탄소 중립 차량을 위해서는 소재 측면에서 조기의 광범위한 협업이 필요합니다.

일반적인 개발 시간(콘셉트 단계에서부터 첫 번째 차량이 조립 라인을 벗어날 때까지)을 5년으로 볼 때, 탄소 중립 차량 완성 마감일을 맞추려면 아무리 늦어도 2025년에는 시작해야 합니다.

Volvo사의 다음 그래픽에서 볼 수 있듯이, 휘발유차를 배터리 전기차(BEV)로 전환한다면, 200,000 km를 주행했을 때 CO₂ 배출량을 절반 이상 줄일 수 있습니다. 이는 BEV를 재생 전기로 충전하는 경우에 해당합니다.

“그렇지만 BEV는 제조 및 재료 측면에서 여전히 24 톤의 CO₂ 를 배출합니다"라고 모빌리티 사업 개발부의 Jonas Adolfsson은 지적하고 있습니다. “그리고 이 재료의 17%는 철강입니다. 게다가 현재 기존의 차량용 철강의 경우 탄소 배출량은 2.4 kg CO₂e/kg steel에 달합니다.”

“지금 SSAB Zero™ 강재를 사용하거나 2026년도에 상용할 수 있는 SSAB Fossil-free™ 강재를 사용한다면 BEV 강재의 탄소 배출량을 CO₂e/kg steel로 낮출 수 있으며, 이는 기존강재 탄소 배출량 CO₂e 의 87%를 줄일 수 있다는 것을 뜻합니다"라고 Adolfsson은 말합니다.

“그렇지만 SSAB는 거기에서 멈추지 않습니다"라고 Adolfsson은 계속해서 말합니다. “우리는 예를 들어 합금 공급업체와 같은 당사의 업스트림 공급업체의 탈탄소화를 위해 부단히 노력하고 있습니다. 그때까지, 그리고 경량화를 위해서도, 차량 설계자들은 차체(BIW) 안전 구성품에 AHSS/UHSS 강재 사용을 최소화/최적화 하는 것이 유리합니다: 즉, 더 강한 강종을 더 얇게 사용해야 합니다."

전기아연 도금된 Docol^® 1400 MPa 마르텐사이트 강의 강대는 1.0 mm의 두께와 20 mm의 폭으로도 2800 kg를 들어올릴 수 있어, 얇은 UHSS 강재의 강도를 보여 주고 있습니다.

“SSAB의 Docol 1500M 강종은 제 첫 번째 프로젝트 중 하나에 사용되었습니다"라고 Shape Corp의 Brian Oxley는 말합니다. "우리는 형상의 혁신을 일으켜 새로운 범퍼 프로파일을 제작했습니다. 우리는 이 소재의 장점을 최대한 활용할 수 있도록 설계했습니다. 당사의 고객은 이 솔루션을 수용했으며, 오늘날 미국, EU, 멕시코 및 중국의 제조 시설에서 사용되고 있습니다." 고객 사례 전문 읽기: Docol^® 강재를 이용하여 Shape Corp.는 차체 구조 구성품들을 개선하였습니다.

강재 부품에서 탄소 발자국을 현격히 줄이기 위한 4단계

1. CO₂e 배출량이 낮은 강재로 시작합니다: SSAB Zero™ 강재 또는 SSAB Fossil-free™.
2. 경량(예: 더 얇은) 설계를 위해 부품을 최적화하여 재료 효율도를 극대화합니다.
3. 강종을 성형 공정에 맞게 신중하게 선택하여 (예: 미세 균열 등으로 인한) 스크랩을 줄여 재료 활용도를 극대화합니다.
4. 생산 시 에너지 소비를 줄입니다. 예를 들어 프레스 경화강 대신 냉간 성형 공정(예: 롤 성형)을 사용합니다.

“우리는 특히 강재의 강도가 계속해서 높아지고 있기 때문에, 롤 성형이 차체 제작에 있어 커다란 잠재력을 갖고 있다고 확신합니다"라고 Adolfsson은 말합니다. "롤 성형 공정은 명백히 재료 활용도가 매우 높습니다. 또한 롤 성형된 형상은 충돌 안전 성능이 매우 높고, 강성과 같은 다른 바람직한 속성들도 갖추게 됩니다."

롤 성형된 구성품과 같이 재료의 장점을 최대한 활용하려면AHSS/UHSS 제조업체와의 조기 협력이 필요합니다. 이는 귀사의 특정 모델에 대한 설계 목표를 달성하기 위해 협업하여 진행하는 경우, 모든 철강 부품 최적화 작업에도 동일하게 적용됩니다.

귀사의 차체 구성품을 위한 강재 공급업체와 함께, 설계 목표 뿐만 아니라 제조 현장의 생산 시설에 대한 현황과 계획에 따른 상황을 살펴 볼 수 있습니다. 

Adolfsson의 말에 따르면, "우리는 잘 알고 있습니다: 차량 설계란 기존의, 또는 앞으로의 성형 장비(예: 롤 성형)를 이용하여 예를 들어 무게와 충돌 성능, 강성 및 기타 속성들 사이에서 균형을 맞추는 식으로 최적의 솔루션을 찾기 위해 타협하는 프로젝트입니다. 세계 최대 AHSS/UHSS 공급업체로서 우리는 초고장력강 선택의 폭을 가장 넓게 제공할 뿐만 아니라, 특정 분류 내에서, 또는 심지어 특정 강도 내에서 가장 다양한 버전을 제공하고 있습니다.

동시 엔지니어링으로 "사일로" 폐해 제거

동시 엔지니어링이란 당연히 새로운 차량 설계를 시작하는 초기에 콘셉트/설계 엔지니어와 재료 엔지니어 및 제조 엔지니어를 한 자리에 모으는 것을 의미합니다. 이 세 부서 모두 AHSS 생산자에게 크게 의지해야 합니다. 차체 부품에 사용되는 특정 강재는 당연히 부품 설계와 제조에 영향을 미칩니다. 

“이러한 초기 협업을 통한 노력은 단순한 UHSS 강재 기술 지원을 뛰어넘습니다"라고 Adolfsson은 말합니다. “보유하고 있는(또는 곧 보유하게 될) 성형 장비들을 이용하여 구성품들의 속성을 최상으로 확보할 수 있도록 BIW 강재를 최대한 활용해야 합니다. SSAB의 지식 서비스 센터는 부품 형상 최적화, 성형 시뮬레이션, 용접 등등과 같은 분야를 심층적으로 연구합니다."

2014년에 Gestamp는 유럽 Toyota Yaris를 위해 새로운 전면 하부 컨트롤 암을 개발하고자 했습니다. 그렇지만 이 부품 개발에 필요한 강종이 아직 존재하지 않는다는 것이 곧 밝혀졌습니다. 이때 Gestamp는 SSAB에 연락하게 되었습니다. Gestamp와 SSAB는 장기적으로 협력하여 더욱 강하고 가벼운 자동차 미래를 만듭니다 읽기

탄소 중립 차량 개발

일찌감치 차량 콘셉트 단계에서부터 협업하는 것이 가장 효과적인 방법입니다. 그렇지만 우리는 귀사의 탄소 중립(또는 CO₂e가 매우 낮은) 차량 개발의 다른 모든 단계에서도 협업하겠습니다. 당사는 자동차 소재에 포함된 CO₂ 배출량 감축 노력에 동참하고 있으니 지금 바로 연락주시기 바랍니다.