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  • 特斯拉带火了一体式压铸技术也带「偏」了新势力车企

    时间: 2024-05-06 07:20:06 |   作者: 优质铝铸件

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  由特斯拉引入的一体化压铸概念已呈席卷新能源市场之势,国内以小鹏、蔚来为代表的新势力品牌纷纷跟进,一体化压铸技术似乎就要登上神坛,「第三次制造革命」全方面爆发在即,但事实却并非如此。

  一体式压铸实际上就是用特大吨位压铸机,将多个、分散的零部件高度集成,一次压铸成型为大型铝铸件,从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接的组合方式。

  这项技术的诞生颇具戏剧色彩。2018年的一天,马斯克在特斯拉工程总部把玩一台ModelS车模,并习惯性将其拆解,发现这辆车摸底部被压制成一整块金属。随机,在当天的会议上,马斯克拿出车模,并提问「为什么咱们不可以这么做」?

  由此,汽车行业的制造流程开始被颠覆,甚至成为不少人心目中已经隐隐开启的「第三次制造革命」。事实上,压铸并非一项全新技术,随着汽车轻量化慢慢的受到重视,铝合金的应用更广泛,压铸铝合金被普遍用于汽车制造流程中。

  特斯拉的一体式铸造技术,最大的不同在于使用特制免热处理铝合金材料,利用超高压的压铸机将多个汽车铝合金零部件一次成型,进一步削减汽车所需零部件及相应焊接工序。

  2020年9月,特斯拉正式公开宣布ModelY将采用一体式压铸后地板总成,可将后地板总重量降低30%,整车制造成本降低40%。同时在这项技术加持下,特斯拉仅需18-24个月就能开发出一款新车,而同期竞争对象开发新车的周期大约需要3-4年。

  时至今日,特斯拉的一体式压铸技术已从1.0时代步入2.0时代,甚至在2023年的特斯拉投资日上,特斯拉更进一步发布了车身一体式压铸技术的终极版本——开箱工艺。

  简而言之,「开箱工艺」并不遵循汽车行业通用的车身冲压、焊装工艺,而是将整个车身的零部件分为6个模块,每个模块单独生产后再连接到一起,整一个完整的过程就像是组装箱子,因此命名为「开箱工艺」。

  特斯还拉表示,这项终极技术能够减少40%的工厂制造人员,制造所需的空间和时间也将减少30%,组装费用仅为目前Model3和ModelY的一半。

  这项技术带来的优势显而易见,零件高度集成化,一个压铸件替代几十个焊接零件,同时具备轻量化与经济性,缩短工艺流程,节约场地人力,提升整车性能,制造成本更低。这也是为何特斯拉车型屡屡降价,并且敢于发动价格战的原因之一,行业都领略了特斯拉成本控制的威力。

  通过特斯拉不遗余力的推广,今年上市的新能源高端车型普遍应用了一体式压铸车身零件,例如蔚来ET5,后续ES6和ES8也会同步跟进。而最像特斯拉的小鹏汽车,则直接将这项技术下放至20万元出头的小鹏G6上,车身前机舱和后地板都采用了这一技术。除此之外,极氪009、高合HiPhiZ以及即将上市的理想MEGA也都在车身后地板上应用了一体式压铸技术。

  不同于新势力品牌,传统车企对于这项技术的热衷程度远没这么高,仅表示会在某款车型中采用这项技术。新势力品牌之所以如此青睐一体式压铸,一种原因是实打实的降低成本,车身减重带来的轻量化优势对于纯电车型而言能够提升一定续航。另一方面,新势力品牌往往代表着革新,电气化、智能化,而更先进的一体式压铸同样属于革新范畴,因此广受追捧。

  但事实上,一体式压铸对于车企来说,就是一柄双刃剑,并非所有人都能轻松驾驭,就连特斯拉,都是被「扒了层皮」才能有如今的功力。

  特斯拉虽热表示一体式压铸能够将下车体总重量降低30%,制造成本下降40%。但有车企对Model3进行拆解后发现,第一代一体式压铸件为54公斤,第二代重达65公斤。相比之下,同级的钢制车身后地板整体重量为75kg左右,减重效果甚至不到20%。并且铝制冲压和铸造结构的地板重量还不到50kg,这让封神的一体式压铸轻量化优势荡然无存。

  而造成这一结果的根本原因,就是因为一体式压铸技术所使用的零件面板厚度都在2.5mm以上,纵梁这种承重结构区域的壁厚甚至超过6mm,钢制零件的壁厚基本都在2mm以下。这就导致铝合金低密度优势都被压铸过厚的壁厚所抵消了。

