新聞分類

聯系我們

貴州萬仁汽車集團有限公司

銷售熱線:0856-5267166

售后服務熱線:4008129166

網 址:www.afsarri.com

郵 箱:publicmailbox@gzwrjt.cn

地 址:貴州省銅仁市萬山區萬山紅大道

新能源汽車行業初析

您的當前位置: 首 頁 >> 新聞動態 >> 行業新聞

新能源汽車行業初析

發布日期:2018-11-16 作者: 點擊:

新能源汽車行業初析

據統計,2016年新能源車產量51.7萬輛,同比增長52.06%,同年車產量為2811.9萬輛左右,滲透率1.85%。預計2017-2020年,年復合增長率43.58%。新能源汽車行業為何有如此高的增長速度,新能源汽車銷量的快速增長將帶動哪些產業發展,其高速增長的背后又有哪些投資機會,應重點關注哪些早期公司或新三板公司,本文將圍繞這些問題展開研究。

1新能源汽車行業增長驅動

1.1 新能源汽車生命周期成本低于汽油車

對于消費者而言,成本是衡量新能源車是否具有替代優勢的核心問題。汽車的全命周期成本主要包含兩部分,即首次購置的成本及每年行駛的成本;當前,電動車的首次購置的成本略高于汽油車成本,行駛成本已顯著低于汽油車的行駛成本。若首次購置中包含政府補貼,則電動車的全命周期成本已顯著低于汽油車。以吉利帝豪電動款和汽油款為例,如下圖,在汽車使用時長大于6.5 年后成本優勢體現,而汽車的平均使用年限超過10年。

對于客車而言,從全生命周期成本的角度看,新能源的替代優勢則更加明顯。在考慮國家營運補貼的假設下,使用年限超過0.6 年后純電動公交車更加經濟。在不考慮國家營運補貼的假設下,使用年限超過1.2 年后使用純電動公交車更加經濟。我國公交車實際平均使用年限為8~10 年,遠大于1.2 年,新能源汽車的成本優勢在商用車環節體現得更加顯著。

新能源汽車的成本主要由三大部分構成:電池、電機、電控系統,電池系統成本占到了總體的30%-50%,降低電池成本成為了降低新能源汽車首次購置成本的關鍵。據有關數據顯示,過去幾年間,電池成本幾乎下降了一半左右(數據詳見2015年真鋰研究)。如中國工信部2016發布的2025制造計劃,將電池成本定位在0.8元/KWh(約合116美元/Kwh),其他如國際能源署(IEA)、美國能源部等也預測2020年左右,電池成本將會在200美元/Kwh以下,而只要電池成本降到100美元/Kwh,電動車的成本將與燃油車的成本基本接近;電池成本降低到150美元/Kwh,電動車在環保等理念附加的情況下已有較強競爭力。

2015年真鋰研究、AOE、Avicenne等機構對電池成本的統計數據

1.2 國家政策助力新能源汽車行業騰飛

為達到國家節能減排目標和扶植新能源汽車廠商,以實現汽車工業彎道超車的經濟戰略。中國政府部門采取了大額補貼的政策措施。新能源刺激政策由普惠政策逐步過渡到市場化的獎懲督促政策。2016年04月29日,《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》正式發布,具體的退坡辦法是:2017-2020年,除燃料電池汽車外,其他新能源車型補貼標準都實行退坡,其中:2017-2018年補貼標準在2016年基礎上下降20%,2019-2020年補貼標準在2016年基礎上下降40%。同時,2017 年6 月國務院法制辦頒發了《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》,雙積分政策18 年實施落地。其中規定,2018年至2020年,新能源汽車積分比例要求分別為8%、10%、12%。2020年以后的比例要求另行制定,這一規定適用于所有在華汽車制造商。如果車企“雙積分”不達標,將面臨目錄公告暫停、傳統車停產乃至罰款等風險。在購車成本及國家政策的雙重助力下,新能源汽車近幾年呈現高速增長態勢。

2、新能源汽車產業鏈

新能源汽車的“三電”模塊電池、電機、電控是核心動力總成部件,累計成本占比約60%,大幅超越傳統整車。新能源汽車的產業鏈,包括上游、中游、下游、充電設施等。

2.1 原材料

新能源產業的發展帶動上游原材料需求量增加。上游原材料鈷礦,鋰礦、鎳礦等均屬于國家戰略性礦產資源,2016 年全球鈷礦產量為10.1 萬噸,產量增速由過去的10%以上下滑至3.06%, 從近幾年原材料價格走勢來看,由于三元鋰電池的使用,鈷的價格呈上升趨勢。

