Überlegene Konstruktionen mit Stahl für das Zeitalter der Elektromobilität

Text: www.automotivemanufacturingsolutions.com

Materialentwickler und Lieferanten untersuchen ständig Möglichkeiten, wie sie Autoherstellern Vorteile verschaffen können, insbesondere da sich der Wettbewerb im Sektor der Elektroautos intensiviert, während regelmäßig ganze Wellen an neuen Modellen auf den Markt kommen. Stahlexperten haben kostengünstige, leistungsstarke Lösungen ermittelt, um eine breite Anwendung ihrer Produkte zu sichern. Aber was sind die wichtigsten Verbesserungsbereiche für das Zeitalter der Elektromobilität, und wo können Materialexperten den Herstellern wirklich einen Vorteil bieten?

Alle Aspekte abdecken

„Ausschlaggebend ist das Verhältnis von Leistung zu Gewicht“, erklärt Robert Ström, Senior Design Specialist, Automotive, SSAB, gegenüber AMS. „Dies ist für uns der wichtigste Wert. Um Hersteller von der Anwendung unserer Produkte zu überzeugen, müssen wir dieses Verhältnis ganz einfach optimal gestalten. Danach können wir andere Bereiche wie die Senkung von Kosten und auch die Reduzierung der Umweltauswirkungen betrachten, um alle Aspekte abzudecken.“

Eine Maximierung des Verhältnisses von Leistung zu Gewicht hat für SSAB seit langem höchste Priorität. Das hat zu dünneren, leichteren und festeren Stahlgüten geführt. Das Gewicht unter Beibehaltung des erwarteten Verhaltens des Materials so niedrig wie möglich zu halten, ist ein zentraler Faktor auf dem Markt für Elektroautos – insbesondere da die Erwartungen der Kunden an die Elektroautos der nächsten Generation wachsen, sowohl was die Reichweite als auch die Leistung betrifft.

Ström hebt das große Portfolio von SSAB bei extra- und ultrahochfesten Stählen hervor, die alle sorgfältig entwickelt wurden, um das bestmögliche Verhältnis von Leistung zu Gewicht zu bieten. Er erwähnt auch, dass SSAB kundenangepasste extra- und ultrahochfeste Stähle für Hersteller entsprechend ihrer Konstruktionsziele bereitstellt – eine Strategie, die unter Herstellern bei der Entwicklung ihrer Elektroautos großer Beliebtheit erfreut.

Neben dem Verhältnis von Leistung zu Gewicht ist die Kosteneffizienz ein weiterer zentraler Faktor bei Materialien, die in Elektroautos zum Einsatz kommen. Jonas Adolfsson, Business Development, Mobility Manager bei SSAB, erklärt, dass europäische Autohersteller, wenn sie die Kosten im Zaum halten, mit den Herstellern aus China konkurrieren könnten, obwohl diese derzeit sehr schnell neue Elektroautos zu günstigeren Preisen auf den Markt bringen.

Jonas Adolfsson, Business Development, Mobility Manager, und Robert Ström, Senior Design Specialist, von SSAB.

Die Autos werden wegen der fortschrittlichen Technik, die in ihnen verbaut ist, zunehmend teurer, weshalb wir Wege finden müssen, um Geld zu sparen und dennoch gewährleisten zu können, dass diese Technik integriert werden kann“, erklärt Adolfsson. „Elektroautos müssen kostengünstiger gestaltet werden, damit sie billiger angeboten werden können, und zugleich eine hohe Leistung bieten. Stahllösungen können hier weiterhelfen.“

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Sicherheit. Die Autohersteller müssen dafür sorgen, dass alle Faktoren berücksichtigt werden. Adolfsson beschreibt die Weiterentwicklung der Konstruktion von Elektroautos als schwierigen Balanceakt. Das würde dazu führen, dass Materialexperten schon früh in der Konstruktionsphase einbezogen werden müssten, unterstreicht er.

