资源描述
新能源汽车产业分析
近年来,我国的汽车行业发展迅速,已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国。根据国务院发展研究中心估计,2010年,我 国的汽车保有量将接近6千万辆,2020年将达到1. 4亿辆,机动车的燃油需求分别为1. 38亿吨和2. 56亿吨,为当年全国石油总需求的 43%和57%。我国的石油资源短缺,目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长,预计到2010年进口依存度将接近50%。大力发展新能 源汽车,用电代油,是保证我国能源安全的战略措施。
因此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。
图h新能源汽车产业链
上游资源,
整体产业链概况:
钢铁 有色
I ~ ~ ~ j ——4一;
:宝钢积份 中金诚■廨
1 a J ।
:拿锅源偿 银业收份
武钢股份■ 叱藏矿业
■乌飒祝份 轮宏祥钻
方大特钥■ 直部矿业
J .
中海核心部件,
电池
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;中矩亮新
;科力运
;ST春兰
:包钢稀土
:赛褰电池 I
佛山版明
■I
:成飞集成
:长城电二
:同济联
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:上海汽车 I
;新大洲A
电机、电控 配件、内饰
;大洋电机
■中支南车
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;曙光淞份 I
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:中科三环
宇波华翔 诏耀或理 华屋汽车 一汽宫娃 贵航拒份 模第科技 东用书■投
仪器、仪表 发动机
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■大兴仪表 宗申动力
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底盘、变速箱 球胶、轮胎
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长春一东 S佳逋
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江铃汽车 风神孤赞
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江港汽车 双钱/份
万里播 5T苜海
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下游整车制造:
新能源客车
新能源期车
产业链延伸:
福田汽车 中通客车 安凯客车 宇通客车 金北客车 肘代新材 曙力汲份
充电设施建设
国电陶瑞 许继电气 英信段份 病源电气 奥特运
上海汽车 一汽轿车 长安汽车
图寄电池行业拆分
锂 银 柏
稀土
中信国安
吾题锦业
贵研销业
:贵研钻业
包钢赣士
展门铐业
正槎村科
诞氢电池
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ST春兰 包钢稀士
燃胤电池
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复星医药 ;上海汽车 新大洲A
锂龟池
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负吸材料
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中国宝安
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江苏国泰 杼杉出份 多纸多 新宙邦
生芳第织
一.新能源汽车的定义和分类
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和 驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包 括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。
