Feb202Vol3 No
43・
2021年 2月 第3卷第1期
电工钢
ELECTRICALSTEEL
孙竹
(宝山钢铁股份有限公司中央研究院(青山#湖北武汉430080)
摘 要：结合当前新能源汽车的发展现状，分析了日本制铁公司近10年来在新能源汽车用硅钢领域公 开的有效专利技术，对其公开的专利技术特点及核心专利进行了研究和分析。 关键词：新能源汽车；硅钢；日本制铁公司；专利中图分类号：TG142. 77
文献标识码：A 文章编号：2096-7101(2021)01-0043-04
Patent analysis of silicon steel for new energy vehicles of Nippon Steel Corporation
SUNZhu
(Central Research Institute (Qingshan) #Baoshan Iron M Steel Co . Ltd. , Wuhan 430080 >China)
Abstract : According to the current development status of new energy vehicles $ the effective patent
techn+l+gies+fNipp+nSteelC+rp+rati+ninthefield+fsilic+nsteelf+rnewenergyvehicleswere analyzed in the past ten years, and the characteristics of the patent t echnologies and core patents
werealsoresearched.
Key words : new energy vehicles ； silicon steel ； Nippon Steel Corporation ； patent
近年来，随着全球能源危机和环境污染问题 日益突出，节能、环保等相关行业的发展被高度重
视，发展新能源汽车已经在全球范围内形成共识' 不仅各国政府先后公布了禁售燃油车的时间计
划，各大国际整车企业也陆续发布新能源汽车战 略12*。2019年7月，世界新能源汽车大会发布
《世界新能源汽车大会博鳌共识》，明确力争到
2035年全球新能源汽车的市场份额达到50 %， 全球汽车产业基本实现电动化转型，预计未来5 年，新能源汽车产业将进入快速发展期。
硅钢是汽车工业重要的原材料之一，据了解 一辆汽车最多会用到200台以上不同功能的电 机，随着汽车电动化程度越来越高，汽车对硅钢的
需求也会日益增加。与传统燃油汽车相比，新能
源汽车对硅钢用量的增加主要集中在驱动电机的 需求上面。与普通工业电机相比，新能源汽车驱 动电机用无取向硅钢的性能要求不仅在工况下，
还需要在中、高频条件下均具有低铁损和高磁感，
以及高强度和良好的加工性能等特性闪。
日本制铁公司(以下简称日本制铁)是日本国
内最大的钢铁企业，早在多年前就开始研发新能 源汽车用硅钢产品的制造技术，拥有世界一流的
技术储备和产品制造经验。其生产的新能源汽车
用硅钢包含 了 0. 35 mm 、0. 30 mm 、0. 27 mm 、
0. 20 mm 等不同规格及特性的无取向硅钢产品。
研究分析日本制铁新能源汽车用硅钢在全球的专 利布局情况，可以有效了解其技术发展和市场布 局现状=
1日本制铁新能源汽车用硅钢专利特点
使用orbit 专利数据库，对2010年11月至 2020 11 月 间日 铁公开的 源 车用 硅钢领域专利进行检索和人工数据清理，最终得
到有效专利172件(合计专利家族72项)。
1 1专利国家或地区分布特点
表1列出了日本制铁新能源汽车用硅钢专利
分国家/地区分布情况。从表1可以看出，近10 来， 日 铁 公开的 源 车用硅钢有 大 分布 12 国家 区， 量
最多的前5位分别是：日本(JP)66件、世界专利
(WO) 17件、韩国专利(KR) 14件、中国专利 (CN)12件(不含台湾地区)，以及欧洲专利(EP )
11件。可以看出，日本制铁在国外的专利布局数
量达到106件，占比62 %，重点国家或地区的专
通信作者：孙竹(1982—)，女，副研究员；
E-mail :180****1020@163 ；
收稿日期：2021-01-18
•44•电工钢第3卷
分布较为平均$量维持左右，这
说明随着源汽车化进程的加快，日本制
铁场钢铁生产和消费
场的专利布局，以谋求源汽车硅钢技
术在这场中的垄断和
表1近10年日铁源汽车用硅钢专利
分国家/地区分布情况