Schutz für die Zellen

„Vor Einbruch des Zeitalters der Elektroautos war ich als Konstrukteur etwas gelangweilt, weil viele der Autos auf dem Markt so gleichförmig aussahen“, erinnert sich Ström. „Doch jetzt verlaufen die Fahrzeugkonstruktionen in sehr unterschiedliche Richtungen, was die Sache für die Konstrukteure interessant macht, weil so viel zu tun ist und man wirklich etwas bewirken kann. Zugleich ist es recht schwierig, die richtigen Lösungen für das richtige Fahrzeug zu ermitteln.“

Das Zeitalter der Elektromobilität hat auch für Ström und sein Team neue Herausforderungen geschaffen. Zum Beispiel bedeutet das Fehlen des Motors an Fahrzeugvorderseite, dass die Knautschzonen bei Elektroautos entsprechend angepasst werden mussten. Die Gewichtsverteilung ändert sich, da die meisten schweren Komponenten im Boden des Fahrzeugs versammelt sind, wo sich das Batteriepack befindet. Darüber hinaus darf es kein Eindringen in die Batteriezellen geben, weshalb ihr Schutz auf allen Seiten äußerst wichtig ist. Dies verursacht besondere Schwierigkeiten beim Seitenaufprall.

Da die Autohersteller zudem Elektroautos mit größeren Reichweiten, einer größeren Leistung und mehr Technologien für ein besseres Nutzererlebnis anbieten möchten, müssen die Materialentwickler rasch reagieren, um die richtigen Lösungen für jedes Bauteil des Fahrzeugs anzubieten. Laut Ström geht das nur, wenn sie früh in der Konstruktionsphase einbezogen werden.

„Als Materialexperten müssen wir unbedingt schon zu Beginn eines Elektroautoprojekts beteiligt werden“, unterstreicht er. „Das kann beträchtliche Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Leistung und Kosten bieten. Wir sind überzeut, dass Stahl das beste Potenzial hat, um diese Vorteile zu erzielen. Und wenn wir einem Hersteller helfen können, eine Verbesserung in einem dieser Bereiche zu identifizieren, dann bekommt er einen klaren Vorteil, wenn er das Fahrzeug auf den Markt bringt.“

Gewinnprobleme reduzieren

Die jüngste Generation der Elektroautos auf dem Markt ist vollgepackt mit Technologie. Die Einführung dieser neuen Technologien im Innenraum spricht nicht nur die Verbraucher an, sondern ist auch für die Hersteller sinnvoll. Der Grund hierfür ist, dass die Autohersteller jetzt neue Wege finden, um Gewinne durch das Angebot von Services durch Technologien im Fahrzeug zu erzielen – eine neue Einnahmequelle. Ström erwartet, dass dieser Trend einen Dominoeffekt in der gesamten Branche auslösen wird.

„Eines der großen Probleme ist, dass die Hersteller nicht genug Gewinne erzielen“, bemerkt er. „Einfachheit ist gerade sehr wichtig und einfache Konstruktionen tragen dazu bei, die Kosten im Zaum zu halten. Doch das ist nicht immer ansprechend für den Kunden. Deshalb müssen wir ehrgeizige Konstruktionen mit kostengünstigen Stahllösungen unterstützen, etwa indem wir rollumgeformte Profile aus martensitischen Stählen verwenden.“

„Es gibt viele weitere Bereiche wie diesen, an denen wir gerade arbeiten.“ Adolfsson stimmt zu und meint, dass die Autohersteller weitere Kosteneinsparungen erzielen könnten, wenn Materialexperten wie SSAB das komplette Fahrzeug als Ganzes in den Blick nehmen würden, da jedes Element eine Auswirkung auf das nächste haben könnte. Dies könnte auch zu Verbesserungen in anderen Bereichen führen, etwa zur Senkung von Emissionen in der ganzen Wertschöpfungskette.

„Wir sind überzeugt, dass Stahl die besten Lösungen für Kosteneffizienz und Leistung im Zeitalter der Elektromobilität bietet“, unterstreicht er. „Es gibt so viel Potenzial, um die großen Ziele zu erreichen, und SSAB ist gut aufgestellt, um unseren Kunden dabei zu helfen, die Grenzen bei der Konstruktion von Elektroautos weiter zu verschieben.“