2.2 電池

動力電池的成本由三部分構成,電芯即鋰電池的部分,占比大概66%。BMS即電池管理系統,能提高電池的利用率,監控電池的狀態,防止電池出現過充電和過放電,延長電池的使用壽命,核心部分由硬件電路、底層軟件和應用層軟件組成,成本占比6%。PACK是指基于車廠客戶不同車型的個性化需求,對動力電池BMS方案、熱管理、空間尺寸、結構強度、系統接口、IP等級和防護等進行定制化研發與設計,通過各種成熟技術的交互使用實現動力電池組各模塊的有機結合,保障核心儲能裝置電芯的安全性和穩定性,成本占比大概28%。

電池的基本原理是,放電時鋰離子與電子從負極脫出,電子經由外部電路達到正極,而鋰離子則通過電解液進入正極。鋰離子、正極材料以及電子在正極重新結合完成電流傳導,隔膜主要是將正極和負極隔離從而防止短路。 

2.2.1 正極材料

新能源電動車相較傳統整車的核心優勢在于能源結構與成本,短板在于續航里程。續航里程主要由正極材料的容量決定,而正極材料決定了電池的容量(續航里程)、壽命等多方面核心性能,因此正極材料是電池最重要的子環節。正極材料,主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料等,各正極材料性能如圖所示。

其中三元鋰電池續航性能較好,但穩定性較差。乘用車作為個人使用,對續航里程要求較高,在下游充電樁尚未大面積普及時,續航性能目前是制約其發展的一個核心問題。鑒于此,各整車廠普遍開始在乘用車上采用三元鋰方案,三元材料較弱的穩定性可以通過搭載性能優異的熱管理系統加以彌補。預計未來三元鋰的出貨量的占比也將逐漸提高,此外為降低材料成本,“低鈷高鎳”化將成為三元電池的后期趨勢。

整車廠中,比亞迪已在逐步擴充三元鋰產能,上汽新推出的榮威ERX5 改為搭載三元鋰電池,吉利、眾泰以及奇瑞等整車廠則直接采用三元鋰電池方案。國際主流的新能源車型特斯拉Model S,寶馬i3、以及日產的Leaf 均更加注重續航里程而采用三元鋰電池。

新能源客車普遍選擇磷酸鐵鋰。這主要是由于新能源客車對使用壽命、安全性以及功率要求更高,續航里程以及運營線路較為固定,從而可以在電池容量上做出一定讓步。未來其使用三元鋰的比例也將保持穩定。

2.2.2 負極材料

負極材料,天然石墨、人造石墨、中間相炭微球、石墨烯、鈦酸鋰等,各材銷量占比如圖。目前,天然石墨和人造石墨是主要的類型。各材料性能對比如下。

鈦酸鋰壽命高,安全性高,充電快,但比容量低,比較適合用于對空間沒有要求的大巴和儲能領域。未來2-3年石墨類負極材料,尤其是人造石墨將是主流技術路線。對天然石墨類材料進行氧化、包覆聚合物、包覆碳材料以及金屬氧化等改性后能夠使得其容量提升,同時成本相對較低,后期也是負極材料的主要突破方向。

長期來看,碳硅復合材料等具備較高的比容量與安全性,但循環穩定性較差,同時制備工藝復雜成本高,后期該類材料的攻破重點在降低成本提高穩定性。目前各大材料廠商紛紛在研發硅碳復合材料,如BTR、革鑫納米、杉杉、華為、三星等,但還沒有可大規模商用的產品。

2.2.3 隔膜

隔膜的作用是將電池的正、負極分隔開從而防止兩極接觸發生短路,也為電解質離子提供流動通道隔膜性能決定了電池的界面結構、內阻等,因此也會影響到電池的容量、循環以及安全性能。 

隔膜的制備方法,現在主要分為干法制備和濕法制備。干法制備,是將聚烯烴樹脂熔融、擠壓后吹制成結晶性高分子薄膜、經過結晶化熱處理、退火后在高溫下進一步拉伸,從而將結晶界面進行剝離,形成多空結構,干法工藝主要應用于PP 材料。 濕法制備,主要利用高聚物以及某些高沸點的小分子化合物在高溫下形成均相溶液,降低溫度后發生固-液或液-液相分離,后期經過拉伸后除去低分子后則可制成相互貫通的微孔膜材料。主要針對低密度的PE材料,目前較多應用于三元鋰電池。各類隔膜的性能及應用占比如圖。

