兴建新型电动助力车专用铅酸蓄电池工厂的可行性分析报告 一、前言 随着现代生活的加快，全社会环保意识的提高，人们对轻便、环保、快捷的交通工具的追求也越来越强烈。电动助力自行车便因应这一发展趋势在中国大地上顺势而生了。电动助力自行车在我国从起步到现在，已逐渐形成了一个相对庞大的产业体系。仅2006年，全行业电动助力自行车的产销量已达到1900万辆以上。行业销售规模在300亿元左右。电动助力自行车的市场保有量已达到3000万辆以上。 作为电动助力自行车的配套动力电源之一，电动助力车用铅酸蓄电池的年销售额也已经达到400亿元以上。可以说，电动助力车用铅蓄电池在中国业已形成了一个庞大的产业体系。但是，由于目前的电动助力自行车用铅蓄电池在产品结构和生产工艺上，基本上是照搬或移植UPS用阀控式密封铅蓄电池的结构及生产工艺，以及相当一部分电池生产厂家的工艺、技术水平落后，导致与电动助力自行车配套的铅蓄电池大部分达不到国家部颁标准规定的使用寿命而提前报废，既造成了大量资源的浪费，又引发了许多的产销矛盾（新的电动助力车用铅蓄电池国家标准颁布实施后，这一问题将更趋严峻）。这样一来，既给电动助力自行车的最终用户增加了负担，又给电动助力自行车的生产厂家带来了一定的负面影响。从而使得电动助力自行车的“三包”问题成为消费者投诉的焦点之一。 因此，开发、生产全新结构的、易于维护的、完全符合电动助力自行车配套要求的新型电动助力自行车专用铅蓄电池，已成为蓄电池行业内亟待突破的重点目标之一。 二、电动助力自行车用铅蓄电池的技术现状到目前为止，我国的电动助力自行车配套用铅蓄电池的结构，依然是百分之百地沿袭、照搬UPS用阀控式铅蓄电池的结构！生产工艺也基本是完全照搬！除了电池内阻较大，电池的体积比能量与重量比能量偏低外，这种结构的最大缺陷是无法对电池进行有效的维护与保养。虽然有些厂家和高等院校的专家、学者为了提高电池的循环寿命而对其合金与铅膏配方（包括部分生产工艺）进行了大量的试验与改进工作，但是，由于在电池的整体结构上仍旧沿袭UPS用阀控式铅蓄电池的结构，对适用于电动助力自行车电池的关键性指标如：循环寿命、大电流放电能力、重量比能量、体积比能量、充电接受能力、低温放电能力，特别是对电池整体结构及维护保养的可操作性等方面，仍旧没有质的改变和提高。 值得注意的是：目前国内有很多电池生产厂家为了延长电池的循环寿命，采用对人体和环境有重大危害的铅—锑—镉合金（国外电池界称之为“脏合金”，并严格限制含镉合金的电池进口）制造极板及组装电池，虽然相对改善和延长了的电池的循环寿命，但是却加剧了电池的自放电和失水，仍然无法真正满足电动助力自行车的使用要求。添加一定量的超细二氧化硅于电解液中使电解液成为胶体，虽然不失为一个减缓电池失水的办法，但是也未能从根本上解决上述问题。 诚然，目前国内技术、管理水平较好的厂家生产的电动助力自行车专用铅蓄电池，在按现行部颁标准进行室内静态条件下测试，可以达到标准要求。但是，由于电池的实际使用情况与测试条件有很大的差异（特别是充、放电条件），导致经常出现电池检测达标使用却不合格的窘况。 三、目前电动助力自行车用铅蓄电池使用中存在的主要问题在我国电动助力自行车配套的动力电源中，铅酸蓄电池以其价格相对低廉，耐候性好，相对易于生产而成了绝大多数电动助力自行车生产厂家的首选配套动力电源。但是，由于前述原因，一组电动助力自行车铅蓄电池的实际装车使用寿命，几乎没有几家的产品可以在中途不更换及每天行驶里程不低于三十公里的前提下超过十二个月！虽然有些厂家出于营销的需要，宣称其电池可以保用十八个月甚至更高，但业内人士都清楚：那只不过是吹吹牛，欺骗用户罢了！！ 导致蓄电池检测达标使用却不合格的窘况出现的原因之一是：单体电池容量一致性不好。采用极板/极群秤量的方式进行配组，虽然可以相对改善电池容量的一致性，但是，现行结构的蓄电池的单格极板片数过多（大多为6+/7-及7+/8-，少数厂家甚至采用8+/9-），在极群采用烧焊工艺的条件下，不可避免地会出现个别极板的虚假焊与夹焊现象（特别是正极板）。