PBC—EV的開(kāi)發(fā)過(guò)程不僅僅是普通汽車(chē)的模型開(kāi)發(fā)，而是關(guān)注于汽車(chē)車(chē)身輕量化的優(yōu)化過(guò)程。車(chē)身結構的設計包含了先進(jìn)高強鋼的應用、制造技術(shù)、設計優(yōu)化以及CAE分析。在PBC—EV上先進(jìn)高強鋼是主要的輕量化材料，具有高延伸率的先進(jìn)高強鋼，如DP780、TRIP980和TWIP980等，主要用在吸收碰撞能量的部件；而超高強度鋼，如DP980、HPF2000和Duplex980等，主要用在減少對乘客和電池區域的撞擊。PBC—EV主要采用了超過(guò)65%的先進(jìn)高強鋼。因此，通過(guò)使用先進(jìn)高強鋼，車(chē)身重量達到218kg，車(chē)身重量減小了26.4%，約78kg。此外，鎂板由于其重量輕和NVH等優(yōu)點(diǎn)也被作為PBC—EV的可用材料之一。浦項的研究成果與國際鋼協(xié)的研究成果大部分相同，區別在于浦項在TWIP鋼的研制和生產(chǎn)方面處于領(lǐng)先地位，TWIP鋼使用比例占了大約10%（PBC—EV用鋼分布如圖1所示）。
為增加其強度和韌性，浦項還采用了兩種新的方法，即熱壓成型和多向軋制成型。與普通汽車(chē)相比，由該鋼種制造的汽車(chē)，溫室氣體排放可降低50%。鎂板采用溫成形的方式，同時(shí)傳統的沖壓、激光拼焊等加工方式也毫無(wú)疑問(wèn)被用在PBC—EV的制造過(guò)程中。
浦項的PBC—EV項目在設計評估中也考慮到加工成本，針對在白車(chē)身和零部件加工成本中使用成本分析，加工成本是估算使用不同加工工藝的所有車(chē)身結構部件成本。成本分析結果為白車(chē)身加工成本$1018。由于使用先進(jìn)高強鋼而實(shí)現汽車(chē)減重，減少了材料的成本，這將平衡由于加工費用帶來(lái)的總成本的增加。
浦項的PBC—EV項目也使用了生命周期評價(jià)。評價(jià)結果顯示，由于先進(jìn)高強鋼車(chē)身的使用使PBC—EV減重，CO2排放量顯著(zhù)減少，與對標燃料車(chē)和鋁制電動(dòng)車(chē)相比，分別減少48.9%、9.0%。
安賽樂(lè )米塔爾電動(dòng)汽車(chē)版S—inmotion。
安賽樂(lè )米塔爾自2010年起開(kāi)展了S—inmotion項目，旨在開(kāi)發(fā)一系列汽車(chē)用鋼解決方案，使汽車(chē)在不降低安全性的前提下更輕、排放量更小。S—inmotion包含steel（鋼鐵）、Savingweight（重量減輕）、Savingcosts（成本節約）、Sustainability（可持續性）、Safety（安全性）、Service（服務(wù)）、Strength（強度）和Solutions（解決方案）等8種含義。該項目是北美和歐洲聯(lián)合開(kāi)展的研發(fā)項目，有6家研究中心、600多名技術(shù)人員和工程師參與了該項目。先進(jìn)高強鋼在電動(dòng)汽車(chē)上證明了其輕量化方案新的價(jià)值。
安賽樂(lè )米塔爾的原S—inmotion項目在傳統燃油汽車(chē)身上具有減輕車(chē)身重量和底盤(pán)的巨大潛力。因此為滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)系列新的挑戰，安賽樂(lè )米塔爾開(kāi)發(fā)了電動(dòng)汽車(chē)S—inmotion選擇方案。該項目對車(chē)身重新設計，滿(mǎn)足了電動(dòng)汽車(chē)更大的動(dòng)力系統以及電池保護需求。先進(jìn)高強鋼在電動(dòng)汽車(chē)上得到了廣泛使用，其占車(chē)身重量比從原傳統燃油汽車(chē)的35%提高到了58%，車(chē)身減重30kg。
安米的S—inmotion項目的主要優(yōu)勢為：為車(chē)企提供電動(dòng)車(chē)方案；適應完全不同的動(dòng)力系統；在不增加重量的情況下對電池提供額外保護；保持沖撞性能；廣泛使用先進(jìn)高強鋼達到減重目的。
通過(guò)該項目和已經(jīng)驗證的選擇方案證明，先進(jìn)高強鋼的強度和輕量化滿(mǎn)足了汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展。該項目使用典型的奔馳C級轎車(chē)作為基準車(chē)，設計目標是通過(guò)使用已經(jīng)確定的原S—inmomion方案來(lái)改善基準車(chē)，創(chuàng )造新的電動(dòng)汽車(chē)解決方案。項目特別針對那些希望把原先傳統燃油汽車(chē)升級到電動(dòng)版的車(chē)企。
