180
Блог «Automotive insights» Лучшие способы экономичного расширения линейки электромобилей
Docol® – автомобильная сталь

ЛУЧШИЕ СПОСОБЫ ЭКОНОМИЧНОГО РАСШИРЕНИЯ ЛИНЕЙКИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Насколько важна лёгкость конструкции для мобильности будущего?

Каковы лучшие решения для экономичного расширения линейки электромобилей? Этот аспект был рассмотрен в немецком городе Вюрцбург на саммите 2019 года по вопросам облегчённых конструкций. Недоумение вызвало утверждение о том, что в некоторых ситуациях наиболее экономичным способом расширить линейку электромобилей будет оптимизация электроники и электрической системы, а не уменьшение веса конструкции. Многие участники выразили свою обеспокоенность тем фактом, что инвестиции в электрические транспортные средства истощают финансовые и человеческие ресурсы в проектах по разработке легковесных решений.

Другие выводы саммита

  • Сфера проектирования электрических средств передвижения в значительной мере стимулирует тенденцию уменьшения веса автомобилей всех типов: электрических, гибридных и традиционных.
  • Несколько выступающих отметили, что в то время, когда актуальным стал поиск баланса между малым весом и экономической эффективностью, возрождается интерес к лёгким маркам стали. Добиться сокращения затрат за счёт уменьшения веса, сохранив при этом необходимые качества, помогут новые марки высокопрочной и сверхвысокопрочной стали.
  • Растущее понимание того, что рациональное позиционирование легковесных материалов (подходящий материал в соответствующем месте) является более прагматичным подходом, чем общая замена материалов на алюминий (как это было в случае Audi A8) или углепластик (BMW i3).

 

Docol на мероприятии Leichtbau-Gipfel

Следуя этому принципу, всё больше дальновидных производителей экспериментируют с использованием армированных природным волокном биоматериалов, что позволяет не только облегчить конструкцию автомобиля, но и уменьшить влияние на окружающую среду. Эксперты предсказывают, что производство армированных углеродным волокном материалов, по всей видимости, достигнет значительных объёмов, обусловив развитие рационально оправданных методов производства ранее считавшихся нетрадиционными материалов.

Новая техника проектирования с использованием гибридных материалов

Значение компонентов, изготовленных из гибридных материалов, возрастает в областях, где транспортные средства подвергаются сильным локализованным напряжениям. Volkswagen, к примеру, представил на саммите модель своего автомобиля E-Golf, где область порога двери и центральной стойки выполнена с использованием клеенной комбинации стеклопластика и секций из высокопрочной стали. По результатам краш-тестов усиленная таким образом область была на 50% лучше защищена от проникновения. Прибегнув к гибридным материалам, Volkswagen смог выполнить требования Программы оценки новых автомобилей (NCAP) в редакции 2015 года, увеличив вес конструкции менее чем на 200 грамм и оставив без изменения кузовные элементы и соответствующие производственные процессы.

Другой подход заключается в применении пеноматериалов. Этот вариант связан с более высокими затратами и требует тщательного анализа, начиная с ранних этапов процесса разработки. Однако в сочетании, например, с прогрессивной высокопрочной сталью, пеноматериал способен обеспечить необходимые характеристики при небольшой массе компонентов.

Оптимизация веса автомобильных компонентов с помощью компьютерного моделирования

Всё большее значение приобретают преимущества компьютерного моделирования с динамической имитацией компонентов из лёгких материалов. Таким образом можно с высокой точностью предсказать, например, результаты уменьшения толщины компонентов. На саммите некоторые докладчики представили проекты, в том числе позволяющие существенно сократить расход материала и добиться уменьшения затрат.

Наряду с компьютерным моделированием, важной инновацией является послойный синтез (или 3D-печать). С его помощью можно добиться не только создания сверхсложных форм, но и интеграции функций в автомобильные компоненты.

На многих презентациях можно было заметить целостное представление легковесных конструкций. К примеру, производственные затраты рассматривались вместе с экологическими аспектами: Какое воздействие оказывает компонент на окружающую среду в течение всего жизненного цикла, от добычи сырья до утилизации?

Ещё один пример целостного подхода – это оптимизация веса за рамками конструкции конкретных компонентов. Как и прежде, процесс оптимизации начинается с компьютерного проектирования конструкции компонента. Однако затем выполняется моделирование всего автомобиля, прогнозируются характеристики в условиях столкновения, рассчитываются производственные параметры и аспекты сборки, после этого проводится оценка влияния на окружающую среду.

Способна ли сталелитейная промышленность поддержать тенденции по уменьшению веса конструкций и сокращению выбросов CO2?

