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小小的一种材料,托起中国新能源汽车59%全球份额

近年来,我国民众对半导体产业的话题津津乐道,中国芯片和光刻机若要追赶欧美先进水平,需要产业链每个环节共同努力,才能实现厚积薄发,实际上,新能源汽车产业也是如此。

好在,中国发展新能源汽车敢为人先,如今构建出完善的产业链和全球竞争力,依托于新材料、电池、功率半导体、自动驾驶等领域数十年的投入,中国新能源汽车进入全球第一方阵。

最近,日经中文网就以《中国EV巴士席卷世界》为题,报道了全球公共交通采用电动巴士的趋势正在扩大,大部分份额是中国品牌,甚至汽车技术先进的日本,多个城市也在引进中国产的电动巴士。而在新能源乘用车方面,上半年中国对全球市场的贡献为59%,出口更是一枝独秀,达到了20.2万辆,增速130%。

为什么中国新能源汽车能够厚积薄发,超越德国和日本,快速建立全球性品牌影响力呢?

日经中文网分析认为,中国新能源汽车产业链同时具备了低廉的价格和较强的技术实力,由此对德日美形成了“弯道超车”。

中国新能源汽车产业链的技术实力体现在哪里?

可能很多人会想到宁德时代的电池、百度的自动驾驶技术、比亚迪的永磁电机等等。但是鲜为人知的是,近年来中国在材料技术的突飞猛进,才是构成新能源汽车行业的关键竞争力。

不同于传统的燃油车,新能源汽车的连接器、线束、电机轴承、充电桩、引线框架、电池盒乃至IGBT,对电压、电流、精密性、耐性、尺寸和散热都有提高的要求,需要使用大量的创新材料。材料技术是决定新能源汽车三电系统性能优劣的关键指标。

幸好,中国在新能源汽车材料技术方面布局较早,而且成果斐然,其中博威合金(上交所代码:601137)是知名度最高的企业之一。

博威合金(上交所代码:601137)如今已经是中国高端铜合金龙头,于1993年成立至今,陆续打破铜镍硅、铜铬锆等多种高端铜合金材料海外垄断的技术壁垒,在中国、德国、加拿大、越南等国家建立了九大制造基地,拥有国家认定企业技术中心、国家级博士后科研工作站、国家CNAS认可实验室、国家地方联合工程研究中心等国家级创新平台,已经打入全球头部新能源车连接器厂商供应链,终端客户涵盖多家中外500强新能源汽车厂商。

那么,博威合金(上交所代码:601137)是如何助力中国新能源汽车提升市场竞争力的呢?我们可以从以下三个视角得到启发。

为高压快充打造“安全堡垒”

在当下的新能源汽车消费市场,除了纯电动汽车之外,PHEV和增程模式也有着较大的市场需求,原因在于不少消费者对纯电动汽车存在着很深的续航疑虑,而且充电时间长、市面上快充基础设备数量不足,也是不少民众选购纯电动汽车的心理障碍。

而快充的必要条件就是高电压和大电流,前提条件则是充电元器件的体积小、转换效率高、损耗低、耐性强,安全事故风险低。

博威合金(上交所代码:601137)为此研发了boway 70250等高性能材料,具有满足应用要求的屈服强度、优异的成型性能,在满足汽车轻量化要求的同时,其出色的耐高温性能确保部件连接器长期稳定完成信号传输,确保电控系统、电池管理系统与充电桩的导通工作。

当然最核心的问题是,如今快充系统的最大功率已提高到450kW甚至1200kW,充电枪接口端子面临电压高、电流大的问题,用什么材料制造充电枪接口端子,是关键所在。

为此,博威合金(上交所代码:601137)又特别研发了碲铜EValloy91、EValloy60,专门用于制造高性能的充电枪接口端子。EValloy91具有大于85%IACS的高导电性,切削性能接近C36000,可快速切削加工,具备优异的车削与冷镦变形性能,铆接不产生裂纹,还具有优异的抗电弧和抗粘连性,插拔不产生火花,大幅提高了充电系统的安全性。

铜镍磷EValloy60则属于沉淀强化合金,综合了强度、导电和切削性能的平衡态合金,强度超过600MPa、导电率接近60%IACS,尤其适用于高插拔寿命的大电流端子,非常适合用于充电枪的母端材料,是新能源汽车产业应对未来趋势的理想材料之一。

