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大比拼:一体化压铸哪家强?

 知化汽车 2023-12-24 发布于浙江

一体化压铸带来的优势在于:减重(轻量化)、降本和提高生产效率。因此,成为当前新能源汽车企业争相采用的技术。

自特斯拉2020年首次在Model Y上应用,国内外的整车企业,如:蔚来汽车、小鹏汽车、理想汽车、极氪汽车、高合汽车、赛力斯汽车(问界)、
1、特斯拉
  • Model Y
特斯拉是一体化压铸在汽车领域的开创与引领者,它自2020年与意大利压铸设备商意德拉合作,率先在Model Y上采用了后地板一体化铸造方案,采用的是6000吨压铸设备;随后又更进一步,前机舱+后地板均采用了一体化压铸技术,使得零件数量由171减少至2个,焊点数量减少超1 600个;配合4680的CTB集成方案,使得整车总体减重10%,零件减少370,成本下降7%。

▲Tesla Model Y一体化压铸件与Model 3传统方案对比

  • Cybertruck
Cybertruck沿用了Model Y的一体化方案即前机舱+后车身地板。

Cybertruck的一体化后地板压铸件
  • 未来方案
特斯拉在近期被报道出,在一体化压铸技术上有新的突破,即从当前的三段式结构进一步整合为整个地板一体化。
2、极氪汽车
  • 极氪009
极氪在2021年量产交付了其旗舰MPV极氪009,该车型大胆采用了一体化压铸后端铝车身,这也是迄今为止量产最大的一体化后车身,该部件是直接压铸成一个车尾大零件的后端铝车身,在工艺上减少了80个零部件、近800焊接点,生产效率提升60%,同时减重16%,变形量减少16%、弯曲刚度提升11%、扭转刚度提升9.5%,其扭转刚度可达36450N·m/deg。

极氪009一体化后车身压铸件
除了将整个后车身做成一体(有别于特斯拉那种后车身架,它的后车身地板是没有做成一体的),极氪还增加了这种一体化后车身的维修性。

极氪009四段式碰撞分区策略
这四个碰撞分区加额外还有的两个可维修替换结构,让极氪009的这个压铸后车身,在发生碰撞后也可以降低维修成本。
  • 极氪001 FR
当前,一体化压铸件根据位置的不同,可以分为前、中、后段,而前段、后段的一体化压铸已经得到很大程度的应用,但中段车身的一体化压铸量产的极少。极氪001的FR版本就采用了中段的一体化方案,称之为“一体化压铸蜻蜓结构”。

极氪001FR一体化蜻蜓结构
根据极氪的描述,蜻蜓结构可以带来减重7%、座椅安装点刚度平均提升18%、生产效率提升20%的优点,此外还有一定延展性,即它不是给单一车型准备的,其可适配车型的轴距带宽达到206mm。
3、小鹏汽车
小鹏汽车在一体化压铸领域的量产应用,集中体现在了小鹏G6和X9 MPV两款车上。
  • 小鹏G6
其中,小鹏G6采用前后一体式铝压铸车身,使用12000吨级压铸机压铸,前后一体压铸集成零件数161个,零部件整合减轻了车身重量,比传统钢车身减重约17%;整车扭转刚度大幅提升至41600N·m/deg。

小鹏G6前后一体化铸造件
  • 小鹏X9
X9中后地板使用了全球最大量产12000吨的压铸机,集成了167个零件,相比传统车身结构减19%。碰撞变形量减少20%,弯曲刚度提升40%,整车后部整体强度相比传统设计强度提升30%以上,并能达到46000N·m/deg 整车扭转刚度。
小鹏在一体化压铸上的推进是国内最为激进的,截止目前,它已经采用了3个不同吨位的压铸机来生产不同的产品,具体为:7000吨级压铸机用来压铸X9的前舱部,12000吨级压铸用来压铸X9后地板部分以及G6的前后车身件,16000吨级压铸单元正在安装 ,后续将用来生产电池包部件。