(1)混合动力汽车(HEV)
混合动力是指那些采用传统燃料的,同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同,主要又 可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上,混合动力车辆的主流都是汽油混合动力,而国际市场上柴油混合动力车型 发展也很快。
(2)纯电动汽车(BEV)
电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车,大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动纯电动汽车机装在发动机舱 内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。
(3)燃料电池汽车(FCEV)
燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。燃料电池汽车模型量是通过氢气和氧气 的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池 的能量转换效率比内燃机要高2〜3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。
(4)氢发动机汽车
氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车 是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比,氢动力汽车成本至少高出20%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排 放氢内燃机点火,并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。
(5)燃气汽车
燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。
(6)醇醚汽车
乙醇俗称酒精,使用乙醇为燃料的汽车,也可叫酒精汽车。目前世界上已有40多个国家,不同程度应用乙醇汽车,有的已达到较大 规模的推广,乙醇汽车的地位日益提升。 在汽车上使用乙醇,可以提高燃料的辛烷值,增加氧含量,使汽车缸内燃烧更完全,可以
降低尾气的害物的排放。
值得注意的是,醇醚汽车发展条件受地区资源限制较大,不会成为全球新能源汽车主流。这种汽车为内燃机驱动,与传统汽油车、 柴油车相似,能源来源于煤炭或生物质能,可以减少碳排放,减少石油的依赖,但资源依赖性较强。
目前,以储能电池技术为主的新能源汽车受到各国政府更多关注,是重要发展方向,代表类型包括各类混合动力汽车、纯电动汽车、 燃料电池汽车。
图表 9:不同类型电动汽车比较
类型
燃料电池汽车
纯电动汽车
混合动力电动汽车
驱动方式
电机驱动
电机驱动
电机驱动+内燃机驱动
能量系统
燃料电池
蓄电池
蓄电池内燃机发电单元
使用能源
氢气、甲醇或汽油等
电能
燃油,电能
能源及
基础设施
燃料电池原料的储存与加
载设备
电网充电设施
加油站,电网充电设施
(可选)
主要特点
零排放或超低排放,能量
零排放,能量转换效
排放很低,能量转换效率
转换效率达60-80%,续驶
率大于19%,续驶里程
与混和程度、混合方式有
里程长,汽车功能不受限
短,汽车功能受限制,
关,续驶里程长,汽车功
制,可以不依赖原油,对工
不依赖原油,结构相
能不受限制,部分依赖原
作环境适应差
对简单
油,结构复杂
技术成熟度
研发中
已成熟,有销售
最成熟,有销售
技术发展
燃料电池寿命及成本,氢气
蓄电池及其管理,充
多能源管理,优化控制
关键点
存储和加氢设施
电设施
资料来源:Bank Research佰瑞咨询
二.新能源汽车产业政策
自2009年以来,我国政府对新能源汽车相继出台了一系列的扶持政策,以鼓励新能源汽车的发展,抢夺新能源的“制高点”。
2009年2月,财政部、科技部发出《关于开展节能与新能源汽车示范推广工作试点工作的通知》,决 绿色环保车定在13座城市开 展节能与新能源汽车示范推广试点工作;鼓励试点城市率先在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域推广使用节能与新能源汽车。 2009年3月,国家发改委发布《汽车产业调整和振兴规划》,明确提出2011年我国要形成50万辆新能源汽车产能,其销量占乘用车销售 总量的5%左右。
