日本新能源汽车未来发展战略分析.docx
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日本新能源汽车未来发展战略分析
日本经济产业省于今年4月12日发布了《次世代自动车战略2010》,值得我们学习与研究。
次世代自动车战略研究会由企业、院校、研究机构、政府(经产省)共136人。
其中,战略研究会41人,整体战略研究分会、电池战略研究分会、基础设施战略研究分会95人。
日本次世代汽车战略的构成
1、总体战略简介
目标:
抑制全球变暖、高效节能和使日本成为下一代汽车研发、生产以及产品和系统的输出基地
●设定2020-2030年普及目标
①2020年,下一代汽车达50%
②2020年,先进型环保车(下一代汽车+环境性能特别优秀的内燃汽车)达80%
●燃料多样化
●零部件产业的高附加值化
●促进低碳型产业
1)日本EV、HEV、PHEV汽车的发展优势
优势
(1):
锂离子电池主要材料的市场占有率
●正极材料:
约78%
●负极材料:
约100%
●电解液:
约76%
●隔膜基材:
约75%
优势
(2):
拥有EV、HEV、PHEV高水平的电池开发与制造技术
●在安全、品质、性能方面具有高可靠性,并具有可信赖的检测与评价技术
●电池的产业化、商业化
●HEV汽车电池的市场占有率将近100%
●电池制造设备与技术领先
优势(3):
通过HEV研发,形成了技术比较成熟的能量管理系统
●电机、逆变器、电池等的综合控制 技术
●锂离子电池管理系统市场占有率 约88%
●具有整车与电池企业密切结合的 综合研发实力
优势(4):
真正意义上的EV汽车率先实现量产而成为先驱
●三菱汽车的【i-MiEV】2009年上市
●日产汽车的【Leaf】2010年上市
优势(5):
电动车产业链的合作体制已经比较完善、成熟
●EV·PHV情报交流、产品实际验证等全面展开,产业化模式等的研究正在进行
2)下一代汽车发展方向
(1)下一代汽车分类概念图
图中:
纵坐标表示车辆的大小,横坐标表示车辆续驶能力
(2)下一代先进环保型汽车的构成(概念图)
图中,左侧方框为新能源汽车,包括混合动力、电动车、外充电混合动力、氢燃料汽车和清洁能源汽车。
右侧方框是指特别优秀的环保型传统燃料汽车。
特别优秀的环保型传统燃料汽车的排放要求(大型柴油车)
图中,红色标线部分表示特别优秀的环保型传统燃料汽车的长期排放要求(大型柴油车)
(3)不同用途的车辆实现电动化的适用性分析
图中:
纵坐标表示车辆总质量的大小,横坐标表示车辆续驶能力要求
(4)2010~2030年企业目标:
乘用车分类普及计划(包括销售)
(5)2010~2030年政府目标乘用车类普及目标(包括销售)
2、电池战略简介
目标:
确保拥有世界前沿的电池研究、开发、制造技术
●不断提高锂离子电池的性能
●标志性锂离子电池(金属空气电池、锂离子铜电池、全固体型锂电池)的开发
●实现电动(包括外充电混合动力)汽车产业化效果
●为实现电池的循环利用而进行相应的环境整备
(电池的研究与开发目标已于2006年颁布)
(1)电池的研究与开发计划目标
注:
这是日本经济与产业省于2006年8月制定并发布的《汽车动力电池的研究与开发计划目标》
(2)改良阶段的电池性能目标
(3)先进阶段的电池性能目标
(4)创新阶段的电池性能目标
(5)未来汽车动力电池生产能力预测
补充资料:
日本标志性锂离子电池
●日本半导体产业新闻2010年11月17日以《标志性锂离子电池已经启动》为题发出报道:
电动汽车所需要高能量密度的电池,必须采用金属空气型锂离子电池、锂离子-铜电池和全固体型锂电池等标志性动力电池。
