新能源汽车主要的原材料
A. 为什么说新能源汽车的核心是IGBT
IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。不仅电机驱动要用IGBT,新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。 不仅是新能源车,直流充电桩和机车(高铁)的核心也是IGBT管,直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500 个IGBT 模块,动车组需要超过100个IGBT模块,一节地铁需要50-80个 IGBT 模块。三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准,中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断,同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。
一个IGBT管芯称为模块的一个单元,也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在最终产品,模块单元没有独立的封装,而管芯都有独立的封装,成为一个IGBT管。近来还有一种叫IPM的模块,把门级驱动和保护电路也封装进IGBT模块内部,这是给那些最懒的工程师用的,不过工作频率自然不能太高咯。单管的价格要远低于模块,但是单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和那些低速电动车外,全部都是使用模块,只有特斯拉对成本的重视程度远高于对人命的重视程度。特斯拉Model X使用132个IGBT管,由英飞凌提供,其中后电机为96个,前电机为36个,每个单管的价格大约4-5美元,合计大约650美元。如果改用模块的话,估计需要12-16个模块,成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本,尤其是其功率比一般的电动车要大不少,加上设计开发周期短,不得不采用单管设计。相比宝马I3,采用英飞凌新型HybridPACK 2模块设计,每个模块内含6个单管型IGBT,750V/660A,电流超大,只需要两个模块即可,体积大大缩小,成本大约300美元。
B. 新能源汽车的原材料是什么
新能源汽车包括有:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。原材料纯电动、混合动力和燃料电池
C. 新能源的材料有哪些
新能源新材料是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新的科技理念。
新能源新材料特点:性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
一般有:
超导材料、太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料智能材料、磁性材料、纳米材料。
未来的几种新能源新材料
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来,在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,且均运行良好。
可燃冰:这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算,可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤层气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤,每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计,地球上煤层气可达2000Tm3。
微生物发酵:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。
第四代核能源:当今,世界科学家已研制出利用正反物质的核聚变,来制造出无任何污染的新型核能源。正反物质的原子在相遇的瞬间,灰飞烟灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。
D. 新能源汽车主要板块是什么
新能源汽车无疑是一个需求确定的方向,搞清楚产业链细分很重要;
新能源汽车主要包括上游锂电池及电机原材料、中游电机,电控,电池以及下游整车,充电桩和运营三个环节。中游环节电池产业链相对较为复杂,主要由正极、负极、隔膜以及电解液组成,正极材料种类较多,包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及三元锂,三元锂主要指镍钴锰酸锂 NCM,也包括小部分的镍钴铝酸锂 NCA,对应上游原材料主要为锂矿、钴矿、镍矿以及锰矿等;负极主要以石墨材料为主,包括人造石墨与天然石墨等,隔膜主要以聚烯烃材料聚丙烯 PP 以及聚乙烯 PE 为主,电解液主要成分为六氟磷酸锂。
