先进的高强度钢和优化设计生产高效车辆

Russ Balzer，世界汽车钢铁公司技术总监他和AZoM谈了关于CO的事₂以及使用先进的高强度钢和优化设计生产高效汽车的好处。

钢铁工业为许多不同的制造业提供原料。WorldAutoSteel在这方面做得如何?

WorldAutoSteel是世界钢铁协会(World Steel Association)的汽车集团，代表了世界21家薄板制造商。它们共同提供了当今世界大量的汽车用钢。WorldAutoSteel不营销或销售钢材;相反，我们的成员聚集在一个前所未有的竞争前合作，以展示和交流在汽车应用中使用高级高强度钢的好处。

有限公司₂在所有工业部门中，碳排放正变得越来越突出。为什么汽车工业在制造过程中考虑这些因素如此重要?

在车辆寿命的每个阶段都会产生废气。考虑到从地下开采矿石，将矿石加工成可用的汽车材料，制造汽车部件，组装成汽车，并在其使用寿命结束后将其回收，所有这些都会产生自己的排放。目前的监管框架只专注于车辆使用寿命内燃料燃烧过程中产生的排放，称为使用阶段或尾气排放。努力集中于实现这些规定。这可能导致意想不到的后果，即通过合并生产阶段温室气体(GHG)密集型解决方案来实现使用阶段监管，实际上增加或将排放转移到生命周期的另一个阶段。例如，下图显示了当车辆转向替代动力系统时所发生的情况。

去年秋天，WorldAutoSteel进行了一项新的汽车质量基准研究范式。研究的主要目的是什么？与CO相关的主要发现是什么₂排放吗?

本研究旨在深入了解生产模型车辆的轻量化现状。

该研究由爱达克国际公司(EDAG International, Inc.)进行，使用了大约200辆A2Mac1汽车拆卸数据库，并采用了基准分析方法。该方法使用统计回归分析来分离质量高效的设计并比较轻量化，正如唐纳德·马伦博士，密歇根大学和杰森·休斯在2015年4月的汽车工程学会世界大会上A2MAC1汽车基准测试的论文中所述。被认定为高效的构件结构在统计上要比其他相同尺寸、结构性能和材料的构件轻得多。对于高效钢，这可能是由于使用了先进的高强度钢和/或由于完全优化的设计。

根据马伦的说法，统计基准测试为基准测试过程打开了一个完整的当今车辆数据库。有了它，工程师可以确定更好、更现实的目标，节省时间和金钱。

研究结果让我们感到惊讶。研究发现，在当今道路上行驶的车辆中，不同钢构件的效率差异很大。在大小和功能相同的情况下，有些非常高效，有些非常笨重。它进一步揭示，当铝封闭组件，如门，保险杠，掀背，和遮阳板，比较非常高效。类似尺寸的钢组件，40%的质量节省目前接受的标准衡量铝轻量化能力，并没有接近达到。研究还表明，虽然使用铝可以在组件层面实现大规模节约，但在测量整个系统时，这种大规模节约就失去了。

利用最初研究的数据和质量估计模型，我们接下来调查了车身结构子系统中三大类材料使用的生命周期温室气体影响，这些材料使用在汽车基准数据(由全球基准公司A2Mac1提供)中得到了体现。以下是我们在数据库中对A/ b级车辆的材料使用情况进行了检查的三类:

1. 普通钢结构设计；
2. 高效的钢结构设计基于数据库中17种最有效的身体结构;
3. 一个有效铝设计，它源自最有效的铝结构。

生命周期评价案例研究的结果表明，铝车身结构虽然较轻，但在其整个生命周期内将导致温室气体排放量增加+1%。钢制车身结构将使温室气体排放量减少-1%。

什么是生命周期评估，为什么它如此重要?