●理由是:
目前锂电池电池组的单位重量的能量密度只有100~150Wh/kg,而2030年创新阶段目标的能量密度要求是700Wh/kg。
采用目前正极材料、负极材料、电解液和隔膜材料的锂离子电池,其最大能量密度极限值为300~400Wh/kg。
●正、负极采用金属材料,是这种大容量、低成本锂离子革新电池的的标志。
●日本半导体产业新闻2010年11月17日以《标志性锂离子电池已经启动》为题发出报道:
电动汽车所需要高能量密度的电池,必须采用金属空气型锂离子电池、锂离子-铜电池和全固体型锂电池等标志性动力电池。
3、资源战略简介
目标:
确保稀有金属锂、稀土、铂等(包括稀土)材料的资源供给,将以产官学合作方式,开发取代锂电池和降低镝、铂等稀有金属使用量的技术,同时构建完善的资源循环系统
●上游:
确保上述战略资源
●中游:
低稀有金属(包括稀土)依赖型电池与电机的开发
●建设完善的电池循环利用系统
行动计划:
(1)电池与电机技术的开发
●着着手创新阶段的锂离子电池的开发
●革新阶段*锂离子的开发
●开发低镝(稀土元素)永磁材料
●降低镝(稀土)元素使用量的技术研发
●大幅降低白金(贵金属)的开发与研究
●认定2030年~2050年,锂离子电池将会长期、大量应用
行动计划:
(2)确保战略资源
●推动国会修改法律,支持和帮助JOGMEC及其他日本私营企业获取更多海外矿产资源。
日本石油天然气和金属国家公司(JOGMEC)是一个面向海外矿业投资企业的服务机构,前身是1960年代日本金属矿业事业团和日本石油公团。
●由JOGMEC完成并承担对各类探矿、金属回收项目的技术、资金支持
●政府与产业联手通过输出地热资源发电、锂资源开发等产业振兴技术,与玻利维亚等丰富资源国建立中长期的互利互惠关系
●积极推进稀有金属(包括稀土)资源从开发到产成品“全过程、一体化多”的产业联合
行动计划(3)构筑资源循环系统
●整合并建立全面、完整、一体化的电池和电机贵金属的回收和再循环体系
●推进有利于电池、电机回收和再循环设计的技术进步
●大力推进与循环利用相关的技术研发
①高性能电机技术的研发与贵金属的循环利用
②锂离子电池材料的循环利用
4、基础设施战略简介
目标:
在政府的指导与帮助下,2020年以前在全国建设普通充电站200万个;快速充电站5000个(截至2010年3月,快速充电站只有150个)
●按照既定的EV、PHV普及计划,几种集中规划、建设充电站
●与民间CHAdeMO协会联手打造
●CHAdeMO协会于今年3月15日成立,由丰田、日产、三菱、富士重工和东京电力为常务理事,有充电设备、充电服务、电动车和外充电车推广企业以及行政部门共158个单位,旨在把日本的先进EV、PHV技术和充电技术推向世界并实现国际化
(它的标识为墨绿色,CHAdeMO是日语【茶でも】的谐音「お茶でも飲んでる間に充電……」意思是“一杯茶的功夫即可完成充电”)
2013年前日本充电站建设规划
5、系统战略简介
目标:
将系统效率最大化,通过验证并形成典型的“车系统”商业模式,整体对外输出。
包括:
①产业价值链形成的服务②网络化形成的新的商业模式(V2G:
VehicletoGrid等)
●使EV、PHV的典型技术实现不同区域的最适化,并创新成为整体商业模式
●完成下一代能源社会系统的产业与事业的实绩验证
●在立足于实绩验证的基础上,实现国际标准化、商业化
V2G系统电力买卖概念图
补充:
(1)网络化服务系统概念图
●随身听产品的差异化(音效、连续播放时间、录音及收音机功能等)→●iTunes和iPod问世,可通过网络获得更多信息、内容及服务,传统产品失去竞争力→●不可否认,汽车也进入网络应用时代,使产品和市场的竞争发生根本变化:
①电力通信(PLC)使汽车成为网络电力的终端;
②利用网络软件控制,提供电力采用V2G方式输出电力;
③更高性能的产品应运而生;
④随着ITS广泛应用展开更新的商业模式
补充
(2)产业价值链的课题与方向
●市场推广:
鉴于电动汽车存在成本高、续驶里程短的缺点,探索计时或短期租赁、会员制用车、长期契约式租赁等商业模式,况且日本青年一代已经出现了拥有欲下降和使用频度低的情况
●金融、保险:
提供优惠政策与服务
●充电:
除了能耗费用降低之外,充电便利性及等待过程的附加服务以及建立会员制充电服务体系等
●维修:
为EV、PHV维修企业提供必须维修诊断设备,同时为其培养维修人才
●回收与循环利用:
出台政策规范电池的回收与循环利用行为、方法、流程等
6、国际标准化战略简介
目标:
实现以日本下一代汽车发展为主导的国际标准化。
方向:
不断扩大EV、PHV市场;通过不断开发继续保持在该领域的技术先端水平;维持、提高产业的竞争力;推进阶段性、战略性的标准化、规范化
●电池性能和安全性评价的国际标准化
●充电接口、充电系统、智能电网的国际标准化
●强化政府与社会共同形成的标准化生成与验证体制
●标准化人才的培养
提示:
日本的国际标准化动向
●由于日本的电池安全性值得夸耀,就锂离子电池组及系统管理的安全性试验,已经交由国际标准化组织(ISO)审查;锂离子电池的性能、安全性试验,已经交由国际电工委员会(IEC)审查
●普通充电连接器正由IEC审查制定中;充电电压,2008年日本取得美国同意提出单向200V;之后德国提出三项400V,意大利追加提出三项400V。
目前的国际标准审议正在这三个提案的基础上进行
●对于快速充电连接器,日本结合美国机动工程师协(会SAE)2009年的提案提出标准,被ISO受理。
2010年3月,日本将同样提案提交了IEC。
但是,由于2010年1月,SEA、GM提交了一份紧急提案,要求实现快速充电与普通充电实现一体化。
所以,预计日本的这一国际标准提案可能不被采纳
●关于智能电网标准,IEC基本上美国2009年4月提出的标准为主导;欧洲方面,2008年12月,德国向ISO提交了汽车反向输电V2GCI通信技术标准。
IEC与ISO正在致力于两标准的整合
提示:
日本在国际化战略方面的自我检讨
①在国际标准化舞台上,德国以技术先进、成果显著而表现出色,是日本强劲的竞争对手。
日本在国际标准化组织缺少话语权,这方面的人才多数在国内发挥着作用
②日本关于汽车的国际化标准研究体制分散;国际化标准方面人才在制造、研发企业岗位流动频繁,需要集中这方面的人才,提高标准化水平和在标准化组织中的地位
③日本与欧洲相比,新标准提案少、话语权小,缺乏在国际标准化组织的存在感
其他参考资料:
日本选定的21项能源重点革新技术
图中与道路运输相关的项目是:
(1)高效能道路交通系统;
(2)外充电式新型混合动力汽车;(3)燃料电池汽车;(4)生物燃料及使用生物燃料的汽车
预计2050年21项技术带来的减排成效
日本混合动力汽车与其他车的能耗比较
将要上市的一款丰田混合动力
图中文字说明:
丰田混合动力模式的燃料消耗,预计可以达到40km/L,相当于2.5L/100km。
同时可以根据燃料结构需求,实现外充电模式混合动力。
日本燃料消耗测试的10.15工况法
外充电式混合动力汽车的特性:
电动与混合动力兼容,增加续驶能力
主要国家混合动力汽车增长情况
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- 日本 新能源 汽车 未来 发展战略 分析