Welches Elektrofahrzeug trägt Stahl am besten, Cybertruck oder E

Mit Unterstützung der globalen Stahlindustrie ist das bescheidene Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge bereit für seine Mobility-as-as-Service-Nahaufnahme.

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Der mit Spannung erwartete Cybertruck aus Edelstahl von Tesla wurde Anfang dieser Woche in freier Wildbahn gesichtet und versetzte die Intertubes in ihre übliche Aufregung über alles, was mit dem US-amerikanischen Elektrofahrzeughersteller zu tun hat. Bei all der Aufregung wird ein weiteres Beispiel für Innovationen im Bereich Elektroautos übersehen: das vollautonome Level 5 Ride-Sharing-Elektrofahrzeug E-Motive, ein Konzeptprojekt der World Steel Association.

Das Motiv hinter dem E-Motiv ist ziemlich klar. Stahlakteure lieferten sich einen Nahkampf mit Aluminium und anderen Leichtbaumaterialien für die Automobilindustrie, wobei der Preis ein Vorsprung auf dem explodierenden Markt für Elektrofahrzeuge war.

Als die Revolution der Elektrofahrzeuge Anfang der 2000er Jahre begann, schien Aluminium im Vorteil zu sein. Unter anderem sind Tesla und Ford auf den Al-Zug aufgesprungen.

Die Teileerleichterung galt damals als vorrangig. Die Batteriereichweite war Anfang der 2000er Jahre relativ begrenzt und ein leichteres Auto konnte mit einer einzigen Ladung mehr Kilometer zurücklegen. Da es jedoch kein kostenloses Mittagessen gibt, können sich Aluminium und andere relativ teure Leichtbaumaterialien auf die Gesamtkosten eines Elektrofahrzeugs auswirken.

Das Gewichtsproblem begann 2018 zu verschwinden, als Verbesserungen bei der Batteriereichweite dazu beitrugen, das Interesse an Stahl wiederzubeleben. In einem Bericht aus diesem Jahr stellte Reuters-Reporter Eric Onstadt fest, dass Aluminium „als Schlüssel zum Ausgleich des Batteriegewichts angesehen wurde, um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, was für eine höhere Verbraucherakzeptanz von entscheidender Bedeutung ist.“

„Aber da Hersteller batteriebetriebener Autos versuchen, mit günstigeren Fahrzeugen größere Märkte zu erschließen – und technologische Entwicklungen bei Batterien und Komponenten zu nutzen –, setzen viele zunehmend auf Stahl, um Kosten zu senken“, fügte Onstadt hinzu.

Trotz des Kostenvorteils hat die Stahlindustrie alle Hände voll zu tun. Der Kampf um einen Anteil am Markt für Automobilmaterialien wird an verschiedenen Fronten geführt, und Aluminium ist nur ein Teil des Bildes. In einem Bericht aus dem Jahr 2020 listete das Center for Automotive Research neue kostengünstige Kohlenstofffasern, nanotechnisch hergestellte Verbundwerkstoffe und neue Herstellungsverfahren als Treiber des Marktes für alternative Materialien auf.

Das Steel E-Motive ist ein Demonstrationsprojekt, das darauf abzielt, die Vorteile von Stahl beim Design von Elektrofahrzeugen zu demonstrieren. Das Projekt, das bereits 2021 von CleanTechnica entdeckt wurde, ist eine Zusammenarbeit zwischen der World Steel Association und dem globalen Ingenieurbüro Ricardo unter dem Dach von WorldAutoSteel.

Das E-Motive-Projekt konzentriert sich speziell auf Mobility-as-a-Service (MaaS)-Mitfahrgelegenheiten für den städtischen und außerstädtischen Einsatz und nicht auf Pickup-Trucks, SUVs oder andere beliebte Produkte auf dem Markt für Elektrofahrzeuge.