2009年6月,工信部发布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,此次政策主要对新能源汽车的三个技术阶段的产品进行了 细化,这是新《规则》区别于2007年发改委发布的一份新能源汽车准入的最大变化。
2010年6月,私人购买新能源汽车补贴试点工作正式启动,确定在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5 个城市启动私人购买新能源 汽车补贴试点工作。《通知》明确,中央财政对试点城市私人购买、登记注册和使用的插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车给予一次性 补贴。
图表 10: 2009年以来新能源汽车的政策
时间
事项
发布
单位
具体内容
支持措施
《关于开展节
在13个城市开展节能与新能源汽车示
补贴范围:北京、上海、重庆、长春、
能与新能源汽
财政部
范推广试点工作,以财政政策鼓励在
大连、杭州、济南、武汉、深圳、合
2009.2.23
车示范推广工
科技部
公交、出租、公务、环卫和邮政等公
肥、长沙、昆明、南昌等13个城市
作试点工作的
共服务领域率先推广使用节能与新能
补贴标准:轿车:混合动力(0.4-5
通知》
源汽车,对推广使用单位购买节能与 新能源汽车给予补助。其中,中央财 政重点对购置节能与新能源汽车给予 补助,地方财政重点对相关配套设施 建设及维护保养给予补助。
万元/车);纯电动6万元/车;燃料
电池25万元/车;客车:混合动力
(20-42万元/车);纯电动50万元/
车;燃料电池60万元/车
2009.3.20
《汽车产业振
兴规划》全文发
布
国务院
推动纯电动汽车、充电式混合动力汽 车及其关键零部件的产业化。掌握新 能源汽车的专用发动机和动力模块的 优化设计技术、规模生产工艺和成本 控制技术
补贴资金来源:启动国家节能和新能 源汽车示范工程,由中央财政安排资 金给予补贴。支持大中城市示范推广 新能源汽车。
2009.8.26
《新能源汽车
生产企业及产
品准入管理规
则》
工信部
明确新能源汽车概念:新能源汽车包 括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料 电池电动汽车、氢发动机汽车、其他 新能源汽车等各类别产品;
对新能源汽车生产企业生产能力和条 件、设计研发能力、生产一致性保证 能力、营销和售后服务能力、零部件 管理能力等五方面均做了详细的规 定。
2009.12.9
国务院批复的
汽车消费政策
国务院
扩大试点范围
试点城市范围:由13个扩大到20个
试水个人购车补贴:5个城市补贴私人
购买新能源汽车
2010.6.1
《关于开展私 人购买新能源 汽车补贴试点 的通知》
工信部
财政部
科技部
发改委
确定在上海、长春、深圳、杭州、合
肥等5个城市启动私人购买新能源汽
车补贴试点工作
补贴标准根据动力电池组能量确定, 对满足支持条件的新能源汽车,按
3000元/千瓦时给予补贴。插电式混合 动力乘用车每辆最高补贴5万元,纯 电动乘用车每辆最高补贴6万元。补 贴资金拨付给汽车生产企业,按其扣 除补贴后的价格将新能源汽车销售给
随着一系列新能源汽车扶持政策即将出台,中国新能源汽车十二五期间将快速发展。
近日,工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020年)》已经基本完成,中国将投入巨额资金扶持新能源汽车核心技术发 展。同时,国家质检总局正开展汽车节能与新能源汽车标准体系的研究工作。
为推动电动汽车电池技术的发展,国家质量监督检验检疫总局总工程师张纲表示,国家质检总局已发布电动汽车国家标准31项、行 业标准5项,共计36项。此外,国家电网公司今年将在全国建成公用充换电站75座、充电桩6209个,目前充电桩的建设已基本实施。
图表11:《汽车与新能源汽车产业发展规划》(2011年〜2020年)草案摘要
方向
具体规定
总目标
节能与新能源汽车总规模世界第一;确定了电动汽车作为汽车产业转型的重要战略方向,中国将最
终实现插电式混合动力汽车和纯电动汽车的产业化;同时将加快研发燃料电池汽车技术。
新能源汽车
的范围
插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车(一般混合动力汽车划归节能汽车范畴)。
