新能源汽車主要的原材料
A. 為什麼說新能源汽車的核心是IGBT
IGBT約占電機驅動系統成本的一半,而電機驅動系統占整車成本的15-20%,也就是說IGBT占整車成本的7-10%,是除電池之外成本第二高的元件,也決定了整車的能源效率。不僅電機驅動要用IGBT,新能源的發電機和空調部分一般也需要IGBT。 不僅是新能源車,直流充電樁和機車(高鐵)的核心也是IGBT管,直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT。電力機車一般需要 500 個IGBT 模塊,動車組需要超過100個IGBT模塊,一節地鐵需要50-80個 IGBT 模塊。三菱電機的HVIGBT已經成為業內默認的標准,中國的高速機車用IGBT由三菱完全壟斷,同時歐洲的阿爾斯通、西門子、龐巴迪也是一半以上採用三菱電機的IGBT。
一個IGBT管芯稱為模塊的一個單元,也稱為模塊單元、模塊的管芯。模塊單元與IGBT管芯的區別在最終產品,模塊單元沒有獨立的封裝,而管芯都有獨立的封裝,成為一個IGBT管。近來還有一種叫IPM的模塊,把門級驅動和保護電路也封裝進IGBT模塊內部,這是給那些最懶的工程師用的,不過工作頻率自然不能太高咯。單管的價格要遠低於模塊,但是單管的可靠性遠不及模塊。全球除特斯拉和那些低速電動車外,全部都是使用模塊,只有特斯拉對成本的重視程度遠高於對人命的重視程度。特斯拉Model X使用132個IGBT管,由英飛凌提供,其中後電機為96個,前電機為36個,每個單管的價格大約4-5美元,合計大約650美元。如果改用模塊的話,估計需要12-16個模塊,成本大約1200-1600美元。特斯拉使用單管的原因主要是成本,尤其是其功率比一般的電動車要大不少,加上設計開發周期短,不得不採用單管設計。相比寶馬I3,採用英飛凌新型HybridPACK 2模塊設計,每個模塊內含6個單管型IGBT,750V/660A,電流超大,只需要兩個模塊即可,體積大大縮小,成本大約300美元。
B. 新能源汽車的原材料是什麼
新能源汽車包括有:混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫發動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等等。原材料純電動、混合動力和燃料電池
C. 新能源的材料有哪些
新能源新材料是在環保理念推出之後引發的對不可再生資源節約利用的一種新的科技理念。
新能源新材料特點:性能超群的一些材料,具有比傳統材料更為優異的性能。
一般有:
超導材料、太陽能電池材料、儲氫材料、固體氧化物電池材料智能材料、磁性材料、納米材料。
未來的幾種新能源新材料
波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來,在各國的新能源開發計劃中,波能的利用已佔有一席之地。盡管波能發電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業價值。日本的一座海洋波能發電廠已運行8年,電廠的發電成本雖高於其它發電方式,但對於邊遠島嶼來說,可節省電力傳輸等投資費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發電站,且均運行良好。
可燃冰:這是一種甲烷與水結合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱「可燃冰」。可燃冰在低溫高壓下呈穩定狀態,冰融化所釋放的可燃氣體相當於原來固體化合物體積的100倍。據測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。
煤層氣:煤在形成過程中由於溫度及壓力增加,在產生變質作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產生400m3氣。科學家估計,地球上煤層氣可達2000Tm3。
