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投资专题:日本新能源汽车的发展
发布时间:2012-10-25  来源:中国工业网 
    日本在锂电池和混合动力汽车领域,不论从技术还是量产方面,都是全球的领导者。将汽车和锂电池结合起来一直是日本企业的努力方向。

    据日本汽车业界团体公布的统计表明,2011年日本国内汽车销售中,混合动力汽车(HEV)占17.1%、同比增4.8%。

    在全球的混合动力车市场,2011年共销售HEV 约80 万辆,其中丰田、本田和福特分别以49 万辆、14 万辆和2.2 万辆的成绩位居前三位。

一、私人市场已经启动:混合动力全球冠军,国内渗透比达17.1%

    2011 年全球共销售出各类电动汽车(这里仅指EV 和PHEV)接近7 万辆,销售区域基本集中在美国、日本、欧盟和中国,其他国家和地区的量很少。日本2011年的销量在1.5 万辆左右,是仅次于美国(约2 万辆)的全球第二大市场。雷诺-日产联盟销售约2.3 万辆高居榜首;三菱汽车(Mitsubishi)以2.1万辆(包含其为标致雪铁龙代工的电动汽车)居其次(注:三菱汽车2011 年的汽车销量成绩在103 万辆左右),排在第三位的是通用汽车的雪佛兰Volt,2011 年销量为7,671辆。

    日本混合动力车销量已居轿车单车型销量首位,同时还有2.2 万辆纯电动汽车和插电式混合动力车在11 个城市进行推广示范,这已经超过了中国目前示范运行的车辆数量。而且,还有一个质的区别是:日本多属私人购买,中国还仅仅是政府示范。
 

图1 日本EV/PHEV示范城市备选范围一览


表1  2011年全球新能源汽车销量
 

混合动力销量 2011
全球 80万辆
丰田 49万辆
本田 14万辆
福特 2.2万辆
电动车销量 2011
全球 70,000辆
雷诺-日产联盟 23,000辆
三菱汽车 21,000辆
通用汽车:雪佛兰Volt 7,671辆
 
二、政策:强力支持,举国研发体制造就锂电池产业诞生地

    日本是全球锂电重镇,锂电产业诞生于日本(全球第一只商用锂电池就是由索尼于1991 年推出的),至今仍占据着全球的大半江山,并引领着锂电产业技术的发展。

    日本锂电池企业的产能规划总的来说走在全世界的前头。当美国、中国、欧盟等国的政府于2009 年开始重视锂电产业并敦促企业加紧行动的时候,日本的锂电池企业在2007年和2008 年就基本做好了在动力锂电池领域的产能发展规划,而相关的技术准备工作则是更早就完成得差不多了。


表2 日本新能源汽车政策
 

时间 日本新能源汽车政策
1970 《日本汽车工业的产业规划》:规划中,发展电动车的说明占了近1/3 的篇幅。从此,电动车的研发就成了“国家级”项目。并于1971 年开始执行“大型设计计划”,投资57 亿日元。
1992 制定为期10 年的锂电池研究计划,集中了全国12 家公司的力量联合攻关,其中包括电装、日立、三菱电器等蓄电池生产主导厂家。
2006 日本政府基本上已经认定电动汽车是汽车工业的发展方向,发表《对新一代汽车电池的建议》:2007 年03月初,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)公布了将费时5 年投入约100 亿日元开发适用于PHEV 和EV 的高性能充电电池的项目计划。
2009 “举国研发体制”:NEDO 选定了以京都大学为核心的日本国内7 所大学、3 家研究机构和拥有12 家企业为“All Japan”执行机构的第一批成员,几乎囊括了日本汽车和电池领域产业和研发方面全部的顶尖力量。
2010 《新一代汽车战略2010》,到2020年在日本销售的新车中,实现电动汽车和混合动力汽车等“新一代汽车”总销量比例达到50%的目标,并计划在2020年前在全国建成200万个普通充电站、5000个快速充电站。
 

表3日本新能源汽车补贴细则


补贴政策 日本新能源汽车补贴细则
换购补贴 2009 年04 月10 日以后,消费者在更换使用了13 年以上的旧车时,购置一辆混合动力车平均可以得到25 万日元的补贴。
政府购车补贴 所有政府机关必须全部使用“低公害车”。对地方团体或企业法人购置“低公害车”,也有相应的现金补助,最高可以达到同等级普通汽车价格差额的1/2 或者车辆价格的1/2。
对混合动力车补贴 在日本国内,丰田普锐斯的售价在200万日元~300万日元之间(相当于人民币20万元~30万元,目前普锐斯在国内售价在30万元左右),但日本政府给予消费者20万日元的补贴(相当于人民币2万元左右)
私人购车补贴 在日本,私人购买电动车,政府补助电动车与燃油车价格差额的一半平均约78万日元(约合6万人民币),地方政府也相应追加补贴如横滨市就再补助100万日元(约合7万8千人民币)。
 