发展目标
到2020年新能源汽车产业化和市场规模达到全球第一,其中新能源汽车保有量达到500万辆;
(以混合动力汽车为代表的节能汽车年销量达到世界第一,年产销量达到1500万辆)。
实施步骤
20n〜2015年:大力发展节能汽车,一方面提高传统汽车的燃油经济性,另一方面实现普通混合 动力汽车的大规模产业化,中度、重度混合动力汽车保有量超过100万辆。2016〜2020年:将传 统汽车的燃油经济性提高到世界先进水平;大规模普及混合动力汽车,中度、重度混合动力乘用年 车产销量超过300万辆;纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化,市场保有量希望超过500 万辆。
结构调整方
面
要形成3〜5家新能源汽车整车骨干企业,形成2〜3家具有自主知识产权和国际竞争力的动力电
池、电机等关键零部件骨干企业,产业集中度达到80%以上。
财政支持
建议中央设立专项补贴基金,并给予税收减免补贴未来十年中央财政拿出超过1000亿元的巨额资 金,用于扶持节能与新能源汽车产业链发展。其中,500亿元为节能与新能源汽车产业发展专项基 金,重点支持关键技术研发和产业化。300亿元用于支持新能源汽车示范推广;200亿元用于推广 以混合动力汽车为重点的节能汽车;100亿元用于扶持核心汽车零部件业发展;50亿元用于示范 城市基础设施建设。税收减免将分两类:对于购买节能与新能源汽车的消费者,减免购置费和消费 税。如免征纯电动和插电式混合动力汽车的购置税,减半征收普通混合动力汽车的购置费、消费税。
资料来源:Bank Research佰瑞咨询
图表12:我国新能源汽车产业化三步走战略
大城市公共股翱领 域各种车型示范
• 薪能源城Q客车
• 微混合J轻混合轿车
• 激到小型电动车
• HGQ器能源混合发动机矫车
• PHEV可充电式电动解车
♦ FCM氧燃料电池辍车
刻30
200ft 2010 2012 2015 202 D
资料来源:Bank Research佰瑞咨询
三.我国新能源汽车产业的优劣势
中国新能源汽车发展的优势表现为:国家发展新能源汽车的战略明确;汽车产业整体发展前景乐观;新能源汽车技术与国际水平差 距不大;电动自行车和电动摩托车已实现产业化;小排量车占据半壁江山等等。中国新能源汽车发展的劣势表现为:研发投入依然不足; 配套标准、法规几近空白;基础设施建设严重滞后等等。
经过10年左右的研发投入与攻关,我国新能源汽车(电动汽车)已经形成“三纵三横”的研发格局。“三纵”就是混合动力汽车、 纯电动汽车、燃料电池汽车;“三横”就是多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统。在“三纵三横”的研发格 局中,参与的车企与科研机构也有不同的分工与侧重,如清华大学侧重氢燃料电池大巴,北京理工大学侧重纯电动大巴,同济大学侧重燃 料电池轿车;一汽、东风、长安、奇瑞等企业主攻混合动力轿车;上汽主攻氢燃料电池轿车;中国汽车技术研究中心下属的天津清源主攻 纯电动轿车;中信国安盟固利、中科院大连化学物理研究所则主攻锂电池、氢燃料电池的研发。“三纵三横”研发格局的形成,为我国新 能源汽车的产业化打下了产业链基础。
图表 15:我国电动汽车“三纵三横”布局
政策、法规、标准、基础设施研究
燃料电池蜓车技术
源合动力整车技术
纯电动车整车技术
整车标定和匹配
燃料电池发动机
46车标定和匹配
发动机和传动
机电根合技术
■车标定和匹配
胃妹需累
多能源动力总成控制系统
Fi-r-
电机驱动系统和控制单元
DC/DC 娈换 as
ISA/ISG^tK
III
动力电池和电池组管理系统
,-ITT. "I
资料来源:Bank Research佰瑞咨询
四.我国新能源汽车发展现状
(1)电动轿车:产业竞争刚起步
虽然国外的混合动力车产业已经如火如荼,可中国的混合动力汽车产业还只是刚起步。目前中国国内汽车市场上正式销售的混合动 力汽车中,最常见的四款为:一汽丰田普锐斯(Prius)、本田思域(Civic)和雷克萨斯RX400h、LS600hL。一项非官方的统计数据称, 中国2007年混合动力汽车的销售量不超过2000辆,还不到中国2007年汽车销售总量(870万辆)的0.03%。由于混合动力电动汽车售价 高于传统汽车近10万元,追求“物美价廉”的消费习惯使价格因素成为其进入中国市场的一个障碍。 国内企业从事电动汽车研发和试生 产的企业较多,其中比亚迪、东风、奇瑞、一汽等公司已有产品下线。
