的市场 (20002010年)年)16第16页,共83页。混合电动车的进程混合电动车的进程 局部技术展示和商业化进程局部技术展示和商业化进程17第17页,共83页。混合电动车电池的商业化进程混合电动车电池的商业化进程 美国能源部发
7、展路径:美国能源部发展路径:HEV-PHEVEVCommercialized Phase 1:Materials Development Phase 2:CellDevelopment Phase 3:BatteryDevelopment Phase 4:CostReductionIntermediate termLong-term,exploratoryNear market-ready45671 28 9Commercialization1.Li Metal Polymer2.Li/Sulfur system3.Li alloy/high V TMO system4.Li titanate
8、/Mn spinel -Enerdel5.Graphite/Mn spinel -CPI/LG Chem6.Graphite/Iron phosphate -A123Systems7.Graphite/Nickelate -Johnson Controls-Saft8.Ultracapacitors -Nesscap,Maxwell9.Low cost separators -Celgard,UMT,AMS10.NiMH -Cobasys,Saft,Varta成本目标成本目标3研究目标研究目标100 Wh/kg(by 2010)150 Wh/kg(by 2015)Specific Energy
9、:HEV:PHEV:$20/kW(by 2010)$250/kWh(by 2015)18第18页,共83页。Ni-MHNi-MH电池电池-当前当前HEVHEV首选(辅助动力性能要求)首选(辅助动力性能要求)7.2 V6.5 Ah X 20 144 V用用Ni-MHNi-MH电池的本田电池的本田HEVHEV“InsightInsight19第19页,共83页。松下提供松下提供 Ni-MH Ni-MH 电池累计超过电池累计超过 2000 2000 万只万只Ni-MH Ni-MH 电池电池 7.2 V 6.5 Ah(1 kg)X 28 7.2 V 6.5 Ah(1 kg)X 28 201 V 39
10、kg 20 kw 12V 201 V 39 kg 20 kw 12V 铅酸电池铅酸电池1 1只只世界最高水平的输入世界最高水平的输入 输输出密度出密度540W/kg 540W/kg 重量轻重量轻 寿命长寿命长201V 6.5Ah(C/3)201V 6.5Ah(C/3)用用 Ni-MH Ni-MH 电池的丰田电池的丰田 HEVPriusHEVPriusToyotaToyota THS Hybrid THS Hybrid 并并联式油电联式油电混合动力混合动力系统系统 20第20页,共83页。用用Ni-MHNi-MH电池的丰田混合动力电池的丰田混合动力CAMRYCAMRY采用采用丰田丰田THSTHS
11、全全混合动力混合动力系统系统(混联式(混联式混合动力混合动力系统)系统)车载车载Ni-MH电池电池21第21页,共83页。PHEVPHEV插电式混合电动车市场化的问题插电式混合电动车市场化的问题 PHEVPHEV插电式混合电动车插电式混合电动车 提供提供60km60km电驱动要求比现在的电驱动要求比现在的PriusPrius 高高1212倍的电池容量倍的电池容量电池创新要求电池创新要求 提高电池容量提高电池容量 降低电池价格降低电池价格 延长电池寿命延长电池寿命解决方案解决方案 锂离子电池取代锂离子电池取代Ni-MHNi-MH电池电池JaycieChitwoodSenior Strategic
12、 PlannerAdvanced TechnologiesDepartmentToyota Motor Sales,USA MIT能源大会奥巴马:美国汽车产业的技术方向是插电式电动车奥巴马:美国汽车产业的技术方向是插电式电动车22第22页,共83页。混合电动车电池是一个复杂系统混合电动车电池是一个复杂系统 电池组包括:模块、动力电子部件、控制系统电池组包括:模块、动力电子部件、控制系统23第23页,共83页。电池在电池在EVs/HEVs/PHEVs 中的应用状态中的应用状态24第24页,共83页。EV/HEV中应用的动力电池比较中应用的动力电池比较25第25页,共83页。EV/HEV中应用的动
13、力电池比较中应用的动力电池比较26第26页,共83页。EV/HEV中应用的动力电池比较中应用的动力电池比较20kWh电动汽车动力电池性能比较电动汽车动力电池性能比较27第27页,共83页。动力铅酸蓄电池技术的最新进展动力铅酸蓄电池技术的最新进展双极陶瓷隔膜双极陶瓷隔膜VRLA电池电池-Effpower Battery(Volvo与与Optima合作研发)合作研发)28第28页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展双极陶瓷隔膜双极陶瓷隔膜VRLA电池电池-Effpower Battery(Volvo与与Optima合作研发)合作研发)29第29页,共83页。铅酸蓄电池技术的
14、最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展美国美国NASA技术开发的泡沫石墨铅酸蓄电池技术开发的泡沫石墨铅酸蓄电池抛弃铅板栅,保留活性物质,用泡沫石墨代替铅(抛弃铅板栅,保留活性物质,用泡沫石墨代替铅(70Pb)30第30页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展美国美国Axion动力国际公司开发了电池动力国际公司开发了电池/超级电容器混合的超级电容器混合的 Pb-C电池技术电池技术31第31页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展美国美国Axion动力国际公司开发了电池动力国际公司开发了电池/超级电容器混合的超级电容器混合的 Pb-C电池技术电池技术主要优点:
15、主要优点:1、循环寿命长、循环寿命长2、快速充电倍率、快速充电倍率3、负极没有硫酸盐化问题、负极没有硫酸盐化问题4、较轻的重量、较轻的重量5、较高的动力容量、较高的动力容量32第32页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展超级电池一种铅酸电池和超级电容器的混合储能装置超级电池一种铅酸电池和超级电容器的混合储能装置HEV用用12V8.5Ah超级电池超级电池比现在用电池便宜比现在用电池便宜7033第33页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展HONDA 组装的超级电池组组装的超级电池组34第34页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进
16、展超级电池安装在超级电池安装在HONDA Isight混合电动车替代混合电动车替代Ni-MH电池电池35第35页,共83页。铅酸蓄电池技术的最新进展铅酸蓄电池技术的最新进展高碳高碳VRLA电池电池36第36页,共83页。现在的锂离子电池和现在的锂离子电池和 HEVs 的目标比较的目标比较37第37页,共83页。现在的锂离子电池与现在的锂离子电池与EVs目标的比较目标的比较38第38页,共83页。39第39页,共83页。Ni-MHNi-MH电池的缺陷:能量密度、电池的缺陷:能量密度、功功率密度不足,高温稳定性差率密度不足,高温稳定性差Li-ionLi-ion电池将进入电池将进入HEVHEV市场市
17、场 但必但必须解决价格和安全性须解决价格和安全性40第40页,共83页。41第41页,共83页。现在的新能源汽车锂离子电池的研发水平现在的新能源汽车锂离子电池的研发水平锂离子电池是新能汽车的今锂离子电池是新能汽车的今后解决方案:后解决方案:必须解决安全和价格问题必须解决安全和价格问题有多种技术途径有多种技术途径42第42页,共83页。43第43页,共83页。44第44页,共83页。45第45页,共83页。46第46页,共83页。HEV用锂离子电池和先进铅酸电池的价格比较用锂离子电池和先进铅酸电池的价格比较47第47页,共83页。车用锂离子电池和车用锂离子电池和NiMH的价格趋势的价格趋势锂电池
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