動力電池從電動自行車到電動汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路

1、中國自行車2007 .730CHINA BICYCLE 文/朱梅 徐獻(xiàn)芝 宋輝 李芬引言為解決環(huán)境保護(hù)和石油能源危機(jī)的全球性問題,各國對電動汽車的開發(fā)正如火如荼地進(jìn)行中。無論是美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家,還是我國這樣的發(fā)展中國家都紛紛制定了電動汽車研究和發(fā)展的計(jì)劃1-2。電動汽車成為未來城市運(yùn)輸?shù)闹匾煌üぞ?同時(shí)它的發(fā)展也掀起了與此相關(guān)的多項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步,其中重點(diǎn)包括其能源承載形式-動力電池的發(fā)展。從目前的技術(shù)發(fā)展來看,全球性的電動汽車普及使用還需要等待一段時(shí)間,盡管日本、美國這些工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有了電動汽車使用的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,但是,大范圍地普及電動汽車的使用還需要更進(jìn)一步的市場推動和技術(shù)進(jìn)

2、步,其中的電池技術(shù)的進(jìn)步是縮短這一普及時(shí)間的關(guān)鍵因素。成熟的市場基礎(chǔ)是產(chǎn)品迅速被接受的前提。以我國為例,電動汽車的市場發(fā)展比較緩慢,具體體現(xiàn)在消費(fèi)者的使用意識不強(qiáng)和購買能力差上。其中,購買能力限制了電動汽車在我國地推廣。目前,我國市場上已經(jīng)有了自主研制的電動汽車在銷售,但是廣大的消費(fèi)者卻是望價(jià)止步,因此,市場上實(shí)際在使用的電動汽車也是數(shù)量有限,這樣,電動汽車的市場很難打開新的局面,盡管國家也出臺政策,對電動汽車的使用實(shí)施政策引導(dǎo)和促進(jìn),但是短期內(nèi),我國電動汽車的市場很難象電動自行車的市場那樣發(fā)展如此迅速3。電動汽車以電池為其能源承載形式,因此,電池技術(shù)的發(fā)展起到較強(qiáng)的制約效果。近年來,隨著多款

3、電池的開發(fā)進(jìn)程,逐漸暴露出電池應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域的幾個(gè)突出問題4-5。首先是電池的容量低引發(fā)的續(xù)行里程短的問題;其次,電池的充電時(shí)間長,一定程度上成為大范圍產(chǎn)業(yè)化的根本障礙;再次,循環(huán)壽命低的問題造成成本居高不下也限制了市場的推廣和深入。其他例如體積大和重量大等針對不同種類電池暴露出來的技術(shù)問題更是林林種種,關(guān)于此類闡述電池技術(shù)問題的文獻(xiàn)也是舉不勝舉。上述這些問題的出現(xiàn)迫切需要通過技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)改進(jìn)后的新產(chǎn)品也需要通過市場流通使用以促進(jìn)其完善。1、電池發(fā)展從電動自行車過渡到電動汽車市場的必要性電動自行車市場是一個(gè)現(xiàn)成的、成熟的動力電池應(yīng)用市場。電動自行車在我國自90年代出現(xiàn)以來,發(fā)展非

4、常迅速,足見這種產(chǎn)品被市場的接受程度。經(jīng)過十余年的發(fā)展,電動自行車行業(yè)已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)氖袌龀墒於?電動自行車的整車技術(shù)進(jìn)入到穩(wěn)定成熟的發(fā)展期,在這個(gè)市場中驗(yàn)證電池的性能,發(fā)展電池的用戶是非常有優(yōu)勢的?；剡^頭來,讓我們分析一下電動汽車行業(yè)有關(guān)電池性能的技術(shù)核心問題,以及應(yīng)用于電動自行車的電池所遇到的同樣的技術(shù)問題。體現(xiàn)在電動自行車上的電池技術(shù)問題,同樣遇到了電池容量低、續(xù)行里程短、充電時(shí)間長和循環(huán)壽命短等類似的突出問題,諸如此類的電池性能問題并沒有阻礙電動自行車的發(fā)展,究其原因應(yīng)該是電動自行車相對于電動汽車而言,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,造價(jià)低,容易實(shí)現(xiàn),市場接受程度高。綜合上述的分析,以電動自行車行業(yè)為載