表4日本政府设备补贴

政府对低碳产业设备投资补贴金额
2009 300亿日元/年
2010 1000亿日元/年
2020 25000亿日元/年
补贴标准
大型企业 设备投资的1/3
中型企业 设备投资的1/2
已获得补贴的企业和金额
42家企业 297亿
获得补贴的企业 丰田汽车、日产汽车、本田汽车、日本电装、松下、东芝、NEC、昭和电工
补贴部门 日本经济产业省
 
三、技术:全球领先,电池材料技术高度发达+设备投资高度重视

    日本所有的资源几乎都依赖进口,如何将资源最大化利用,一直是日本企业考虑的重中之重,正是基于此,日本的材料技术高度发达。化工和资源领域的深加工,推动了锂电池材料技术的成熟。

    日本几乎所有的在全球锂电池产业链上占据重要地位的材料供应商,都是一些化工和资源领域的知名企业。JFE 锂电池负极材料产业、三菱化学、旭化成、东丽等等。


图2日本专利申请前几名,丰田居首

表5 全球来看,日本电动汽车技术最成熟,90%专利申请来自日本


国家 全球排名 纯电动汽车用蓄电池及其管理系统相关专利
日本 第一 全球超过90%的专利申请来自日本。
美国 第二 锂电池相关专利数量占动力电池专利数量的70%以上。
德国 第六 占日本申请量的11%
 
四、日本锂电池企业:动力电池全球主力

    在动力锂电池领域,日本任何一个企业拿出来,在全世界都是居前的地位,日本企业的动力锂电池产业化准备工作走在全球最前,就松下、三洋、索尼、NEC、GS 汤浅、日立、东芝、TDK、英耐时等几家日本主要企业的年产能到2012 财年结束时将会达到870 万kWh 以上。至于锂电池发展路线的选择,这几家企业各有特点。日立、三菱重工和英耐时坚定地走锰酸锂路线,东芝走锰钛路线,GS 汤浅则是锰酸锂和磷酸铁锂并举,ELIIY Power 走磷酸铁锂路线,索尼倾向于走磷酸铁锂路线但又有些摇摆。

    所有日本企业都非常重视技术开发。对于动力锂电池技术的研究开发,日本企业基本上呈现出两大特点:选择正极材料的优先考虑是能量密度,然后在此基础上致力于安全性的提高;对动力电池性能提高的研究则着眼于结构设计,同时寻求各种关键材料之间的最优配合。

表6日本主要锂电池企业动力电池技术开发情况


企业 电池规格 正极材料 负极材料 电解液 隔膜 其他
松下 3.1Ah 以上/3.55V 经纳米涂层处理的镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂材料 碳材料;硅类合金材料+耐热层HRL 优化了电解液的组成成分 无特殊改进 合金负极材料电池可量产
三洋 5Ah/3.75V 和20Ah/3.75V 镍钴锰酸锂+添加物改性 混合碳材料 无特殊改进 无特殊改进 已在量产
NECAESC 13Ah/3.6V 和33.1Ah/3.8V 前者是锰酸锂混合镍氧化物;后者是锰酸锂混合镍、铝氧化物 硬碳 无特殊改进 无特殊改进 已在量产
索尼 1.1Ah/3.2V 和2.5Ah/3.2V            经专利粒子设计技术处理的磷酸铁锂材料 碳负极材料 无特殊改进 无特殊改进 已在量产
GS汤浅 3.5Ah/3.46V 容量很高的钴酸锂材料 锡基负极材料(Co-Sn) 无特殊改进 陶瓷化处理 可量产
  6Ah/3.7V 和50Ah/3.7V 镍钴锰酸锂材料 硬碳 电解液中添加含氟烷基的磷酸酯及碳酸酯 无特殊改进 已在量产
25Ah/3.35V 磷酸铁锂材料,使用了碳负载技术 硬碳 无特殊改进 无特殊改进 可量产
东芝 4.2、3.3、20、60Ah/2.4V 锰酸锂材料,是否改性未知 钛酸锂材料 燃点较高的电解液 耐热性出色的隔膜 已在量产
日立 4.4、4.8、25Ah/3.6V 锰酸锂材料,改进了工艺,统一粒径的同时减小粒子间的间隙 非晶碳,改进了工艺,提高了碳粒子结合强度 无特殊改进 隔膜陶瓷化 已在量产
ELIIY Power 50Ah/3.2V 磷酸铁锂材料,自身不作改进 碳负极材料 无特殊改进 无特殊改进 已在量产
三菱重工 50Ah/3.7V 和95Ah/3.7V 锰酸锂材料,是否改性未知 碳负极材料
           
