聚焦新能源汽車 展望汽車用矽鋼

2020-12-06 同花順金融服務網

  一、《規劃》與新能源汽車發展目標

  《新能源汽車產業發展規劃(2021- 2035年)》近日正式出爐,《規劃》指出,要以習近平新時代中國特色社會主義思想為指引,堅持新發展理念,以深化供給側結構性改革為主線,堅持電動化、網聯化、智能化發展方向,以融合創新為重點,突破關鍵核心技術,優化產業發展環境,推動我國新能源汽車產業高質量可持續發展,加快建設汽車強國。

  規劃四大發展目標:

  1、《規劃》提出,到2025年,純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公裡。

  2019款新能源汽車電量與續航裡程對照表

  數據來源:汽車之家

  車身尺寸越大的車型,電池越大,能耗也越高;車身尺寸越小的車型,相對來說是比較省電的,但是由於電池較小的原因其續航能力較弱,以上10款車型平均電耗為17.5千瓦時/百公裡,相比規劃12.0千瓦時/百公裡目標仍有較大差距,需要新的技術突破。

  2、到2025年,新能源汽車銷售佔比到20%左右。在《節能與新能源汽車技術路線圖(2.0版)》中新能源汽車到2025年佔汽車總銷量的20%左右,2030年佔30%以上,2035年佔50%以上。

  數據來源:中國汽車工業協會

  數據來源:中國汽車工業協會

  就目前我國新能源汽車佔汽車銷量來看,其比例5%不到,與2025年佔比20%相差甚遠,政策領導下的新能源汽車將迎來長久的發展。

  3、2021年起,國家生態文明試驗區、大氣汙染防治重點區域的公共領域新增或更新公交、出租、物流配送等車輛中新能源汽車比例不低於80%。

  4、高度自動駕駛汽車實現限定區域和特定場景商業化應用。到2035年,純電動汽車成為新銷售車輛的主流,公共領域用車全面電動化,燃料電池汽車實現商業化應用,高度自動駕駛汽車實現規模化應用,有效促進節能減排水平和社會運行效率的提升。

  傳統的新能源汽車以補貼扶持為主,行業發展狀況參差不齊,近些年補貼力度不斷下降,實力不足的車企逐漸被淘汰。在電耗12.0kWh/百公裡的強制性目標下,新能源車全面進入產品驅動力時代,在產品驅動力下,車企將不斷提高技術,加強核心競爭力,推出新產品佔領市場,從而提高新能源車的滲透率。

  二、新能源汽車規劃部署的五項任務

  1、提高技術創新能力。堅持整車和零部件並重,提出要深化「三縱三橫」研發布局,強化整車集成技術創新;提升動力電池、新一代車用電機等關鍵零部件的產業基礎能力;加快建設共性技術創新平臺,推動電動化與網聯化、智能化技術互融協同發展。

  2、構建新型產業生態。提出要以生態主導型企業為龍頭,1)加快車用作業系統開發應用;2)建設動力電池高效循環利用體系;3)強化質量安全保障;4)推進智能化技術在新能源車關鍵環節和全產業鏈的深度應用,進而推動形成互融共生、分工合作、利益共享的新型產業生態。

  3、推動產業融合發展。推動新能源汽車與能源、交通、信息通信全面深度融合,促進能源消費結構優化、交通體系和城市智能化水平提升,構建產業協同發展新格局。

  4、完善基礎設施體系。加快推動充換電、加氫等基礎設施建設,提升互聯互通水平,鼓勵商業模式創新,營造良好使用環境。

  5、深化開放合作。踐行開放融通、互利共贏的合作觀,深化研發設計、貿易投資、技術標準等領域的交流合作,積極參與國際競爭,不斷提高國際競爭能力。

  《規劃》要求,要充分發揮市場機製作用,促進優勝劣汰,支持優勢企業兼併重組、做大做強,進一步提高產業集中度。落實新能源汽車相關稅收優惠政策,優化分類交通管理及金融服務等措施,對作為公共設施的充電樁建設給予財政支持,給予新能源汽車停車、充電等優惠政策。2021年起,國家生態文明試驗區、大氣汙染防治重點區域的公共領域新增或更新公交、出租、物流配送等車輛中新能源汽車比例不低於80%。

  《規劃》強調,要充分發揮節能與新能源汽車產業發展部際聯席會議制度和地方協調機製作用,強化部門協同和上下聯動,制定年度工作計劃和部門任務分工,抓緊抓實抓細規劃落實工作。

  三、新能源汽車電機發展與要求

  目前新能源汽車突破關鍵核心技術:一是提高提升動力電池,二是車用電機等關鍵零部件的產業基礎能力。其中電機的升級,不僅能在提升汽車動力的同時,還能增加續航能力,電機效率的提高有著深遠的意義。