濕法隔膜比干法具備更好的孔隙率、透氣性以及拉伸強度,因此具備更好的容量、安全性和循環特性,但濕法主要采用PE材料,耐高溫性能更差,同時濕法的成本較高,一般用于制造高端隔膜產品。濕法隔膜主要受到三元鋰電池增長帶動需求,國內供不應求主要依賴進口,而國際隔膜制造巨頭基本以濕法制備為主。當前具備技術與資金優勢的企業正積極布局擴大濕法隔膜產能,預計18個月后產能可釋放。

2.2.4 電解液

電解液在電池正、負極之間起到傳導電子的作用,對電池的比容量、工作溫度范圍、 循環效率和安全性能等至關重要。電解液的成分是電解質鋰鹽(以六氟磷酸鋰為主)、 高純度有機溶劑、及必要的添加劑。 

六氟磷酸鋰以其獨特性能優勢成為主流電解質。之前LiPF6被日本瑞星化工、森田化學和關東電化壟斷,價格居高不下,2011年,隨著以多氟多為代表的多家國內企業成功突破LiPF6的生產工藝,電解液迅速開啟國產化進程,價格也逐漸走低。各類電解液的對比如圖。

LiBOB、LiODFB、LiFSI、LiTFSI 等是目前市場上已開始少量應用的新型電解質鋰鹽,它們與傳統溶質相比,最大的優勢在于穩定性高,低溫性能好。其中新型鋰鹽添加劑LiFSI 作為一款非常優秀的新型鋰鹽添加劑,電導率高,高低溫性能好,安全性能高,預計未來在低溫、高電壓、高倍率電解液中將有著廣泛應用。目前LiFSI已應用在日韓電池企業的部分高端產品中,國內則包括天賜材料、新宙邦等在內的主流電解液廠家和添加劑廠家都在積極建設LiFSI 產線,產業化序幕正在逐步拉開。

2.2.5 電池管理系統BMS

BMS是電池包最關鍵的零部件。目前新能源車80%的故障來自電池包,電池包80%的故障來自BMS,可見BMS重要性。核心技術包括包括SOC(State Of Charge)、SOP(State Of Power)、SOH(Stateof Health)以及均衡和熱管理。SOC是依據監測的外部特性信息計算出來的傳輸信息。防止過充過放,提高均衡一致性,提高輸出功率減少額外冗余。因此精確估算SOC數值變得非常重要,其算法是相關企業的核心競爭力之一。均衡技術包括被動均衡和主動均衡,被動均衡適合于小容量、低串數、一致性好的鋰電池組,主動均衡適用于高串數、大容量的動力型鋰電池組,其結構更復雜,同時導致成本與故障率上升。

2.2.6 PACK

通常來講,PACK設計需求由整車廠提出,具體包括空間尺寸要求、結構強度、熱管理、系統接口、BMS匹配、IP等級和防護等,與BMS聯系非常緊密。目前PACK領域的主要參與方包括電池企業(占比60%)、整車企業(占比20%)、第三方PACK企業(占比20%)等。鋰電池Pack產線相對簡單,核心工序包括電芯測試、連接組裝、外殼包裝、可靠性測試等工藝,核心設備為電池測試設備、激光焊接機以及各類粘貼檢測設備。

2.3 鋰電設備

鋰電設備,包括前段、中段、后段三個部分,三個部分占設備投入的比例幾乎相當。各部分的工藝流程和所需設備如圖所示。

2.3.1 前段

前段工藝包括隔膜的生產及電池極片的生產,具體工藝流程如圖所示。

2.3.2 中段

中段的工藝流程,主要為利用正負極片、隔膜、電解質等制作電芯,具體如圖所示。

2.3.3 后段

后段的工藝,主要是PACK的生產和檢測。鋰電池Pack產線相對簡單,核心工序包括電芯測試、連接組裝、外殼包裝、可靠性測試等工藝,核心設備為電池測試設備、激光焊接機以及各類粘貼檢測設備。 目前Pack生產的自動化比例相對較低,是因為目前的新能源車單款車銷量都不夠大,上自動化生產線的成本較高。

2.4 電控

電機控制器是連接電池與電機的電能轉換單元,主要通過集成電路的主動工作來控制電機按照設定的方向、速度、角度以及響應時間進行工作的模塊,主要包括功率半導體模塊、控制模塊、薄膜電容、驅動模塊以及冷卻模塊等部分。 