从而使得蓄电池在使用过程中，出现单只电池容量因掉片或夹焊而早衰的现象，进而引起整组电池性能变坏，达不到厂家承诺的保用时间，引起用户的投诉和抱怨。（据笔者近年来对国内十几家电动车电池生产厂家的考察与了解，目前大家在解决一致性方面所采用的方法，全部都是利用重量法对极板或极群进行称量配组。但是，绝大多数装配厂家在实际操作时，均是对极板的配组采用“重量凑数法”，并没有做到单体活性物质质量的真正一致或者偏差最小。笔者曾在某大型知名电池厂现场亲见操作工采用“重量凑数法”对6DZM12单体正极板进行配组时，其最大偏差为8克。目前国内绝大多数电动车极板生产厂家出产的极板，6DZM12极板单片的重量偏差基本上都在±２~４克/片，6DZM 17与6DZM20电池用极板的单片重量偏差基本上都在±5~８克/片。从而无法从根本上解决电池容量的一致性。） 导致蓄电池检测达标使用却不合格的窘况出现的原因之二是：现行蓄电池使用的电解液比重过高和辅助材料质量较差。现行结构的蓄电池，为了既满足容量又满足贫液式设计要求，不得不采用比重为1.34g~1.35/cm3（25℃）的电解液。再加上市场竞争的无序和厂家职业道德的缺失，在电池合金/极板与原辅材料的选购方面，只重价格不重质量，从而使得电池的自放电偏大，电池在使用过程中失水过多，进而引起电池内阻变大，开路电压变得更高，造成电池充电不足，实际使用时骑行距离大大缩短，电池过早因“容量不足”而被更换，造成用户的使用成本增加。 导致蓄电池检测达标使用却不合格的窘况出现的原因之三是：相当一部分电池生产厂家未充分考虑到电动助力自行车生产厂家的随车充电器的充电条件及方式与电池本身要求的充电条件及方式的匹配性（大部分随车充电器的充电电压远高于电池内水的分解电压且不稳定）。致使电池在装车使用后的很短时间内就出现“电池过充（鼓涨、变形）→失水、内阻变大、开路电压升高→电池充电不足→骑行里程缩短→投诉→更换”现象。并进而形成“投诉→更换→直接补充电→返回再使用行驶里程缩短→再投诉→再更换→保用期到→用户再投诉”的恶性循环怪圈。 更加重要的一个原因是：由于迄今为止的电动助力自行车蓄电池完全是沿用UPS用阀控式铅蓄电池的密封式结构 ，致使电池在出现因上述失水过多而充不进电、放不出电的问题后，无法在经销商处进行及时的补水和维护操作，不得不退回厂家。这样一来，不仅给用户造成了极大的不便，也给电池生产厂家带来了很大的经济负担。有些无良厂家为了减低成本，降低费用，甚至将用户退回的电池仅进行简单的表面清洁和撬开上盖加水补充电后就又返回给用户，只求拖延时间到原先承诺的保用期就万事大吉了。 四、新型电动助力车专用铅酸蓄电池的结构及特点简介本发明的新型系列电动助力自行车专用蓄电池，在充分考虑到电动助力自行车的使用特点的基础上，结合用户的实际骑行状况，以及现行电动助力自行车蓄电池维护困难的实际情况，彻底摒弃了原有UPS用阀控式铅蓄电池的密封结构和装配方式：电池结构方面，6DZM12电池由现行的2×3结构改成1×6结构，6DZM 17与6DZM20电池的长度与宽度与6DZM12相同。三种电池的上盖共用，壳、盖之间采用热融封合（更改上盖结构后亦可采用胶粘封合），带螺纹铜端子输出。同时，对三种电池的单格尺寸进行了调整，使其上下部尺寸基本一致。这样以来，可使电池因极群上、下部的装配压力差异而引起的正极活性物质软化现象大大减少。工艺技术方面，采用目前国内先进的无镉合金配方和高性能活性物质配方及先进的生产工艺，使得6DZM12电池在同样外形尺寸下的体积比能量最多可提高19.33%，重量比能量最多可提高4.7%。在同样使用条件下，电池充足电后一次续行里程增加约20%。从而大大方便了用户的出行。更为重要的是：本发明的新型电动助力自行车专用蓄电池，由于采用了电池注液孔可直接开启的密封式结构，从而实现了电池的完全可维护。