今天小編分享的汽車經驗:一體大壓鑄,壁壘究竟有多高?,歡迎閱讀。
一體化壓鑄,絕對是當下汽車行業的一個熱詞。
但其實,從 2020 年 9 月特斯拉首次提出一體化壓鑄的概念至今,也不過才剛剛三年,能用上一體化壓鑄工藝的車型,數量不僅少,而且價格不菲。
原因很簡單,一體化壓鑄徹底颠覆了車身多個零件分别衝壓、焊接的工藝流程,将數十個乃至上百個零件合而為一,是能夠引發新一輪汽車制造革命的工藝。
當然,這樣的工藝颠覆,就會意味着極高的技術含量和資金投入。如果傳統車企想要加入一體化壓鑄,也必須要改變已經存在幾十年的設備與流程。
所以,一體化壓鑄的門檻,是很高的。
但對于新進入汽車行業的小米而言,它卻沒有這種顧慮,反而是這種既有颠覆,又有門檻,技術投入、資金投入、創新投入都非常巨大的工藝,特别符合小米汽車的定位。
2023 年 12 月 26 日,問界 M9 上市,采用當時量產車中最大的 9000 噸級一體化壓鑄技術。
但僅僅過了兩天,這個紀錄就被小米打破,小米發布了 9100 噸級的超級大壓鑄技術—— Xiaomi HyperCasting。但其實,9100 噸這個數字,遠不是小米超級大壓鑄技術的核心壁壘。
真正的壁壘,來自于小米在一體化壓鑄領網域的 know-how。
小米為什麼要自研一體化壓鑄?
電動汽車與一體化壓鑄,是一對共生共榮的 " 兄弟 "。一體化壓鑄,為電動車帶來諸多產品力與體驗上的優勢;而電動車的快速發展,也讓一體化壓鑄找到了它最适合的應用場景。
對于用戶而言,也許他們不了解車身結構,也看不到藏在車身外表裡面的工藝。但是他們對電動汽車的要求一定有:低能耗、高安全性、高可靠性的要求,甚至還有下好訂單後能盡快拿到車的急迫。而這些,恰恰就是一體化壓鑄在電動汽車上的價值所在。
相比傳統車身制造工藝,一體化壓鑄大幅減少了車身的零件數量和連接焊點數量。由此,車身減了重,電動車的能耗得以降低;車身的強度增加,電動車的安全性能夠得到顯著提升;生產流程簡化、效率提升,電動車的制造周期就會縮短,用戶也能夠更快拿到車。
一體化壓鑄是一項能夠切切實實創造用戶價值的創新工藝,也一定是電動車上無可争議的大趨勢。
目前汽車行業中,絕大部分車企并不具備生產一體化壓鑄件的能力,如果他們想引入這項工藝,通常會采用技術成熟的供應商外供的方式。
但是,因為性能、效率與成本優勢,一體化壓鑄又會成為電動汽車制造的核心工藝,車企将其掌握在自己手中,絕對是具備戰略意義的行為。也只有把一體化壓鑄抓在手裡,才能最大程度将技術優勢轉化為用戶體驗的價值。
所以,哪怕困難再大,小米汽車堅定地要自己來幹這件事情。
小米究竟自研了什麼?
當小米決定自研一體化壓鑄後,擺在小米面前的有兩大難題。
第一,是構建由高鎖模力的一體壓鑄機設備為核心的制造體系;第二,是适合一體化壓鑄的合金選型。
首先是壓鑄制造體系。
壓鑄機是壓鑄工藝最核心的設備,而鎖模力則是壓鑄機首先确定的因素,也就是給壓鑄磨具的鎖緊力。壓鑄件的尺寸越大,相應需要的鎖模力也就越高。
特斯拉采用的一體壓鑄機,鎖模力是 6000 噸級别。但是小米所設計的壓鑄件,比特斯拉的要大 17%,6000 噸級别難以滿足小米的需求。所以,小米最終選擇定制了 9100 噸級的壓鑄機,去壓鑄一體化的後地板。
其實,現在汽車行業已經開始卷鎖模力的噸位,2024 年 12000 噸級乃至更高指标的壓鑄機也會在汽車行業應用。但是壓鑄機噸位應當和鑄件的設計緊密相關,也需要平衡性能需求與成本控制,并不是一件以數字大小論英雄的事情。
所以,小米并沒有把太多的精力,放在這個 9100 噸級上,而是在定制壓鑄機的基礎上,做了一件更有技術含量的事情——自研了整套壓鑄島流水線。
壓鑄機就好比是航母,但想要航母真正具備戰鬥力,更重要的是要形成航母戰鬥群。而小米自研的這一套設備集群系統,就是航母戰鬥群。
這套占地面積有兩個籃球場的設備集群裡,一共有 60 台設備,控制 433 個工藝參數,全套流程和标準,都是小米自主制定、自主掌握。其中最值得一提的,是小米自研的視覺大模型質量判定系統,可以在 2 秒内完成壓鑄件的質量檢測,是人工效率的 10 倍之多。
然後是材料選型。
一體化壓鑄的零部件,有着復雜的曲面構型和結構尺寸輪廓,傳統的熱處理帶來的熱脹冷縮,很容易引發零部件尺寸變形或者表面裂紋,導致產品良率急劇降低。所以,一體壓鑄一定是和免熱處理材料相生相伴,為一體壓鑄研發專屬合金材料,才能達到更高的良率和更好的性能,一體壓鑄的優勢才能體現出來。