此外博威合金(上交所代码:601137)还自主研发推出了紫铜EValloy98、无氧铜EValloy99、铬镐铜EValloy85等一系列高压大电流连接器用高性能铜合金,以满足快充系统对屈服强度、热膨胀系数、热应力松弛、导电率、热导率、加工难度、耐腐蚀性能的要求,并兼顾到材料成本。

高端车体材料优化电控性能

而在使用快充接口的新能源汽车车身,考虑到内部的电路比传统燃油车复杂,线束又是汽车电路的网络主体,是由多个连接器与电线线缆压接组成。

如何减轻连接器重量、提高可靠性和耐久性,兼顾材料成本,助力汽车厂商更高效合理布置电路,是材料厂商的巨大考验。

博威合金(上交所代码:601137)开发了铬锆铜EValloy85材料,专门用于制造汽车连接器的端子,该材料具备更高的耐高温软化温度、更高的导电与硬度,以及更优异的冷镦变形性,综合材料力学、耐热、导电、导热、成型性、耐腐蚀、材料成本等多个维度满足汽车厂商提升产品性能的要求。

除了在线束连接器材料下功夫,博威合金(上交所代码:601137)也对新能源汽车核心部件之一高压直流继电器的选材,提出了更优异的解决安全。

高压直流继电器对新能源汽车的安全性意义重大,当电池或电控系统发生不良或故障,继电器可切断线路,防止电涌。保护电池寿命,当发生火灾,继电器可通过短路防止触电、确保人员安全。

因此在高压直流继电器的选材上,博威合金(上交所代码:601137)以自主研发的推出的碲铜EValloy91&92,用来实现高压直流继电器灭弧、抗粘连性能、载流性能、高温钎焊以及生产加工性能的要求,实现新能源汽车电路的敏捷的自动调节、安全保护和转换电路功能。

此外,博威合金(上交所代码:601137)还特别研发了弥散铜EValloy83,作为新一代高压直流继电器的选材,该材料高温强度大幅提高,软化温度高达950℃以上,确保高温钎焊不发生软化,长期吸合不变形,不粘连,极大提高了触头/触片的使用寿命。

为了实现电子控制单元的稳定可靠性,博威合金(上交所代码:601137)研发推出高强高弹材料boway 70250,具有超高强度和良好的导电性,以及优异的抗应力松弛性能,通过特殊工艺制成,改善Press-Fit连接的插入力和拔出力,有效提升了接触稳定性,是电子控制单元用端子的理想选材。

攻克三电系统的核心部件痛点

新能源汽车的核心部件之一就是电机,电机决定了新能源汽车的负载能力、加速能力、爬坡能力和最高车速,也在一定程度上影响着新能源汽车的整车能耗和续航里程。

轴承对电机的作用可谓是举足轻重,优质的轴承可降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数,提高车辆续航里程。博威合金(上交所代码:601137)自主研发的高强耐磨耐蚀铜镍锡合金BearMet350,可满足复杂恶劣的服役工况,具有耐腐蚀性能以及极低的摩擦系数和超高的强度,是800V电机理想的轴承材料。

在电池的材料方面,博威合金(上交所代码:601137)也推出了EValloy46用于在动力电池化成探针材料,在3万次磨损后,接触电阻、温升依然能够与铍铜相当。

而在电池盒的封装过程,博威合金(上交所代码:601137)提供了自主研发的高品质铝焊接材料berAlweld4043,具有低熔点和高流动性能,保证高强密封性,有效解决导致新能源汽车电池漏液和析锂,解决新能源汽车电池安全问题。

此外被誉为新能源汽车心脏的IGBT,博威合金(上交所代码:601137)也在材料方面展开了布局,去年就已经安装调试了5万吨的IGBT用材项目。


总结

近年来碳中和概念全球升温,推动新能源汽车需求日益旺盛,全球汽车产业迈入了新能源方向的转型期,新能源汽车连接器也迎来爆发式增长,而国内具有代表性的合金公司博威合金(上交所代码:601137)必然会是趋势的“弄潮儿”。

博威合金(上交所代码:601137)依托于先进材料技术,紧随新能源发展势头,解决新能源汽车充电、里程焦虑、安全等痛点,相信在博威合金(上交所代码:601137)等企业不断通过材料技术,助推中国新能源汽车成为下一个“中国智造”的国家名片。

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