上游企业:锂电池的原材料企业;包括赣锋锂业、天齐锂业、华友钴业、方大炭素等,这些上游矿业企业直接受益需求,业绩暴增,股价大涨,超越了所有的周期股,走出了真正的新周期,成为了龙板中的龙头股。
E. 为什么锂资源会受各国抢夺,它到底有什么作用
锂资源会受各国抢夺,它的主要作用是新能源汽车必备的原材料。
1.锂资源是一种稀缺资源,它是制造新能源汽车必备的材料;
2.锂资源是一种大宗商品,它的价格随着资源股不断上涨;
3.锂资源现在供不应求,全世界都比较紧缺,如果没有它很多企业都会停车和停工。
锂资源是制造新能源汽车必备的原材料,现在新能源汽车处于时代的风口,为了能够不影响新能源汽车的发展,很多企业肯定会长期备货,一般没有锂资源整个企业可能就会面临停工和停产的局面,这是所有公司都不想发生的事情。锂资源也是一种大宗商品,它的价格随着资源股不断上涨,如果现在不抢夺,今后价格可能会越来越高,而且锂资源处于供不应求状态,不是你有钱就一定能够买到产品,所以锂资源受到各国的抢夺。
三、锂资源供不应求全球供应都比较紧张
疫情导致很多地方锂矿企业没有开工或者停产,锂资源供不应求,全世界都比较紧张,如果这个时候不抢,后面可能就没货了,这也是锂资源被各国抢夺的原因。
F. 新能源汽车电池材料有哪些
当前,新能源汽车动sou力电池属锂离子电池,其构造可分为suo正极材料、负极材料、电池隔膜、电解"优能工程师"液等几部分。从正极材xue料上看,新能源汽车动qiche力电池大致可分为磷酸铁锂电池和weixiu三元锂电池两种。
所谓磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,而三元锂电池则是正极使用镍钴铝或镍钴锰三种材料按一定比例搭配而成的锂离子电池。
与磷酸铁锂电池相比,三元锂电池最大的优势就是能量密度高。它可以通过调整正极材料中镍的占比,来提高电池能量密度。在电动汽车把续驶里程作为主要技术参数的情况下,能量密度更高的三元锂电池,已成为电动汽车动力电池的主要选择,目前装车量已达60%左右。2018年底,我国三元锂电池电池单体电芯能量密度已达265Wh/kg,2019年宁德时代更是推出了能量密度高达304Wh/kg的811三元锂电池。高能量密度三元锂电池的使用,使我国主流电动汽车续驶里程达到400公里以上,部分车型续驶里程甚至高达500公里,有效缓解了电动汽车的里程焦虑。不过,高能量密度同时也带来了高风险,它的稳定性相对较差,发生燃烧事故的可能性也较高。
磷酸铁锂电池也具有自身优势。
1.循环寿命长。实验室中,工程师以1C的充放电倍率持续不间断地进行试验,发现磷酸铁锂电池要经过2000次充电循环才会衰减到新电池状态的80%,远高于三元锂电池的800次。
2.安全性能好。研究表明,磷酸铁锂电池在800℃的时候才会发生分解,且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子,不会产生剧烈的燃烧,安全性能高;而三元锂电池在300℃左右就会发生分解,燃烧的概率比磷酸铁锂电池更高。
3.制造成本低。磷酸铁锂电池电芯每瓦时的成本已降至0.7元以下,而三元锂电池电芯成本依然在每瓦时0.9元左右。一个50kWh的动力电池包,使用磷酸铁锂电池电芯,成本可降低1万元。
另外,磷酸铁锂电池不含重金属,不会对环境造成污染,是一种绿色电池。
磷酸铁锂电池最大的弊端,就是能量密度低。当前,磷酸铁锂电池的能量密度最高只有180Wh/kg,普通产品的能量密度基本只有140Wh/kg。不过,前几天,比亚迪宣布,将于明年推出的全新一代磷酸铁锂电池。新一代磷酸铁锂电池在能量密度上将与现行三元锂电池持平,差不多可达210-270Wh/kg,将可使电动汽车续驶里程轻松突破400公里,完全能满足用户对续驶里程的要求,所以,磷酸铁锂电池此前的最大弊端将消失。
G. 新能源汽车产业现状及其发展
随着社会经济的快速发展,我国城镇化率逐步提高,城市人口日渐增多,人们也更加注重生活的质量,对出行便利性的要求提高,且随着环保意识的增强,对绿色出行也有了新的要求,在此背景下新能源汽车应运而生。
结合环保的需求,我国政府高度重视新能源汽车的发展,在我国“十四五”规划中明确提到聚焦新能源汽车等战略性新兴产业、在氢能等产业组织实施未来产业孵化与加速计划等。
在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中明确了新能源汽车在2025和2035年的发展目标。在政策的推动下,我国本土汽车整车制造企业比亚迪、吉利、江淮等企业都开始了针对新能源汽车的研发和制造做出了部署。
新能源汽车产业产业链全景梳理:新能源汽车制造成为重要的一环
新能源汽车上游主要为原材料,包括电解液、正极材料、负极材料、隔膜等,这些材料经过加工制成新能源汽车所需的零部件,如:电池、电控、电机等。
对于新能源全车而言,电池、电控、电机等零部件相当于传统燃油汽车的发动机,对于新能源汽车犹如心脏般的存在,电池、电控和电机技术的发展关系到新能源汽车的续航历程,动力系统等关键指标。