微生物發酵:世界上有不少國家盛產甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發酵,可製成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到「乙醇汽油」,而且製作酒精的原料豐富,成本低廉。據報道,巴西已改裝「乙醇汽油」或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可製取氫氣,以開辟能源的新途徑。
第四代核能源:當今,世界科學家已研製出利用正反物質的核聚變,來製造出無任何污染的新型核能源。正反物質的原子在相遇的瞬間,灰飛煙滅,此時,會產生高當量的沖擊波以及光輻射能。這種強大的光輻射能可轉化為熱能,如果能夠控制正反物質的核反應強度,來作為人類的新型能源,那將是人類能源史上的一場偉大的能源革命。
D. 新能源汽車主要板塊是什麼
新能源汽車無疑是一個需求確定的方向,搞清楚產業鏈細分很重要;
新能源汽車主要包括上游鋰電池及電機原材料、中游電機,電控,電池以及下游整車,充電樁和運營三個環節。中游環節電池產業鏈相對較為復雜,主要由正極、負極、隔膜以及電解液組成,正極材料種類較多,包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元鋰,三元鋰主要指鎳鈷錳酸鋰 NCM,也包括小部分的鎳鈷鋁酸鋰 NCA,對應上游原材料主要為鋰礦、鈷礦、鎳礦以及錳礦等;負極主要以石墨材料為主,包括人造石墨與天然石墨等,隔膜主要以聚烯烴材料聚丙烯 PP 以及聚乙烯 PE 為主,電解液主要成分為六氟磷酸鋰。
上游企業:鋰電池的原材料企業;包括贛鋒鋰業、天齊鋰業、華友鈷業、方大炭素等,這些上游礦業企業直接受益需求,業績暴增,股價大漲,超越了所有的周期股,走出了真正的新周期,成為了龍板中的龍頭股。
E. 為什麼鋰資源會受各國搶奪,它到底有什麼作用
鋰資源會受各國搶奪,它的主要作用是新能源汽車必備的原材料。
1.鋰資源是一種稀缺資源,它是製造新能源汽車必備的材料;
2.鋰資源是一種大宗商品,它的價格隨著資源股不斷上漲;
3.鋰資源現在供不應求,全世界都比較緊缺,如果沒有它很多企業都會停車和停工。
鋰資源是製造新能源汽車必備的原材料,現在新能源汽車處於時代的風口,為了能夠不影響新能源汽車的發展,很多企業肯定會長期備貨,一般沒有鋰資源整個企業可能就會面臨停工和停產的局面,這是所有公司都不想發生的事情。鋰資源也是一種大宗商品,它的價格隨著資源股不斷上漲,如果現在不搶奪,今後價格可能會越來越高,而且鋰資源處於供不應求狀態,不是你有錢就一定能夠買到產品,所以鋰資源受到各國的搶奪。
三、鋰資源供不應求全球供應都比較緊張
疫情導致很多地方鋰礦企業沒有開工或者停產,鋰資源供不應求,全世界都比較緊張,如果這個時候不搶,後面可能就沒貨了,這也是鋰資源被各國搶奪的原因。
F. 新能源汽車電池材料有哪些
當前,新能源汽車動sou力電池屬鋰離子電池,其構造可分為suo正極材料、負極材料、電池隔膜、電解"優能工程師"液等幾部分。從正極材xue料上看,新能源汽車動qiche力電池大致可分為磷酸鐵鋰電池和weixiu三元鋰電池兩種。
所謂磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池,而三元鋰電池則是正極使用鎳鈷鋁或鎳鈷錳三種材料按一定比例搭配而成的鋰離子電池。
與磷酸鐵鋰電池相比,三元鋰電池最大的優勢就是能量密度高。它可以通過調整正極材料中鎳的佔比,來提高電池能量密度。在電動汽車把續駛里程作為主要技術參數的情況下,能量密度更高的三元鋰電池,已成為電動汽車動力電池的主要選擇,目前裝車量已達60%左右。2018年底,我國三元鋰電池電池單體電芯能量密度已達265Wh/kg,2019年寧德時代更是推出了能量密度高達304Wh/kg的811三元鋰電池。高能量密度三元鋰電池的使用,使我國主流電動汽車續駛里程達到400公里以上,部分車型續駛里程甚至高達500公里,有效緩解了電動汽車的里程焦慮。不過,高能量密度同時也帶來了高風險,它的穩定性相對較差,發生燃燒事故的可能性也較高。
