我國新能源汽車用鋼特點及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

張愛民，趙曉偉

（山鋼股份有限公司營銷總公司，山東濟南 250101）

我國新能源汽車用鋼特點及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

張愛民，趙曉偉

（山鋼股份有限公司營銷總公司，山東濟南 250101）

綜述了新能源汽車的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，分析了新能源汽車用鋼要求和技術(shù)特點，結(jié)合國內(nèi)新能源汽車用鋼的開發(fā)生產(chǎn)情況，闡述了我國在開發(fā)新能源汽車用鋼方面的發(fā)展現(xiàn)狀和業(yè)績。

汽車用鋼；技術(shù)特點；產(chǎn)業(yè)化

1 前言

目前，中國汽車市場正在經(jīng)歷一場由傳統(tǒng)動力汽車向新能源汽車的變革。主流的新能源汽車技術(shù)是以電動汽車技術(shù)為主，電動汽車可以分為混合動力汽車、純電動汽車及燃料電池汽車。其中混合動力汽車是在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車的基礎(chǔ)上加以優(yōu)化和改革，把內(nèi)燃機技術(shù)和電機技術(shù)有機地結(jié)合在一起，使汽車滿足人們對油耗和環(huán)境的要求?；旌蟿恿ζ噷ο冗M的內(nèi)燃機為動力技術(shù)的依賴大。純電動車擺脫了對傳統(tǒng)的動力裝置—內(nèi)燃機車先進技術(shù)的依賴，只需要電池、電控裝置和電動機即可。相比較而言，燃料電池技術(shù)的變革最大，它包括了燃料電池發(fā)動機技術(shù)、純電動汽車的電池、電機技術(shù)及替代燃料汽車的燃料系統(tǒng)技術(shù)［1］。純電動汽車將徹底取消發(fā)動機、變速箱和車轎系統(tǒng)，是汽車結(jié)構(gòu)的一次革命；插電式混合動力汽車則是在傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上將增加電機系統(tǒng)。

2016年，我國共生產(chǎn)新能源汽車51.7萬輛，占全球產(chǎn)量的約50%，連續(xù)2 a產(chǎn)銷量居世界第一；累計推廣量已經(jīng)超過100萬輛，占全球市場保有量的50%以上。一批優(yōu)秀的新能源企業(yè)涌現(xiàn)出來，如比亞迪、江淮、上汽、奇瑞、吉利和北汽等，同時，比亞迪已經(jīng)率先完成了傳統(tǒng)燃油車與新能源汽車雙線并行的產(chǎn)品布局。在工信部公布的第四批《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》的678款車型中，新能源乘用車63款，其中混合動力有14款，純電動乘用車48款，燃料電池乘用車1款；新能源客車371款，包括純電動客車293款，混合動力客車78款；純電動專用車共244款。

新能源汽車的迅速發(fā)展和大面積應(yīng)用，一方面提高了鋼鐵材料對鋁合金、改性塑料的比較優(yōu)勢，另一方面也提高了鋼廠在服務(wù)新能源汽車制造方面的門檻。

2 新能源用鋼特點及技術(shù)分析

2.1 汽車結(jié)構(gòu)變化帶來用鋼特點的變化

純電動汽車將徹底取消發(fā)動機、變速箱和車轎系統(tǒng)，是汽車結(jié)構(gòu)的一次革命，這將減少這些系統(tǒng)的鋼材消費，但是會增加電機使用的硅鋼片消耗?；旌蟿恿ζ囈矊⒃黾与姍C系統(tǒng)，不僅沒有減少原有發(fā)動機系統(tǒng)的鋼材消費，還要相應(yīng)增加電機的硅鋼片消耗。與一般家電用硅鋼相比，新能源汽車驅(qū)動電機用硅鋼必須同時滿足汽車在低速、高速以及惡劣環(huán)境下行駛等各種需求，其鐵損、磁感等指標要求要苛刻得多，其性能特點：損耗低、效率高、溫升低、噪音小、輕量化。