是否改进未知 是否改进未知 已在量产
英耐时 20Ah/3.7V 和25Ah/3.7V 镍钴锰酸锂材料,作粒子微细化处理 人造石墨和其他碳材料混合 优化了电解液的组成成分 进行过处理 已在量产
 
    现阶段日本车企直接介入锂电产业的例子有:丰田与松下合资组建PEVE,日产与NEC 合资组建AESC,本田与GS 汤浅合资组建Blue Energy,三菱汽车与GS 汤浅合资组建LEJ,等等。这些车企不仅持续不断地投入资金,而且直接开始锂电技术的研究开发,有的甚至开始自己独资建设动力锂电池工厂(如三菱汽车)。丰田汽车更是在致力于打通从资源、材料到电池的一整条锂电产业链。

    日本的锂电池企业,技术路线和业务开拓各有侧重,这符合他们尽量避免同质化竞争的一贯思路。松下和东芝主攻车用市场,包括HEV、PHEV 和EV 在内;AESC 和LEJ 主攻PHEV 和EV 市场;日立主攻HEV 和大型器械市场;PEVE 和Blue Energy主攻HEV 市场。

表7日本电池企业与车企的合作


锂电池企业 电池技术 客户  
松下(含三洋) 锰酸锂
18650
电池单元成组
大众汽车 2008 年,三洋宣布将向大众供应HEV(混合动力车)用动力锂电池系统,两家公司还将共同开发PHEV(插电式混合动力车)用动力锂电池系统
丰田 2009 年08 月,丰田汽车表示将采购三洋的HEV 用动力锂电池系统,预期先期每年采购1 万辆的电池用量,未来可能会用PHEV 上
特斯拉 2010 年松下宣布与美国特斯拉合作开发生产电动汽车用动力锂电池系统,松下提供类似18650 尺寸锂电池单元。松下已投资3,000 万美元持有特斯拉约2%的股份。
铃木 2010 年,三洋电机确定将为铃木的雨燕(Swift)PHEV 提供动力锂电池系统。大众拥有铃木20%股份,是铃木的最大股东
本田 本田2010 年宣布,将在电动摩托车“EV-neo”上采用东芝SCiB 锂电池。本田2010 年宣布试验车型飞度EV采用的是东芝的SCiB 锂电池
三菱 2010 年,东芝宣布将和三菱汽车共同开发车用动力锂电池。2011年初,三菱表示,2011 年秋将推出一款新型电动汽车,该车将搭载东芝制造的动力锂电池组。
五十铃 五十铃、庆应义塾大学以及神奈川县政府于2009 年08 月06 日宣布联合开发电动公交车,该款车的动力锂电池系统确定由东芝提供
大众 2009 年,东芝与大众就合作开发电动汽车驱动系统事宜达成一致。2010年,东芝透露,与大众旗下瑞典商用车生产商Scania AB 公司签署合作协议,共同开发HEV 用动力锂电池系统
菲亚特 2010 年10 月,东芝对外透露,将与菲亚特联手开发车用动力锂电池系统,供菲亚特即将上市的HEV 使用
标致雪铁龙 三菱的密切合作伙伴标致也会试用东芝锂电池组,但迄今为止尚未有正式的回应
索尼 磷酸铁锂   2011年宣布,将在04 月下旬开始量产容量为1.2kWh 的磷酸铁锂动力电池组,用于数据服务器和手机基站的备用电源以及家用蓄电系统。索尼公开宣布要进军车用动力电池市场,但还未传出与车企合作的消息
AESC 锰酸锂 雷诺-日产 NEC 与日产的合资企业,专业生产PHEV 和EV 用锂电池组,日产控股51%。目前为止产品只供应雷诺-日产联盟,据称因产能准备严重不足,导致雷诺另外确定采购LG 化学的动力锂电池组
住友商事 2009 年10 月20 日,日产和住友商事表示,双方将开始探讨EV 使用的大量电池的再利用作为一项业务来开展,设想是将EV 用后的动力锂电池组再次用于风力与太阳能的发电能量储备、家庭和企业的能源存储用途等方面
通用电气 2010 年日产与通用电气(GE)宣布,将共同研究利用EV 用后的蓄电池,推动新一代电力网“智能电网”运用的“Vehicle to Grid(V2G)”技术和用于住宅供电的“Vehicle to Home(V2H)”技术。该项研究期限为3 年
LEJ 锰酸锂 三菱汽车 三菱汽车、三菱商事与GS 汤浅的合资企业,专业生产PHEV 和EV用锂电池组,GS 汤浅控股51%。目前为止产品只供应三菱汽车。因三菱汽车同时为标致雪铁龙代工生产电动汽车,因此也间接供应标致
三菱商事 技术在线2010 年07 月29 日报道,LEJ 与三菱商事合作,开发与太阳能电池、动力锂电池及快速充电器相结合的快速充电系统“PV-EV系统”,用于回收利用i-MiEV 上配备的、LEJ 制造的动力锂电池
Blue Energy 锰酸锂 本田 本田与GS 汤浅的合资企业,专业生产HEV 用锂电池组,GS 汤浅控股51%。目前为止只供应本田的HEV
PEVE 锰酸锂 丰田 丰田与松下的合资企业,丰田控股80.5%。目前主攻镍氢动力电池领域,未来几年会逐步介入HEV 用动力锂电池领域