«В Вюрцбурге на саммите 2019 года по вопросам облегчённых конструкций было подтверждено, что компания SSAB, предлагая инновационные материалы и широкий спектр услуг, в полной мере отвечает тенденциям по оптимизации веса конструкций», – отмечает Томас Мюллер, директор по коммерческому развитию направления автомобильных материалов компании SSAB, который принял участие в этом мероприятии в качестве докладчика. Предлагая автомобильную сталь Docol®, компания SSAB играет важную роль в оптимизации веса транспортных средств. Функциональная ценность прогрессивной высокопрочной стали от SSAB обеспечивается не только механической и усталостной прочностью, но и превосходной пластичностью. Благодаря изготовлению только на одной производственной линии каждая марка прогрессивной высокопрочной стали отличается исключительным постоянством характеристик. Помимо стандартной линейки Docol® заказчикам предлагается специальная прогрессивная сталь высокой прочности.

Искренняя забота компании SSAB об окружающей среде характеризуется достаточным прагматизмом. Это связано с ожидаемым ужесточением нормативов в отношении выбросов CO2, в том числе, на этапе производства используемых компонентов. В настоящее время в процессе производства килограмма стали SSAB в окружение выбрасывается всего 2 килограмма CO2, что является одним из наиболее низких показателей во всём мире. В среднем в Европе этот показатель на 7% выше, в США – на 11%, в Китае и Индии – на 26% и 42% соответственно.

«Добившись выбросов на уровне двух килограмм CO2 на килограмм выплавленной стали, мы не собираемся останавливаться на достигнутом, – заявляет Томас Мюллер. – Наша цель сократить выбросы CO2 практически до нуля. В Швеции, в городе Лулео мы реализуем проект HYBRIT – экспериментальное производство, где для нагрева доменных печей будет использоваться водород вместо углеродных энергоносителей. Для получения водорода будут применяться имеющиеся и новые ветро- и гидрогенераторы.

SSAB планирует к 2045 году представить на рынке прогрессивную высокопрочную сталь Docol®, выплавленную без использования ископаемого сырья. Между тем, SSAB проводит эксперименты с применением биоуглерода и переведёт некоторые линии одного из своих заводов на электрическую энергию, исключив использование коксующего угля.

Процесс оптимизации веса электромобилей

В рамках процесса по оптимизации веса конструкций компания SSAB представила концепцию, которая обеспечивает дополнительную защиту аккумуляторной батареи электромобиля в случае столкновения. Преимущества защитного корпуса аккумуляторной батареи, выполненного из прогрессивной высокопрочной стали Docol®:

  • герметичность,
  • высокая надёжность,
  • эффективность и небольшой вес

 

«Корпус для аккумуляторной батареи электромобилей вызвал значительный интерес не только у немецких компаний, но и у китайских автопроизводителей, – делится информацией Томас Мюллер. –

Это пример того, что SSAB может предложить, приняв участие в начальных этапах проектирования. Для эффективной оптимизации веса и качеств конструкции важно своевременно начать сотрудничество. В зависимости от сферы применения, наши специалисты из научно-технического центра помогают автопроизводителям добиться вплоть до 50%-ного уменьшения веса компонентов».

Специалисты научно-технического центра Docol® помогают автопроизводителям в решении повседневных задач, консультируя по вопросам прогрессивной стали высокой прочности. При этом можно воспользоваться услугами по исследованию концепции и дизайна, провести расчёты и компьютерное моделирование (например, процесса формовки и поведения при столкновении), получить рекомендации по оснастке, конструкции инструмента и методах сварки прогрессивной высокопрочной стали.

В научно-техническом центре Docol® работают высококвалифицированные инженеры по компьютерному моделированию, дизайнеры, специалисты по сварке и формовке материалов. В их распоряжении имеется наиболее современная техника по формовке материалов и передовые программы компьютерного моделирования. Благодаря уникальному складу пробных материалов потенциальные заказчики имеют возможность самостоятельно убедиться в преимуществах стали SSAB на начальной стадии реализации проекта. Здесь в листах и рулонах хранятся многие марки прогрессивной высокопрочной стали Docol®, которые могут быть нарезаны и отправлены заказчику в течение двух недель (обычно через два рабочих дня). Такую комплексную, специализированную и быструю услугу, вероятно, не сможет предоставить никакой другой производитель прогрессивной высокопрочной стали.

Томас Мюллер
Томас Мюллер, директор по коммерческому развитию направления автомобильных материалов компании SSAB

Узнайте больше о проекте HybritОзнакомьтесь с автомобильной сталью Docol

Подпишитесь на наш бесплатный ежемесячный новостной бюллетень «Automotive Insights» с актуальными и тщательно подготовленными статьями, которые имеют прямое отношение к вашему бизнесу

Отправляя эту форму, Вы принимаете наше положение о конфиденциальности.