2019年1月7日下午,上海特斯拉超級工廠(一期)奠基儀式正式啟動,特斯拉CEO埃隆·馬斯克出席現(xiàn)場動工儀式并發(fā)表講話。預(yù)計特斯拉上海超級工廠(一期)將于今年夏季完工,年底前開始生產(chǎn)Model 3純電動車型,同時明年量產(chǎn)會提升,目標(biāo)年產(chǎn)25萬輛純電動整車,到2020年大規(guī)模量產(chǎn)。這座工廠在2-3年建設(shè)之后,可達(dá)到50萬輛整車的年產(chǎn)能。
特斯拉上海超級工廠項目建成之后,預(yù)計生產(chǎn)的車型有Model 3和Model Y兩種,幾天以前,特斯拉曾公布了Model 3在中國區(qū)域售價并開放選配方案,Model 3推出的兩款車型起售價分別是49.9萬元-長續(xù)航全輪驅(qū)動板,以及起售價56萬元- Performance高性能全輪驅(qū)動版。這兩款車型在中國標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航里程分別為590Km以及595Km,特斯拉稱3月份就能夠交付用戶。
未來電動汽車的趨勢,勢必為壓鑄行業(yè)帶來全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。應(yīng)對此趨勢,電動汽車中的壓鑄件將會面臨怎樣的轉(zhuǎn)型與發(fā)展?
電力驅(qū)動裝置中的鑄件轉(zhuǎn)型
與帶內(nèi)燃機(jī)的車輛相比,電池電力汽車取消了易磨損和/或成本密集型部件,如發(fā)動機(jī)缸體,變速箱和燃料箱。這不僅帶來了成本優(yōu)勢,而且至少部分抵消了電池的較大重量。帶電動機(jī)的動力總成系統(tǒng)在最多情況下包含以下鑄件(圖1):
● 用于連接電力電子設(shè)備的插槽
● 變速箱
● 蓋板
● 外殼
● 轉(zhuǎn)子
● 角形連接器
● 定子, 磁活性元件
● 帶冷卻系統(tǒng)的內(nèi)殼
圖1 電池電力驅(qū)動系統(tǒng)中動力總成系統(tǒng)構(gòu)造
電池外殼
電池是一輛電力驅(qū)動車輛的最大部件。盡管在BEV(電池電動車輛)中取消了大量部件,但是也存在新的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。圖6展示了薄壁電池外殼,通過冷卻流道局部實(shí)現(xiàn)了電池調(diào)溫。
圖2 電池外殼:a. GF公司壓鑄件 b. CSA公司低壓鑄件
電力電子部件外殼
在電力電子部件中裝有為發(fā)動機(jī)提供電池能量所需的元件(圖3)。在所有電動汽車中,敏感的電子元件被安裝在堅固的外殼中。這一外殼根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計,由鑄件,金屬板以及部分塑料組成。通常,需設(shè)計冷卻結(jié)構(gòu)以冷卻電力電子部件時,需要使用鑄件。
圖3 博世公司生產(chǎn)的電力電子部件
變速器
變速器是內(nèi)燃機(jī)中最復(fù)雜的部件之一,在電動汽車中的尺寸要小許多,也簡單很多(圖4)。在電動汽車中,變速器僅用作減速器,即發(fā)動機(jī)相對高的速度被轉(zhuǎn)換為較低的速度。這種轉(zhuǎn)換通常是持久性的,因此沒有切換操作,從而不再需要離合器。
圖4 尼桑葉輪變速器
輕量化結(jié)構(gòu)件大量應(yīng)用
電動化使鑄件重量發(fā)生很大改變
通過電動化,鑄件重量發(fā)生了很大改變。在混合動力汽車中,除了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)之外,增加的一些部件,比如電池外殼,電力電子部件外殼和電動機(jī),使得鑄件重量平均增加了約21%。在完全電力驅(qū)動的情況下,內(nèi)燃機(jī)的取消使得動力總成系統(tǒng)中鑄件重量平均減少約44%(圖5)。
圖5:電動化后的鑄件改變一覽表
車身輕量化結(jié)構(gòu)鑄件的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)件是壓鑄工藝的最新應(yīng)用領(lǐng)域。早先通過壓鑄來生產(chǎn)結(jié)構(gòu)部件是不可想象的。通常,車身幾乎完全由鋼板組成,鋼板通過各種成形和連接工藝組裝成一體。而如今,材料和制造工藝的多樣性都有所增加。(圖6)顯示了車輛結(jié)構(gòu)中各種潛在的鑄造部件都比較大。為了在2021年之前將車輛的二氧化碳排放量減少到95克/公里,原始設(shè)備制造商必須減輕車輛重量。
寶馬汽車中由鑄造結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的新產(chǎn)品組合
輕量化的車身鑄件示例:
● 內(nèi)門板
● 縱梁
● 減震塔
● 通風(fēng)裝置外殼
● 底盤橫梁
● 敞篷車支架
● 敞篷車頂蓋和
● 輪轂
汽車鑄件需求仍持續(xù)增長,輕量化部件是電動汽車的首選
在(圖7)中可以看到對全球發(fā)動機(jī)產(chǎn)量所進(jìn)行的預(yù)測。這一預(yù)測以IHS(埃士信)公司所進(jìn)行的調(diào)查和AVL(李斯特)公司的內(nèi)部分析作為基礎(chǔ)。根據(jù)分析,2025年全球范圍內(nèi)用于不同類型車輛的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量將達(dá)到1億臺。根據(jù)這一預(yù)測,可以估計,到2025年,汽車鑄件的市場增長率約為23%。不同類型車輛中,例如插電式混合動力車和全混合動力車,所增加的鑄造部件將使得對鑄造產(chǎn)品的需求增加。
圖7:全球發(fā)動機(jī)生產(chǎn)預(yù)測
到目前為止,盡可能多地采用輕量化部件,會是電動汽車達(dá)到理想行駛里程的關(guān)鍵。因此,輕量化這一課題以及利用新材料開發(fā)新的輕量化概念將成為汽車工業(yè)中越來越重要的分支。
不管是電動汽車,還是混合動力汽車都必須變得更輕,以補(bǔ)償電池所增加的重量,并延長行使里程。除了電動汽車不再需要的部件外,壓鑄工藝還提供了作為鑄造工藝滿足輕量化這一趨勢要求的可能性。
由于可以實(shí)現(xiàn)極小的壁厚,通過部分復(fù)雜冷卻流道實(shí)現(xiàn)電池調(diào)溫的薄壁電池外殼和支架,顯示了鑄件的未來潛力。鑄造工藝為部件輕質(zhì)化設(shè)計提供了多種可能性。它允許高度的設(shè)計自由度,以便將合適的材料放置在合適的位置,并有助于將多個功能集成到一個部件中。
特斯拉最新供應(yīng)商名單匯總
特斯拉體系中國直接供應(yīng)商
特斯拉體系中國間接供應(yīng)商