各大車企一體化大壓鑄解析!

2024-03-25 11:26:35·  來源:汽車大漫談
 

一體化壓鑄是指通過超大噸位壓鑄機,將白車身上原本幾十上百個零件組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)高度集合成一個,只要一次壓鑄成型就可以獲得完整的零部件,摒棄了傳統(tǒng)的“沖壓+焊接”模式,顯著減少了零件數(shù)量,簡化了工序、降低了人力和土地需求,最終實現(xiàn)了成本的降低。



2020年,特斯拉首次在Model Y后地板上采用了6000頓的一體化壓鑄技術(shù)。很快,各大車企就很紛紛跟進,例如造新勢力的小米、蔚來、理想、小鵬、問界、哪吒、高合等,傳統(tǒng)車企如沃爾沃、大眾、奧迪、奔馳等等,有的甚至在瘋狂宣傳自家的大壓鑄噸數(shù)!下面,漫談君就來看一下各大車企的一體化壓鑄技術(shù)到底怎么樣?


一、特斯拉


2019年特斯拉就提出了一體化壓鑄技術(shù),并在2020年應(yīng)用于Model Y的后底板生產(chǎn)。當時馬斯克就曾表示,Model Y采用一體化壓鑄后底板總成,采用的是6000噸壓鑄設(shè)備,可將下車體總成重量降低30%,制造成本下降40%,后地板的零件數(shù)量從原來的79個降低到了只有1個,焊點也從700-800個減少到50個,使得相同部件的生產(chǎn)時間從至少2小時縮短至80-90秒,材料利用率從50-60%提升至95%,制造成本降低了40%,并大幅減少了工作人員數(shù)量。




隨后馬斯克又更進一步,前艙和乘員艙也采用一體化壓鑄工藝,這幾個大型壓鑄件可以替換原先 370 多個零件,又使整車減重10%,焊點數(shù)量減少超1 600個,焊裝車間也由原來的200-300名工人減少至20-30名,成本大大下降。



Cybertruck沿用了Model Y的一體化方案,就是前機艙+后車身地板,采用了9000T的意德拉壓鑄機。


二、小米


在2023年12月28日舉行的小米汽車技術(shù)發(fā)布會上,雷軍公布了小米超級大壓鑄技術(shù):9100噸一體化壓鑄工藝。



小米SU7的后地板采用大壓鑄工藝,其尺寸比特斯拉大17%,而且72個零件變成1個,焊點減少840個,減重17%,車內(nèi)降噪2分貝,同時生產(chǎn)工時減少45%,一體化后地板的設(shè)計壽命是傳統(tǒng)后地板的10倍以上,能夠輕松實現(xiàn)200萬公里以上的使用壽命。



但是這也需要更大噸位鎖模力的壓鑄機,因此定制開發(fā)了9100噸鎖模力巨型一體壓鑄機。而且小米大壓鑄件需要滿足大尺寸、長流程、輕量化三大核心指標,因此對合金綜合指標要求極為苛刻,為此,小米還研發(fā)制造出了“小米泰坦合金”,讓小米SU7整車扭轉(zhuǎn)剛度高達51000N·m/deg,相當于傳統(tǒng)燃油車的兩倍。



為了提升維修經(jīng)濟性,小米在結(jié)構(gòu)方面還創(chuàng)造性設(shè)計了三段式防撞設(shè)計,在一般的中低速碰撞中,能夠?qū)崿F(xiàn)只更換防撞梁和潰縮區(qū),不更換后地板。


小米超級壓鑄技術(shù)核心是一臺擁有9100噸鎖模力、重達718噸的大壓鑄機,相當于4臺波音747的重量,圍繞它的是超過60個設(shè)備,占地840平方米的超級大壓鑄集群。


三、極氪


在2023年9月的極氪安全營活動上,極氪發(fā)布了車身中段一體式壓鑄結(jié)構(gòu),將其中段一體式壓鑄結(jié)構(gòu)稱為“蜻蜓結(jié)構(gòu)”,使用7200T的壓鑄機,使得整體減少了16個部件、66個連接點,整車減重7%,座椅安裝點剛度平均提升18%,具有可變延伸設(shè)計,其柔性適配不同車型,適配架構(gòu)軸距帶寬206mm,可以提升整車剛度,消除各種零件在焊接時潛在的失效率。這一結(jié)構(gòu)將首搭于極氪 001 FR,還會在在更多車型上應(yīng)用,可以幫助各車型提高接近20%的生產(chǎn)效率與降低生產(chǎn)成本。



