Överlägsna konstruktioner i stål för elbilssektorn

Text: www.automotivemanufacturingsolutions.com

Materialutvecklare och leverantörer försöker ständigt hitta nya sätt att skapa fördelar för sina kunder inom fordonsindustrin, särskilt när konkurrensen hårdnar inom elbilssektorn och nya modeller rullar in på marknaden i vågor. Stålspecialister har identifierat kostnadseffektiva, högpresterande lösningar för att säkerställa att deras produkter används av många tillverkare, men vilka är de viktigaste förbättringsområdena för elbilssektorn, och hur kan materialspecialister ge biltillverkare ett lyft?

Täcka in alla områden

”Prestanda-viktförhållandet är det viktigaste”, säger Robert Ström, Senior Design Specialist inom Automotive på SSAB, till AMS. ”Det är det förhållande som är viktigast att få rätt. För att övertyga biltillverkare att använda våra produkter måste vi helt enkelt erbjuda det bästa förhållandet. Därefter kan vi titta på andra områden som att sänka kostnaderna och även minska miljöpåverkan för att täcka in alla områden.”

Att maximera prestanda-viktförhållandet har alltid varit en prioritet för SSAB och har resulterat i tunnare, lättare och starkare stålsorter. Att hålla vikten nere och samtidigt säkerställa att materialet fungerar som avsett är en viktig fråga för elbilstillverkare, särskilt som kundernas förväntningar på nästa generations elbilar växer, både vad gäller räckvidd och prestanda.

Robert understryker vikten av SSABs breda portfölj av avancerade höghållfasta stål (AHSS) – alla noggrant utformade för att erbjuda bästa möjliga prestanda-viktförhållande. Han nämner också att SSAB erbjuder biltillverkare anpassade AHSS-stålsorter beroende på deras konstruktionsmål – en strategi som har blivit populär när tillverkarna utvecklar sina elbilsportföljer.

Utöver prestanda-viktförhållandet är kostnadseffektivitet en avgörande faktor för de material som används i elfordon. Jonas Adolfsson, chef för Business Development, Mobility på SSAB, förklarar att om priset hålls nere kommer europeiska biltillverkare att kunna konkurrera med de kinesiska tillverkare som snabbt lanserar nya elbilar på marknaden till lägre priser.

Jonas Adolfsson, Business Development, Mobility Manager, och Robert Ström, Senior Design Specialist, från SSAB.

Bilar blir generellt sett dyrare på grund av den avancerade teknik som finns i fordonen, så vi måste hitta sätt att spara pengar och se till att den tekniken kan inkluderas”, fortsätter Jonas Adolfsson. ”Elbilar måste bli billigare att tillverka, mer kostnadseffektiva att köpa och samtidigt ha bra prestanda, och stållösningar kan hjälpa till inom alla dessa områden.”

En annan viktig aspekt är säkerheten. Biltillverkare måste ta hänsyn till alla aspekter, och Jonas beskriver det som en komplicerad balansakt då elbilarnas konstruktioner utvecklas. Därför, betonar han, måste materialspecialister involveras tidigt i konstruktionsfasen.

Skydd av battericeller

”Arbetet som konstruktör kunde vara lite enahanda innan elbilarnas genombrott eftersom många av bilarna var likartade till utseende och känsla”, berättar Robert Ström. Nu däremot utvecklas fordonskonstruktionerna i många olika riktningar, och det gör det roligt att vara konstruktör eftersom det finns mycket att göra och man kan ha stor påverkan. Men det är också riktigt knepigt att hitta rätt lösningar till rätt fordon.”

Elbilarnas genombrott har också lett till nya utmaningar för Robert och hans team. Avsaknaden av motor i bilens främre del innebär till exempel att deformationszonerna på elbilar måste anpassas därefter. Viktfördelningen ändras eftersom de flesta tunga komponenter är koncentrerade till bilens golv där batteripaketet är placerat. Dessutom får inga föremål tränga in i battericellerna, så att skydda dem från alla håll är av stor vikt och samtidigt en svår uppgift, särskilt i samband med sidokollisioner.

Tillverkarna vill dessutom erbjuda elbilar med större räckvidd, högre prestanda och mer teknik för att leverera överlägsna användarupplevelser, så materialutvecklare måste reagera snabbt för att kunna erbjuda rätt lösningar för varje del av fordonet. Det enda sättet att lösa detta, säger Robert, är att vara involverad tidigt i konstruktionsfasen.

Som materialspecialister behöver vi vara med redan från början av ett elbilsprojekt”, betonar han. ”Det kan medföra stora fördelar när det gäller säkerhet, prestanda och kostnad. Vi är övertygade om att det är stål som har störst potential att tillhandahålla dessa fördelar. Och om vi kan hjälpa företag att hitta en förbättring inom något av dessa områden kommer de att ha en klar fördel när de går in på marknaden.”

Förbättra lönsamheten

Den senaste generationen elbilar är fyllda med elektronik, och att introducera denna nya teknik i kupén är inte bara lockande för konsumenten utan även ett smart drag för biltillverkaren. Detta eftersom biltillverkare nu hittar sätt att nå lönsamhet genom att erbjuda tjänster via inbyggd elektronik i fordonet – en ny intäktsmöjlighet. Robert förväntar sig att denna trend kommer att sprida sig inom hela branschen.

”Ett av de stora problemen för tillverkarna är bristande lönsamhet”, säger han. ”Enkelhet är viktigt just nu, och enkla konstruktioner hjälper till att hålla kostnaderna nere. Men detta kommer inte alltid att tilltala kunderna, så vi måste stödja ambitiös konstruktion med kostnadseffektiva stållösningar, exempelvis genom att använda rullformade profiler i martensitiska stål.

”Det finns många andra liknande områden som vi jobbar på.” Jonas håller med och indikerar att biltillverkare kan hitta ytterligare kostnadsbesparingar när materialspecialister som SSAB får möjlighet att studera fordonet i sin helhet, eftersom varje del kan ha inverkan på nästa. Detta kan också leda till förbättringar inom andra områden, till exempel minskade utsläpp i hela värdekedjan.

”Vi anser att stål tillhandahåller de bästa lösningarna för elbilar när det gäller kostnadseffektivitet och prestanda”, betonar han. ”Det finns så stor potential att uppfylla högt ställda mål, och SSAB är väl positionerat att hjälpa våra kunder när de tänjer på gränserna inom elbilsdesign.”