Diese Entscheidung wurde im Hinblick auf langfristige globale Verkehrspolitik getroffen. Gemeinsam genutzte Fahrzeuge erfüllen nicht nur die steigende Nachfrage nach Mitfahrgelegenheiten, sondern schonen auch Ressourcen und tragen dazu bei, dass Städte und andere stark frequentierte Gemeinden nicht von einem immer größeren Strom individueller und genutzter Fahrzeuge überschwemmt werden. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass der Bau neuer Straßen, Brücken und Tunnel vermieden werden kann.

Was das Geldverdienen angeht, veröffentlichte MarketsandResearch letzten Monat einen neuen Bericht, der das Wachstum im globalen MaaS-Markt beschreibt. Wie das Unternehmen zusammenfasst, wurde der MaaS-Markt im Jahr 2021 auf 3,3 Milliarden US-Dollar und im Jahr 2022 auf 4,36 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird bis 2030 voraussichtlich 53,81 Milliarden US-Dollar erreichen, was teilweise auf Urbanisierungstrends zurückzuführen ist.

„Eine tickende Uhr treibt die Strategie voran, denn das Zeitfenster für wirksame Maßnahmen gegen den Klimawandel schließt sich und die Regierungen beginnen (endlich) Maßnahmen zu ergreifen.“ „Das E-Motive ist also auf umsetzbare Technologien ausgelegt, die bis 2030 in großem Maßstab verfügbar sein werden“, stellte CleanTechnica 2021 fest. „Für WorldAutoSteel bedeutet das Stahl und noch mehr Stahl.“

„Der Stahl wird es dem Ingenieurteam ermöglichen, die Betriebs-, Sicherheits- und Umweltanforderungen von Mobility-as-a-Service zu erfüllen: Seine Festigkeit und Formbarkeit unterstützt beispielsweise ein einzigartiges, deckelloses und integriertes Batteriegehäuse mit geringer Höhe und einen Innenraum mit flachem Boden – was trägt auch zu einer besseren Zugänglichkeit bei“, erklärte WorldAutoSteel in einer Pressemitteilung.

Wenn Ihnen das mit dem integrierten Batteriefach aufgefallen ist, ist das ein wichtiger Teil des E-Motive-Bildes. Im Gegensatz zum Akku selbst findet das Gehäuse in den allgemeinen Medien kaum Beachtung. Dennoch ist es wichtig. „Ob man sie Packs, Boxen oder Trays nennt, die Strukturen, die die Batteriezellen von Elektrofahrzeugen umhüllen und schützen, und ihre unterstützende elektrische und thermische Management-Hardware gehören zu den obersten Subsystemprioritäten der Branche“, stellte SAE International in einem aktuellen Technologiebericht fest.

Unter anderen Highlights demonstriert das E-Motive-Projekt die Verwendung von Advanced High-Strength Steel (AHSS) in Batteriegehäusen von Elektrofahrzeugen, auch Verpackungen genannt.

Owain Davies von Ricardo, Leiter der Steel E-Motive Vehicle Architecture, erläuterte letztes Jahr in einem Blogbeitrag den AHSS-Aspekt.

„AHSS-Lösungen für die Verpackung von Hochspannungsbatterien minimieren die Verformung des Batteriegehäusevolumens, schützen die Module und die Leistungselektronik vor Schäden und verringern das Risiko eines thermischen Durchgehens, indem sie eine bessere thermische Eindämmung bieten“, schrieb Davies. „Darüber hinaus ermöglicht uns der Einsatz von AHSS ein höheres Maß an Flexibilität bei Entscheidungen zum Batteriedesign rund um die einzigartige Fahrzeugarchitektur für autonome MaaS-Anwendungen (Mobility-as-a-Service).“

Auf der E-Motive-Website gehen wir noch detaillierter darauf ein und weisen darauf hin, dass herkömmliche Batteriepakete in der Regel so konzipiert sind, dass sie umgedreht und im Fahrzeug in einem Trägerrahmen aufgehängt werden. Im Gegensatz dazu ist das E-Motive-Batteriepaket für die Befestigung an strukturellen Querträgern konzipiert, wobei der Boden des Fahrzeugs die obere Abdeckung bildet. Eine dreifache AHSS-Hülle dichtet den Boden ab und schützt vor Schmutz. „Diese Effizienzsteigerungen führen zu 37 % Masseneinsparungen (-27 % weniger Kosten) und können für eine effiziente Fahrzeugintegration offline montiert werden“, stellt WorldAutoSteel fest.