在傳統(tǒng)MPV最為薄弱的車尾,極氪009采用了一體化壓鑄后端鋁車身,這也是迄今為止量產(chǎn)最大的一體化后車身,減少了80個零部件、近800焊接點,遇到?jīng)_擊時變形量可減少16%,彎曲剛度提升11%,生產(chǎn)效率提升60%,同時減重16%,扭轉(zhuǎn)剛度提升9.5%,其扭轉(zhuǎn)剛度可達36450N·m/deg。



一體化壓鑄最大的問題就是可維修性差,為了解決這個問題,極氪采用了四段式碰撞分區(qū)策略,設(shè)置了兩段式可拆卸的緩沖結(jié)構(gòu),有兩段式可拆卸緩沖結(jié)構(gòu)。官方給到的數(shù)據(jù)是:


1、低于20 km/h的追尾事故,更換后防撞梁;


2、低于 50 km/h的追尾事故,更換后吸能鋁擠梁;


3、低于 84km/h的追尾事故,維修或更換后段鋁車身。


這樣做一定程度就需要有一部分的連接處,并沒有像特斯拉那么一體化徹底,成本也就不一樣,各有各的優(yōu)缺點。


四、小鵬


2023年4月16日,小鵬放出了殺手锏-SEPA2.0“扶搖”全域智能進化架構(gòu),扶搖架構(gòu)的最大亮點是一體式鋁壓鑄車身,而且是國內(nèi)唯一量產(chǎn)的“前后一體式鋁壓鑄車身”,采用了國產(chǎn)廠商力勁科技的DCC7000超大型壓鑄機,鎖模力超過7000噸,最大壓鑄力可達12000噸。



這意味著扶搖架構(gòu)車型的“前機艙”和“后地板”都將一體化壓鑄成型,集成了161個零件,減少了17%的車身重量,并且大大提高了車身的扭轉(zhuǎn)剛度(其整車扭轉(zhuǎn)剛度大幅提升至42,000N·m/deg,比傳統(tǒng)車身提升50%),優(yōu)化了車輛的動態(tài)表現(xiàn)。還能顯著提高生產(chǎn)效率、提高整車生產(chǎn)穩(wěn)定性、縮減了工人數(shù)量,并最終實現(xiàn)成本的降低,提高了新車的市場競爭力,首先搭載在小鵬G6上。



而小鵬X9中后地板使用了12000噸的壓鑄機,集成了167個零件,相比傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)減少19%,碰撞變形量減少20%,彎曲剛度提升40%,整車后部整體強度相比傳統(tǒng)設(shè)計強度提升30%以上,并能達到46000N·m/deg 整車扭轉(zhuǎn)剛度。


五、理想


理想MEGA也采用了一體化壓鑄技術(shù),但不是大家常用的后地板,而是后地板骨架,因此它對于零部件減少和連接點減少的作用上是相對偏弱的。



六、蔚來


蔚來ES8采用前后端一體鑄鋁車身,采用8800噸壓鑄機,后部則是一體式壓鑄件將31個零件集成一個。



而蔚來ET5則是蔚來首個采用一體化壓鑄的車型,將車身零部件數(shù)量由原來的54個集成為1個,生產(chǎn)時間縮短多達60%,車身后地板重量將降低30%,約13公斤,后備箱空間增加11L,整車抗扭剛度提升了10%,達到了34000 N.m/deg。



七、問界


問界M9采用了“玄武車身”設(shè)計,后地板、前機艙總成等零件均使用一體化壓鑄,采用9000噸一體化壓鑄機,這使得原本222個的車身零件銳減至僅僅10個,零部件數(shù)量下降95%,部件連接點數(shù)量減少1440個,下降幅度達到驚人的70%,扭轉(zhuǎn)變形剛度提高23%。從而顯著提升了車身的整體剛性和安全性。



八、哪吒


哪吒在2023年8月21號發(fā)布了浩智戰(zhàn)略,其中的滑板底盤很重要的一個技術(shù)就是一體化壓鑄,采用的也是前機艙一體化+后車地板一體化的方案。



與力勁集團共同研發(fā)超20000噸的一體式壓鑄機,其主要指標是:壓鑄單個零件尺寸最大可達5㎡,超100個零件合為1個零件,減重15%,減少3000多個連接點,減少近百個工序,減少幾十甚至上百工人,減少約150臺機器人。


九、總結(jié)與對比


總體來講,一體化壓鑄技術(shù)已經(jīng)被特斯拉發(fā)揚光大,能大幅度減少生產(chǎn)制造成本,提升車輛的安全性,各大車企也在努力研發(fā),儲備自己的技術(shù)。



但是可維修性是一個無法避免的問題,也是需要花大量時間精力去研發(fā)提升的點,不然一旦碰到一體化大壓鑄件,就等于車輛報廢了,雖然說這是極小概率的事件,但是也不容忽視,相信未來會有更好的解決方案。