我國新能源汽車用鋼特點及產業化發展

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業化發展

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狀和發展前景，分析了新能源汽車用鋼要求和技術特點，結合國內新能源汽車用鋼的開發生產情況，闡述了我國在開發新能源汽車用鋼方面的發展現狀和業績。

汽車用鋼；技術特點；產業化

1 前言

目前，中國汽車市場正在經歷一場由傳統動力汽車向新能源汽車的變革。主流的新能源汽車技術是以電動汽車技術為主，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的內燃機車的基礎上加以優化和改革，把內燃機技術和電機技術有機地結合在一起，使汽車滿足人們對油耗和環境的要求。混合動力汽車對先進的內燃機為動力技術的依賴大。純電動車擺脫了對傳統的動力裝置—內燃機車先進技術的依賴，只需要電池、電控裝置和電動機即可。相比較而言，燃料電池技術的變革最大，它包括了燃料電池發動機技術、純電動汽車的電池、電機技術及替代燃料汽車的燃料系統技術［1］。純電動汽車將徹底取消發動機、變速箱和車轎系統，是汽車結構的一次革命；插電式混合動力汽車則是在傳統汽車基礎上將增加電機系統。

2016年，我國共生產新能源汽車51.7萬輛，占全球產量的約50%，連續2 a產銷量居世界第一；累計推廣量已經超過100萬輛，占全球市場保有量的50%以上。一批優秀的新能源企業涌現出來，如比亞迪、江淮、上汽、奇瑞、吉利和北汽等，同時，比亞迪已經率先完成了傳統燃油車與新能源汽車雙線并行的產品布局。在工信部公布的第四批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》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展和大面積應用，一方面提高了鋼鐵材料對鋁合金、改性塑料的比較優勢，另一方面也提高了鋼廠在服務新能源汽車制造方面的門檻。

2 新能源用鋼特點及技術分析

2.1 汽車結構變化帶來用鋼特點的變化

純電動汽車將徹底取消發動機、變速箱和車轎系統，是汽車結構的一次革命，這將減少這些系統的鋼材消費，但是會增加電機使用的硅鋼片消耗。混合動力汽車也將增加電機系統，不僅沒有減少原有發動機系統的鋼材消費，還要相應增加電機的硅鋼片消耗。與一般家電用硅鋼相比，新能源汽車驅動電機用硅鋼必須同時滿足汽車在低速、高速以及惡劣環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。同時作為有效的節能手段，汽車輕量化技術已經成為中國新能源汽車工業發展的重要方向之一，這也是新能源汽車發展的基礎技術［2］。

由于汽車輕量化是設計、材料和先進加工成形技術的優勢集成，是汽車性能提高、重量減低、結構優化、價格合理四方面密切結合的一個系統工程。實現輕量化，可采用高強鋼和鋁復合輕質材料，還可以從設計上考慮對整車結構優化。新能源汽車消費市場的快速增長將引領高強度汽車用鋼的發展需求趨勢，尤其是對強度等級在1 000 MPa左右高強鋼應用的拉動，如QP980、QP1180等產品。

2.3 充電設施用鋼的需求

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

根據國家相關文件，2016—2020年建設充電站達到10 000座，全面開展充電樁配套建設，同步建成完整的電動汽車充電網絡。未來我國充電設施建設還需要大力推進。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、結構用管材、建材等產品。對于這類鋼材，既要求基本的力學性能，還要求其具有較好的耐候性，如型鋼產品LWFR490。

3 國內新能源汽車用鋼生產和開發情況

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

3.1 國內鋼廠汽車用硅鋼取得顯著成績

國內硅鋼生產企業大力發展新能源汽車用冷軋硅鋼，并取得長足發展。寶武集團根據新能源汽車用無取向硅鋼的特點，成功開發了新能源汽車驅動電機用硅鋼產品普通系列和高效系列共15個牌號，同時正在根據驅動電機小型化、高頻性、高轉矩和高強度的特點，開發下一代高強度、超高效的驅動電機用硅鋼產品。太鋼一直都將硅鋼作為戰略品種之一，結合新能源汽車硅鋼使用特點，太鋼研發生產的新能源汽車用硅鋼已穩步進入新能源汽車行業，實現批量生產供貨。首鋼圍繞新能源汽車用硅鋼，開發形成了第1代高效率、低鐵損普通型產品16款；第2代高轉矩、高磁感產品取得重大技術突破；第3代高轉速、高強度產品正在加快機理研究的技術儲備和實驗室試制，將轉入產品工業試制。

3.2 圍繞車身輕量化的汽車鋼研發

國內主要科研機構和鋼鐵生產企業在開發高強汽車用鋼，實現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，在工業生產流程上成功開發了第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代先進高強鋼生產能力的汽車鋼供應商。寶鋼在開發高強度汽車鋼實現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—研發輕質鋼，目前已經試制出了合格的工業化鋼卷。雖然開發汽車鋼相對較晚，但是河鋼、唐鋼在開發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，并成功打入國內多家汽車配件企業，月訂貨量已突破1 500 t。

為協同實現汽車型輕量化、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，以及南山鋁業等單位組成了汽車輕量化技術創新戰略聯盟，該聯盟將高強度鋼開發應用技術等7項汽車輕量化共性關鍵技術列為聯盟攻關重點。

4 結語

隨著我國新能源汽車產業的迅速發展，其產銷量保持著高速增長的態勢，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施充電站建設鋼材的需求。為提高企業汽車鋼的競爭力和盈利能力，國內主要鋼鐵企業都圍繞新能源汽車鋼的技術特點，開發出滿足新能源汽車使用要求的產品，促進了我國新能源汽車鋼產業化發展。

［1］洪永福.中國新能源汽車發展前景展望［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［J］.新經濟導刊，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狀［J］.鋼鐵研究學報，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年畢業于北京鋼鐵學院金屬材料專業。現為山鋼股份有限公司營銷總公司高級工程師，從事鋼鐵產品銷售工作。