韩国浦项制铁复合材料应用方案助力汽车行业

全球环保政策对燃料效率的限制加速了轻质材料竞赛体系的发展因此，POSCO成立了复合TFT来提供相应的商业服务

顺应CO2排放限制的环保政策，全球车企不仅排放废气，还规划碳中和。

LCA中铁和非铁材料的性能，原材料生产中CO2的碳排放量是树脂的7%，铝的19%。

此外，铁的普通冲压过程的CO2排放远低于铝和树脂的普通加工过程。

POSCO积极与车企合作，为其提供钢材应用和CO2排放限制的环保政策方面的服务，并为所有钢材产品获得EPD，提供给有需求的客户。

新能源电池技术，从最初的改造内燃机和油箱，到在车身底部安装电池，再到将电池外壳作为车身结构一部分的CTV技术的发展目前，POSCO也在CTV科技进行了钢铁应用解决方案的首次研究这项技术的发展需要保证爆炸危险和碰撞中的稳定性，还需要适合整个车身的宽幅giga—steelPOSCO可以生产宽幅超级钢来满足CTV的需求

复合材料可以充分发挥钢和铝的性能优势来设计结构优化方案，为客户提供最佳优化方案我们公司的复合材料TFT可以根据碰撞分析得到的能量分散和能量吸收部分，提供复合材料的最优配置方案基于此，结合重量，成本，性能等因素，为企业应用复合材料提供最佳解决方案

POSCO独立设计并完成了三个电池组方案。

最近开发的复合PBP在重量，成本和性能方面优于全铝电池组。

根据上诉的相关研究，我们将为客户在材料应用方面的需求和技术提供各种技术支持此外，我们还可以在钢铝复合材料应用中替代机械连接的电阻焊技术支持，焊接接头腐蚀问题的高耐蚀钢应用，高延伸率高强度要求的千兆钢应用等方面，为汽车企业的R&D提供相应的解决方案

