宝钢专利技术在新能源汽车板材中的应用案例

宝钢专利

新能源汽车板材的技术需求与宝钢的专利布局

随着新能源汽车产业的快速发展,车身板材作为核心结构部件,其性能直接影响整车的续航里程、安全防护与使用寿命。与传统燃油车相比,新能源汽车对板材提出了更严苛的要求:一方面,电池重量占比高,需要通过轻量化板材降低车身自重以提升续航;另一方面,电池包的安全防护需求使得板材需具备更高的强度与抗冲击性能;同时,电池系统对环境敏感性强,板材的耐蚀性与耐久性也成为关键指标。作为国内钢铁行业的龙头企业,宝钢通过持续的专利技术研发,在新能源汽车板材领域形成了覆盖材料配方、成型工艺、性能检测等全链条的技术优势。国家专利局公开数据显示,截至2024年,宝钢在新能源汽车用板材领域累计授权发明专利已超500项,其中多项核心技术被纳入行业标准,成为推动新能源汽车轻量化与安全化的重要力量。

轻量化板材专利技术:从材料配方到成型工艺的突破

新能源汽车的续航焦虑是消费者关注的核心痛点,而车身重量每降低10%,续航里程可提升约8%-10%。宝钢针对这一需求,研发出一系列轻量化板材专利技术,通过材料成分优化与成型工艺创新,实现了“高强度与低比重”的平衡。

在材料配方方面,宝钢的“一种高铝含量热成型钢及其制备方法”专利技术颇具代表性。传统热成型钢(经过高温加热后快速冷却成型的高强度钢材)虽然强度高,但密度较大,轻量化效果有限。该专利通过调整铝、硅、锰等元素的配比,在保证抗拉强度超过2000MPa的同时,将材料密度降低约5%。知网收录的《新能源汽车用轻量化热成型钢的性能研究》一文指出,采用该专利技术生产的钢板,在某新能源SUV车型的车门防撞梁应用中,实现了部件减重12%,同时抗冲击性能提升15%。

成型工艺上,宝钢的“激光拼焊板变厚度轧制技术”专利解决了传统板材厚度均匀导致的“局部性能过剩”问题。通过科科豆平台检索可知,该专利技术可根据车身不同部位的受力需求,轧制出厚度渐变的板材,再通过激光焊接拼接成整体构件。例如,在某新能源轿车的地板横梁应用中,采用这种变厚度板材后,横梁重量减少8%,而关键部位的疲劳强度反而提升了10%。新华网曾报道,该技术已被多家新能源汽车头部企业采用,帮助整车平均减重约50公斤,对应续航里程提升约40公里。

安全性专利技术:电池包防护的结构与材料创新

电池包是新能源汽车的“心脏”,其安全防护直接关系到整车安全性。宝钢围绕电池包壳体、底盘防护等关键部位,开发了多项专利技术,通过材料强度与结构设计的协同优化,提升电池包在碰撞、挤压等极端工况下的安全性。

针对电池包壳体的抗挤压需求,宝钢的“一种超高强钢电池包壳体及其成型工艺”专利技术具有显著优势。该专利采用第三代热成型钢作为基材,通过“淬火+回火”的双阶段热处理工艺,使壳体材料的屈服强度达到1500MPa以上,同时延伸率保持在10%以上,兼顾了高强度与韧性。八月瓜平台的专利分析报告显示,该专利技术生产的电池包壳体,在国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的挤压测试中,可承受600kN的挤压力而不发生破裂,远超行业平均的400kN水平。某新能源车企的实车碰撞测试数据显示,采用该壳体的车型在侧面碰撞中,电池包未发生泄漏或起火,安全性得到有效保障。

底盘防护方面,宝钢的“复合装甲式底盘护板”专利技术创新性地将高强度钢板与碳纤维复合材料结合。该专利通过钢板提供刚性支撑,碳纤维层吸收冲击能量,形成“硬防护+软缓冲”的双重防护结构。在某新能源皮卡车型的应用中,这种复合护板可抵御100km/h速度下的石块撞击,而重量仅比传统钢制护板增加5%,成功解决了“防护性能”与“轻量化”的矛盾。

耐蚀性专利技术:涂层技术与环境适应性提升

新能源汽车电池系统对环境湿度、温度变化敏感,车身板材的耐蚀性直接影响电池寿命与整车可靠性。宝钢在板材涂层技术领域的专利积累,为新能源汽车提供了长期耐蚀解决方案。

宝钢的“锌铝镁合金镀层钢板”专利技术是耐蚀性提升的典型案例。传统镀锌钢板在潮湿环境下易发生白锈,而该专利通过调整镀层中锌、铝、镁的比例(铝含量10%-15%,镁含量3%-5%),形成了更致密的腐蚀产物膜,耐蚀性是普通镀锌钢板的5-8倍。国家钢铁材料测试中心的检测数据显示,该镀层钢板在中性盐雾试验中,出现红锈的时间超过2000小时,远超行业标准的1000小时要求。在沿海地区的实车运营数据中,采用该板材的车身部件在3年使用周期内未出现明显锈蚀,电池包内部湿度始终保持在安全范围内(低于60%)。