其未來的發展趨勢是數字化和集成化。數字化包括驅動控制的數字化、驅動到數控系統接口的數字化和測量單元數字化。用軟件最大程度地代替硬件,具有保護、故障監控、自診斷等其他功能。集成化主要體現在兩個方面:1)電機方面:電機與發動機總成、電機與變速箱總成的集成化;2)控制器方面:電力電子總成(功率器件、驅動、控制、傳感器、電源等)的集成化。未來把電機、減速機、控制器一體化,是一種趨勢,不僅減小了體積,更使得產品更加標準化。

2.5 電機

驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。目前的電機主要有幾種類型,包括永磁同步電機、交流異步電機、直流電機等。不同類型電機性能對比如圖。

直流電機具備結構簡單、電磁轉矩控制特性優良以及抗過載能力強等優點,但是很難向大容量、高速度發展,同時電火花會產生電磁干擾,對于高度電子化的電動車較為致命,因此新能源汽車中直流電機使用較少。

永磁同步電機功率密度大,效率高,產生轉矩大,調速性能好,并且極限轉速和制動性能優于其余類型電機,但目前使用成本較高,并且在振動、高溫和過載電流的情況下存在退磁現象。

交流異步電機是將轉子臵于旋轉磁場中,在旋轉磁場作用下活動轉動力矩的電機,具備結構緊湊、堅固耐用、價格低廉、質量輕等優點,但功率因素較低,運行時必須從電網吸收無功電流來建立磁場,同時控制復雜,易受電機參數及負載變化影響。

目前各類電機的市場占比如圖所示。市場上主流的純電動乘用車榮威ERX5、比亞迪E6、知豆D2、奇瑞eQ、北汽EU系列、江淮IEV6S、比亞迪秦/唐均搭載永磁同步電機。北汽EC、云100、江鈴E160/E200 以及特斯拉Model S 主要搭載交流異步電機。而在2017年第一批推薦目錄中,有150款車型搭載了永磁同步電機,占比81%,特斯拉Model 3將會采用永磁同步電機。寶馬的Active Hybrid與i3,豐田Pruis IV與Leaf,特斯拉Model 3,本田Civic Hybrid,雪佛蘭Volt等都采用永磁同步電機。

未來將會重點發展集成化(電機、變速箱)、永磁輪轂電機等,尤其是永磁輪轂電機,并且結合第三代寬禁帶功率器件和電控系統同步發展。

2.6 整車

新能源車保持了較高的增長勢頭,而其中不同的車型,情況也不盡相同。乘用車較多,但滲透率仍比較低。公交車滲透率高達32%(保有量數據)。2015年新能源專用車銷量結構是——城市物流車:環衛車:其他專用車=6:2:2,合計4.8萬輛。新能源物流車的滲透率不到1.5%,新能源環衛車滲透率16%。 

商用車滲透率高于乘用車,一方面是商用車基數本身低,同時商用車續航里程固定,充電運營相對好管理,并且運營商更加注重全生命周期使用成本;一方面是新能源乘用車主要針對個人消費者,目標群體更加看重一次購車成本,并且在下游充電運營環節尚未全面鋪開的情況下,續航里程與充電便捷度成為制約新能源乘用車發展的關鍵,共享模式也是一個重要發展方向。

2.7 充電樁

截至 2016 年底,公共充電樁保有量15 萬個,私人充電樁8 萬個。受制于私家車專用樁安裝推進緩慢與歷史樁車配套低等,目前社會樁車比不及1:7。目前,與新能源車產量相比,充電樁的鋪設仍較滯后。美國74%為私人充電樁,未來中國私人充電樁領域也大有可為。

本文網址:http://www.afsarri.com/news/345.html

相關標簽:新能源

最近瀏覽:

您好,hello!

感謝您關注貴州萬仁汽車集團有限公司,若您有合作意向,請您使用以下方式聯系我們,我們將為您提供周到細致地服務,謝謝!

1509179536434233.png  貴州萬仁汽車集團有限公司      郵  箱:publicmailbox@gzwrjt.cn
1509179559873330.png  銷售熱線:0856-5267166      網  址:www.afsarri.com
  售后服務熱線:4008129166      地  址:貴州省銅仁市萬山經濟開發區萬山紅大道
我要留言
聯系人:
聯系電話:
備注:
驗證碼:
97香蕉视频污下载app最新ios-香蕉视频18禁止看的污网站-香蕉视频污版