近幾年,新能源汽車發展勢頭迅猛。根據中汽協數據,2018年上半年,中國新能源汽車銷量達到41.2萬輛,同比增112%。bingqiecongmuqianlaikan,jinguanbutiefuduzaizhujianjiangdi,dansuizheshuangjifenjiaoyidezhengshiqidong,cheqibijiangjiakuaizheyilingyudebuju,xinnengyuanqichejiangjixubaochijiaokuaizengchang。
而(er)值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)與(yu)傳(chuan)統(tong)汽(qi)車(che)的(de)不(bu)同(tong)不(bu)僅(jin)在(zai)於(yu)使(shi)用(yong)能(neng)源(yuan)的(de)不(bu)同(tong),整(zheng)車(che)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)及(ji)材(cai)料(liao)也(ye)發(fa)生(sheng)了(le)很(hen)大(da)變(bian)化(hua)。作(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)主(zhu)要(yao)材(cai)料(liao)的(de)鋼(gang)材(cai)需(xu)求(qiu)自(zi)然(ran)也(ye)將(jiang)受(shou)之(zhi)影(ying)響(xiang)。中(zhong)國(guo)汽(qi)研(yan)汽(qi)車(che)輕(qing)量(liang)化(hua)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)中(zhong)心(xin)副(fu)總(zong)工(gong)程(cheng)師(shi)趙(zhao)岩(yan)近(jin)日(ri)在(zai)接(jie)受(shou)蓋(gai)世(shi)汽(qi)車(che)記(ji)者(zhe)采(cai)訪(fang)時(shi)表(biao)示(shi),相(xiang)較(jiao)於(yu)傳(chuan)統(tong)汽(qi)車(che),新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)除(chu)了(le)對(dui)於(yu)鋼(gang)材(cai)的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)有(you)所(suo)變(bian)化(hua),在(zai)所(suo)使(shi)用(yong)鋼(gang)材(cai)的(de)種(zhong)類(lei)上(shang)也(ye)有(you)所(suo)區(qu)別(bie)。
輕量化需求迫切,高強鋼需求上漲
新能源汽車正在快速發展,而續航裏程的短板仍然是車企的“心頭之患”。在這一情況下,汽車輕量化方案麵臨更多的需求。
多項研究數據顯示,就傳統動力汽車而言,汽車自重每減少10%,可降低油耗6%-8%,降低二氧化碳排放13%。而對於新能源汽車來說,輕量化同樣可以降低能耗,從而提高續航裏程。
近日,在由蓋世汽車主辦的2018中國汽車輕量化產業高峰論壇上,北汽股份研究院副院長、總工程師曹渡就明確指出,整備質量的增加會引起滾動阻力、加速阻力等的增加,從而導致能耗的提高,反之,輕量化則可以顯著降低新能源車整車能耗率。
其分享的數據顯示,在市區的運行工況下,平均車重1600 kg的電動車如果減重20%,能量消耗可以減少15%。以具體車型為例,寶馬i3整備質量僅為1195kg,比逸動純電動輕415kg。若逸動純電動車達到寶馬i3整備質量,則續航裏程可提升12%(200km),能耗率可以降低約12%(13.76kWh/km)。
曹cao渡du還hai表biao示shi,采cai用yong增zeng加jia電dian池chi來lai增zeng加jia行xing駛shi裏li程cheng,成cheng本ben往wang往wang會hui非fei常chang高gao。所suo以yi,新xin能neng源yuan汽qi車che將jiang更geng重zhong視shi整zheng車che輕qing量liang化hua,以yi便bian減jian少shao電dian池chi能neng耗hao,這zhe樣yang輕qing量liang化hua增zeng加jia的de成cheng本ben可ke以yi“對衝”(抵消)節省下來的能耗成本。