可以说,目前中国目前尚处于电动汽车示范运行阶段,但这并不代表中国的电动汽车市场没有发展前景。中国重点发展的三种电动 汽车的应用方向分别是:混合动力车在商用车和家用轿车领域占主体;蓄电池电动车发展为中国特色,产品覆盖大宗交通工具、电动自行 车、摩托车和微型轿车;燃料电池汽车应用在公共交通领域。找准定位之后,随着技术的日益成熟、成本的进一步降低,以及激励政策的 陆续出台,中国的电动车市场定会日渐繁荣。
图表 13:我国电动轿车主要生产企业
汽车企业 电动汽车发展情况
著名电池制造商比亚迪在动力电池方面的研究成果一直处于世界前沿,2006年7月,比亚迪为加
速纯电动汽车的商业化步伐,推出一款全新技术的电动轿车-F3e。2008年12月,广受关注的比
比亚迪 亚迪首款双模电动车F3DM在深圳正式上市,成为这是全国首款获准销售的电动汽车。预计在2009 年内,另一款双模电动车F6DM以及专为中国18省区道路打造的全球首款纯电动车比亚迪e6也 将上市。
东风集团是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一,主要以场地车和客车为主。东风集团同
时发展高中低档混合动力汽车,主要产品有:神龙富康纯电动轿车、EQ7200混合动力轿车和 东风
EQ6n00混合动力公交客车,其生产的混合电动动力公共汽车已经在武汉市作示范运行。北京奥
运会上,有430台“东风”车辆服务于各奥运场馆及奥运核心区。
奇瑞公司开发了奇瑞纯电动轿车EV5和奇瑞混合动力轿车A5ISG,计划在2010年以后在一半以上
奇瑞 产品的搭载混合动力系统。北京奥运会投入的80辆混合动力轿车中,奇瑞中标了 50辆的份额,
包括40辆BSG弱混合动力轿车,10辆ISG中度混合动力轿车。
自2006年开始,一汽红塔公司生产的幸福使者ZX40低速电动汽车大批量出口美国加州,接受方
一汽 美国MAG公司具有长期订购意向。另外,一汽公司研发的解放牌混合动力城市客车、红旗牌混合
动力轿车和夏利纯电动轿车已研制成功。
资料来源: 佰瑞咨询收集整理
(2)电动客车:地方政府实力比拼
我国在电动客车,尤其是纯电动客车的研究上具有较先进的水平,且纯电动客车技术世界领先,相对应的也有一批电动客车领域的 领军企业。各企业自主生产的纯电动和混合动力电动客车产品种类丰富,已有几十余种产品被列入《车辆生产企业及产品公告》目录,且 以混合动力产品居多。从2007年开始,被批准进入产品公告的电动客车产品数量迅速增加,并逐渐改变了早期以混合动力为主的产品结 构。新能源汽车示范项目为中国的电动汽车企业提供了千载难逢的良机,面对这块诱人的蛋糕,客车企业纷纷加紧研发的步伐,以期待达 到共赢的局面。
图表14:我国主要的电动客车生产企业
企业名称
产品
技术
示范
北汽福田汽车
已有2款混合动力和1款燃
参与国家863项目“燃料电池
北京公交集团已向其订购
股份有限公司
料电池客车产品;是目前第
客车研发”;“北京新能源汽车
800辆混合动力客车;联
一家真正实现混合动力汽
设计制造产业工程基地”依托于
合广州一汽巴士,投入30
车产业化的
福田公司;
辆混合动力客车进行商业
企业;
化运营;
中通客车控
已有3款混合动力和1
参与两项“863计划”重大项目;
获得济南100部纯电动车
股股份有限
款纯电动客车产品被批
其低底板混合动力客车和奥运
和80部混合动力车订单;
公司
准生产;
纯
与世博“环保型纯电动客
电动客车,是目前我国纯电动客
车底盘项目合作协议”,
车的最先进水平;
拟服务世博;
中国南车股
已有1款混合动力电动
下属的南车株洲电力机车研究
曾在湖南株洲示范运营;
份有限公司
客车获准生产;
所有限公司拥有两个国家级技
术中心、两个博士后科研工作流
动站,混合动力和纯电动客车技
术国内领先;
安徽安凯汽
已有包括混合动力和纯
目前已研制出第三代纯电动客
已经有3批产品在上海投
车股份有限
电动客车在内的多款产
车
入示范运行;
公司
品;规划2012年产能达
产品;
到3000辆;
郑州宇通客
已有4款混合动力电动
将新能源客车的研发重点放在
已在北京、广州及郑州进
车股份有限
客车产品获准生产;
混合动力;
行试运营;
公司
厦门金龙旅
已有2款混合动力电动
油电混合技术已相对成熟进入
已经在上海开辟公交示范
行车有限公
客车产品获准生产;
量
专线;
司
产阶段;
中国第一汽