五、日本四大车企:丰田、本田、三菱、日产

丰田:

    混合动力是丰田新能源车最锲而不舍的主打项目。1997年以来,丰田就推出混合动力车普锐斯,迄今已在全球80多个市场上销售混合动力轿车超过300万辆,被业内公认为混合动力车技术最领先的企业。1997年,丰田首先在日本推出普锐斯。2000年,丰田开始在欧洲、北美和其它市场销售普锐斯,2003年推出第二代普锐斯,2009年推出第三代普锐斯。至今普锐斯经历三次换代,已售出350万辆。之后丰田也开始混合动力、纯电动车、氢燃料电池车全面推进。

    丰田除了自己生产的锂离子电池外,松下将向丰田供应锂离子电池。插电式普锐斯的电池续航里程也已提高到26公里。加满油后,能开1000公里。重量上中国车企的插电式混合动力电池700斤左右,而插电式普锐斯的电池是300斤。

    2012年丰田推出采用动力锂电池的纯电动汽车FT-EV,号称每次充电能跑80km。

    丰田汽车2011年日本国内汽车销量中,混合动力汽车比例为36.1%。其中主力HEV-“PRIUS”的销售量达到31.84万辆、连续3年荣登榜首,去年年底新推出的小型混合动力车“Aqua”的销售良好,推出后3个月的销售总量近7万辆。

本田:

    在混合动力技术研发领域,不得不提的有本田,已有3款混合动力车型在我国上市,这其中包括广汽本田引入的CR-Z和FIT Hybrid,它们都搭载了Honda独创的小型、轻量“IMA混合动力系统”,其中,CR-Z还搭载Honda首例三模式变速箱系统。

    截止2011年7月日本本田公司在美销售的混合动力汽车总量达到40 万辆,车型包括Insight、Accord、Civic 和CR‐Z 等。Insight 为在美国销售最早的混合动力汽车,从1999年开始投入美国市场,2011 年前7 月共计销售1.2 万辆。

    本田除了在混合动力方面有不错的表现,在新能源其他领域也有不少建树,它早在1999年就发布了“FCX-V1”燃料电池试验车,2002年成为世界上第一家实现商品化销售的燃料电池车生产厂家。

    虽然本田思域混合动力车在美国卖得不错,销量排在第三位,但本田仍坚持认为纯电动车才是发展方向。动力电池上最初其混合动力车所使用的电池基本上是镍氢电池,现已向动力锂电池过渡。

日产:

    从各种动作看,日产是发展纯电动车最积极的传统车企。2009 年03 月14 日至15 日,在日本“2009 神奈川电动汽车节”上,日产展示了其纯电动车的一款测试车型“LEAF”(绿叶)。该电动车采用前轮驱动模式,装配了最新开发的80kW 电机和变频器。车体重量约1,600kg,动力锂电池容量高达24kWh,最高时速可达140km。同时,日产还推出了另一款电动车3 座纯电动概念车Nuvu。采用的是层叠式紧凑型动力锂电池,容量可达到每千克140kW,输出是传统电池的1.5 倍,而体积只有原来的1/2。最高时速能达到120km,续航里程125km。快速充电只需10~20 分钟,在220V 家用电条件下充满也只需3~4 小时。同时,日产正在世界各地积极推广纯电动车。

    日产汽车2009 年06 月下旬从美国能源部获得16 亿美元的贷款,该公司计划在2013年前用这笔贷款在美国田纳西州建成年10 万辆以上的纯电动车生产基地。

三菱汽车

    日本三菱汽车iMiEV 2009年07 月面市,定价4.25 万美元,日本政府给予其1/4 的价格补贴。iMiEV 由动力锂电池驱动,电池置于汽车座椅之下的底板上,仅200kg 重,能够储存16kWh 的能量,相当于2 升汽油的燃料价值。可以通过家庭用普通插座充电提供能量。这款车最高时速130km、高压充电30 分钟即可完成、充电后能够行驶160km 里程。

    对于混合动力车,三菱同样很关注。三菱希望在2013 年底之前推出插入式混合动力车,不断增加环保车型。
 

图3 日本各新能源汽车车型历史销量



 

 

关键词: 投资 专题 日本
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