新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)對(dui)於(yu)輕(qing)量(liang)化(hua)方(fang)案(an)的(de)需(xu)求(qiu)更(geng)為(wei)迫(po)切(qie),而(er)高(gao)強(qiang)鋼(gang)是(shi)實(shi)現(xian)汽(qi)車(che)輕(qing)量(liang)化(hua)的(de)有(you)效(xiao)措(cuo)施(shi)。據(ju)了(le)解(jie),高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)是(shi)在(zai)普(pu)通(tong)鋼(gang)材(cai)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)升(sheng)性(xing)能(neng),能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)減(jian)重(zhong)以(yi)及(ji)提(ti)高(gao)碰(peng)撞(zhuang)安(an)全(quan)性(xing)的(de)效(xiao)果(guo),在(zai)汽(qi)車(che)底(di)盤(pan)橫(heng)梁(liang)加(jia)強(qiang)板(ban)、懸xuan架jia支zhi架jia等deng等deng部bu件jian廣guang泛fan應ying用yong。盡jin管guan其qi成cheng本ben相xiang比bi普pu通tong鋼gang材cai有you所suo增zeng加jia,但dan是shi相xiang較jiao於yu其qi它ta輕qing質zhi材cai料liao而er言yan仍reng較jiao有you優you勢shi,是shi行xing業ye未wei來lai五wu年nian甚shen至zhi更geng長chang時shi間jian內nei的de發fa展zhan重zhong點dian。
《節能與新能源汽車技術路線圖》中有關輕量化材料的規劃
基於此,相對於普通鋼材,新能源汽車將越來越多地使用更有輕量化優勢的高強鋼、超高強鋼。這與《節能與新能源汽車技術路線圖》有關輕量化材料的發展目標相一致。該路線圖中提到,到2030年,高強鋼應用比例大幅增加,單車用鋁量超過350 kg,單車用鎂合金達到45kg,碳纖維使用量占車重5%。
快(kuai)速(su)增(zeng)長(chang)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)消(xiao)費(fei)市(shi)場(chang)將(jiang)推(tui)動(dong)高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)需(xu)求(qiu)的(de)增(zeng)長(chang)。但(dan)有(you)業(ye)內(nei)人(ren)士(shi)指(zhi)出(chu),在(zai)汽(qi)車(che)用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)生(sheng)產(chan)領(ling)域(yu),國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)的(de)產(chan)品(pin)在(zai)質(zhi)量(liang)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)性(xing)能(neng)一(yi)致(zhi)性(xing)方(fang)麵(mian),與(yu)國(guo)外(wai)優(you)秀(xiu)企(qi)業(ye)產(chan)品(pin)相(xiang)比(bi),仍(reng)有(you)較(jiao)大(da)的(de)差(cha)距(ju)。因(yin)此(ci),當(dang)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)到(dao)一(yi)定(ding)階(jie)段(duan)後(hou),隨(sui)著(zhe)市(shi)場(chang)對(dui)鋼(gang)材(cai)需(xu)求(qiu)的(de)改(gai)變(bian),將(jiang)會(hui)倒(dao)逼(bi)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)加(jia)大(da)研(yan)發(fa)力(li)度(du),轉(zhuan)變(bian)產(chan)品(pin)結(jie)構(gou),相(xiang)關(guan)企(qi)業(ye)壓(ya)力(li)加(jia)大(da)。
鋼材仍為主要材料,但用量有所變化
鋼材一直是構成汽車的主要材料。據相關統計,近幾年生產的一輛普通轎車,其主要材料的重量構成比大致為:鋼鐵65%-70%、有色金屬10%-15%、非金屬材料20%zuoyou。wuyongzhiyi,zaixinnengyuanqichezhong,gangcaitongyangshimuqianyongliangzuiduodeyizhongcailiao,bingqiezaiyidingshiqinei,zheyiqingkuangbuhuifashenggaibian。yiqigaogongtianhongfuzengzaijieshougaishiqichejizhecaifangshimingquezhichu,zai2025年,鋼材在汽車中的應用比例仍然會達到在50%以上。當然,這裏的鋼材更多指的是高強度鋼。
