【原创【/span>粉末冶金技术:新能源汽车轻量化与高性能的破局关键
中国粉体 2025/3/20 11:16:36 点击 914 欠/div>
导读粉末冶金在新能源汽车领域发展潜力巨大、/div>

中国粉体网讯随着2024年国内新能源汽车渗透率突破45%,产业对零部件的轻量化、精密化需求呈现指数级增长。粉末冶金技术凭借其“近净成形”工艺特性,在动力总成、能量系统、制动系统等关键领域展现独特优势。据国际粉末冶金联盟数据?024年新能源汽车领域粉末冶金市场规模已达82亿美元,年复合增长率?9.3%。其在动力总成、能量系统、制动系统等关键领域展现出独特优势、/span>


一?/span>粉末冶金的独特优劾/span>

粉末冶金是以金属粉末为原料,经制粈/span>-成型-烧结-后处理四步核心工艺来制造材料与零件的先进技术。与传统铸造、锻造相比,具有显著优势9/span>

1.近净成形:传统铸造、锻造后需大量机加工来精准塑形。粉末冶金近净成形技术则能在成型阶段,就把零件尺寸精度控制在±0.05mm,后续机加工量可?0%以上、/span>

2.材料多样性:传统工艺在制备特殊复合材料上受限,粉末冶金可通过调整粉末配比与控制烧结温度,制备传统工艺难以实现的复合材料,如铝培/span>SiC、纳米晶软磁体、/span>

3.节能环保:传统铸造、锻造因预留加工余量,材料利用率?0%-70%,粉末冶金近净成形却能将其提升?5%以上。能耗上,传统铸造需熔金属,锻造要多次锻打加热,粉末冶金烧结无需全熔金属,能耗可?0%-60%、/span>

二?/span>主流成型工艺技术对毓/span>




三、新能源汽车核心需求驱动材料创?/span>

(一)轻量化需汁/span>

新能源车为提升续航里程,对轻量化部件需求激增。粉末冶金通过制造铝合金、钛合金等轻质金属基复合材料,成功将齿轮箱、电机壳体等部件减重30%-50%、/span>

(二)高能量密度电池材料

动力电池正极材料向高镍三元方向升级,如镍占比?0%的三元前驱体。粉末冶金技术可精确控制材料微观结构,使电池能量密度提升20%、循环寿命延?0%、/span>

(三)高效电机性能要求

电机铁芯采用粉末冶金软磁复合材料'/span>SMC),磁导率提?0%,涡流损耗降?0%,助力电机效率突?5%、/span>

四、核心应用场景解枏/span>



(一)电驱动系统——永磁同步电机的精密心脏

1.钕铁硼永磁体:通过粉末冶金工艺制备的钕铁硼材料,磁能积可达52MGOe,支撑电机功率密度提升至4.8kW/kg(传统电机仅2.5kW/kg),特斯拉Model 3/Y的驱动电机采用此类技术、/span>

2.电机齿轮组:行星齿轮、减速齿轮采用铁基粉末冶金材料,实现0.005mm级尺寸精度,比锻造工艺成本降?0%,比亚迪“e平台3.0”已全系搭载、/span>

(二)动力电池系绞/span>——能量密度的隐形守护耄/span>

1.电池壳体:铝合金粉末冶金壳体较传统冲压件减重40%,宁德时代CTP3.0麒麟电池采用该技术实现系统能量密?55Wh/kg突破、/span>

2.电极材料:纳米级LiFePO4正极粉末通过雾化制粉技术制备,使电池循环寿命突砳/span>6000次,广汽埃安「弹匣电池」采用该工艺、/span>

(三)线控制动系绞/span>——安全与能效的双重革?/span>

1.电子驻车齿轮组:铜基粉末冶金齿轮组耐受200℃高温,制动响应时间缩短?50ms(传统液压系统需400ms),博世iBooster2.0系统已批量应用、/span>

2.铝基制动盘:粉末冶金制备的铝基复合材料制动盘较铸铁件减重60%,单台车年节电约120度,蔚来ET7率先商业化落地、/span>

亓/span>、行业发展趋势前瞺/span>

(一)材料创?/span>

纳米晶软磁复合材料(SMC)推动电机效率突?7%,碳化硅增强铝基材料助力制动系统耐温提升?50℃、/span>

(二)工艺升?/span>

金属注射成型'/span>MIM)技术实现微型零?.1mm壁厚精度,满?00V电池高压系统连接器需求、/span>

(三(/span>绿色经济循环

再生金属粉末使用比例辽/span>60%,生产能耗较传统工艺降低75%。中体新材成为国内首家获?00%钛合金再生材料SCS认证的企业,率先推动钛合金的闭环循环利用、/span>

(四(/span>智能化升?/span>

AI控制全自动烧结线(如中伟股份示范线)实现工艺参数实时优化、/span>数字孪生技术实现烧结过程温度场精准控制,温?/span>±5℃、/span>

?/span>、结?/span>

?/span>“双碳”战略驱动下,粉末冶金技术正从辅助工艺升级为新能源汽车的核心制造范式。新能源汽车产业通过需求倒逼和技术牵引,推动粉末冶金从传统结构件向功能化、复合化、智能化方向升级。随着新能源汽车市场渗透率?0%迈进,粉末冶金技术正从精密制造工具向系统解决方案进化。据中国粉末冶金协会预测,至2030年该技术在新能源车关键部件渗透率将达75%,成为支撑产业升级的核心制造范式。正如中国工程院院士李卫所言:“谁掌握了先进粉末冶金技术,谁就占据了新能源汽车制造的制高点”、/span>

参考来源:

1.高宇龙:分析粉末冶金技术在新能源材料中的应?/span>

2.郭志猚/span>,等:粉末冶金技术在新能源材料中的应?/span>

3.中国粉体网、各公司官网及年度报告、巨潮资讯网

(中国粉体网编辑整理/留白(/span>

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