已有混合动力汽车底盘
承担863“解放牌混合动力城市
曾在长春 示范运行;
车集团公司
被获准生产;
客车研究开发”项目;基本具备
混合动力汽车的部件和整车开
发能力;
除上述企业之外,国内电动客车相关的生产商还有:混合动力和纯电动客:车北京京华客车公司、陕西汽 车集团(生产客车底盘)等;混合动力客车:辽宁曙光汽车集团、东风汽车、深圳五洲龙汽车、宁波吉江 汽车、重庆长安汽车等;生产纯电动客车:北方华德尼奥普兰客车、江苏常隆客车、上海万象汽车、桂林 客车、南京汽车、湖南江南汽车等。
资料来源: 佰瑞咨询收集整理
“十城千辆”以出租与公交作为乘用车示范推广的主要领域,也就是说私家车被排除在外,这主要是因为私家车的推广时机仍未成 熟。虽然私家车是电动乘用车最为广大的市场,也是未来推广的方向,但现阶段其推广仍面临着很大的障碍:(1)配套设施落后:国内 市场电动乘用车配套设施(如充电站、停车场等)的建设还很落后,无法刺激消费者; (2)价格过高:目前的税费优惠和电动乘用车产 品还很难打动消费者,如果纯粹从支出考虑,即使有政策补助,节能汽车仍不具备价格优势;(3)产品不成熟:由于现在电动乘用车技 术尚有不成熟之处,厂家对使用环境、维修售后和产品本身经验尚不充足,盲目推广会导致消费者对产品的不信任,因此厂家往往也持谨 慎态度。例如,比亚迪的F3DM现在就只卖给集团客户。
目前,国内外已有多个厂家涉足电动乘用车的研发和生产,且热情日渐高涨。在今年举行的上海车展上,厂家纷纷推出各色“法宝”, 这其中既包括已经量产的车型,也包括引领技术方向的概念车。我们可以看到,目前电动乘用车的技术趋势包括:纯电动车电池容量增大, 续驶里程增加;混合动力电动车节油率提高;燃料电池汽车日益火热;能源供应方式多元化;纯电动车车型“微型化”等。
图表15:近期推出电动汽车产品及概念车的主要生产商
厂家
车型及技术特色
比亚迪
双模电动车F3DM(已经量产),F6DM (即将量产);纯电动车e6:即将量产,
续驶里程300km,百公里电耗20度;
长城
纯电动欧拉:续驶里程160km,百公里耗电10度;
奇瑞
将于2010年实现量产的车型:奇瑞A3-ISG混合动力,奇瑞风云2BSG混合动力,瑞
麒M1纯电动车,瑞虎3纯电动车;
长丰
长丰猎豹混动SUV:可节省30%的燃油消耗;
长安
双模油电混合动力E301概念车;
海马
纯电动车Me:续驶里程大于200km;并联式电动轿车Mpe:采用大功率超级电容系统
与高容量锂离子动力电池并联的电气构架;
中华
华晨纯电动概念车:续驶里程150km;
东风
风神i-car纯电动概念车:小巧可爱;混合动力“风神”S30概念车:节省油耗6%-10%;
吉利
全球鹰EK-2电动车;智慧ig纯电动概念车:低成本、独特布局,车顶装有太阳能装
路;
力帆
力帆320电动概念车;
众泰
纯电动2008EV:充满电后续驶里程为300公里,百公里的耗电仅12度;
宝马
纯电动车MINI E:锂离子电池;宝马7系ActiveHybrid混合动力车:节能15%,今
年实现量产;
本田
本田第二代Insight:百公里油耗5.9升;本田新款FCX Clarity:最早商用的燃料
电池车,已在美国和日本销售;
奔驰
BlueZero系列概念车:分别采用锂电池、锂电池搭配汽油发动机以及氢燃料电池3种
不同设路;
丰田
第三代普锐斯混合动力车量产;纯电动FT-EV概念车:使用锂离子电池;燃料电池
FCHV-adv概念车:搭载氢燃料电池;混合动力Hi-CT概念车:应用外插充电式混合
动力技术;
雪佛兰
混合动力Volt概念车:可使用氢燃料、电能或乙醇等多种能源;
现代
Blue-Will概念车:设有太阳能电路板;燃料电池车途胜FCEV;
道奇
ZEO纯电动概念车:续驶里程至少达到400公里;
日产
纯电动NUVU概念车:带有12个小型太阳能电池板;
斯巴鲁
第二代紧凑型纯电动G4e概念车:最大可以行驶200公里以上;
资料来源:佰瑞咨询收集整理
五.新能源汽车产业链
电动汽车相关的全新的零部件和设备包括:高效储能电池及超级电容、高效电机、驱动控制系统和电源管理系统四个主要的功能部
件,以及为纯电动汽车充电的充电设备。电动汽车关键零部件为动力电池、电机。
图表16:新能源汽车产业链
下游
资料来源:Bank Research佰瑞咨询
产业链重点环节分析:
5.1 动力电池
5.1.1 新能源汽车电池概述
新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最 高、利润最集中的部分。