亦即：若因用户的充电器性能不佳，电池过充引起失水、开路电压升高而致实际放电时间缩短后，可直接在经销商处（用户自己亦可进行）像普通汽车电池一样进行加水、补充电与维护保养。不再像现有电池那样，只能退回生产厂家才可维护。从而极大地方便了用户和经销商，也减低了生产厂家和经销商的经济负担。同时，电池的输出端子改成了螺纹连接，避免了装车时对连接线的二次焊接，更彻底消除了现行插接式连接可能带来的接触不良现象。在电池的装配工艺方面，采用目前世界上最先进的铸焊技术，使得电池极板的虚假焊接问题得到根本解决（极群汇流排重量的一致性也更好，更有利于降低铅耗）。从而消除了电池极群在现行普通烧焊工艺条件下，不可避免的虚假焊或夹焊所引起的电池在使用过程中单体容量不一致的现象。 另一方面，采用了先进的液压式穿壁焊接方式，使得电池的内阻进一步降低，更有利于大电流放电。五、新型电动助力自行车专用蓄电池的市场前景预测及营销策略选择目前，随着国家环保政策的日趋严格与完善，人民环保意识的日渐提高，现有大多数采用含镉合金生产电动助力车蓄电池的生产厂家，不得不逐渐放弃这种合金而转向使用无镉合金。但是，如前所述，这些生产厂家在无镉合金的工艺、技术方面的水平参差不齐，技术转型对他们来说是一个非常艰难的过程。曾有国内号称电动助力车蓄电池产销量第一的某公司，由于没有完全掌握无镉合金极板的配方、生产工艺及技术特点，在改用无镉合金方面付出了几千万元的代价后又回复到用含镉合金生产电动助力车蓄电池的老路上！！ 可以说，在电动助力车电池的生产工艺和技术水平方面，谁掌握了最先进的技术，谁就可以最终赢得最大的市场！从另一方面看，国外早在七十年代初期就限制使用含镉合金的蓄电池，特别是美国、日本、欧盟等发达国家对此限制更严。而随着国外客户对电动助力自行车的需求量的不断增大，出口配套的电动助力车用无镉合金蓄电池的需求量也必然是越来越大。更为重要的是，由于我们的产品是具有独创性的专利产品，更能在国内日渐残酷的市场竞争中处于有利地位。同时，利用本专利结构原理，我们还可以开发出新型密封免维护摩托车电池，专门用于出口和配套国内高档摩托车。在营销策略的选择方面，首先，我们应该借助汽车4S专卖店的销售模式，在目前电动助力自行车销售量最大的城市开设专卖店（可以自己设立，也可以在当地寻找合作伙伴设立），既维修电动助力自行车，又销售电池。同时进行有关技术咨询服务与维护指导，并及时将用户使用产品后的有关情况反馈给工厂。第二，积极寻找企业信誉良好、产品质量好、配套的电器件符合本发明电池要求的其它电动助力自行车生产厂家进行配套（特别是在市场上年销量排在前五十名的厂家）。第三，充分发掘和开辟出口渠道，积极开拓出口市场，寻找国外优秀代理商，向国外市场进军。无论是采取哪种营销模式，除了借助于专业广告媒体和专业展会进行大力宣传外，对营销和售后服务人员进行正规化的、专业化的严格的技术培训，是确保营销成功的重要因素之一。六、新型电动助力自行车专用蓄电池的成本预算及盈利能力分析 为了迅速占领市场，避开新产品上市前期市场开发艰难，销售费用较大的风险的最佳办法，就是选择几家年产、销电动助力自行车十万辆以上，在行业内具有一定的知名度，经营稳健，信誉良好的整车生产厂家进行合作。以年产二十万组电动助力自行车蓄电池为例，其单个电池的成本仅为93.55元（详见附表一）。其投资总额约为1500万元（(不含流动资金,流动资金约需1500万元)详见附表二）。` 实际上，以笔者与相关设备厂家的关系，设备的总投入额只要能保证在一年内付讫，前期最多只需支付总价的70%左右即可。剩余部分资金可以用作前期的生产原材料采购。按照目前市场上的电池最低销售价格计算，只要我们的电动助力自行车电池年销量达到二十万组以上， 投资人最多三年就可以收回全部投资了。 