新能源汽車持續(xù)保持增長,對鋼材需求量也發(fā)生了變化
近幾年,新能源汽車發(fā)展勢頭迅猛。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2018年上半年,中國新能源汽車銷量達(dá)到41.2萬輛,同比增112%。并且從目前來看,盡管補(bǔ)貼幅度在逐漸降低,但隨著雙積分交易的正式啟動,車企必將加快這一領(lǐng)域的布局,新能源汽車將繼續(xù)保持較快增長。
而值得注意的是,新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的不同不僅在于使用能源的不同,整車的制造工藝及材料也發(fā)生了很大變化。作為汽車主要材料的鋼材需求自然也將受之影響。中國汽研汽車輕量化工程技術(shù)中心副總工程師趙巖近日在接受蓋世汽車記者采訪時表示,相較于傳統(tǒng)汽車,新能源汽車除了對于鋼材的需求量有所變化,在所使用鋼材的種類上也有所區(qū)別。
輕量化需求迫切,高強(qiáng)鋼需求上漲新能源汽車正在快速發(fā)展,而續(xù)航里程的短板仍然是車企的“心頭之患”。在這一情況下,汽車輕量化方案面臨更多的需求。
多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)顯示,就傳統(tǒng)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%。而對于新能源汽車來說,輕量化同樣可以降低能耗,從而提高續(xù)航里程。
近日,在由蓋世汽車主辦的2018中國汽車輕量化產(chǎn)業(yè)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(zhì)量的增加會引起滾動阻力、加速阻力等的增加,從而導(dǎo)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(shù)據(jù)顯示,在市區(qū)的運(yùn)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(zhì)量僅為1195kg,比逸動純電動輕415kg。若逸動純電動車達(dá)到寶馬i3整備質(zhì)量,則續(xù)航里程可提升12%(200km),能耗率可以降低約12%(13.76kWh/km)。
曹渡還表示,采用增加電池來增加行駛里程,成本往往會非常高。所以,新能源汽車將更重視整車輕量化,以便減少電池能耗,這樣輕量化增加的成本可以“對沖”(抵消)節(jié)省下來的能耗成本。
新能源汽車對于輕量化方案的需求更為迫切,而高強(qiáng)鋼是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效措施。據(jù)了解,高強(qiáng)度鋼是在普通鋼材的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升性能,能夠達(dá)到減重以及提高碰撞安全性的效果,在汽車底盤橫梁加強(qiáng)板、懸架支架等等部件廣泛應(yīng)用。盡管其成本相比普通鋼材有所增加,但是相較于其它輕質(zhì)材料而言仍較有優(yōu)勢,是行業(yè)未來五年甚至更長時間內(nèi)的發(fā)展重點(diǎn)。
《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中有關(guān)輕量化材料的規(guī)劃
基于此,相對于普通鋼材,新能源汽車將越來越多地使用更有輕量化優(yōu)勢的高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼。這與《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》有關(guān)輕量化材料的發(fā)展目標(biāo)相一致。該路線圖中提到,到2030年,高強(qiáng)鋼應(yīng)用比例大幅增加,單車用鋁量超過350 kg,單車用鎂合金達(dá)到45kg,碳纖維使用量占車重5%。
快速增長的新能源汽車消費(fèi)市場將推動高強(qiáng)度鋼需求的增長。但有業(yè)內(nèi)人士指出,在汽車用高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性和性能一致性方面,與國外優(yōu)秀企業(yè)產(chǎn)品相比,仍有較大的差距。因此,當(dāng)新能源汽車工業(yè)發(fā)展到一定階段后,隨著市場對鋼材需求的改變,將會倒逼鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度,轉(zhuǎn)變產(chǎn)品結(jié)構(gòu),相關(guān)企業(yè)壓力加大。
鋼材仍為主要材料,但用量有所變化鋼材一直是構(gòu)成汽車的主要材料。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),近幾年生產(chǎn)的一輛普通轎車,其主要材料的重量構(gòu)成比大致為:鋼鐵65%-70%、有色金屬10%-15%、非金屬材料20%左右。毋庸置疑,在新能源汽車中,鋼材同樣是目前用量最多的一種材料,并且在一定時期內(nèi),這一情況不會發(fā)生改變。一汽高工田洪福曾在接受蓋世汽車記者采訪時明確指出,在2025年,鋼材在汽車中的應(yīng)用比例仍然會達(dá)到在50%以上。當(dāng)然,這里的鋼材更多指的是高強(qiáng)度鋼。
不過,盡管如此,相對于傳統(tǒng)汽車,新能源汽車的鋼材用量將有所變化。一方面,雖然純電動車增加了電機(jī)使用的硅鋼片的消耗,但由于其取消發(fā)動機(jī)、變速箱以及其它相關(guān)的部件,這將明顯減少這些系統(tǒng)的鋼材消費(fèi)。另一方面,混合動力汽車將增加電機(jī)系統(tǒng),不僅沒有減少原有發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的鋼材消費(fèi),還相應(yīng)要增加電機(jī)的硅鋼片消耗。
雖然相對此前,有新能源汽車加入的汽車市場對于鋼材的整體用量是增是降,目前還沒有具體的結(jié)論。但是根據(jù)公開資料顯示,汽車行業(yè)近年來的用鋼需求仍較為穩(wěn)定,一般在5500萬噸左右,占國內(nèi)鋼材消費(fèi)的比例約為8.1%,占全部鋼材消費(fèi)的比例約為7.3%。由此來看,目前,新能源汽車的發(fā)展對于鋼材的需求量并未帶來明顯的變化。但不可否認(rèn)的是,隨著新能源車的快速增長,接下來的情況可能會有所不同。
正如前面所說,由于電動汽車對于續(xù)航里程的要求,其對輕量化材料的需求更加迫切,而這其中包括高強(qiáng)鋼,也包括其他輕量化材料,例如鋁合金、鎂合金、碳纖維等復(fù)合材料等等。雖然目前高強(qiáng)鋼在抗碰撞性能、加工工藝、成本控制等方面明顯優(yōu)于鋁鎂合金等材料,但隨著更多輕量化材料在成本、技術(shù)等方面優(yōu)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(qiáng)鋼一定是接下來3-5年的發(fā)展趨勢,與此同時,鋁合金也在不斷推廣應(yīng)用,碳纖維會在新能源汽車領(lǐng)域得到更多應(yīng)用。在今后10-15年之間,汽車材料工業(yè)將迎來大的革命,普通鋼、高強(qiáng)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(fā)展一定是設(shè)計(jì)多材料的混合搭配使用。“寶馬7系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(shù),三種不同的鋁合金技術(shù),白車身雖然減重只有40公斤,但是整車減了130公斤,它的成功之處就是均衡減重。”