  電動汽車三大核心部件-電池、電機、電控

  目前電機主要分為三類:直流電機驅動系、永磁同步電機驅動系、交流感應電機驅動系。最早應用於電動汽車的是直流電機,主要特點是控制性能好、成本低,現已廣泛用於電動代步車,新能源汽車主要以永磁電機和感應電機為主。

  三種類型電機對比

  不同車企根據材料的稀缺性選擇電機。我國稀土資源豐富,國產新能源汽車絕大部分使用永磁同步電機,其功率密度和效率比感應電機高。國外由於永磁材料-釹鐵硼資源稀少,歐美車系均採用交流感應電機,感應電機相比永磁電機成本較低、轉速範圍廣、功率大,在技術的快速迭代下兩者都有廣泛的應用前景。

  EV電機的技術發展圍繞車輛需求展開的,以車輛需求推動電機發展。市場上車輛需求分為五個部分:

  EV電機的高功率密度、高效性是今後發展的重要方向,而其中矽鋼是製造電機鐵芯的重要磁性材料,成本大概佔電機本體的20%左右,其性能影響了驅動電機的功率與效率表現。為此,新能源汽車電機用矽鋼需要具備低鐵損、高磁感、高抗拉強度等要求。

  新能源汽車對驅動電機和鐵芯材料的要求

  數據來源:西莫電機

  四、新能源汽車電機與矽鋼選材

  1、驅電電機對矽鋼的要求

  我國矽鋼產業起步較晚,從仿製到自主研發付出了巨大艱辛,汽車用矽鋼與日本等國家還有一定差距。我國目前能夠量產0.20mm-0.35mm厚度的全系列汽車矽鋼產品,基本滿足滿足新能源乘用車與客車的使用需求。

  電機的性能一方面要求效率高,即為了獲得電池最大的續航能力,需要高磁感矽鋼;另一方面需要更大的轉速,高轉速下引起的高頻率會增加鐵損的消耗,以及隨著轉速的增加,轉子的應力也會增加,因此,需要低鐵損、高強度矽鋼。

  2、無取向矽鋼厚度與鐵損的關係

  電機中鐵芯損耗主要分為:磁滯損耗、渦流損耗,其中磁滯損耗正比於磁滯回線的面積,即與頻率成正比的;渦流損耗和頻率的平方成正比和厚度的平方成正比、和電阻率成反比。由於電機的高轉速需要高頻率,所以降低磁滯損耗基本不可能。而渦流損耗可以從厚度和電阻率兩個方面進行改善,一是材料往薄規格方向發展,越薄渦流損耗越少;二是材料裡加矽增加電阻率減少渦流損耗。

  國內外典型薄規格無取向電工鋼產品磁性能和力學性能

  國內外高強度無取向電工鋼產品典型性能

  數據來源:新能源汽車用高牌號無取向電工鋼的研究現狀及發展趨勢

  由表1可知,在厚度減薄的情況下,矽鋼的高頻鐵損有較大的降低;表2可知,當矽鋼在擁有足夠高的屈服強度下往往會表現出較大的鐵損,高屈服強度和高頻低鐵損往往不可兼得。這與新能源汽車電機用矽鋼同時需要具備低鐵損、高磁感、高抗拉強度等要求形成對比:在鐵損較低的情況下,追求良好的磁性能和力學性能是今後電機發展的方向。

  數據來源:西莫電機

  目前驅動電機的選材主要是從轉速和頻率的角度來考慮矽鋼的厚度,轉速越高、頻率越高矽鋼就越薄。

  五、汽車用矽鋼市場展望

  國內以寶武鋼、首鋼、鞍鋼、太鋼、新鋼等鋼廠為代表率先加入新能源汽車用矽鋼的研發,由0.35mm厚度不斷減薄為0.20mm。但國內目前尚未有主要鋼廠能夠多批量生產0.15 mm及以下的薄規格無取向矽鋼,並且《規劃》對當前新能源汽車電耗有了更嚴格的要求,更薄規格的無取向矽鋼無疑需求前景十足。前瞻性鋼廠已經布局新能源汽車驅動電機用無取向矽鋼市場,加大研發投入,佔領新能源汽車電機矽鋼的市場。

  新能源汽車廠商與鋼廠採取戰略合作,以直供的方式進行採購。市場上汽車用矽鋼流通量較少,貿易商們鮮有參與。而在政策的引領下,薄規格汽車用矽鋼型號將更加豐富,產能、產量也將逐步擴大。屆時會由封閉市場變為開放市場,為貿易商們帶來更多的投資機會,在鋼廠積極布局新能源汽車矽鋼的同時,貿易商也應積極應對,提前進入賽道,佔領流通市場。

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責任編輯:wm

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