新能源汽车对电池要求很高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。
主要的动力电池有铅酸、镍氢、锂电池和燃料电池等。
图表8:各种电池,
性能比较
项目
超级电容
铅酸电池
镍镉电池
镍氢电池
锂离子电池
燃料电池
充电时间/小 时
10秒~几分 钟
4~12
4~10
12~36
3~4
充放电次数
500000
400~600
400~500
>500
1000
>500
工作电流
极高
高
高
高
中
低
记忆效应
无
轻微
有
有
很轻微
轻微
自放电率(%/ 月)
高
0.03
25% (中)
20% (中)
5〜10%
低
质量能量密度
(Wh/KG)
4〜10
30
50
60〜80
100〜200
>200
功率密度 (W/KG)
>1000
<1000
>1000
>1000
>1000
35~1000
安全性
优
一般
良
良
差
差
环境
零污染
有污染
低污染
低污染
低污染
零污染
图表9:电池产业链(电池的正极材料决定了电池的类型)
矿产资源
电池材料
电池组(电池单体、
电池模块)
电动汽车
镍氢电池
镍金属;
稀土金属
正极:氢氧化镍;
负极:储氢合金;
隔离膜:PE、PB膜;
电解质:氢氧化钾;
铜箔、铝箔等
镍氢电池组
混合动力汽车
锂电池
碳酸锂;
铁、锰、钻、
正极:磷酸铁锂、锰酸锂、三
元材料;
锂电池组
混合动力汽车;
插电式混合动力汽
镍等
负极:石墨、硬碳;
隔离膜:PE、PB膜;
电解质:六氟磷酸锂、EC2DMC
溶剂;
铜箔、铝箔等
车;
纯电动汽车
5.1.2 锂电池是未来电池的发展方向
锂离子电池是指分别用二种能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。充电时锂离子从正极化合物中脱出经过 电解质嵌入负极,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极,保证负极电荷平衡;放电时则相反,锂离子从负极脱出,经过电解质嵌入正 极。
动力锂离子电池是以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池,是专门为机动车提供动力的锂电池,具有零污染、零排放、能量密度 高、体积小和循环使用寿命长等优点,是国内外动力电池发展和应用的趋势。
目前技术最成熟、应用最广泛、商业化最成功的锂离子电池正极材料是钴酸锂,而各国研发的重点则是能够应用于电动汽车的动力电 池用正极材料,比如镍钴锰酸锂,锰酸锂和磷酸铁锂等。
图表10:锂离子电池主要组成材料
材料
材料实例
正极
嵌锂过渡金属氧化物
钴酸锂,锰酸锂,镍钴锰镍钴锰酸锂复合材料,磷酸铁锂
负极
电位接近锂电位的可嵌
入锂化合物
人造石墨,天然石墨,石墨化碳材料,石墨化中间相碳微珠和金属氧
化物
电解液
LiPF6的烷基碳酸脂搭
配高分子材料
乙烯碳酸脂EC),丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等
隔膜
聚烯微多孔膜
PE,PP或它们复合膜,PP/PE/PP三层隔膜
外壳
金属
钢、铝
图表11:各种锂电池性能比较
正极材料
钴酸锂
镍酸锂
镍钴酸锂
镍锰酸锂
钴镍锰酸锂
锰酸锂
磷酸铁锂
工作电压
3.6V
3.3V
3.7V
3.7V
3.7V
3.8V
3.4V
电容量
160mAn/g
200mAn/g
180mAn/g
160mAn/g
190mAn/g
110mAn/g
160mAn/g
循环寿命
>500 次
>500 次
>500 次
>500 次
>500 次
>500 次
>1000 次
价格
高
较高
较高
较高
较高
低
较低
安全性
低
低
低
较低
较低
较好
好
应用领域
小型电池
小型电池
小型电池
小型电池
小型电池
动力电池
动力电池
5.1.3 锂电池成本构成
锂电池及其附属配件,占整车成本的30%-50%。目前,动力锂电池的成本大约为每千瓦时3000元〜4000元。
锂电池成本构成:
①原材料占整个电池70%,人工、水电20%,折旧10%。
②原材料中,正极占30%-40%,隔膜占15%-30%,电解液占20%-30%,负极5%-15%。
1,正极材料:成本的关键因素,厂商竞争激烈
图表12:正极材料相关公司
公司
产能(吨)
备注
第一梯队
天津斯特兰
磷酸铁锂500
