張愛(ài)民，趙曉偉

（山鋼股份有限公司營(yíng)銷(xiāo)總公司，山東濟(jì)南 250101）

我國(guó)新能源汽車(chē)用鋼特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

張愛(ài)民，趙曉偉

（山鋼股份有限公司營(yíng)銷(xiāo)總公司，山東濟(jì)南 250101）

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

汽車(chē)用鋼；技術(shù)特點(diǎn)；產(chǎn)業(yè)化

1 前言

目前，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)正在經(jīng)歷一場(chǎng)由傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)向新能源汽車(chē)的變革。主流的新能源汽車(chē)技術(shù)是以電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)為主，電動(dòng)汽車(chē)可以分為混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)及燃料電池汽車(chē)。其中混合動(dòng)力汽車(chē)是在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)的基礎(chǔ)上加以?xún)?yōu)化和改革，把內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和電機(jī)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，使汽車(chē)滿(mǎn)足人們對(duì)油耗和環(huán)境的要求?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)對(duì)先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力技術(shù)的依賴(lài)大。純電動(dòng)車(chē)擺脫了對(duì)傳統(tǒng)的動(dòng)力裝置—內(nèi)燃機(jī)車(chē)先進(jìn)技術(shù)的依賴(lài)，只需要電池、電控裝置和電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)技術(shù)、純電動(dòng)汽車(chē)的電池、電機(jī)技術(shù)及替代燃料汽車(chē)的燃料系統(tǒng)技術(shù)［1］。純電動(dòng)汽車(chē)將徹底取消發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和車(chē)轎系統(tǒng)，是汽車(chē)結(jié)構(gòu)的一次革命；插電式混合動(dòng)力汽車(chē)則是在傳統(tǒng)汽車(chē)基礎(chǔ)上將增加電機(jī)系統(tǒng)。

2016年，我國(guó)共生產(chǎn)新能源汽車(chē)51.7萬(wàn)輛，占全球產(chǎn)量的約50%，連續(xù)2 a產(chǎn)銷(xiāo)量居世界第一；累計(jì)推廣量已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)輛，占全球市場(chǎng)保有量的50%以上。一批優(yōu)秀的新能源企業(yè)涌現(xiàn)出來(lái)，如比亞迪、江淮、上汽、奇瑞、吉利和北汽等，同時(shí)，比亞迪已經(jīng)率先完成了傳統(tǒng)燃油車(chē)與新能源汽車(chē)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(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》的678款車(chē)型中，新能源乘用車(chē)63款，其中混合動(dòng)力有14款，純電動(dòng)乘用車(chē)48款，燃料電池乘用車(chē)1款；新能源客車(chē)371款，包括純電動(dòng)客車(chē)293款，混合動(dòng)力客車(chē)78款；純電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)共244款。

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

2 新能源用鋼特點(diǎn)及技術(shù)分析

2.1 汽車(chē)結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)用鋼特點(diǎn)的變化

純電動(dòng)汽車(chē)將徹底取消發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和車(chē)轎系統(tǒng)，是汽車(chē)結(jié)構(gòu)的一次革命，這將減少這些系統(tǒng)的鋼材消費(fèi)，但是會(huì)增加電機(jī)使用的硅鋼片消耗?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)也將增加電機(jī)系統(tǒng)，不僅沒(méi)有減少原有發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的鋼材消費(fèi)，還要相應(yīng)增加電機(jī)的硅鋼片消耗。與一般家電用硅鋼相比，新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)用硅鋼必須同時(shí)滿(mǎn)足汽車(chē)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(biāo)要求要苛刻得多，其性能特點(diǎn)：損耗低、效率高、溫升低、噪音小、輕量化。

2.2 車(chē)身輕量化用鋼特點(diǎn)

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

由于汽車(chē)輕量化是設(shè)計(jì)、材料和先進(jìn)加工成形技術(shù)的優(yōu)勢(shì)集成，是汽車(chē)性能提高、重量減低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、價(jià)格合理四方面密切結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng)工程。實(shí)現(xiàn)輕量化，可采用高強(qiáng)鋼和鋁復(fù)合輕質(zhì)材料，還可以從設(shè)計(jì)上考慮對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。新能源汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)將引領(lǐng)高強(qiáng)度汽車(chē)用鋼的發(fā)展需求趨勢(shì)，尤其是對(duì)強(qiáng)度等級(jí)在1 000 MPa左右高強(qiáng)鋼應(yīng)用的拉動(dòng)，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(chē)的基礎(chǔ)設(shè)施和重要組成部分，新能源汽車(chē)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(gè)部分。充電站的建設(shè)將帶動(dòng)一部分建筑鋼材需求。而充電相關(guān)設(shè)備又會(huì)帶動(dòng)儀器儀表用鋼需求。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)文件，2016—2020年建設(shè)充電站達(dá)到10 000座，全面開(kāi)展充電樁配套建設(shè)，同步建成完整的電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)我國(guó)充電設(shè)施建設(shè)還需要大力推進(jìn)。保守估計(jì)1個(gè)充電樁用鋼量為50 kg，到2020年，500萬(wàn)輛新能源汽車(chē)配套充電樁用鋼量約為25萬(wàn)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(duì)于這類(lèi)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(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)用鋼生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)情況