針對電動(dòng)汽車(chē)白車(chē)身使用了35%—58%（占車(chē)身重量）的先進(jìn)高強鋼，車(chē)身減重了30kg，減重比例達到11%。在電動(dòng)汽車(chē)S—inmotion設計方案中，為維護沖撞性能，有29個(gè)部件可以使用熱成型Usibor1500鋼，24個(gè)部件可以使用激光拼焊。
安米在轎車(chē)輕量化研究過(guò)程中充分利用了其自身生產(chǎn)的超高強度鋼，如DP鋼、馬氏體鋼及其他高品質(zhì)線(xiàn)材，尤其是其最具競爭的熱成形鋼Usiborl500P。在減輕車(chē)身重量并增加汽車(chē)安全性的同時(shí)還考慮到不增加汽車(chē)生產(chǎn)商的成本，因此對每項解決方案都進(jìn)行了成本分析。
分析結果
新能源汽車(chē)的輕量化是實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比于傳統汽車(chē)，新能源汽車(chē)對于輕量化技術(shù)的要求更為迫切。歐美等地區和國家的汽車(chē)制造商都在汽車(chē)輕量化項目上投入了大量的資源。國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)也積極致力為新能源汽車(chē)提供低成本的輕量化鋼鐵解決方案，浦項PBC—EV和安米S—inmotion，都是為新能源汽車(chē)設計開(kāi)發(fā)的項目，這些項目關(guān)注于汽車(chē)車(chē)身輕量化的優(yōu)化過(guò)程，車(chē)身結構的設計包含了先進(jìn)高強鋼的應用、制造技術(shù)、設計優(yōu)化、以及相關(guān)技術(shù)評估分析、成本和生命周期等分析。
從研究結果來(lái)看，一是顯示了鋼鐵材料在未來(lái)汽車(chē)尤其是電動(dòng)汽車(chē)上仍是首選材料；二是從具體鋼鐵材料來(lái)看，高強鋼，尤其是先進(jìn)高強鋼將是未來(lái)汽車(chē)車(chē)身的主要用材。從國際鋼協(xié)、安米、浦項對未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)用鋼研究來(lái)看，三者結果幾乎一致。具體來(lái)看國際鋼協(xié)對用鋼的級別更加具體，其超高強度鋼主要是DP鋼，占總用鋼量的l/3，TRIP鋼、HF鋼、CP鋼各占10%。浦項的研究結果也顯示：600MP級別以上超高強度汽車(chē)板的用材比重將占車(chē)身用材份額的50%，其中DP、TWIP、CP、HP四大類(lèi)鋼種的比重相差不大，都在10%上下。安賽樂(lè )米塔爾的研究結果雖然沒(méi)有用鋼比重，但表明了高強度汽車(chē)板、超高強度汽車(chē)板的使用依然是車(chē)身輕量化的主要材料。同時(shí)，國際鋼鐵協(xié)會(huì )、浦項以及安賽樂(lè )米塔爾也都分別對新能源汽車(chē)加工成本和生命周期評價(jià)進(jìn)行了評估對比。
綜上所述，新能源汽車(chē)發(fā)展已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉型升級的突破口，將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新，也是實(shí)現節能減排的可持續發(fā)展。這些無(wú)疑將加大鋼企在新能源汽車(chē)方面的研發(fā)力度。先進(jìn)鋼鐵企業(yè)都加速在新能源汽車(chē)用鋼方面的研發(fā)。由17家國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)參加的國際鋼協(xié)的FSV項目，研究水平代表了新能源汽車(chē)用鋼在安全性、輕量化、成本、材料全生命周期以及綠色制造方面的技術(shù)進(jìn)步，其中大量高強鋼和超高強鋼廣泛使用，高強度鋼板占整體的97.4%，一半在1000MPa以上，并結合了先進(jìn)的成形加工技術(shù)。浦項和安米針對新能源汽車(chē)的輕量化項目，通過(guò)綜合運用現代冶金學(xué)、材料科學(xué)與工程和計算機模擬技術(shù)等手段，在強度、剛度、抗沖撞和可成型等綜合性能方面的研究來(lái)滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化的要求。并從設計上考慮對整車(chē)結構優(yōu)化，與先進(jìn)成型制造技術(shù)相結合，創(chuàng )新的提供解決方案。
鋼鐵企業(yè)未來(lái)在新能源汽車(chē)用鋼方面，應用現代計算設計技術(shù)，使部件和整體結構更加優(yōu)化，通過(guò)在安全性、輕量化、成本、材料全生命周期以及綠色制造方面的技術(shù)進(jìn)步，為汽車(chē)企業(yè)提供整體解決方案，才能實(shí)現發(fā)展并不斷提高競爭力。