附表一：新型电动车电池6DZM14 成本核算表序号 材料名称 单位 数量 单价 金额 备注 1 电池壳 套 1 4.50 4.50 PP料,约260g/套, (含阀体、端子套) 2 极板 g 2922 24.8元/ kg 72.466 24/30,4+/5-格。正/负:63/47 3 隔板 g 72 24.78元/ kg 1.785 AGM隔板29元/ kg (含税) 4 焊接合金 g 200 22.94元/kg 4.588 1%Pb-Sn合金，锡价按165元/Kg计 5 滤气片、安全阀 个 6/6 0.03元/个0.03元/个 0.36 6 端子 个 2 1.50元/个 3.0 含铅锡合金,铜材及塑料（自己加工最好） 7 螺丝 套 2 0.050 0.100 M5×10，材质：不锈钢 8 硫酸 g 960 1.03元/kg 0.988 D=1.33,折算成97%浓H2SO4计 9 硫酸钠及其它添加剂 g 15 8.0元/kg 0.12 10 纯水 g 410 0.50元/kg 0.205 11 包装箱、泡沫垫 只 1 3.00元/只 1.00 3只/箱,(彩色)若直接使用则可不计 12 直接材料合计 / / / 89.112 13 材料损耗 / / 0.891元/只 0.891 按直接材料成本的1%计（极限值） 14 总材料成本 / / / 90.10 15 人工费用 1.00元/只 1.00 每条线41人，班产量2400只。 16 水电费用 1.00元/只 0.5 17 厂房、设备折旧 1.45元/只 1.45 按6.7万只/月,设备、厂房十年折完计算 18 其它费用(车间管理人员工资、劳保费用、低耗品、办公费用、员工伙食费等等) 0.5元/只 0.5 按6.7万只/月产量计算，每月生产28天,日产2400只6DZM12电池。 20 电池总成本（元/只） 93.55 电池净重约4.30Kg,采用最新设计的S3.5极板组装说明：1，以上材料价格是按照2008年2月26的电解铅最高价格计算，且均为不含税价(含税价为表中单价×1.17)。2，极板价格为不含税成本价(电解铅不含税价格加上3500元/吨的加工费)。3，厂房、设备的总投资额按1072.5万元计，折旧费用按6.7万只/月的产量分摊。由上述成本核算可知：以年产量二十万组为基数，增值税按17%计，城建税按7%计，教育费附加按3%计，所得税按25%计，则按照上述生产经营目标，一年的纯利润简单计算如下： ①按2008年2月底广东市场最低价460元/组（不含税价）计， ②应交增值税：[（460×1.17）-（374.2×1.17）]×0.17=17.065元/组 ，城建税、教育费附加：17.065×0.10=1.7065元/组。 ③退货损失(按销售价的3.0%计)：13.80元/组。 ④销售、运输费用（按出厂价的6%计）：27.60元/组。 ⑤毛利润总额为：（460-374.2-17.065-1.7065-13.80-27.60）=25.6285元×200000组=5125700元。⑥年应交所得税：5125700×0.25=1281425元。 ⑦年纯利润约为3844275元 (按月产量6.7万只，年生产时间十一个月计) 。 [在完全守法经营前提下，纯利润率最低为：5.56%，投资人年总投资回报率最低为：35.84%（以投资人总投资1072.5万元计）] 注：1，财务费用及广告费用，以电池退货残值弥补。 2，工厂自己生产极板时的加工费用在3500元/吨以内。