  目前采用这一技术的极氪009在宣传中就提到,一体式压铸后地板相比传统钢制后地板,减重效果仅有16%,与特斯拉宣传的30%相去甚远。

  同时成本降低,也有不少水分。一体式压铸一般会用C611镁铝合金,材料成本相比钢板更贵。据悉,一公斤钢制车身的平均成本为18元,而一体式压铸的车身零件成本高达40元,一倍有余的成本提升,反馈到车企侧就是采购成本提高。

  不过,一体式压铸相比传统制造流程,自动化程度更高,所需工人数量可大幅缩减。加上土地这类隐性成本的降低,也能助力整车的成本降低。但关键是,这是对于特斯拉而言,并非适用于所有车企。

  如果车企需要布局一体式压铸,就要重新规划产线,而特斯拉完全自建产线还要额外支付昂贵的设备费用。有数据统计,年产10万辆车,采用冲压焊接工艺,设备总投资约为5.2亿元,全部采用一体压铸工艺,设备总投资提升为7.1亿元。特斯拉之所以能够在这样的一种情况下获得40%成本降低,很大程度上是全球巨大的出货量平摊了这一成本。

  但即使如此,特斯拉也饱受一体式压铸工艺带来的影响。铝合金压铸件最大的难题就是精度管控,零件尺寸越大,铸造产生的精度偏差也就越大。这也是一直困扰特斯拉的问题,与其合作的德国格伦海德超级工厂一度被称为「铸件墓地」,空地上摆放了该工厂生产的大约60%铸件废品。

  特斯拉早期停止巨型铸件生产就是这一个原因,即使后来调整过后,良率也仅有50%。虽然目前特斯拉声称良率已经提升至90%,这一数据比起钢制车身仍要高出许多。但国内有声音认为特斯拉是通过降低零件管控品质衡量准则,以换取高良品率,降低成本。

  今年4月份,中保研公布了ModelY的碰撞测试成绩,参测的2021款ModelY标准续航后轮驱动版在「车内成员安全指数」、「车外行人安全指数」、「车辆辅助安全指数」三个方面,均取得了G(优秀)的成绩,但在「耐久性与维修经济性」上,却只拿到了一个P(较差)。

  导致这样的一个问题的最终的原因,还是因为一体式压铸零件虽能取代几十个车身焊接零件,铝合金铸造零件基本不具备修复的特性,因此撞击之后只可以通过更换来维修,而这样的形式就需要将车身重新进行组装,导致维修成本高昂,甚至维修过后车身性能下降。

  年初,江苏一辆特斯拉ModelY倒车时意外撞向后方的墙体,导致车尾右侧受损,经由保险公司勘察,预估了20万元的维修费用。而车主表示「买来才28万元,这车还不如报废了」。

  无独有偶,国外有位暴躁车主,在得知自己的特斯拉维修费用接近整车原价的一半时,一怒之下将整车直接炸了。

  当初买车省下的钱,终究是回到了用户自己身上,居高不下的维修成本,也让一些用户对这项技术持怀疑态度。

  在这种情况下,不得不让人担心问界即将上市的问界M9,车身激进地采用了三个一体式压铸铝合金件,包括后地板以及左右后侧围。这样的做法也招致外界质疑,尤其是后围,有关人员认为采用铝板冲压结构,轻量化效果会更好。

  如果之后问界M9发生后部撞击事故,ModelY都需要20万元的维修成本,问界M9要多少维修费用还尚不可知,但绝不会太低。

  如此看来,一体式压铸具备独特的优势,但也有着明显缺点。对于自主品牌而言,是否跟进需要慎重考虑。即使完全解决工艺难题,一体式压铸压铸也并且不适合所有车企,因为其最大优势就是规模化、快速化,而非直接降低成本。

  在高昂的前期成本下,只有足够高的销量,才能体现出一体化压铸的优势,这也是目前一些车企所不具备的。国内销量爆款的车型并不少,包括特斯拉的秦/宋/汉、埃安Y等,但只有特斯拉采用一体式压铸。最终的原因还是相比其他车型,特斯拉的价格更贵,同时销量更广,只有两者兼备的情况下,这项技术的经济账才能算的过来。

  随着新能源时代技术不断迭代更新,车企敢于革新是好事,但一项技术并非具备普适性,对自己最合适的才是最好的,车企要保持一定的理性。

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