PBC—EV的開發(fā)過程不僅僅是普通汽車的模型開發(fā)，而是關(guān)注于汽車車身輕量化的優(yōu)化過程。車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計包含了先進(jìn)高強鋼的應(yīng)用、制造技術(shù)、設(shè)計優(yōu)化以及CAE分析。在PBC—EV上先進(jìn)高強鋼是主要的輕量化材料，具有高延伸率的先進(jìn)高強鋼，如DP780、TRIP980和TWIP980等，主要用在吸收碰撞能量的部件；而超高強度鋼，如DP980、HPF2000和Duplex980等，主要用在減少對乘客和電池區(qū)域的撞擊。PBC—EV主要采用了超過65%的先進(jìn)高強鋼。因此，通過使用先進(jìn)高強鋼，車身重量達(dá)到218kg，車身重量減小了26.4%，約78kg。此外，鎂板由于其重量輕和NVH等優(yōu)點也被作為PBC—EV的可用材料之一。浦項的研究成果與國際鋼協(xié)的研究成果大部分相同，區(qū)別在于浦項在TWIP鋼的研制和生產(chǎn)方面處于領(lǐng)先地位，TWIP鋼使用比例占了大約10%（PBC—EV用鋼分布如圖1所示）。
為增加其強度和韌性，浦項還采用了兩種新的方法，即熱壓成型和多向軋制成型。與普通汽車相比，由該鋼種制造的汽車，溫室氣體排放可降低50%。鎂板采用溫成形的方式，同時傳統(tǒng)的沖壓、激光拼焊等加工方式也毫無疑問被用在PBC—EV的制造過程中。
浦項的PBC—EV項目在設(shè)計評估中也考慮到加工成本，針對在白車身和零部件加工成本中使用成本分析，加工成本是估算使用不同加工工藝的所有車身結(jié)構(gòu)部件成本。成本分析結(jié)果為白車身加工成本$1018。由于使用先進(jìn)高強鋼而實現(xiàn)汽車減重，減少了材料的成本，這將平衡由于加工費用帶來的總成本的增加。
浦項的PBC—EV項目也使用了生命周期評價。評價結(jié)果顯示，由于先進(jìn)高強鋼車身的使用使PBC—EV減重，CO2排放量顯著減少，與對標(biāo)燃料車和鋁制電動車相比，分別減少48.9%、9.0%。
安賽樂米塔爾電動汽車版S—inmotion。
安賽樂米塔爾自2010年起開展了S—inmotion項目，旨在開發(fā)一系列汽車用鋼解決方案，使汽車在不降低安全性的前提下更輕、排放量更小。S—inmotion包含steel（鋼鐵）、Savingweight（重量減輕）、Savingcosts（成本節(jié)約）、Sustainability（可持續(xù)性）、Safety（安全性）、Service（服務(wù)）、Strength（強度）和Solutions（解決方案）等8種含義。該項目是北美和歐洲聯(lián)合開展的研發(fā)項目，有6家研究中心、600多名技術(shù)人員和工程師參與了該項目。先進(jìn)高強鋼在電動汽車上證明了其輕量化方案新的價值。
安賽樂米塔爾的原S—inmotion項目在傳統(tǒng)燃油汽車身上具有減輕車身重量和底盤的巨大潛力。因此為滿足電動汽車系列新的挑戰(zhàn)，安賽樂米塔爾開發(fā)了電動汽車S—inmotion選擇方案。該項目對車身重新設(shè)計，滿足了電動汽車更大的動力系統(tǒng)以及電池保護(hù)需求。先進(jìn)高強鋼在電動汽車上得到了廣泛使用，其占車身重量比從原傳統(tǒng)燃油汽車的35%提高到了58%，車身減重30kg。
安米的S—inmotion項目的主要優(yōu)勢為：為車企提供電動車方案；適應(yīng)完全不同的動力系統(tǒng)；在不增加重量的情況下對電池提供額外保護(hù)；保持沖撞性能；廣泛使用先進(jìn)高強鋼達(dá)到減重目的。
通過該項目和已經(jīng)驗證的選擇方案證明，先進(jìn)高強鋼的強度和輕量化滿足了汽車的未來發(fā)展。該項目使用典型的奔馳C級轎車作為基準(zhǔn)車，設(shè)計目標(biāo)是通過使用已經(jīng)確定的原S—inmomion方案來改善基準(zhǔn)車，創(chuàng)造新的電動汽車解決方案。項目特別針對那些希望把原先傳統(tǒng)燃油汽車升級到電動版的車企。
針對電動汽車白車身使用了35%—58%（占車身重量）的先進(jìn)高強鋼，車身減重了30kg，減重比例達(dá)到11%。在電動汽車S—inmotion設(shè)計方案中，為維護(hù)沖撞性能，有29個部件可以使用熱成型Usibor1500鋼，24個部件可以使用激光拼焊。