附表二： 年产二十万组新型电动助力自行车专用蓄电池设备清单序号 设备名称 数量/单位 金额（约万元） 备 注 1 八吨电脑控制铅粉机（含铸球、铅粉贮存、输送系统） 1套 60 2 500Kg自动合膏系统 1套 25 3 TX-5涂片机（含表面快速干燥线） 1套 30 表面快速干燥线约10万元/条（福建产） 4 自动固化房（高温高湿、电加热） 4套 60 电脑控制加热、加湿 5 极板化成线（含380V/200A充电机、化成槽、酸雾处理系统） 6列 60 6 极板干燥窑（电热式、双挂） 1套 24 7 5T/H纯水器（含电导率仪） 1套 10 8 自动配酸机组（带冷却系统） 1套 12 9 稀酸贮罐、纯水贮罐及耐酸泵/水泵 2个/4个 5 容量：3～5吨 10 生极板固化架/生板存放架 共50个 25 304不锈钢，自制 11 自动铸板机（切刀可调宽度170mm） 4台 56 12 铸板铅烟处理器 1套 20 13 六工位自动称片机 2台 28 用于挑选个别超标片 14 铸焊生产线（仅含包片机和铸焊机） 1套 30 后半部的工作台自制 15 双头液压穿壁焊机 2台 16 16 智能型焊点质量检测仪 2台 10 17 双工位电脑控制热封机 2台 10 18 电脑控制气密性检测机（60KPa） 1台 5 19 空气压缩机组（5M3，带干燥机） 1套 15 含5M3储气罐二个 20 电脑控制定量加酸机（200ML） 3台 7.5 21 电脑控制电池充放电机（24回路） 5台 50 350V/15A 22 电脑控制电池测试仪（二回路） 1台 15 23 化验室分析设备 10 24 分片/刷片设备（含工作台） 8台/8台 24 用锯、切方式分片 25 化成污水处理系统（10T/H） 1套 20 含配酸、制水的基建 26 分片粉尘处理系统(脉冲除尘3万3/H) 1套 18 含室内管道 27 电池充电架 48个 5 含塑料板，自制 28 其它零散配套材料和板栅模具、六十个钢制板栅存放地台板、4台手工切片机 / 约18 含办公用品 29 设备合计 668.5 30 简易厂房（含地面处理） 18M×120M×2 154 (500元/ M2) 含机修和空压机房面积共需4400 M2 31 办公楼、宿舍、食堂 钢混结构 100 总约需1000M2 32 水管、电力系统（约800KVA） 约150 总投资额(约) 1072.5 七、新型电动助力自行车专用蓄电池对整车控制系统及随车充电器的要求 我们知道，单个产品的性能再好，如果没有良好的使用环境，也不大可能充分发挥出它的优势。电动车电池也一样。因此，为了充分发挥新型电动助力自行车电池的优点，电动助力自行车生产厂家应该对整车及车辆充电系统与控制系统进行相关改进。首先，就电动助力自行车本身而言，为了更便于用户了解电池的使用状态，建议电动助力自行车生产厂家在车身配套安装一个含有声、光报警功能的“剩余容量显示器”或“安时计”，时刻显示电池的荷电状态及可持续骑行时间。既可以防止因用户过度使用而造成电池过放电，对电池带来的损坏，又可以避免用户因不清楚电池的荷电状况而导致半途抛锚的窘境。其次，为保证电池的最长使用寿命，防备电池的过度放电，建议电动助力自行车生产厂家对车辆控制系统的保护电压进行调整，使之不低于11.0/只V。再次，建议电动助力自行车生产厂家优化选购随车配套的充电器。随车配套的充电器必须能够非常准确地、长期地稳流、稳压，确保输出电流的偏差不大于±2%、输出电压的偏差不大于±1%。并且充电器必须具备随温度变化而自动调节对每一个电池的充电电压/电流的能力。最后，车身配备的驱动电机的功率，以不超过配套电池所能承受的最大功率为宜（无刷电机），以充分延长电池的使用寿命。八、新型结构电池与现行结构电池的对比（以6-DZM-12为例）序号 对比项目 6-DZM-12（新型结构） 6-DZM-12（现行结构） 1 电池重量 4. 3kg 4. 