不(bu)過(guo),盡(jin)管(guan)如(ru)此(ci),相(xiang)對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)汽(qi)車(che),新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)的(de)鋼(gang)材(cai)用(yong)量(liang)將(jiang)有(you)所(suo)變(bian)化(hua)。一(yi)方(fang)麵(mian),雖(sui)然(ran)純(chun)電(dian)動(dong)車(che)增(zeng)加(jia)了(le)電(dian)機(ji)使(shi)用(yong)的(de)矽(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)消(xiao)耗(hao),但(dan)由(you)於(yu)其(qi)取(qu)消(xiao)發(fa)動(dong)機(ji)、biansuxiangyijiqitaxiangguandebujian,zhejiangmingxianjianshaozhexiexitongdegangcaixiaofei。lingyifangmian,hunhedongliqichejiangzengjiadianjixitong,bujinmeiyoujianshaoyuanyoufadongjixitongdegangcaixiaofei,haixiangyingyaozengjiadianjideguigangpianxiaohao。
雖(sui)然(ran)相(xiang)對(dui)此(ci)前(qian),有(you)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)加(jia)入(ru)的(de)汽(qi)車(che)市(shi)場(chang)對(dui)於(yu)鋼(gang)材(cai)的(de)整(zheng)體(ti)用(yong)量(liang)是(shi)增(zeng)是(shi)降(jiang),目(mu)前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)具(ju)體(ti)的(de)結(jie)論(lun)。但(dan)是(shi)根(gen)據(ju)公(gong)開(kai)資(zi)料(liao)顯(xian)示(shi),汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)近(jin)年(nian)來(lai)的(de)用(yong)鋼(gang)需(xu)求(qiu)仍(reng)較(jiao)為(wei)穩(wen)定(ding),一(yi)般(ban)在(zai)5500萬噸左右,占國內鋼材消費的比例約為8.1%,占全部鋼材消費的比例約為7.3%。由you此ci來lai看kan,目mu前qian,新xin能neng源yuan汽qi車che的de發fa展zhan對dui於yu鋼gang材cai的de需xu求qiu量liang並bing未wei帶dai來lai明ming顯xian的de變bian化hua。但dan不bu可ke否fou認ren的de是shi,隨sui著zhe新xin能neng源yuan車che的de快kuai速su增zeng長chang,接jie下xia來lai的de情qing況kuang可ke能neng會hui有you所suo不bu同tong。
正zheng如ru前qian麵mian所suo說shuo,由you於yu電dian動dong汽qi車che對dui於yu續xu航hang裏li程cheng的de要yao求qiu,其qi對dui輕qing量liang化hua材cai料liao的de需xu求qiu更geng加jia迫po切qie,而er這zhe其qi中zhong包bao括kuo高gao強qiang鋼gang,也ye包bao括kuo其qi他ta輕qing量liang化hua材cai料liao,例li如ru鋁lv合he金jin、鎂合金、碳纖維等複合材料等等。雖然目前高強鋼在抗碰撞性能、加工工藝、成本控製等方麵明顯優於鋁鎂合金等材料,但隨著更多輕量化材料在成本、技術等方麵優勢的提升,這些材料用量將隨之增加,而這將不可避免的擠壓鋼材的用量。
曹渡亦在演講中表指出,高強鋼一定是接下來3-5年的發展趨勢,與此同時,鋁合金也在不斷推廣應用,碳纖維會在新能源汽車領域得到更多應用。在今後10-15年之間,汽車材料工業將迎來大的革命,普通鋼、高強鋼、聚合物、鋁合金、鎂等材料的用量將平分秋色。換句話說,在汽車中,以上幾種材料的占比可能都在20%左右。
此外,他還表示,汽車未來的發展一定是設計多材料的混合搭配使用。“寶馬7係白車身上把三種材料用到一起,包含4種不同的碳纖維成型技術,三種不同的鋁合金技術,白車身雖然減重隻有40公斤,但是整車減了130公斤,它的成功之處就是均衡減重。”
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