安米在轎車輕量化研究過程中充分利用了其自身生產(chǎn)的超高強度鋼，如DP鋼、馬氏體鋼及其他高品質(zhì)線材，尤其是其最具競爭的熱成形鋼Usiborl500P。在減輕車身重量并增加汽車安全性的同時還考慮到不增加汽車生產(chǎn)商的成本，因此對每項解決方案都進(jìn)行了成本分析。
分析結(jié)果
新能源汽車的輕量化是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車對于輕量化技術(shù)的要求更為迫切。歐美等地區(qū)和國家的汽車制造商都在汽車輕量化項目上投入了大量的資源。國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)也積極致力為新能源汽車提供低成本的輕量化鋼鐵解決方案，浦項PBC—EV和安米S—inmotion，都是為新能源汽車設(shè)計開發(fā)的項目，這些項目關(guān)注于汽車車身輕量化的優(yōu)化過程，車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計包含了先進(jìn)高強鋼的應(yīng)用、制造技術(shù)、設(shè)計優(yōu)化、以及相關(guān)技術(shù)評估分析、成本和生命周期等分析。
從研究結(jié)果來看，一是顯示了鋼鐵材料在未來汽車尤其是電動汽車上仍是首選材料；二是從具體鋼鐵材料來看，高強鋼，尤其是先進(jìn)高強鋼將是未來汽車車身的主要用材。從國際鋼協(xié)、安米、浦項對未來電動汽車用鋼研究來看，三者結(jié)果幾乎一致。具體來看國際鋼協(xié)對用鋼的級別更加具體，其超高強度鋼主要是DP鋼，占總用鋼量的l/3，TRIP鋼、HF鋼、CP鋼各占10%。浦項的研究結(jié)果也顯示：600MP級別以上超高強度汽車板的用材比重將占車身用材份額的50%，其中DP、TWIP、CP、HP四大類鋼種的比重相差不大，都在10%上下。安賽樂米塔爾的研究結(jié)果雖然沒有用鋼比重，但表明了高強度汽車板、超高強度汽車板的使用依然是車身輕量化的主要材料。同時，國際鋼鐵協(xié)會、浦項以及安賽樂米塔爾也都分別對新能源汽車加工成本和生命周期評價進(jìn)行了評估對比。
綜上所述，新能源汽車發(fā)展已成為汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口，將帶動整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，也是實現(xiàn)節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展。這些無疑將加大鋼企在新能源汽車方面的研發(fā)力度。先進(jìn)鋼鐵企業(yè)都加速在新能源汽車用鋼方面的研發(fā)。由17家國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)參加的國際鋼協(xié)的FSV項目，研究水平代表了新能源汽車用鋼在安全性、輕量化、成本、材料全生命周期以及綠色制造方面的技術(shù)進(jìn)步，其中大量高強鋼和超高強鋼廣泛使用，高強度鋼板占整體的97.4%，一半在1000MPa以上，并結(jié)合了先進(jìn)的成形加工技術(shù)。浦項和安米針對新能源汽車的輕量化項目，通過綜合運用現(xiàn)代冶金學(xué)、材料科學(xué)與工程和計算機模擬技術(shù)等手段，在強度、剛度、抗沖撞和可成型等綜合性能方面的研究來滿足汽車輕量化的要求。并從設(shè)計上考慮對整車結(jié)構(gòu)優(yōu)化，與先進(jìn)成型制造技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新的提供解決方案。
鋼鐵企業(yè)未來在新能源汽車用鋼方面，應(yīng)用現(xiàn)代計算設(shè)計技術(shù)，使部件和整體結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，通過在安全性、輕量化、成本、材料全生命周期以及綠色制造方面的技術(shù)進(jìn)步，為汽車企業(yè)提供整體解決方案，才能實現(xiàn)發(fā)展并不斷提高競爭力。