3kg 2 外形尺寸 150*98*98*101 152*99*96*102 3 单格极板数量 4+/5- 6+/7- 4 极板尺寸 (+)　88*72* / mm (-)　88*72* / mm (+)　44*70*3.2mm (-)　44*70*1.9mm 5 板栅尺寸 外形尺寸 (+)　88*72* / mm (-)　88*72* / mm (+)　44*70*3.0mm (-)　44*70*1.7mm 耳高 10mm 10mm 耳宽 8mm 5mm 耳厚 (+)1.8mm (-)1.3mm (+)2.9mm (-)1.6mm 6 极板重量 (+) / g　(-) / g (+) 47g　(-) 30g 7 板栅重量 (+) 24g　(-) 17g (+) 17g　(-) 12g 8 单片活性物质量 (+) / g　(-) / g (+) 30g　(-) 18g 9 单体活性物质量 　(+) 164g　(-) 160g 　(+) 180g　(-) 126g 10 单体板栅质量 (+) 96g　(-) 85g 　(+) 102g　(-) 84g 11 板栅合金成份（无镉合金） A B C　 D (+) 0.08 / 0.03 / (-) 0.09 / 0.03 / A B C D (+) 0.10 1.2 0.03 / (-) 0.09 0.3 0.03 / 12 电解液密度 ≤1.33g/cm3（25℃） ≥1.33g/cm3 （25℃） 13 隔板尺寸 154*93*1.0mm 重3g/片 154*48*1.1mm 重1.7g/片 14 C2设计容量 14Ah(7A*2h) 12Ah(5A*2.4h) 15 C2实际容量 14 12Ah 16 活性物质设计利用率 C2: +38% -42% C2: +29.75% -42.95% 17 C2 实际重量比能量 38.18wh/kg 33.48wh/kg 18 C2 实际体积比能量 113.15wh/L 93.82wh/L 19 内阻 / mΩ 16～18mΩ 20 单体排列方式 1×6 2×3 21 槽、盖封合方式 热融封合/胶封粘合 胶封粘合 23 单体极板/极群连接方式 铸焊/穿壁焊接 烧焊/跨桥焊接 24 端子结构及与外部连接 铜包覆铅，与外部输出端螺纹连接 铜镀银，与外部输出端插接或螺纹连接 25 安全阀体结构 阀座整体与池盖螺纹连接，可直接自由拆卸，电池补水、加酸方便，便于电池维护。 阀座与池盖连为一体，不可直接拆卸，电池补水、加酸不方便，不利电池维护。 九、结语 本发明的新型电动助力自行车蓄电池，既具有结构上的先进性和实用性，又具有性能上和工艺上的重大突破，它必将对我国电动助力自行车蓄电池的发展带来巨大影响。谁掌握了最先进的技术，谁拥有了最新产品，谁就可以最终赢得最大的市场！给我一个舞台吧！我将给您上演一出精彩的大戏！！附联系方式： 郑大军13928773450 E-mail: zhengdajun 630@vip.sohu.com 新型结构的电动车电池与旧结构电池的成本对比分析（6DZM12）一、 电池壳体部分：现行ABS壳体重量：267克，按照ABS塑料12月25日价格15100～15400元/吨的均价计，原料折合4.072元，市场价为5.3元/套左右。新开发的PP塑料壳体总重：245克，按照PP塑料12月25日价格12100～15350元/吨的均价计，原料折合2.995元，市场价为4.0元/套左右。两者对比，采用PP塑料壳体，每只电池可以节约1.3元左右。二、 ABS壳体使用的胶水重量及价格：中盖胶：24克/只，24克×32元/公斤=0.768元/只。色胶：4克/只，4克×37元/公斤=0.148元/只。合计：0.916元/只。采用PP塑料热封组装，每只电池可以节省0.916元。三、 电池极板重量对比：原结构电池：3030克/只（以浙江超威公司的极板为基准，正板39克，负板29克），新型结构：2922克/只。节约108克/只。按照现在的极板价格计，可节约2.48元（2.48万元/吨×108克=2.68元）四、 电池端子成本对比原结构：0.24元/只，新结构：2.60元/只。两者对比，新结构增加2.36元/只。综合考虑，采用新结构的电池，每只可以节省2.54元左右。并且，生产效率可以大幅度提高（省掉了胶水固化时间）

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