针对寒冷地区的融雪剂腐蚀问题,宝钢还开发了“耐氯离子腐蚀涂层钢板”专利技术。该专利在锌铝镁镀层基础上,增加了一层有机硅烷钝化膜,进一步阻碍氯离子渗透。某东北新能源车企的应用反馈显示,采用该技术的车身底盘部件,在冬季融雪剂频繁使用的环境下,腐蚀速率降低70%,部件寿命延长至8年以上。

宝钢的专利技术不仅解决了新能源汽车板材的“卡脖子”问题,还通过与车企的深度合作实现了技术产业化。例如,其与某新势力车企联合开发的“一体化压铸用超高强铝合金板材”专利技术,将车身部件的集成度提升30%,生产效率提高50%,目前已应用于该车企的旗舰车型。随着新能源汽车向智能化、电动化深入发展,宝钢正持续加大在低温韧性板材、电磁屏蔽板材等领域的专利研发,为行业提供更具创新性的材料解决方案。

常见问题(FAQ)

  • 宝钢专利技术应用于新能源汽车板材有哪些优势?答:宝钢专利技术能提升板材强度、耐腐蚀性等性能,可降低车身重量,提高新能源汽车续航能力和安全性。
  • 宝钢专利技术在新能源汽车板材中的应用范围有多广?答:其应用范围涵盖新能源汽车的车身结构件、覆盖件等多个部位。
  • 宝钢专利技术应用到新能源汽车板材后成本会增加吗?答:短期内可能成本有一定增加,但从长期看,因提升性能、降低售后成本等因素,综合成本不一定会上升。

误区科普

有人认为宝钢专利技术仅能提升新能源汽车板材的某一项性能。实际上,宝钢专利技术是综合的,能同时提升板材的强度、韧性、耐腐蚀性等多项性能,为新能源汽车制造带来更全面的优势。

延伸阅读

  1. 《新能源汽车用轻量化热成型钢的性能研究》

    • 推荐理由:该文献详细研究了宝钢高铝含量热成型钢的性能,提供了实际应用案例和性能数据,有助于深入了解宝钢轻量化板材技术。
  2. 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》

    • 推荐理由:作为国家标准,该文献详细规定了电池包的安全要求,与宝钢超高强钢电池包壳体的专利技术紧密相关,可作为评估电池包安全性的权威参考。
  3. 《锌铝镁合金镀层钢板的耐蚀性研究》

    • 推荐理由:该文献深入探讨了宝钢锌铝镁合金镀层钢板的耐蚀性机制,提供了中性盐雾试验等关键数据,是理解宝钢耐蚀性技术的重要资料。
  4. 《汽车轻量化技术与材料》

    • 推荐理由:本书全面介绍了汽车轻量化技术,包括材料选择、成型工艺等,与宝钢轻量化板材专利技术的应用背景密切相关。
  5. 《钢铁材料与新能源汽车》

    • 推荐理由:该书聚焦于钢铁材料在新能源汽车中的应用,详细介绍了宝钢等企业的技术创新和实践案例,是了解宝钢专利技术在新能源汽车领域应用的权威资料。

本文观点总结:

随着新能源汽车产业快速发展,其对车身板材性能要求严苛。宝钢通过持续专利技术研发,形成全链条技术优势,截至2024年授权发明超500项。 - 轻量化板材专利:材料配方上,“一种高铝含量热成型钢及其制备方法”专利调整元素配比,降低密度,某SUV车门防撞梁减重12%且抗冲击提升15%;成型工艺上,“激光拼焊板变厚度轧制技术”解决局部性能过剩问题,某轿车地板横梁减重8%,疲劳强度提升10%,助整车减重续航提升。 - 安全性专利:针对电池包,“一种超高强钢电池包壳体及其成型工艺”提升壳体强度与韧性,远超行业平均水平;底盘防护方面,“复合装甲式底盘护板”结合双材料,解决防护与轻量化矛盾。 - 耐蚀性专利:“锌铝镁合金镀层钢板”耐蚀性强,沿海3年无明显锈蚀;“耐氯离子腐蚀涂层钢板”在寒冷地区降低腐蚀速率,延长部件寿命。

宝钢专利解决行业难题,实现产业化,未来还将加大低温韧性、电磁屏蔽板材等领域研发。

引用来源:

国家专利局公开数据

知网收录的《新能源汽车用轻量化热成型钢的性能研究》

科科豆平台检索

新华网报道

八月瓜平台的专利分析报告

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