新能源汽车行业产业链的下游主要为新能源汽车的整车制造,是新能源产业链中最重要的一环,目前在我国新能源汽车市场主要包括纯电动新能源汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车等。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
H. 新能源汽车是大势所趋,新能源汽车行业的现状和未来是什么
汽车的电动化趋势给传统汽车带来的改变是革命性的。传统汽车的动力传递路线非常复杂,发动机、离合器、变速器、自动变速器、驱动桥,目前,像德国、法国等国家已经明确公布了停止销售燃油车的时间表,中国目前来说还没有计划启动,在国家政策的引导下,新能源汽车的研发和产业化出现了前所未有的高潮。而伴随着我国新能源汽车的快速发展不过发动机从2.0T降到1.5T骁云,轮毂从22寸降到20寸,轮胎从马牌性能胎变成其它轮胎,刹车卡钳也从跑车卡钳变成普通卡钳
I. 汽车理电池原材料是什么原料
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池材料:
碳负极材料
已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
锡基负极材料
锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。
氮化物
也没有商业化产品。
合金类
包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金 ,也没有商业化产品。
纳米级
纳米碳管、纳米合金材料。
纳米氧化物
目前根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向,诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨,锡氧化物,纳米碳管里面,极大地提高锂电池的充放电量和充放电次数。
参见网络:锂电池
J. 新能源汽车需要哪种稀土
新能源汽车需要稀土钕、镧、铈、氧化镨、铷等。稀土永磁电机是新能源汽车区别于传统汽车中的三大重要部件之一,也是新能源汽车动力源。以特斯拉为首的新能源汽车所采用的“永磁技术”,对钕的依赖就像人类离不开氧气一般。
而新能源汽车电池以稀土中的镧、铈等元素作为电极材料的主要成分,具有安全性高、抗衰减、耐低温、可充电时间快。
稀土在新能源汽车的应用:
一、稀土永磁电动机
稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机,其工作原理与电励磁同步电机相同,区别在于前者是以永磁体替代励磁绕组进行励磁。
与传统的电励磁电机相比,稀土永磁电机具有结构简单,运行可靠,体积小,质量轻,损耗小,效率高等显著优势,而且该电机的形状和尺寸可以灵活设计,这使得它在新能源汽车领域中深受高度重视。
稀土永磁电机在汽车中主要是将动力蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。
二、稀土动力电池
稀土元素不仅仅是能参与目前主流锂电池电极材料的制备,还能很好地作为铅酸蓄电池或镍氢电池的正极制备原材料。
1、锂电池:由于稀土元素的加入,材料的结构稳定性得到了较大的保障,同时活性锂离子迁移的三维通道也得到了一定的扩充,这使所制备的锂离子电池有了更高的充电稳定性和电化学循环可逆性,以及更长的循环寿命。
2、铅酸电池:就国内的研究表明,稀土的加入有利于提高电极板铅基合金的抗拉强度、硬度、耐腐蚀性能和析氧过电位,活性组分中添加稀土可减少正极氧气析出量,提高正极活性物质的利用率,从而改善蓄电池的性能和使用寿命。
3、镍氢电池:镍氢电池具有高比容量、大电流、好充放电性能、无公害等优点,因而被称为“绿色电池”,并在汽车、电子等领域上得到广泛应用。为了使镍氢电池在保持优良高速放电特征的同时抑制其寿命的衰减,日本专利JP2004127549介绍电池负极可由稀土-镁-镍基储氢合金组成。
三、三元催化器中的催化剂
并不是所有的新能源汽车都能够实现零排放,比如混合动力汽车和增程序电动汽车,它们在使用过程中会释放一定量的有毒物质。
为了减少其汽车尾气的排放量,部分车辆在出厂时都会被强制要求安装三元催化器,其会在高温汽车尾气通过时,通过内置的净化剂增强围棋中的CO、HC、NOx三种气体的活性,促使它们完成发生氧化还原反应,生成无害气体,利于环保。
而三元催化器的主要构成成分正是稀土元素,稀土在这其中起到的关键作用就是储存材料,替代部分主催化剂以及作为催化助剂等。尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主,而这些物质元素都是中国稀土矿中所富含的。
四、氧传感器中的陶瓷材料
稀土元素由于电子结构较为特殊,而具有独特的储氧功能,常被用于电子燃油喷射系统氧传感器中的陶瓷材料的制备,使之催化效果更佳。电子燃油喷射系统是汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置,主要由空气系统、燃料系统和控制系统三大部分组成。
此次之外,稀土元素还在齿轮、轮胎、车身钢材等部分都有着广泛应。可以说,稀土是新能源汽车领域必不可少的元素。