SSAB推出用于材料选择的“电动汽车成功指数”

文本：Michael Nash，www.automotivemanufacturingsolutions.com

汽车设计师面临着众多潜在的技术和解决方案，他们必须做出关键的抉择，以确定在新型电动汽车 (EV) 中使用哪些材料。为了帮助作出这些决策，SSAB的专家团队开发了“电动汽车成功指数”——该指标根据性能、成本、重量和环境影响对材料解决方案进行综合评估 他们还着重强调了性能重量比的重要性，并建议在设计初期就采用成本效益高的解决方案，指出钢材是实现这一目标的关键推动因素。

巨大的二氧化碳挑战

“移动出行行业已制定了雄心勃勃的目标，以实现碳中和。”SSAB移动出行业务拓展经理Jonas Adolfsson指出：“作为一家公司，SSAB的目标是到2045年实现碳中和。我们在此过程中制定了各种目标，使用更多低排放材料并通过再生材料提高循环利用率。所有这些举措对应对气候变化至关重要。”

实现碳中和将成为整车制造商、材料专家以及各级供应商共同面临的关键挑战。Adolfsson认为，汽车研发步伐缓慢阻碍了汽车行业减少碳排放的进程，并强调汽车制造商需要加快研发速度。中国整车制造商已采取这一策略，其中许多企业正在快速扩充其电动汽车产品线。

“研发汽车和新材料需要时间，但我们不能干等着，”Adolfsson强调说：“我们都知道，我们需要从现在就开始踏上实现碳中和的征程，并大幅减少排放。”

平均每辆汽车在其整个生命周期内（包括原材料采购、生产和使用阶段）排放约60吨二氧化碳。Adolfsson继续说，其中大部分来自汽车尾气排放。因此，他表示，合乎逻辑的一步是让全球汽车全面实现电动化。之后，重点转向生产阶段和与材料相关的排放。

电池中使用的稀土材料和铝是二氧化碳排放的第二大因素，其次是钢铁。Adolfsson证实，目前市场上每辆新车平均需要用到约900公斤钢材，根据生产方式的不同，生产这辆新车将排放约1.8吨二氧化碳。虽然这可以直接通过对比其他材料的排放量来衡量，但在计算电动汽车成功指数时必须考虑其他因素。

权衡各项因素比率

改变钢铁生产方法可以减少大量二氧化碳排放。例如，SSAB的零排放钢在生产过程中使用回收钢和非化石能源，与传统的现代高炉炼钢相比，二氧化碳排放量减少了约70%。虽然这是一个重大的进步，但SSAB汽车高级设计专家Robert Ström解释说，制定电动汽车成功指数需要考虑多种因素。

“我们在材料方面的选择对电动汽车的生命周期排放有重大影响。”他表示赞同：“指数的好处是它为我们提供了一个整体指标来进行比较，但这一整体指标实则由众多细分指标构成。

例如，我们必须考虑的一个明显因素就是成本。但另一个关键数据是性能重量比。”

Ström承认，目前市场上的大多数电动汽车与内燃机汽车相比仍然相对昂贵。然而，随着更多车型进入市场以及技术的进步，价格正在缓慢但稳步地下降。至于性能重量比，Ström指出，这是SSAB这类材料专家主要关切的问题，因为正在开发其他解决方案的公司将试图使用这一指标来与钢铁供应商竞争。

“性能重量比始终很重要，因为如果性能不好，整车制造商就不会感兴趣，”他断言道：“就性能重量比而言，最好的材料是碳纤维增强塑料（CFRP），但由于其不可回收且成本高，这种材料不太可能出现在大批量量产汽车中。因此，钢材需要与铝竞争，铝也具有非常好的性能重量比。”

超高强度钢的使用使得供应商能够减轻车辆的重量。辊压成型的超高强度钢具有令人印象深刻的性能重量比，并且如果采用正确的设计，其重量可以与铝一样轻。生产工艺完全可以兼顾环保与成本效益——这是其相较于昂贵铝材的两大优势，Ström说道。在制定电动汽车成功指数时必须考虑所有这些因素，以便全面了解设计和生产电动汽车时应选择的最佳材料。

零废弃，零浪费

汽车行业实现碳中和的目标对于汽车制造商和供应商来说无疑都是一个巨大的挑战。他们可能需要利用尚未广泛应用的二氧化碳减排方法，其中一些方法可能会被证明是非传统的。

Adolfsson强调，回收利用与循环经济的重要性日益凸显，并认为钢铁供应商可能会加大相关技术和工艺的投资力度，以推动这些领域的发展。目前已有多家公司专门从事汽车生产材料的回收利用，但他认为，所有相关公司必须共同努力，形成闭环，减少对原生原材料的依赖。

另一个需要改进的领域是整车总重量的设计和计算，以及生产高质量零部件实际需要多少材料。通过消除不必要的质量，可以减轻更多重量并降低能耗，从而减少二氧化碳排放量。

最后，也许最具前景的解决方案，可能是在所有制造和生产过程中转向清洁可再生能源。“我们正努力推动将整个能源系统从化石燃料和二氧化碳排放转向清洁电力。”Adolfsson表示：“这是一个需要谨慎把握的过程，因为我们需要在生产能力和经济收益之间保持平衡。但归根结底，我们是在经营一家企业，是产业链中的一环。我认为我们履行自身职责至关重要，同时也希望产业链中的其他参与者能具备信心与能力各司其职，因为若想实现移动出行行业的碳中和，彼此协作缺一不可。通过合作和共同努力，我们将能够创造可持续的未来。”

来自SSAB的Jonas Adolfsson，移动出行业务拓展经理和Robert Ström，高级设计专家。