中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著2024年國(guó)內(nèi)新能源汽車滲透率突破45%，產(chǎn)業(yè)對(duì)零部件的輕量化、精密化需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。粉末冶金技術(shù)憑借其“近凈成形”工藝特性，在動(dòng)力總成、能量系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。據(jù)國(guó)際粉末冶金聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2024年新能源汽車領(lǐng)域粉末冶金市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)82億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)19.3%。其在動(dòng)力總成、能量系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
一、粉末冶金的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
粉末冶金是以金屬粉末為原料，經(jīng)制粉-成型-燒結(jié)-后處理四步核心工藝來(lái)制造材料與零件的先進(jìn)技術(shù)。與傳統(tǒng)鑄造、鍛造相比，具有顯著優(yōu)勢(shì)：
1.近凈成形：傳統(tǒng)鑄造、鍛造后需大量機(jī)加工來(lái)精準(zhǔn)塑形。粉末冶金近凈成形技術(shù)則能在成型階段，就把零件尺寸精度控制在±0.05mm，后續(xù)機(jī)加工量可降80%以上。
2.材料多樣性：傳統(tǒng)工藝在制備特殊復(fù)合材料上受限，粉末冶金可通過(guò)調(diào)整粉末配比與控制燒結(jié)溫度，制備傳統(tǒng)工藝難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)合材料，如鋁基SiC、納米晶軟磁體。
3.節(jié)能環(huán)保：傳統(tǒng)鑄造、鍛造因預(yù)留加工余量，材料利用率僅60%-70%，粉末冶金近凈成形卻能將其提升至95%以上。能耗上，傳統(tǒng)鑄造需熔金屬，鍛造要多次鍛打加熱，粉末冶金燒結(jié)無(wú)需全熔金屬，能耗可降40%-60%。
二、主流成型工藝技術(shù)對(duì)比
三、新能源汽車核心需求驅(qū)動(dòng)材料創(chuàng)新
（一）輕量化需求
新能源車為提升續(xù)航里程，對(duì)輕量化部件需求激增。粉末冶金通過(guò)制造鋁合金、鈦合金等輕質(zhì)金屬基復(fù)合材料，成功將齒輪箱、電機(jī)殼體等部件減重30%-50%。
（二）高能量密度電池材料
動(dòng)力電池正極材料向高鎳三元方向升級(jí)，如鎳占比≥90%的三元前驅(qū)體。粉末冶金技術(shù)可精確控制材料微觀結(jié)構(gòu)，使電池能量密度提升20%、循環(huán)壽命延長(zhǎng)30%。
（三）高效電機(jī)性能要求
電機(jī)鐵芯采用粉末冶金軟磁復(fù)合材料（SMC），磁導(dǎo)率提升40%，渦流損耗降低50%，助力電機(jī)效率突破95%。
四、核心應(yīng)用場(chǎng)景解析
（一）電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——永磁同步電機(jī)的精密心臟
1.釹鐵硼永磁體：通過(guò)粉末冶金工藝制備的釹鐵硼材料，磁能積可達(dá)52MGOe，支撐電機(jī)功率密度提升至4.8kW/kg（傳統(tǒng)電機(jī)僅2.5kW/kg），特斯拉Model 3/Y的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用此類技術(shù)。
2.電機(jī)齒輪組：行星齒輪、減速齒輪采用鐵基粉末冶金材料，實(shí)現(xiàn)0.005mm級(jí)尺寸精度，比鍛造工藝成本降低30%，比亞迪“e平臺(tái)3.0”已全系搭載。
（二）動(dòng)力電池系統(tǒng)——能量密度的隱形守護(hù)者
1.電池殼體：鋁合金粉末冶金殼體較傳統(tǒng)沖壓件減重40%，寧德時(shí)代CTP3.0麒麟電池采用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量密度255Wh/kg突破。
2.電極材料：納米級(jí)LiFePO4正極粉末通過(guò)霧化制粉技術(shù)制備，使電池循環(huán)壽命突破6000次，廣汽埃安「彈匣電池」采用該工藝。
（三）線控制動(dòng)系統(tǒng)——安全與能效的雙重革新
1.電子駐車齒輪組：銅基粉末冶金齒輪組耐受200℃高溫，制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間縮短至150ms（傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)需400ms），博世iBooster2.0系統(tǒng)已批量應(yīng)用。
2.鋁基制動(dòng)盤：粉末冶金制備的鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤較鑄鐵件減重60%，單臺(tái)車年節(jié)電約120度，蔚來(lái)ET7率先商業(yè)化落地。
五、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)前瞻
（一）材料創(chuàng)新
納米晶軟磁復(fù)合材料（SMC）推動(dòng)電機(jī)效率突破97%，碳化硅增強(qiáng)鋁基材料助力制動(dòng)系統(tǒng)耐溫提升至450℃。
（二）工藝升級(jí)
金屬注射成型（MIM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)微型零件0.1mm壁厚精度，滿足800V電池高壓系統(tǒng)連接器需求。
（三）綠色經(jīng)濟(jì)循環(huán)
再生金屬粉末使用比例達(dá)60%，生產(chǎn)能耗較傳統(tǒng)工藝降低75%。中體新材成為國(guó)內(nèi)首家獲得100%鈦合金再生材料SCS認(rèn)證的企業(yè)，率先推動(dòng)鈦合金的閉環(huán)循環(huán)利用。
（四）智能化升級(jí)
AI控制全自動(dòng)燒結(jié)線（如中偉股份示范線）實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化。數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程溫度場(chǎng)精準(zhǔn)控制，溫差±5℃。
六、結(jié)語(yǔ)
在“雙碳”戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，粉末冶金技術(shù)正從輔助工藝升級(jí)為新能源汽車的核心制造范式。新能源汽車產(chǎn)業(yè)通過(guò)需求倒逼和技術(shù)牽引，推動(dòng)粉末冶金從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件向功能化、復(fù)合化、智能化方向升級(jí)。隨著新能源汽車市場(chǎng)滲透率向50%邁進(jìn)，粉末冶金技術(shù)正從精密制造工具向系統(tǒng)解決方案進(jìn)化。據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，至2030年該技術(shù)在新能源車關(guān)鍵部件滲透率將達(dá)75%，成為支撐產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心制造范式。正如中國(guó)工程院院士李衛(wèi)所言：“誰(shuí)掌握了先進(jìn)粉末冶金技術(shù)，誰(shuí)就占據(jù)了新能源汽車制造的制高點(diǎn)”。
參考來(lái)源：
1. 高宇龍：分析粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用
2. 郭志猛，等：粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用
3. 中國(guó)粉體網(wǎng)、各公司官網(wǎng)及年度報(bào)告、巨潮資訊網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除