國(guó)內(nèi)主要鋼鐵企業(yè)無(wú)論是在開(kāi)發(fā)新能源電機(jī)用冷軋硅鋼，還是在實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化而進(jìn)行的高強(qiáng)鋼開(kāi)發(fā)都取得了較大成績(jī)，有力地促進(jìn)了新能源汽車(chē)的發(fā)展。

3.1 國(guó)內(nèi)鋼廠汽車(chē)用硅鋼取得顯著成績(jī)

國(guó)內(nèi)硅鋼生產(chǎn)企業(yè)大力發(fā)展新能源汽車(chē)用冷軋硅鋼，并取得長(zhǎng)足發(fā)展。寶武集團(tuán)根據(jù)新能源汽車(chē)用無(wú)取向硅鋼的特點(diǎn)，成功開(kāi)發(fā)了新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)用硅鋼產(chǎn)品普通系列和高效系列共15個(gè)牌號(hào)，同時(shí)正在根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)小型化、高頻性、高轉(zhuǎn)矩和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)下一代高強(qiáng)度、超高效的驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(chē)硅鋼使用特點(diǎn)，太鋼研發(fā)生產(chǎn)的新能源汽車(chē)用硅鋼已穩(wěn)步進(jìn)入新能源汽車(chē)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)供貨。首鋼圍繞新能源汽車(chē)用硅鋼，開(kāi)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(qiáng)度產(chǎn)品正在加快機(jī)理研究的技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)驗(yàn)室試制，將轉(zhuǎn)入產(chǎn)品工業(yè)試制。

3.2 圍繞車(chē)身輕量化的汽車(chē)鋼研發(fā)

國(guó)內(nèi)主要科研機(jī)構(gòu)和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在開(kāi)發(fā)高強(qiáng)汽車(chē)用鋼，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身輕量化方面開(kāi)展了大量的探索和實(shí)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(kāi)發(fā)了第3代汽車(chē)用熱軋板卷和冷軋板，且強(qiáng)塑積達(dá)到了30 GPa·%［3］。寶鋼自主研發(fā)成功1 500 MPa強(qiáng)度級(jí)的超高強(qiáng)冷軋汽車(chē)板，成為世界上首家具備第1、第2、第3代先進(jìn)高強(qiáng)鋼生產(chǎn)能力的汽車(chē)鋼供應(yīng)商。寶鋼在開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度汽車(chē)鋼實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身輕量化方面取得出色成就的同時(shí)，其從2009年開(kāi)始進(jìn)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(kāi)發(fā)汽車(chē)鋼相對(duì)較晚，但是河鋼、唐鋼在開(kāi)發(fā)高強(qiáng)汽車(chē)鋼方面仍取得了顯著的成績(jī)，其熱沖壓成型鋼最高強(qiáng)度級(jí)別達(dá)到1 500 MPa，并成功打入國(guó)內(nèi)多家汽車(chē)配件企業(yè)，月訂貨量已突破1 500 t。

為協(xié)同實(shí)現(xiàn)汽車(chē)型輕量化、提高安全性，包括長(zhǎng)城汽車(chē)、宇通客車(chē)等汽車(chē)主機(jī)廠，寶鋼、首鋼、河鋼等鋼廠，北科大、鋼研總院等科研機(jī)構(gòu)，以及南山鋁業(yè)等單位組成了汽車(chē)輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，該聯(lián)盟將高強(qiáng)度鋼開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)等7項(xiàng)汽車(chē)輕量化共性關(guān)鍵技術(shù)列為聯(lián)盟攻關(guān)重點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，其產(chǎn)銷(xiāo)量保持著高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，這不但提升了硅鋼、高強(qiáng)度汽車(chē)鋼等新能源汽車(chē)本體用鋼的需求，而且拉動(dòng)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(chē)鋼的競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力，國(guó)內(nèi)主要鋼鐵企業(yè)都圍繞新能源汽車(chē)鋼的技術(shù)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足新能源汽車(chē)使用要求的產(chǎn)品，促進(jìn)了我國(guó)新能源汽車(chē)鋼產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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

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

［3］宋麗娜，蘭鵬，劉春秀，等.第3代汽車(chē)用中錳鋼的研究現(xiàn)狀［J］.鋼鐵研究學(xué)報(bào)，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(ài)民，男，1963年生，1985年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院金屬材料專(zhuān)業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份有限公司營(yíng)銷(xiāo)總公司高級(jí)工程師，從事鋼鐵產(chǎn)品銷(xiāo)售工作。