排名国家，区量,
1日66
2世界专利17
3国14
4中国12'
5欧洲11
6印度10
7中国10
8美国10
9巴西9
10波兰6
11越南5
12香港2
注：'统计数据不包括台湾地区
1.2专
近10年来，日铁参与新能源汽车用硅钢
技术的研30，其中参
与数量前10位的发明人见表2，最核心发明人有
YASHIKI HIROYOSHI、NATORI YOSHIAKI、
FUJIMURA HIROSHI,MURAKAWA TESSHU、
MATSUMOTO TAKUYA，中YASHIKI
HIROYOSHI参与发明的技术达65件。
研究核心明以出企业在某项技术领
域中的研发者，进一献，进一
研发动向和技术成果囚，从而深入了解
日铁在该项技术领域的技术进展。
表2日本制铁新能源汽车用硅钢公开专利关键发明人
排名明
1YASHIKI HIROYOSHI65
2NATORI YOSHIAKI57
3FUJIMURA HIROSHI51
4MURAKAWA TESSHU44
5MATSUMOTO TAKUYA48
6FUJIKURA MASAHIRO37
7MATSUISHINICHI35
8USHIGAMIYOSHIYUKI35
9KANAOSHINICHI32
10TAKEDA KAZUTOSHI
34
1.3技术方向分布特点
源汽车用硅钢制造技术是近10
来日铁公开数量最多的技术领域，占
公开量的15%以上。如图1所示，技
术研究方集中在高强度、低铁损、高磁感以
及各项异性、加工性、耐高温性、耐压性、耐蚀性等
方面；新能源汽车用高强硅钢是近年来
日铁研发的方向。
图1近10年日本制铁公开新能源汽车用
无取向硅钢(有效)技术分类
2日本制铁新能源汽车用硅钢核心专利
分析
专利被引证次数、专利家族规模以及专利权
求数量量值的3项指
引越多，表明的
后续改进发明就越多，在该特定技术领域就处于
和基础的地位7%家模量着
企业对技术和市场的程度，可以从中预测出
企业的销售和场8%求数
量越多，意味着保护范围越全面，反应出专
利保护的深度9。表3列出了近10年日本制铁
源汽车用硅钢重点分类情况。
综合这3项指标，对近10年来日本制铁新能
源汽车用硅钢公开的有开研究，司
后，分析出的心技术。
1)无方向性电磁钢板及方
US7922834B2)
此专利于2012年4月17日公开，提供了一
种涉及发电机、电动机(motor)等回转机的转子,
特别是电瓶车、
混合动力机动车的驱动电动机等
第1期孙竹：日本制铁新能源汽车用硅钢专利分析•45•
表3近10年日本制铁新能源汽车用硅钢重点专利分类
排名-被引证次数最多的专利家族规模最大的专利权利要求数量最多的专利专利号引号家模号求量
1US7922834B214CN101490294B19JP2017193731A23 2EP2278034A114JP5321764B218CN103415638A20 3US7922834B214WO2013024894A118HK1192593A120 4CN102007226A12PL2832882T319JP5321764B220 5US20110056592A112PL2278034T316US9512500B216 6WO2013146879A19WO2016175121A113HK1193849A116
有高效率要求的回转机的转子所使用的无方向性电磁钢板及其制造方法，具有优异的机械特性和磁特性。其特征在于，通过适当地控制再结晶部分的面积比率，从而成为残存有大量位错的钢组织，能够提高强度，因此能够成为机械特性和磁特性良好的无方向性电磁钢板。其化学成分(质量分数)如下：0.06%或更少的C；3.5%或更少的Si；0.05%或更多到3.0%的Mn,2.5%或更少的A1；0.30%或更少的P；0.04%或更少的S；
0.02%或更少的N；另外，通过规定Nb.Ti.Zr 和V的含量的上限，能够确保良好的表面形状。
2)高强度非取向电磁钢片和高强度无取向电磁钢板的制造方法(EP2278034A1)
此专利于2011年1月26日公开，提供了一种适合用作电动汽车用马达及电器设备用马达的铁心材料的高强度无方向性电磁钢板及其制造方法。其化学成分(质量分数)如下:C含量不低于0.002%或超过0.05%；Si含量不低于2.0%或超过4.0%；Mn含量不低于0.05'和超过1.0%；N含量小于0.002%或超过0.05%；Cu 含量不低于0.5'和超过3.0%，A1含量为3.0%或更小。拉伸试验的屈服强度为700MPa 以上，断裂伸长率为10%以上，涡流损耗W ei0/4(0 (W/kg)与钢板的板厚"(mm)的关系中，满足下式：=ei0/400$70"2。