客户:比亚迪
深圳贝特瑞
磷酸铁锂1500
客户:天津力神
北大先行
磷酸铁锂500、钴酸锂1500、三元化
合物300
客户:咸阳威力可
湖南杉杉
钴酸锂4000、锰酸锂500、磷酸铁锂
500
天骄科技
三元化合物800、磷酸铁锂150
苏州威龙/威泰
磷酸铁锂—一
美国Valonce在华子公司
常州/镇江高博
磷酸铁锂一一
美国AL123在华子公司
烟台卓能
磷酸铁锂200
第二梯队
辽源雷天
磷酸铁锂1000
深圳雷天子公司
西安铁虎
磷酸铁锂200
中信盟固利
钴酸锂1500、锰酸锂500
中信国安控股90%
海南瑞翔
锰酸锂、钴酸锂500
苏州恒正
磷酸铁锂500
湖南浩润
磷酸铁锂500
第三梯队
横店东磁
磷酸铁锂
中试
广州鹏辉
磷酸铁锂
小批量市场
青岛乾运
锰酸锂、钴酸锂
中试、试产
长远锂科
钴酸锂1500
余姚金和
钴酸锂1600
西安荣华
钴酸锂400
国内锂电池正极材料相关的上市公司主要有:西藏矿业、杉杉股份、中信国安、中国宝安等。
西藏矿业拥有原材料优势。公司拥有扎布耶盐湖20年的开采权(碳酸锂储量超200万吨),锂以碳酸盐形式存在,能直接从卤水中沉 淀出来,资源类型独特。
中信国安的控股公司中信国安盟固利公司从2002年起先后承担了一系列锂电池正极研发的国家重大科技项目,北京奥运期间的50辆 纯电动公交车的核心部件——锰酸锂动力电池能源系统就是全部由中信盟固利公司提供。中信国安还通过分公司青海国安,拥有原材料碳 酸锂的资源优势。
杉杉股份几年前从服装制造业转型,已经构建了负极、正极、电解液的完整电池体系,并掌握了磷酸铁锂的制备技术。
中国宝安初步完成了电池产业链。公司是国家磷酸铁锂正极材料的标准制定者。公司控股 55%的深圳贝瑞特磷酸铁锂产能达到 1500 吨/年、控股75%的天骄科技的三元正极材料销量国内第一,市占率高达40%。
2,负极材料:技术成熟,成本比重低,非关键环节。
现阶段全球负极市场份额集中在6 大厂家。负极材料相对正极占电池总成本低,且技术成熟,国内已经实现产业化,基本能够满足国 内市场的需要,其中国内行业前三甲是深圳贝特瑞,上海杉杉,长沙海容。深圳贝特瑞是中国宝安集团控股 55%的子公司,是国内电池碳 负极材料标准制定者,截止2010 年7 月,其碳负极年产能超过7000 吨,价格3-12 万每吨不等,全球市场占有率12%,位居全球第四。
3,电解液:技术含量高,盈利能力强,日本企业掌握话语权
电解液占锂电池成本10%-30%,毛利率约40%,是锂电池产业链中盈利能力较强的环节之一。目前国内需求约8000吨,供需基本平衡。 但未来的新能源车对电解液需求的拉动较大。
电解液核心材料为六氟磷酸锂(LiPF6)——俗名“锂盐”,占成本50%左右,售价超过30万元/吨(2009年售价),毛利率约60%。但 由于生产技术难度非常高,被日本的关东电化学工业、森田化学、 Suterakemifa 等几家垄断。
国内也有金光高科、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰、天津金牛等企业能生产,但产能少,品质也差很多。
国内电解液行业龙头为江苏国泰华荣化工,市场占有率40%,公司生产的电解液的关键材料“锂盐”,购自森田化学在江苏扬子江化工 园(位于张家港市)的森田江苏扬子江公司。
国内电解液的几个生产厂商有河南新乡洛瑞恩(技术来源:中科院化学所)、佛塑金辉高科、东莞星源科技、新时科技(技术来源: 中科院化学所)、山东正华等。
4,隔膜:技术水平较高,基本依靠进口
锂电池成本中,隔膜约占15%-30%,但毛利率高达70%以上,是锂电池中盈利最强的。
目前,国内还没有产业化,基本依赖进口。我国2008年进口隔膜约6080万平方米,进口额1.8亿美元,预计保持每年12%-15%的进 口增速。
世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和规模化产业。如:日本的旭化成工业、东燃化学,韩 国的 SK、WIDE、Finepol,美国 Celgard、英国 N-Tech 等。
国产有佛塑金辉高科、东莞星源科技、河南新乡洛瑞恩、中科来方、环宇塑料五金有限公司、奇鑫电源有限公司等,可提供小型锂电 池隔膜,但质量较差,多见于小成本的低速电动车使用。
我国尚无一家企业具备生产占新能源汽车电池成本
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