5、體,研究發(fā)展電動汽車電池是一條值得摸索的發(fā)展道路。我們借助電動自行車這一成熟的市場,促進(jìn)各類新型電池的技術(shù)改進(jìn),可以有效保障新型電池的推廣和成熟?；谏鲜龇治?我們給出的依據(jù)體現(xiàn)在以下兩點(diǎn),首先,市場推動下的技術(shù)改進(jìn)比較快,這是由于利益的驅(qū)動,普遍用于電動自行車的鉛酸蓄電池在初期投動力電池從電動自行車到電動汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路科技園地TECHNOLOGICAL FIELD中國自行車2007 .731CHINA BICYCLE入電動自行車的應(yīng)用時(shí),技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如現(xiàn)在,但是,由于電動自行車初入市場,便得到了諸多的關(guān)注,其在普通百姓中的受歡迎程度給予電池供應(yīng)商極大的市場誘惑,他們在這種利益的誘惑下,

6、對電池技術(shù)的改進(jìn)呈現(xiàn)飛躍的局面,鉛酸蓄電池在這樣的市場推動下很快達(dá)到了一種技術(shù)的穩(wěn)定,其中,針對于鉛酸蓄電池性能改進(jìn)的成果也還在不斷出現(xiàn),比如膠體電池的應(yīng)用,這些工作的開展正是受到了電動自行車市場的極大推動,因而,我們認(rèn)為市場推動技術(shù)進(jìn)步的速度是相當(dāng)之快的;其次,開發(fā)電動自行車用新型電池具有如下的有利條件,即開發(fā)周期短,開發(fā)資金少,主要矛盾突出,研發(fā)少走彎路。這具體體現(xiàn)在電動自行車系統(tǒng)相對簡單,各項(xiàng)費(fèi)用需求不多,且電動自行車的控制技術(shù)等已非常成熟,因而,在這樣的系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)電池的性能就比較容易突出主要矛盾,避免受到其它因素的影響,導(dǎo)致對出現(xiàn)的問題分析有誤。因此,市場的推動效應(yīng)和電動自行車系統(tǒng)的相

7、對簡單性保障了在電動自行車應(yīng)用中研發(fā)新型電池的巨大優(yōu)勢。2、鋅空氣動力電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路鋅空氣動力電池被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色能源,相對于諸多類型的二次電池來說,它的顯著優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在其充電的便利性,其獨(dú)特的機(jī)械更換鋅電極的充電方式可極大地節(jié)約充電等待時(shí)間,更重要的是在這種充電方式下,鋅空氣動力電池可以按照一次電池來設(shè)計(jì)使用,這點(diǎn)保障了鋅空氣電池可以深度放電,不會象二次電池那樣出現(xiàn)由于深度放電引起電極極板變形不利于再次充電使用的情況,基于這個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn),鋅空氣動力電池在電動車市場必然占用一席之地。鋅空氣動力電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路適宜從電動自行車行業(yè)的應(yīng)用過渡到電動汽車行業(yè),這個(gè)過渡對鋅空氣電池服務(wù)于汽車

8、產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下二個(gè)方面:首先可以通過電動自行車的成熟市場,得到諸多的新型電池用戶群,利于發(fā)現(xiàn)電池使用的具體問題,方便和加快技術(shù)進(jìn)步;其次,通過鋅空氣電池在電動自行車上的應(yīng)用可以建立起鋅空氣電池的生產(chǎn)供應(yīng)和用戶體系,提高社會的配套能力,這是因?yàn)殇\空氣電池的使用需要建立相應(yīng)的配套服務(wù),電池的銷售、更換、回收電解、重新組裝等等過程都需要給予服務(wù)保障,電池的銷售過程同時(shí)也是一個(gè)提供服務(wù)的過程,為此,利用鋅空氣電池電動自行車的用戶實(shí)際使用,可逐步提高整個(gè)社會的服務(wù)配套能力,為鋅空氣電池服務(wù)電動汽車做好鋪墊和準(zhǔn)備工作。3、總結(jié)在中國科學(xué)院院士何祚庥先生的演講“電動自行車是提升城鄉(xiāng)交通水平的先進(jìn)生產(chǎn)力

9、” 6一文中,提到包括電動摩托車、電動小轎車、電動大客車等電動交通工具的開端是電動自行車,他指出”只有前一步做好了才能做下一步”,該文呼吁保護(hù)電動自行車行業(yè)的順利發(fā)展,同時(shí)我們也領(lǐng)悟到電動自行車產(chǎn)業(yè)對發(fā)展新型動力電池所具有的優(yōu)勢,我們要先做好電動自行車行業(yè),再去發(fā)展更多的電動交通工具,這些發(fā)展的技術(shù)根源之一是要保證電池技術(shù)的發(fā)展,因此,我們將以電動自行車用新型電池的發(fā)展為基礎(chǔ),為契機(jī),借助其成熟的市場基礎(chǔ),促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)1李春卉,電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究,汽車工業(yè)研究,2005.5,44-462陳清泉,孫立清,電動汽車的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,交通,2005,23(4:24-283張翔,電動汽車:機(jī)遇展現(xiàn),前景看好,汽車工業(yè)研究,2006.5,46