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汽车一体化压铸技术

 宋洋sy 2024-05-25 发布于江苏

一体化压铸是将传统汽车生产中冲压和焊装整合为压铸,工艺高度简化,是一种高效的金属成型技术,常用于生产复杂形状的大型汽车结构件,例如车身框架或底盘部件。

随着特斯拉率先推出,免热合金材料、大吨位压铸机及配套模具等上游环节不断取得突破,行业具备向大型化、一体化压铸转型的必要条件。此外,与冲焊工艺相比,一体化压铸能显著降低产线、材料、人力及续航成本,提升生产效率。

以普通电动车电池容量 80kwh 为例,采用一体压铸车身能实现减重 10%,续航里程提升 14%,若保持续航不变,则电池容量可减少 10kwh。按磷酸铁锂电池PACK成本800元/KWH计算,可降低成本8000元。

一、一体化压铸的本质

一体化压铸本质是在零部件尺寸和应用部位上实现重大突破的铝合金高压铸造技术,是指采用特大吨位压铸机,将多个单独、分散的零部件高度集成,压铸一次成型为几个大型铝铸件,从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接组合的方式。

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二、一体化压铸的多重降本

一体化压铸与传统“冲压+焊接”模式相比可实现多重降本。一体化压铸模式与传统“冲压+焊接”模式相比,其优势表现在以下几个方面。

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1、在不考虑材料回收率从70%提高到95%+的情况下,一体化压铸全铝白车身的综合成本在8259元,实际可降本33%。

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2、一体化压铸工序中冲焊与热处理工作量减少、省去大量涂胶工艺环节,生产效率得到大幅提升。特斯拉 ModelY 后地板采用一体式压铸工艺,所有零件一次压铸成型,应用了新合金材料,一体压铸的后地板总成不再热处理,制造时间由传统工艺的 1h-2h 缩减至 3min-5min。

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三、一体化压铸产业链全景

一体化压铸产业链主要由上游材料、模具、设备厂商,中游压铸商,下游主机厂共同布局,产业链上中下游联动推进一体化压铸的应用。

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No.1

上游材料厂

免热合金、压铸设备、压铸模具,如立中集团(材料),力劲科技(压铸机),赛维达(模具)等。

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No.2

中游压铸供应商

如文灿股份、拓普集团、广东鸿图、美利信等。

1、全球

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2、中国

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No.3

下游整车厂

一体化压铸下游以特斯拉为首,其它整车企业如特斯拉、蔚来、理想、小鹏、极氪等持续跟进。目前实现一体化压铸的车型主要有特斯拉 ModelY、蔚来 ET5、极氪 009、高合 HiPhiY、小鹏 G6、理想和问界等。

1

特斯拉

2020 年宣布 ModelY 将采用一体化后底板总成,70 多个零部件压铸成 1-2 个,2022年得州奥斯汀工厂在后底板的基础上,增加了前地板(前纵梁)的一体化压铸;2023 年 9 月 Model3 正式发布,定价 25.99 万起,采用一体化铸造;2023 年 3 季度末 Cybertruck 计划上市,将采用前车身底部一体化铸件以及侧面和后部的两个一体化铸件。预计 2025 年或将率先实现下车体总成。

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2

蔚   来

2021 年 12 月,蔚来继特斯拉 ModelY 之后率先发布一体化压铸车型 ET5,采用了半片式一体化压铸后底板,2022 年 6 月发布 ES7,采用一体式铸造全铝后副车架,2023 年 3 月与文灿股份签订战略合作协议,在一体化电池盒,三电部分产品和汽车底盘等产品进行全方位的合作探讨;将在 2025 年之前实现近地化供应,共同安排产能扩充计划等。

3

小   鹏

2021 年 10 月,小鹏武汉工厂增加一体化压铸工艺车间,2022 年 1 月签约广东鸿图 12000T 超级智能压铸单元,2023 年 4 月发布「扶摇」架构,采用国内目前唯一量产的前后一体式铝压铸车身,前后一体压铸集成零件数 161 个,4 月 18 日发布搭载「扶摇」架构的首款 SUV 小鹏 G6车型。

4

极   氪

2022 年 11 月,极氪汽车发布首款 MPV 车型极氪 009,其后端铝车身采用力劲 7200T 大型智能压铸单元一体化压铸成型,焊接点减少近 800 个,在遇到冲击时变形量可减少 16%,弯曲刚度提升 11%。

5

赛力斯

2023 年 4 月问界 M9 亮相,基于全新 D 级豪华 SUV 平台,搭载全球最大的一体压铸后车体,采用国内领先的 9000 吨压铸设备,同一部位集成零件数减少了 95%(212 个),连接点数减少了70%(1440 个),于 2023 年底正式发布。

6

理   想

下一代 W 平台车型于2023 年底在北京原现代一工厂量产,对标极氪009。

7

长   安

2022 年 6 月长安汽车一体式前机舱后地板压铸项目招标,8 月伊之密中标重庆长安 4 台 7000 吨超大型压铸机,2023 年 1 月首个一体化前机舱铸件试制成功,为后期产品的量产奠定了基础。

8

奇   瑞

2023 年 7 月奇瑞汽车发布国内首个具有完全自主知识产权铝基轻量化平台 S5X,采用铝合金一次挤压成型工艺,针对复杂结构采用铝合金压铸工艺,外覆盖件采用高分子材料一次成型。新工艺下,模具投资降低 40%,材料利用率提升 50%,公司计划在 2025 年前完成一体化下车身技术,并计划在 2030 年前,完成上下分离整体车身技术。

一体化压铸技术在汽车行业的应用正迅速扩大,预计将在未来几年内成为行业的主流制造工艺。这不仅将推动汽车行业的技术革新,还将对整个制造业产生深远的影响。

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