2.2 車身輕量化用鋼特點

新能源汽車由于使用電池作為動力，為了增加其行駛里程和提高車身的耐久性和安全性，有目標地減輕汽車自身的重量就成為必然的途徑。同時作為有效的節(jié)能手段，汽車輕量化技術(shù)已經(jīng)成為中國新能源汽車工業(yè)發(fā)展的重要方向之一，這也是新能源汽車發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)［2］。

由于汽車輕量化是設(shè)計、材料和先進加工成形技術(shù)的優(yōu)勢集成，是汽車性能提高、重量減低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、價格合理四方面密切結(jié)合的一個系統(tǒng)工程。實現(xiàn)輕量化，可采用高強鋼和鋁復(fù)合輕質(zhì)材料，還可以從設(shè)計上考慮對整車結(jié)構(gòu)優(yōu)化。新能源汽車消費市場的快速增長將引領(lǐng)高強度汽車用鋼的發(fā)展需求趨勢，尤其是對強度等級在1 000 MPa左右高強鋼應(yīng)用的拉動，如QP980、QP1180等產(chǎn)品。

2.3 充電設(shè)施用鋼的需求

作為新能源汽車的基礎(chǔ)設(shè)施和重要組成部分，新能源汽車的充電站的建設(shè)也放在了突出的位置。充電站包括直接充電設(shè)備、配電設(shè)備、管理輔助設(shè)備3個部分。充電站的建設(shè)將帶動一部分建筑鋼材需求。而充電相關(guān)設(shè)備又會帶動儀器儀表用鋼需求。

根據(jù)國家相關(guān)文件，2016—2020年建設(shè)充電站達到10 000座，全面開展充電樁配套建設(shè)，同步建成完整的電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)。未來我國充電設(shè)施建設(shè)還需要大力推進。保守估計1個充電樁用鋼量為50 kg，到2020年，500萬輛新能源汽車配套充電樁用鋼量約為25萬t，主要用鋼材品種為普通熱軋板、冷軋板及鍍鋅板。充電站的建設(shè)用鋼量需求更大，用鋼品種更加豐富，包括大型H型鋼、彩涂板、結(jié)構(gòu)用管材、建材等產(chǎn)品。對于這類鋼材，既要求基本的力學(xué)性能，還要求其具有較好的耐候性，如型鋼產(chǎn)品LWFR490。

3 國內(nèi)新能源汽車用鋼生產(chǎn)和開發(fā)情況

國內(nèi)主要鋼鐵企業(yè)無論是在開發(fā)新能源電機用冷軋硅鋼，還是在實現(xiàn)車身輕量化而進行的高強鋼開發(fā)都取得了較大成績，有力地促進了新能源汽車的發(fā)展。

3.1 國內(nèi)鋼廠汽車用硅鋼取得顯著成績

國內(nèi)硅鋼生產(chǎn)企業(yè)大力發(fā)展新能源汽車用冷軋硅鋼，并取得長足發(fā)展。寶武集團根據(jù)新能源汽車用無取向硅鋼的特點，成功開發(fā)了新能源汽車驅(qū)動電機用硅鋼產(chǎn)品普通系列和高效系列共15個牌號，同時正在根據(jù)驅(qū)動電機小型化、高頻性、高轉(zhuǎn)矩和高強度的特點，開發(fā)下一代高強度、超高效的驅(qū)動電機用硅鋼產(chǎn)品。太鋼一直都將硅鋼作為戰(zhàn)略品種之一，結(jié)合新能源汽車硅鋼使用特點，太鋼研發(fā)生產(chǎn)的新能源汽車用硅鋼已穩(wěn)步進入新能源汽車行業(yè)，實現(xiàn)批量生產(chǎn)供貨。首鋼圍繞新能源汽車用硅鋼，開發(fā)形成了第1代高效率、低鐵損普通型產(chǎn)品16款；第2代高轉(zhuǎn)矩、高磁感產(chǎn)品取得重大技術(shù)突破；第3代高轉(zhuǎn)速、高強度產(chǎn)品正在加快機理研究的技術(shù)儲備和實驗室試制，將轉(zhuǎn)入產(chǎn)品工業(yè)試制。