„Dieses Design ist außerdem viel steifer und steifer und erreicht die Zielwerte für Lärm, Vibration und Härte“, fügen sie hinzu.

Am 1. August stellte WorldAutoSteel ein Update zum Elektrofahrzeugprojekt E-Motive mit zusätzlichen Hinweisen und Leistungsmessungen bereit. Die Organisation stellte zwei virtuelle E-Motive-Konzepte vor, deren Einsatz bis 2030 geplant ist: der viersitzige SEM1 und der sechssitzige SEM2, die beide für autonomes Fahren der Stufe 5 ohne Lenkrad- oder Pedalunterstützung ausgestattet sind.

Ausführliche Informationen finden Sie auf der Steel E-Motive-Website. Für diejenigen unter Ihnen, die viel unterwegs sind: WorldAutoSteel betont, dass ein Netto-Null-Emissionen-Ziel Teil des Plans ist. Derzeit geben sie eine Reduzierung der Kohlendioxidemissionen über den gesamten Lebenszyklus von etwa 86 % an.

WorldAutoSteel weist außerdem darauf hin, dass das E-Motive das erste autonome Fahrzeug der Welt ist, das so konstruiert ist, dass es die vom Insurance Institute for Highway Safety festgelegten Unfallsicherheitsstandards erfüllt, die teilweise durch AHSS ermöglicht werden.

Zusätzlich zu den Einsparungen beim Batteriepaket können weitere Kosten eingespart werden, wenn der E-Motive als Lieferwagen für den Transport von Gütern genutzt wird, wenn er nicht gerade mit der Beförderung menschlicher Passagiere beschäftigt ist. Es könnten auch Skaleneffekte zum Tragen kommen, da das Projekt eine Fertigung in großen Stückzahlen vorsieht.

Zu den Innovationen, die sich direkt auf die Verwendung von Stahl beziehen, gehört der Verzicht auf die B-Säule, die normalerweise direkt hinter den Sitzen in der ersten Reihe zu findende vertikale Stütze, zugunsten einer „virtuellen B-Säule“, die in die Tür eingebettet ist. Dies ermöglicht eine größere zentrale Öffnung mit ausreichend Platz für den Zugang, auch für Menschen mit Behinderungen oder für Fracht.

Wenn das E-Motiv selbst nicht auf den Markt kommt, ist das auch Teil des Plans. Gerne können auch andere Hersteller von Elektrofahrzeugen die Scherben abholen.

„Start-ups und Fahrzeughersteller können von ausgereiften Konzepten profitieren, die sowohl die Kosten als auch die Markteinführungszeit erheblich reduzieren können“, erklärte George Coates, der den Posten des technischen Direktors bei WorldAutoSteel innehat.

Was Cybertruck betrifft, so ist das emissionsfreie Pickup-Truck-Schiff möglicherweise bereits zusammen mit dem Ford Lightning unterwegs. Es stellt sich auch das Problem, Edelstahl als Verkaufsargument für ein Elektrofahrzeug oder jedes andere Auto darzustellen. Wenn Sie dazu eine Meinung haben, hinterlassen Sie uns eine Nachricht im Kommentarthread.

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Bild (zur besseren Sichtbarkeit getönt und geschärft): Neues Design für das Batteriegehäuse des Elektrofahrzeugs, mit freundlicher Genehmigung von WorldAutoSteel.

Tina ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, fortschrittliche Technologie, neue Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserfragen. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @TinaMCasey und Spoutible.

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