生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)是一种考虑车辆整个生命周期的方法，从制造阶段(包括材料生产和车辆装配)到使用阶段(包括燃料生产和燃烧)，再到生命末期(EOL)阶段(包括生命末期处理和回收)。

目前世界各地的汽车排放法规都以减少汽车的温室气体排放为目标，但只关注尾气排放，这只是汽车实际生命周期影响的一部分(见图)。只强调排气管可能会带来意想不到的后果，即在车辆使用期间温室气体排放增加。例如，许多汽车制造商为了遵守日益严格的尾气排放法规，正在转向低密度材料，以努力减少质量。欧洲杯足球竞彩通过降低车辆的质量，就有可能减少燃料消耗，从而减少尾气排放。

然而，这些材料中的许多可能在其他生命周期阶段产欧洲杯足球竞彩生影响，这超过了在使用阶段可能获得的任何优势。这意味着，与减少汽车温室气体排放的既定目标相反，仅限排气管的法规可能会产生实际排放的意外后果增加温室气体的影响。这就是为什么WorldAutoSteel正在参与LCA工具和方法的开发，并鼓励在全球汽车排放法规的制定和实施中使用LCA。

对于汽车制造商来说，选择铝而不是高效钢有什么影响?

尽管目前的法规没有捕捉到这些潜在的意外后果，但对汽车制造商仍有影响。它是关于成本。基准研究表明，实现钢材的显著轻量化和设计优化是可能的。例如，数据库中一个高效的钢制保险杠，用于当前在路上行驶的车辆，其质量几乎与铝保险杠相同。

我们不确定，因为数据库没有提供材料化学，但我们只能假设，这种效率是通过设计优化和更高强度的钢实现的。我们认为这是钢铁尚未开发潜力的确凿证据。目前可获得的和正在为未来开发的等级能够胜任这项任务，而且在材料采购和重新加工制造设备的成本方面都比铝低。

1% Kg/CO是什么₂E的实际意思是什么?

1%看起来并不多。但考虑还不够600万的小型汽车(汽车类汽车质量基准的LCA研究)被转换为铝,你需要把东京的824.5平方英里,这房子首都人口在世界上最高,进入一片森林为了隔离产生的额外的有限公司₂E会被加入到环境中。

而且这种车的成本要高得多，这就是为什么你看不到铝制紧凑型汽车的原因。我想这就引出了一个问题:这值得吗?

如果全部都是CO₂使用高效钢的制造商排放更低，为什么一些汽车制造商选择铝代替?

为了达到非常严格的二氧化碳排放要求，汽车制造商正被迫做出艰难的决定。而且随着监管的不断迭代，它们变得越来越严格(参见图)。

他们正在努力寻找银弹，帮助他们达到他们必须达到的车队平均水平。因此，他们正在探索低密度轻量化材料，以及其他技术，如替代动力系统。所有这些都是为了满足消费者对越来越多汽车内容的需求。但请放心，钢铁行业正在尽最大努力，不仅是为了证明AHSS的使用，而且是为了使牌号商业化，以供应全球市场。欧洲杯足球竞彩

根据2014年Ducker研究，AHSS的需求到2025年将翻一番。事实已经证明，这一需求比预期高出10%。事实证明，汽车制造商正在讨论在他们的新车中使用先进的高强度钢。我们一直在追踪，很难跟上那些通过主要使用AHSS技术的新车型重新设计，实现了大规模减排量的汽车制造商的声明和声明。在我们的网站上可以看到:http://www.worldautosteel.org/why-steel/steel-muscle-in-new-vehicles/

你如何看待这个行业未来的发展？

许多汽车制造商已经将生命周期评估作为其汽车产品开发过程的一部分。他们正在利用它来实现环境效率。我们相信，一项允许他们自由查看整个车辆生命周期的法规将为地球带来更好的结果。正因为如此，我们正在与监管机构和学术界合作，帮助找到真正的解决方案。

我们的读者可以从哪里了解更多关于这对全球CO的影响₂排放?

我们的网站上有很多关于生命周期思考的资源，你可以在www.worldautosteel.org．从视频、信息图到技术案例研究，您可以了解很多使用汽车生命周期评估的优点。

关于Russ鲍尔泽

自2012年以来，Russ一直担任WorldAutoSteel的技术总监，这是一家服务于汽车市场的全球钢铁生产商联盟。作为技术总监，Russ管理各种工程项目，并在WorldAutoSteel使用和推广生命周期评估(LCA)的努力中承担战术和战略责任。Russ担任世界钢铁协会LCA专家组的世界汽车钢铁代表。