磷酸鐵鋰電池也具有自身優勢。
1.循環壽命長。實驗室中,工程師以1C的充放電倍率持續不間斷地進行試驗,發現磷酸鐵鋰電池要經過2000次充電循環才會衰減到新電池狀態的80%,遠高於三元鋰電池的800次。
2.安全性能好。研究表明,磷酸鐵鋰電池在800℃的時候才會發生分解,且在面對撞擊、針刺、短路等情況時不會釋出氧分子,不會產生劇烈的燃燒,安全性能高;而三元鋰電池在300℃左右就會發生分解,燃燒的概率比磷酸鐵鋰電池更高。
3.製造成本低。磷酸鐵鋰電池電芯每瓦時的成本已降至0.7元以下,而三元鋰電池電芯成本依然在每瓦時0.9元左右。一個50kWh的動力電池包,使用磷酸鐵鋰電池電芯,成本可降低1萬元。
另外,磷酸鐵鋰電池不含重金屬,不會對環境造成污染,是一種綠色電池。
磷酸鐵鋰電池最大的弊端,就是能量密度低。當前,磷酸鐵鋰電池的能量密度最高只有180Wh/kg,普通產品的能量密度基本只有140Wh/kg。不過,前幾天,比亞迪宣布,將於明年推出的全新一代磷酸鐵鋰電池。新一代磷酸鐵鋰電池在能量密度上將與現行三元鋰電池持平,差不多可達210-270Wh/kg,將可使電動汽車續駛里程輕松突破400公里,完全能滿足用戶對續駛里程的要求,所以,磷酸鐵鋰電池此前的最大弊端將消失。
G. 新能源汽車產業現狀及其發展
隨著社會經濟的快速發展,我國城鎮化率逐步提高,城市人口日漸增多,人們也更加註重生活的質量,對出行便利性的要求提高,且隨著環保意識的增強,對綠色出行也有了新的要求,在此背景下新能源汽車應運而生。
結合環保的需求,我國政府高度重視新能源汽車的發展,在我國「十四五」規劃中明確提到聚焦新能源汽車等戰略性新興產業、在氫能等產業組織實施未來產業孵化與加速計劃等。
在《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》中明確了新能源汽車在2025和2035年的發展目標。在政策的推動下,我國本土汽車整車製造企業比亞迪、吉利、江淮等企業都開始了針對新能源汽車的研發和製造做出了部署。
新能源汽車產業產業鏈全景梳理:新能源汽車製造成為重要的一環
新能源汽車上游主要為原材料,包括電解液、正極材料、負極材料、隔膜等,這些材料經過加工製成新能源汽車所需的零部件,如:電池、電控、電機等。
對於新能源全車而言,電池、電控、電機等零部件相當於傳統燃油汽車的發動機,對於新能源汽車猶如心臟般的存在,電池、電控和電機技術的發展關繫到新能源汽車的續航歷程,動力系統等關鍵指標。
新能源汽車行業產業鏈的下游主要為新能源汽車的整車製造,是新能源產業鏈中最重要的一環,目前在我國新能源汽車市場主要包括純電動新能源汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車等。
—— 以上數據參考前瞻產業研究院《中國新能源汽車行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》
H. 新能源汽車是大勢所趨,新能源汽車行業的現狀和未來是什麼
汽車的電動化趨勢給傳統汽車帶來的改變是革命性的。傳統汽車的動力傳遞路線非常復雜,發動機、離合器、變速器、自動變速器、驅動橋,目前,像德國、法國等國家已經明確公布了停止銷售燃油車的時間表,中國目前來說還沒有計劃啟動,在國家政策的引導下,新能源汽車的研發和產業化出現了前所未有的高潮。而伴隨著我國新能源汽車的快速發展不過發動機從2.0T降到1.5T驍雲,輪轂從22寸降到20寸,輪胎從馬牌性能胎變成其它輪胎,剎車卡鉗也從跑車卡鉗變成普通卡鉗
I. 汽車理電池原材料是什麼原料
「鋰電池」,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
鋰電池材料:
碳負極材料
已經實際用於鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。
錫基負極材料
錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態金屬錫的氧化物。沒有商業化產品。
氮化物
也沒有商業化產品。
合金類
包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ,也沒有商業化產品。
納米級
納米碳管、納米合金材料。
納米氧化物
目前根據2009年鋰電池新能源行業的市場發展最新動向,諸多公司已經開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統的石墨,錫氧化物,納米碳管裡面,極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數。
參見網路:鋰電池
J. 新能源汽車需要哪種稀土
新能源汽車需要稀土釹、鑭、鈰、氧化鐠、銣等。稀土永磁電機是新能源汽車區別於傳統汽車中的三大重要部件之一,也是新能源汽車動力源。以特斯拉為首的新能源汽車所採用的「永磁技術」,對釹的依賴就像人類離不開氧氣一般。
而新能源汽車電池以稀土中的鑭、鈰等元素作為電極材料的主要成分,具有安全性高、抗衰減、耐低溫、可充電時間快。
稀土在新能源汽車的應用:
一、稀土永磁電動機
稀土永磁電機是70年代初期出現的一種新型永磁電機,其工作原理與電勵磁同步電機相同,區別在於前者是以永磁體替代勵磁繞組進行勵磁。
與傳統的電勵磁電機相比,稀土永磁電機具有結構簡單,運行可靠,體積小,質量輕,損耗小,效率高等顯著優勢,而且該電機的形狀和尺寸可以靈活設計,這使得它在新能源汽車領域中深受高度重視。
稀土永磁電機在汽車中主要是將動力蓄電池的電能轉化為機械能,驅動發動機飛輪旋轉實現發動機的起動。
二、稀土動力電池
稀土元素不僅僅是能參與目前主流鋰電池電極材料的制備,還能很好地作為鉛酸蓄電池或鎳氫電池的正極制備原材料。
1、鋰電池:由於稀土元素的加入,材料的結構穩定性得到了較大的保障,同時活性鋰離子遷移的三維通道也得到了一定的擴充,這使所制備的鋰離子電池有了更高的充電穩定性和電化學循環可逆性,以及更長的循環壽命。
2、鉛酸電池:就國內的研究表明,稀土的加入有利於提高電極板鉛基合金的抗拉強度、硬度、耐腐蝕性能和析氧過電位,活性組分中添加稀土可減少正極氧氣析出量,提高正極活性物質的利用率,從而改善蓄電池的性能和使用壽命。
3、鎳氫電池:鎳氫電池具有高比容量、大電流、好充放電性能、無公害等優點,因而被稱為「綠色電池」,並在汽車、電子等領域上得到廣泛應用。為了使鎳氫電池在保持優良高速放電特徵的同時抑制其壽命的衰減,日本專利JP2004127549介紹電池負極可由稀土-鎂-鎳基儲氫合金組成。
三、三元催化器中的催化劑
並不是所有的新能源汽車都能夠實現零排放,比如混合動力汽車和增程序電動汽車,它們在使用過程中會釋放一定量的有毒物質。
為了減少其汽車尾氣的排放量,部分車輛在出廠時都會被強制要求安裝三元催化器,其會在高溫汽車尾氣通過時,通過內置的凈化劑增強圍棋中的CO、HC、NOx三種氣體的活性,促使它們完成發生氧化還原反應,生成無害氣體,利於環保。
而三元催化器的主要構成成分正是稀土元素,稀土在這其中起到的關鍵作用就是儲存材料,替代部分主催化劑以及作為催化助劑等。尾氣凈化催化劑所用的稀土主要是以氧化鈰、氧化鐠和氧化鑭的混合物為主,而這些物質元素都是中國稀土礦中所富含的。
四、氧感測器中的陶瓷材料
稀土元素由於電子結構較為特殊,而具有獨特的儲氧功能,常被用於電子燃油噴射系統氧感測器中的陶瓷材料的制備,使之催化效果更佳。電子燃油噴射系統是汽油發動機取消化油器而採用的一種先進的噴油裝置,主要由空氣系統、燃料系統和控制系統三大部分組成。
此次之外,稀土元素還在齒輪、輪胎、車身鋼材等部分都有著廣泛應。可以說,稀土是新能源汽車領域必不可少的元素。