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電動汽車技術研發現狀分析


日期:2015/9/2

  由此可以看出車載二次電池相關技術已成為熱門。其背景是,世界各國紛紛都在強化二氧化碳排放規定。例如,美國加利福尼亞州的ZEV(零排放車輛)法案、歐洲的二氧化碳法案、中國的環境法規今后都將更為嚴格。

  作為應對排放規定的有效措施,大型汽車廠商對混合動力車(HEV)和純電動汽車(EV)等電動車輛寄予厚望,各公司都在拼命推進開發。以前表現不積極的大型汽車廠商今后也無法回避這個問題。不僅如此,如果不及時應對這一系列的環境法案,甚至可能會關系到企業的存亡。

  例如,美國ZEV法案此前的對象汽車廠商為美國的通用汽車(GM)、福特汽車、克萊斯勒(現為菲亞特克萊斯勒汽車公司),以及日本的豐田、本田、日產汽車6家公司。但從2018年開始,大眾、寶馬、戴姆勒、馬自達、現代集團也將成為適用對象。這些后來追加的對象企業今后自然也會加快電動車輛的開發。

  多種多樣的電動車輛

  電動車輛可以根據采用的技術分成幾類。大家比較熟悉的應該是HEV(插電式混合動力車)和EV(純電動汽車)。HEV自豐田1997年推出普銳斯以來已經過去了15年多,現在進入了普及期。豐田絕對是該領域的龍頭老大,而本田也頗具競爭力。美國廠商中,福特在大力推進HEV的開發,但與日本廠商還相距甚遠。HEV的市場滲透率在電動車輛中也非常高,今后歐洲廠商也將積極開發HEV.

  再來回顧一下EV的市場動向,EV在2012年以前市場評價較低,日產的LEAF(聆風)和三菱的i-MiEV一直在苦苦支撐。原因是無法解決續航距離短、充電時間長、價格又過高的課題。

  到2013年以后,這種情況逐漸發生了變化。尤其是在美國,日產LEAF的經濟效益受到好評,市場認知度逐漸提高。從2013年年底開始,LEAF在美國一直以每月1000輛的速度銷售?偛课挥诿绹鴣喬靥m大的喬治亞電力等電力公司以完善充電基礎設施為主提供的支持好像發揮了作用。

  業績更為出色的,是美國硅谷的風險企業特斯拉汽車。該公司的EVModel S官方公開的續航距離是日本廠商的2倍以上483km.該車采用跑車的車身設計,能提供讓消費者坐一次還想再坐的價值。該車實現了高速增長,目前的銷量為每周200輛,銷售額大約1.2億元。

  讀者可能還不太熟悉,在美國,推動可在家中充電的插電式混合動力車(PHEV)普及的,是通用的Volt.Volt的累計銷量已達到6.6萬輛,所有車主的總行駛距離突破了6億英里(約9.6億公里)。該車僅2013年就售出約2.3萬輛,預計2014年將進一步增長。

  此外,燃料電池車(FCV)方面,日本廠商計劃在2015年投放市場。本田從1986年開始就在研究作為該技術核心的燃料電池,歷經29載終于看到了量產的希望。

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  EV普及條件不在于基礎設施建設

  電動汽車技術有利也有弊。電動汽車的出現對相關行業來說既是機會,同時也可能是風險。推行相關法規的各國的意圖以及企業的戰略將受到關注。下面就來分析一下無需汽油等化石燃料的零排放汽車EV和FCV.

  EV是終極環保車的候補之一,不過其地位并不穩固。這是因為,與汽油車相比,EV的性能(行駛距離和充電時間)價格比非常低。

  解決一系列課題、使EV全面普及的條件是實現超越現有鋰離子電池的高性能電池。目前各國、研究機構和企業都在推進相關研發,實用化備受期待。

  其中,有一種被稱為后鋰離子電池的新型電池鋰空氣電池。鋰空氣電池利用的是金屬鋰與空氣中的氧氣發生的化學反應,所獲能量的理論值超過了目前的鋰離子電池。

  不過,鋰空氣電池的目標是在2030年實現實用化,還很遙遠。好像也有相關人士表示2020年之前能實用化,但對于還處在基礎研究階段的課題來說,現在就談實用化時間似乎沒有實際意義。

  我們經常會看到僅憑大學和材料廠商開發的正極和負極材料的數據,就說發現了能將EV續航距離擴大到500km的技術這種報道,這只能說是故弄玄虛。因為僅憑電極根本不能決定續航距離,只有制造成能安裝在EV上使用的電池系統才具備討論價值。但另一方面,報道時應該慎用夸大其詞的表述。

  日本的大學和企業也經常發布這種消息。每次遇到這類消息時,投資公司和調查機構都會向筆者尋求意見。筆者的回答一般都是冷靜客觀地觀察一下吧,沒有原理和邏輯支持、信息太少,無法做出結論。

  當然,在材料領域的尖端研究和技術開發方面,日本擁有壓倒性的強大競爭力,因此,新的突破確實極有可能會在日本出現。

  實際上,在二次電池的尖端研究方面,其他國家廠商的影響力并不高。例如,由三星SDI擔任主管企業的韓國國家項目WPM(World Premium Materials)從2008年就開始以國家的名義推進以強化相關材料為目標的開發。但在材料領域,只有踏踏實實立足于基礎研究才能取得成果,基礎研究實力比日本薄弱的韓國開發出令人震驚的新材料的可能性似乎比較低。

  如上所述,EV普及的關鍵在于能否實現具有革新性的電池。在新原理和新材料這兩方面取得了大量知識產權的研究機構、企業和國家將獲得巨大的利益。

  反過來說,如果不能在電池上取得突破,EV就無法實現飛躍發展。有觀點認為,EV沒有普及是因為充電基礎設施不完善,這種說法屬于詭辯。筆者認為應該這樣理解:如果EV真有足夠的魅力,充電基礎設施日后必定會完善起來。


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