3.2 圍繞車身輕量化的汽車鋼研發(fā)

國內(nèi)主要科研機構(gòu)和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在開發(fā)高強汽車用鋼，實現(xiàn)汽車車身輕量化方面開展了大量的探索和實踐。鋼鐵研究總院和太鋼合作，在工業(yè)生產(chǎn)流程上成功開發(fā)了第3代汽車用熱軋板卷和冷軋板，且強塑積達到了30 GPa·%［3］。寶鋼自主研發(fā)成功1 500 MPa強度級的超高強冷軋汽車板，成為世界上首家具備第1、第2、第3代先進高強鋼生產(chǎn)能力的汽車鋼供應(yīng)商。寶鋼在開發(fā)高強度汽車鋼實現(xiàn)汽車車身輕量化方面取得出色成就的同時，其從2009年開始進行降低鋼材的密度的研究—研發(fā)輕質(zhì)鋼，目前已經(jīng)試制出了合格的工業(yè)化鋼卷。雖然開發(fā)汽車鋼相對較晚，但是河鋼、唐鋼在開發(fā)高強汽車鋼方面仍取得了顯著的成績，其熱沖壓成型鋼最高強度級別達到1 500 MPa，并成功打入國內(nèi)多家汽車配件企業(yè)，月訂貨量已突破1 500 t。

為協(xié)同實現(xiàn)汽車型輕量化、提高安全性，包括長城汽車、宇通客車等汽車主機廠，寶鋼、首鋼、河鋼等鋼廠，北科大、鋼研總院等科研機構(gòu)，以及南山鋁業(yè)等單位組成了汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，該聯(lián)盟將高強度鋼開發(fā)應(yīng)用技術(shù)等7項汽車輕量化共性關(guān)鍵技術(shù)列為聯(lián)盟攻關(guān)重點。

4 結(jié)語

隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，其產(chǎn)銷量保持著高速增長的態(tài)勢，這不但提升了硅鋼、高強度汽車鋼等新能源汽車本體用鋼的需求，而且拉動了其配套設(shè)施充電站建設(shè)鋼材的需求。為提高企業(yè)汽車鋼的競爭力和盈利能力，國內(nèi)主要鋼鐵企業(yè)都圍繞新能源汽車鋼的技術(shù)特點，開發(fā)出滿足新能源汽車使用要求的產(chǎn)品，促進了我國新能源汽車鋼產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

［1］洪永福.中國新能源汽車發(fā)展前景展望［J］.汽車科技，2009 （4）：7-10.

［2］周路菡.汽車輕量化：助新能源汽車極致表現(xiàn)［J］.新經(jīng)濟導(dǎo)刊，2016（4）：55-59.

［3］宋麗娜，蘭鵬，劉春秀，等.第3代汽車用中錳鋼的研究現(xiàn)狀［J］.鋼鐵研究學(xué)報，2015，27（7）：1-8.

Characteristics of Steel for New Energy Vehicles in China and Its Industrialization Development

ZHANG Aimin,ZHAO Xiaowei
（The Marketing Corporation of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd Jinan 250101,China）

In this paper,the status and development prospect of new energy vehicles are generally summarized and the requirements and technical characteristics of steels applied for new energy vehicles are analyzed.By integrating with the development and production of automotive steel,the status and performance of steels for new energy vehicles in China are introduced.

vehicles steel;technology characteristics;industrialization

F407.31

A

1004-4620（2017）02-0053-02

2017-02-16

張愛民，男，1963年生，1985年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院金屬材料專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份有限公司營銷總公司高級工程師，從事鋼鐵產(chǎn)品銷售工作。