最近,该组织于10 月18 日至20日在德国巴特瑙海姆举行的EuroCarBody第24届欧洲车身会议上展示了末了一英里运载车辆(Last-Mile Delivery Vehicle,LMDV)观点。LMDV观点旨在突出铝制车身的卓越经济性和可持续性性能(图1),包括拥有本钱和生命周期剖析。报告人包括三位代表: Constellium Bowling Green公司技能总监Andreas Afseth、Novelis高等技能开拓工程师Karisma Leftinger和Alumobility董事总经理Thomas Rudlaff博士。
“在EuroCarBody会议上向国际汽车工程师、设计师和制造商展示这项主要研究的结果对Alumobility来说非常故意义,”Rudlaff说。“我们的紧张目标是与汽车界分享最新的铝制汽车技能,包括成型和连接,以推动铝成为车身的首选材料。”
图 1.末了一英里运载车辆(Last-Mile Delivery Vehicle,LMDV)观点车
末了一英里运载车辆(LMDV)观点研究由于过去几年电子商务需求的显著增长,对可持续运输办理方案的需求不断增加,尤其是商用车辆。一样平常而言,在电子商务系统中,客户线高下订单,然后将订单交付到制造商的远程配送中央,由制造商通过货船、飞机或铁路将产品运送到区域仓库。产品从仓库进入“中间一英里”,通过半卡车运送到当地的配送中央。然后利用末了一英里运载车辆(例如UPS、亚马逊或邮政卡车)将产品直接运送到客户的家中或办公室。
由于末了一英里运载车辆(LMDV)在城市和社区街道上行驶,它们常日在57英里(92公里)的均匀逐日间隔内以12英里/小时(19公里/小时)的均匀速率行驶。考虑到道路上运货卡车的数量,这些车辆是可能实现轻量化和减少排放的最佳运用。
在其末了一英里运载车辆(LMDV)研究中,Alumobility旨在展示轻量化如何使这些运载车辆受益。该研究的重点是开拓一种铝密集型末了一英里运载车辆(LMDV),以知足内燃机(ICE) 和电池电动汽车(BEV)设计中类似钢制基准车辆的哀求。该研究的关键哀求是优化有效载荷的尺寸和重量、里程范围、耐用性和驾驶和交付的人体工程学。
为了准备设计铝制末了一英里运载车辆(LMDV),Alumobility研究了市场上现有的车辆(图2)。该研究供应了每辆车的白车身(BIW)的均匀质量及其立方体尺寸(通过乘以车辆外部的宽度x 长度x高度来丈量)。这项研究表明,梅赛德Sprinter(一款配备稠浊动力发动机选项的钢制ICE 车辆)和大众Crafter(一款配备ICE 和BEV选项的钢制车辆)是最高效的车辆。因此,这些被用作研究的基准模型。
图 2.对现有 LMDV的剖析以确定用于与铝密集型LMDV 观点进行比较的基准模型
研究结果与钢制BEV版本相比,铝制末了一英里运载车辆(LMDV)的设计总体重量减轻了22%(图3)。在自下而上的剖析(包括BIW、封闭件和螺栓连接部件)中,铝制BIW比钢制BEV BIW的重量减轻了47%,而在自上而下的剖析(还包括动力总成、底盘、悬架和车轮),铝制版本至少减轻了13%的车辆重量。
图 3.铝制 BEV和钢制 BEV的重量比较
一样平常来说,更高的重量会减少BEV的车辆续航里程,并减少ICE 的0-60 mph加速韶光。因此,除了比较车辆重量外,Alumobility还考虑了车辆的电池和电机优化。为钢制末了一英里运载车辆(LMDV)模型打算了各种电池尺寸和电机功率,以便找到铝制版本的可比范围和加速度。由于铝制LMDV须要比钢制车辆更小的电池和更少的电机功率(表I),因此铝制设计还可以供应二次重量和本钱节约。
表 I.铝制和钢制车型的整备质量、电池重量和电池功率的比较
Alumobility还根据当前的最佳实践对铝制和钢制末了一英里运载车辆(LMDV)模型(图4)进行了生命周期剖析。该剖析考虑了每辆车124,000英里(200,000公里)的行驶间隔,以及在这两种金属的制造中利用50% 的原生金属和50% 的废物。铝的碳足迹列为8.51 kg CO 2 e/kg Al(低级)和0.51 kg CO 2 e/kg Al(回收材料)。钢材的碳足迹列为低级钢材2.08 kg CO 2 e/kg钢和 0.48 kg CO 2e/kg 钢用于回收材料。每种金属的碳足迹信息均来自铝业协会2022 年半成品LCA 报告和天下钢铁协会2017 年LCI 报告。请把稳,两份报告均代表初步结果,并且符合ISO标准。这些报告目前正在进行第三方严格审查,因此数据可能会发生变革。
图 4.铝和钢 末了一英里运载车辆(LMDV)的生命周期剖析
虽然众所周知,车辆可以通过从ICE 转向BEV 动力总成来显著减少排放,但铝制BEV 观点显示比钢制BEV 模型的排放量减少了4%。Alumobility研究还表明,提高铝的回收率能够进一步提高铝密集型车辆相对付钢材的生命周期排放上风。
除了利用铝的生命周期上风外,该研究还表明,铝密集型车辆为汽车制造商带来了本钱节约上风。由于电池本钱高,铝制车辆上减小的电池尺寸使汽车制造商能够降落制造本钱。此外,末了一英里运载车辆(LMDV)所有者有机会在车辆的全体生命周期内节省运营本钱(图5),由于它可以降落能耗、提高有效载荷、减少掩护并延长车队寿命。因此,铝制LMDV 比钢制ICE 模型可节省45% 的生命周期本钱,比钢制BEV 模型可节省5% 的本钱。
图 5.按间隔划分的 末了一英里运载车辆(LMDV)总运营本钱,不包括劳动力(每英里美元)
总结Alumobility开展了末了一英里运载车辆(LMDV)研究,以帮助加速铝在汽车运用(尤其是商用车)中的利用。正如本研究的结果所示,铝为商用车市场供应了主要的代价主见(表II)。铝制LMDV观点的显著减轻重量与电动传动系统相结合,使车辆在所有丈量方面的CO 2 e都低得多。同时,与钢制ICE 或钢制BEV 比较,LMDV为车辆所有者供应了更低的拥有本钱。
表二 铝密集型LMDV 的代价主见
来源:汽车费料网编译