而這個免熱處理的材料配方,自然就是一體化壓鑄工藝中,小米需要掌握的另一項極為重要的核心技術——壓鑄合金。
為此,小米的材料團隊和國家級材料重點實驗室合作,将 AI 與材料學緊密結合,自研出一套多元材料 AI 仿真系統,可以模拟出不同材料配方組合的性能。
經過 1016 萬次的模拟仿真實驗,小米最終篩選出一組兼顧強度、韌性和穩定性的合金,小米把它命名為 " 小米泰坦合金 "。
而這也意味着,小米與特斯拉一道,成為了目前世界唯二自主設計大壓鑄集群 + 材料的汽車制造商。
通過設備集群和材料的自研突破,小米幾乎完成了大壓鑄產業鏈裡所有環節的自主掌握。而在小米首款車型 SU7 上,小米成功地打造了 72 合 1 的一體化壓鑄後地板,焊點減少 840 個,重量減輕 17%,生產工時只需要原本的一半左右,如此堅固的一體化後底板,使得整車剛度能夠突破 51000Nm/deg,這相當于傳統油車的兩倍。
這種級别的壓鑄件,以往只出現在大尺寸的 SUV 或者 MPV 上,而小米第一次在轎車上實現了後地板的一體化。
在這個汽車變革的時代裡,很多新技術、新工藝都處于探索中,沒有哪個供應商能夠解決所有問題,或者能輕松滿足汽車廠商的要求。尤其是對于小米這種對硬核創新技術極為看重的企業而言,很多事情都必須要自己親自下場,通過自研掌握 know-how,才能做出人無我有、人有我優的成果。
一體化壓鑄,怎樣讓用戶滿意?
2022 年,特斯拉一則 " 天價維修費 " 的新聞登上熱搜,車主在倒車時不小心撞到了牆角,原以為只是簡單的磕碰事故,事故鑑定後發現一體壓鑄的後減震包受到衝擊,維修費高達 20 萬元。
也許一個行業專家,可以用一萬句話說出一體化壓鑄的千般優點,但是唯獨維修成本高,是消費者難以接受的致命缺點。
如果簡單的擦碰,就會產生天價維修費,有多少用戶願意為之買單?如果一家汽車廠商只做了一體化壓鑄,卻沒有為降低維修成本考慮,也很容易被消費者打上 " 割韭菜 " 的印象标籤。
顯然,這并不符合小米公司一向對用戶的價值觀。
而為了解決一體化壓鑄部件遭遇碰撞後必須要整體更換的問題,小米在一體化壓鑄後地板獨創了三段式分區碰撞策略——從後向前分别設計了可拆的低速潰縮區和中高速潰縮區。
這樣設計後,如果後端發生低速碰撞,後防撞梁及吸能盒首先產生變形,只需更換低速潰縮區的零部件即可,從而降低維修成本。而如果發生中高速後碰撞,擠出鋁安裝梁會通過形變參與到吸能中,确保大壓鑄件不受到碰撞影響,同樣是為維修成本考慮。
那麼,這樣的三段式後地板設計,在大壓鑄件不被損壞的前提下,能夠承受多高速度的後碰标準呢?小米給出的答案,是 90km/h。也就是說,當同向行駛的兩輛車相對速度在 90km/h 以内,發生後碰撞時,用戶都不必為大壓鑄件的成本買單。這一速度,不僅超過了全球的最高标準,在現實生活中也極少能夠遇到兩車相對速度如此之高的場景。
所以,或許一體化壓鑄工藝在行業人士看來非常先進,但從先進到用戶滿意,中間需要跨越無數個用戶思維。降低維修成本,就是其中重要的一環。而小米雖然在汽車行業是初出茅廬的新人,但論用戶思維卻早已是多年深耕的老手。在全自研的流程工藝與材料的基礎上,小米的用戶思維,讓他對一體化壓鑄的思考,比很多人想象中要更加的全面。
或許有些人覺得小米并沒有經歷汽車行業的復雜性,但從一體化壓鑄這件 " 小事 " 上,我們足以看出小米有能力去 " 管理 " 這種復雜性。因為作為一個跨界而來的玩家,小米最難能可貴的,就是既能堅守汽車產業百年來固有的一些規律,才能将自己在消費科技領網域積累而來的思想與方法論,應用到汽車產業如今的變革中。
寫在最後
小米從手機行業跨入汽車行業,遠不只是說要給市場多造一台車。
當我們今天看完小米在一體化壓鑄工藝上的投入,由此以小見大,我們有理由相信小米是在用自己的能力去賦能制造業,帶動整個產業鏈的技術創新與進步。
小米選擇用一場技術發布會,正式開啟小米汽車面向市場的征程,既是向行業傳遞自己的造車理念,也是向市場傳遞自己的造車信心,更是給所有的用戶傳遞了一種責任感。
當所有人都在關心小米造出的車,如何好看、好開、有科技、有智能、有生态時,小米同樣在那些表面看不到的地方,通過深耕自研、掌握核心技術,給用戶提供一份安全、一份可靠、一份安心。