POSCO集团

WSD*:全球最具竞争力的钢铁公司，连续12年排名第一。

—21年总销售额76万亿元/18000多名员工/覆盖52个国家

—处理中心和法人的运作说明

POSCO低碳环保规划蓝图

POSCO于2010年12月11日发布了到2050年实现碳中和的目标，并公布了气候行动报告和其他低碳环保计划。

为实现2050年碳中和目标，制定了2030年和2040年碳排放分别减少20%和50%的中长期目标，并分阶段开发了各种碳减排解决方案和技术。

在第一阶段，将通过使用更经济的低碳能源来提高能源效率。

第二阶段是提高废钢利用率，充分利用碳捕集封存技术。

最后，目标是发展氢能炼铁技术，最终实现基于氢还原和可再生能源的碳中性炼铁项目。

复合材料特性

——材料特性和生命周期评价

市场环境

为响应环保和油耗限制政策，轻量化材料的竞争愈演愈烈。

—全球市场:25年平均油耗要控制在23.2km/L以下的规定。

豪华车，美国)，大型车在有色金属材料的应用上增速明显。

—福特F—150和宝马i3的推出验证了铝和碳纤维树脂的适用性。

20年的欧洲CO2排放限制法规适用于21年进行计算，每个主机厂的赔偿金额都很高。

—所有原始设备制造商通过制定长期蓝图设定了30~50碳中和的目标。

——不仅是尾气排放，还有从原料生产加工到废弃的全生命周期管理。

从原材料生产amp考虑到LCA水平，钢铁最具竞争优势。

—原材料生产中钢的CO2排放量:2.09(碳纤维树脂7%，铝19%)。

—按零件加工工艺的CO2排放量:钢冲压的CO2排放量最少，数值为0.31。

从原材料到零件制造的CO2排放更少:与铝相比，以钢为基础的复合材料更具优势。

复合材料的应用趋势

复合材料的应用已经从汽车外板的再应用扩展到lt，新能源汽车电池组gt，领域

——新能源汽车注重续航里程，增加轻量化材料的使用。

—电池组模块:主要由铝制成最近，由于热失控的风险，钢受到了更多的关注

—电池组外壳:伴随着新能源汽车产销量的增加，对成本和轻量化的重视程度有所提高。

伴随着复合材料的应用越来越多，市场需求也会增加。

POSCO复合材料应用方案

——产品供应范围

根据复合形式区分制造和采购。

主发动机放大器，工厂:复合材料零件的设计，加工/生产，有色金属材料的采购。

POSCO:复合材料+复合材料用钢的应用方案

MMTF集团服务范围

—综合应用方案:改善客户利益的技术/商业支持服务。

—:用钢材或复合材料代替有色金属构件，扩大钢材的应用范围。

—):通过提供复合材料零件的应用方案，开拓新市场。

—):与复合钢板厂家合作开发客户和材料，拓展市场。

POSCO复合材料应用方案

结构设计

POSCO电池组骨架用复合材料的概念设计和样品检测

1.概念设计

2.模拟分析的性能评估

3.样品制备

4.性能试验

PBP计划

电池组复合材料应用方案及实例

复合材料在电池中的应用方案

gt，复合浦项制铁电池组的设计和样品制作

gt，PBP骨架

—与全铝相比，在同等重量/性能条件下，单价降低20%。

—与全钢相比，重量减轻10%，性能提高20%

—复合材料，钢约占71%，铝约占29%

列碰撞评估

gt，与钢相比，性能优异，接近Al水平。

电池复合材料应用方案样本

VS铝钢VS复合材料

* 100kwh换算成60kwh进行比较。

—在与铝电池组重量相近的情况下，可以保证同样的性能。

应用范围

电池组复合材料应用方案及实例

gt，钢轻铝复合材料的应用设计方案

特点:成本比单一材料铝低/重量比单一钢轻

gt，针对汽车零部件的成本降低和轻量化，提供了复合材料的应用方案。

—发动机罩:内板+外板(铝)(与韩国汽车制造商合作提前开发)

—电池组:钢制外框+铝制内核

—屋顶结构:钢+树脂+钢

异种点焊

异种点焊

○目前异种金属的机械连接技术应用广泛，但考虑到降低制造成本，需要开发点焊技术。

○由于不同金属的不同热/物理特性以及金属间高脆性化合物的形成导致的焊接质量下降，点焊应用很少。

—在凯迪拉克CT6座椅靠背的大规模生产中，通用汽车公司使用刚性焊条焊接异种金属。

电池组复合材料应用方案及实例

○通过优化电极形状和焊接通电条件来提高焊接强度。

—剪切拉伸强度:与自冲铆接(SPR)相比，焊接强度等于或高于水平。

—横向抗拉强度:不同材料组合的焊接强度为自冲铆接(SPR)40—210%水平熔焊极限铝点焊强度的65%以上。

—点焊+抗电化学腐蚀结构胶带连接方式高于自冲铆接+结构胶连接强度的CTS。

○获得最佳材料和接头类型，以确保异种金属之间的焊接性能。

—不同涂层的异种金属结合特性:GI gtCR gt通用航空

—根据接头类型的特性:钢/铝/钢gt，铝/钢/钢

电池组复合材料应用方案及实例

刚性连接部件

—组件:铝/钢PKG托盘组件

—量产应用:自冲铆接+粘接，点焊(RSW)+粘接。

—刚度评估模式:弯曲性能和扭转刚度。

—两种连接方式的初始斜率收敛，从车身结构的刚性来看，判断性能相近。

*斜率随变形量增加而不同的原因是受实际量产中使用的减震垫及其制造方法的影响。

点焊可用于刚性连接部件。

耐蚀性

钢接头的电化学腐蚀

○电化学腐蚀:不同金属间接连接，金属一侧腐蚀严重。

—电化学腐蚀的条件:①异种金属，②电接触，③置于同一电解液中，上述条件应同时满足。

使用PosMAC1.5涂层钢+铝可以减少钢—铝连接处的电化学腐蚀。

○钢铝卷边接头耐腐蚀试验结果

—铬涂层(GI gtGA gtPosMAC1.5

—CR触点电镀触点(GI gtGA gtPosMAC1.5)，使用PosMAC1.5涂层，可以同时降低铁和铝的腐蚀。

POSMAC 1.5和GI的耐腐蚀性，耐腐蚀性:钢50%，铝85%。

焊缝内部腐蚀状态)

腐蚀深度测试结果:钢INR，(右)AL OTR)

内部和外部面板(铝)的发动机罩部件的耐腐蚀性

—PosMAC1.5—AL，制造混合式发动机罩零件，应用磷酸盐处理以及复合材料中电泳/中间涂层/上涂层/清漆的所有涂层工艺。

—经过12年模拟工况加速腐蚀试验，内外板包边和复合材料接头腐蚀情况:未发生腐蚀。

—涂层划痕处的腐蚀:PosMAC1.5内板的涂膜没有剥落，铝出现一些丝状腐蚀。

Pos1.5—Al复合材料制造的发动机罩零件，采用合理的涂装工艺和密封胶，不会出现耐腐蚀缺陷。