3)无方向性电磁钢板及其制造方法(WO2013146879A1)
此专利于2013年10月3日公开，提供了一种铁损低、饱和磁通密度B s高并且生产率优良的无方向性电磁钢板及其制造方法，主要作为电气设备和混合动力车等的电动机的铁心使用。其化学成分(质量分数)如下：C：0.0001%以上且0.0040%以下，Si：超过3.0%且3.7'以下，sol.Al：0.3%以上且10%以下,Mn：0.5%以上且15%以下，Sn：0.005%以上且0.1%以下，Ti：0.0001%以上且0.0030'以下，S：0.0001%以上且0.0020%以下，N：0.0001%以上且0.003%以下，Ni：0.001%以上且0.2%以下，P：0.005%以上且0.05%以下，余量仅由Fe和杂质构成，在室温下电阻率p(60%—+cm、饱和磁通密度B(1.945T，上
述所含有的成分满足：3.5$w(Si)+(2/3)X w(sol.Al)+(1/5) X w(Mn)$4.25O
4)无方向性电磁钢板、其制造方法、马达铁心用层叠体及其制造方法(WO2013024894A1)此专利于2013年2月21日公开，提供了一种能够实现降低铁损和提高强度的无方向性电磁钢板及其制造方法。发明涉及一种无方向性电磁钢板，其中，将Ti、V、Zr、Nb、C的含量(质量分数)分别表示为[Ti*、[V*、[Z门、[Nb*、[C]时，用“Q=([Ti*/48+[V*/51+[Z门/91+[Nb*/93)/ (C*/12)”表示的参数Q的值为0.9〜1.1。金属组织的母相为铁素体相，金属组织不含有未再结晶组织。构成铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10〜200%m。在铁素体晶粒内，含有Ti、V、Zr 以及Nb中的至少一种元素的析出物，并以10个/%m3以上的密度存在。析出物的平均粒径为0.002〜0.2%m。
5)高强方性电磁钢(CN101490294B)
此专利于2011年4月6日公开，提供了一种在不牺牲发动机心的冲切加工和钢板制造中的成品率或生产率的情况下的屈服强度优良的无方向性电磁钢板，可作为高速旋转电动机用的铁心材料。在无方向性电磁钢板中，以质量分数计，含有C：0.01%〜0.05%、Si：2.0%〜4.0%、Mn：0.05%〜0.5%、A1：3.0%以下、Nb：0.01%〜0.05%、优选含有Ni：0.5%〜3.0%，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质,Mn和C的含量满足w([Mn])$06—10X w([C])，再结晶部分的面积率为50%以上，拉伸试验中的屈服强度为650 MPa以上，同时，制品板截面的平均结晶粒径为
・46・电工钢第3卷
40%m以下，制造过程中使用的热轧板的冲击试验中的转变温度为70°C以下。
6)无方向性电磁钢板(WO2016175121A1)
此专利于2016年4月21日公开，提供了一种提高金属Cu粒子析出的低铁损的无方向性电磁钢板，在维持良好的磁特性的状态下，实现高拉伸强度和高疲劳强度，可作为电动汽车等驱动马达、各种电气设备用马达的铁心材料所使用。
组织含有99.0%(面积)以上的不含未再结晶组织的铁素体粒，所述铁素体粒的平均结晶粒径为30〜180%m，所述铁素体粒在其内部含有个数密度为10000〜10000000个/%m3的金属Cu 粒子，所述铁素体粒内部的所述金属Cu粒子包含具有9R结构的析出粒子和具有bcc结构的析出粒子，所述具有9R结构的析出粒子具有相对于所述金属Cu粒子的所述个数密度为2%〜100%的个数密度，所述具有BCC结构的析出粒有属Cu粒的密
为0%〜98%的个数密度，所述铁素体粒内部的所述金属Cu粒子的平均粒径为2.0〜10.0nm。
3结论
1)新能源汽车用硅钢制造技术是近10年来日本制铁专利公开数量最多的技术领域，其技术研究方向主要集中在高强度、低铁损、高磁感等方面；新能源汽车用高强度无取向硅钢是近年来日
铁研的方。
2)近年来日本制铁在加大技术研发投入的同时，也更加重视市场的全球专利布局，其最主要的专利布局地分布在韩国、中国、欧洲、印度等国，专利数量分布较为平均。
3)日本制铁在新能源汽车用硅钢技术领域专利研发水平较高，专利最大被引证次数最多达到14次，最大专利家族规模达19个，最多权利要求数量达23项。
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