小鹏X9 前后一体化压铸件
4、赛力斯:问界M9
M9搭载大型一体压铸后车体等压铸件,M9将车身其中的222个零部件,集成为10个一体化压铸零部件,零部件数量下降95%;连接点数量减少1440个,下降70%,关于整车扭转刚度M9目前还没有给出具体的数据。

问界M9一体化压铸件
5、理想汽车
  • MEGA
理想汽车在今年发布了它的首款纯电车型,MEGA MPV,也采用了一体化压铸技术,但理想没有采用地板一体,而仅是对后地板骨架进行了一体化压铸(即分体式的),因此它在集成(零部件减少,连接点减少)上是偏弱,理想并没公开这个方面的对比数据,从而让它在这个方向上的的降本和轻量化也相对弱。

理想MEGA一体化压铸后地板骨架
但MEGA整个车身的扭转刚度是很高的,达到了44000 N.m/deg。
6、蔚来汽车
  • ET5
2021 年 12 月,蔚来在 ET5发布会上宣布ET5 车型将采用 一体压铸工艺,这是蔚来的首个一体化压铸车型。一体化压铸在ET5上带来的效果如下:

蔚来汽车ET5一体化压铸后车身
零部件数量由原来的54个集成为1个,相比传统制造流程,一体化压铸所需时间缩短多达60%;所带来的结构上的改变,让整体体积变得更小,为后备厢增加了11L的储物空间;一体成型的后地板在重量上减轻约13公斤;整车抗扭刚度提升了10%,达到了34000 N.m/deg。
与极氪类似,为了应对后市场维修的问题,ET5的后纵梁的后半段可吸能结构,以及轮拱等易损部分仍然保留单独的零件设计。
7、哪吒汽车
  • 浩智滑板底盘
哪吒在今年8月21号的科技日上发布了其最新的浩智战略,其中的滑板底盘很重要的一个技术就是一体化压铸,采用的也是前机舱一体化+后车地板一体化的方案。

哪吒浩智滑板底板
哪吒在未来的一体化规划则是整个下车体+侧围内板均是一体的铸造方案。

哪吒一体化压铸技术规划路径
哪吒的这个技术规划路径还是比较的激进与大胆,压铸设备也直接来到了压铸20000+吨位。
8、高合汽车
  • 高合HiPhi Y
高合HiPhi Y的一体化压铸采用的是7200吨的设备,其一体化后车身地板压铸件由高合和上海交通大学轻合金工程中心联合开发,称之为TechCastTM大铸件。

高合汽车TechCastTM大铸件
9、其他
除此之外,长安在今年8月选用了7000吨的压铸设备用于前机舱+后地板的一体化压铸工作,一汽选用了9000吨的压铸设备,一体压铸件自今年6月启动;小米汽车在北京工厂压铸车间也安装了海天8800T超级压铸机。
除了国内企业在快速跟进一体化压铸技术,国外的企业也在积极布局,例如大众计划在SSP(Scalable Systems Platform)平台开始应用一体压铸,根据报道,2022年5月,大众汽车一体式铝压铸后车身样件在卡塞尔工厂下线,该样件采用4 400 t压铸机生产,集成了约30多个零件,减重约10 kg。沃尔沃宣布投资200亿瑞典克朗对旗下托斯兰达工厂进行现代化改造,其中包括一体化压铸技术;丰田汽车也对外公开了其一体化压铸技术,并计划于2026年投放市场,它也是将未来的车身制造分为前、中、后三部分,前部和后部会采用一体化压铸。
10、总结与对比

这个技术市场总的状态的是在特斯拉率先提出并应用后,国内企业迅速跟进并快速衍生出适合自己的方案,同时在技术发展的方向也已经能够和特斯拉保持一致,并领先其量产。所不足的是,绝大多数车企仅是单一技术领域的跟进,没有形成系统性的技术面,因此,能否实现既定的效果,我们在产品面上再观察。


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