懂車帝與極氪 「互撕」!是時候認真聊聊汽車輕量化問題了

懂車帝又跟極氪懟起來了。

起因是在懂車帝 「簡單拆」 欄目中,一名女主播在拆解極氪 7X 時,稱該車尾門使用了塑料和金屬兩種材料,質疑上層塑料為何不使用鋁,並表示用鋁成本高,言下之意就是極氪偷工減料。

圖源:微博@極氪朱淩博士

11 月 26 日晚,極氪智能科技副總裁朱淩在微博發文怒懟懂車帝主播及平台,朱淩認為:主播缺乏基本材料知識,質疑其專業性,並稱其 「光天化日胡說八道,非蠢即壞」。

隨後,懂車帝官方發佈回應聲明,其主要觀點總結如下:極氪X7尾門同時使用塑料和金屬材料情況屬實,採用鋁成型確實有一定難度,但並非不能,混用材料可能是為了「輕量化」。

讓我們先收起吃瓜的心態,借此機會,聊聊所謂的車身輕量化,能給汽車帶來什麼優勢?

極氪到底有沒有偷工減料?

先看看極氪X7尾門上層採用塑料,到底是不是為了節省成本,偷工減料。

根據中國復合材料學會在2023年發佈的《汽車尾門輕量化材料應用及發展趨勢》顯示:

通過注塑成型的非金屬材料更適合做尾門外板,更適合造型多樣的變化要求;同時非金屬材料還具有透波甚至透光的特點,能夠為整車造型和智能化提供更多的拓展空間。

這份調查還提到:單種材料各有優勢和劣勢,混合材料尾門能利用每種材料的特點,在合適的位置選用合適的材料,發揮每一種材料的優點,使尾門的輕量化達到更優的水平。

這麼看來,極氪X7尾門是否偷工減料暫且不談,但這麼做確實有利於車身輕量化。

圖源:極氪官網

其實在近幾年,整車零部件材料的塑料比重正在慢慢增加,不僅是極氪採用塑料,在小米SU7上,根據小米官方披露的信息,小米SU7的非金屬零部件約佔全車零件材質的30%-40%,而此前整個汽車行業的平均數據是10%,非金屬零部件的比重增多,這其實也是汽車行業的發展趨勢。

在我們的慣性思維里,會覺得車身越重,越安全,畢竟公路坦克嘛。不過事實並不是這樣,汽車的安全性更多取決於車身結構和材料,而非單純的重量。事實上,在保證車身強度的前提下,輕量化並不會影響車輛的安全性,反而能帶來諸多優勢。比如輕量化可以讓車輛的「負擔」更小,車輛也更容易「推動」,對燃油車來說,可以節省油耗,對電車來說,可以增加續航水平。

有研究顯示:若燃油車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%到8%;新能源車則車身減少100kg重量,動力電池續航能力就會增加 10-11%。

同時,更輕的車身能使車輛具備更靈活的動態響應。像寶馬汽車以其良好的操控性、富豪以其出色的安全性、法拉利以其極致的速度而聞名,這些都離不開車身輕量化技術的應用。

汽車輕量化至少有兩條路線

目前看來,想實現輕量化主要有兩種方式,一種是通過材料實現,另一種是通過改良製造工藝實現。

首先是材料方面。目前,汽車輕量化行業市場競爭激烈,國內外眾多企業紛紛湧入這一領域進行佈局和發展。

國內企業如寶鋼股份、南山鋁業等已經在輕量化材料領域取得了顯著成果。寶鋼股份研發的新型高強度鋼在汽車車身結構件上得到應用,在不降低車身強度的情況下,實現了一定程度的減重。

圖源:高合汽車圖源:高合汽車

南山鋁業生產的高品質鋁合金材料被眾多車企用於車身製造,如蔚來汽車的部分車型採用南山鋁業的鋁合金板材,優化了車身結構,減輕了整車重量。

此外,一些新能源汽車企業也在積極佈局輕量化產業鏈。例如,寶馬在量產車中率先使用了碳纖維復合材料(CFRP)單殼體車身,碳纖維的高強度和輕質特性使得車身重量大幅減輕。奧迪則在其旗艦轎車A8上採用了鋁合金框架設計理念,相比傳統鋼結構減重40%。日系車企如馬自達則通過採用極高張力鋼板和優化車身結構實現了車身的輕量化。

但是,材料並不是一時半會就能研發出來的,對於一些新勢力來說,沒有龐大的家底與時間,根本無法在新型材料上下太多功夫。

相比採用新型材料,這些年輕車企們的輕量化方式更傾向於改良製造工藝,說到這,就不得不提一下「一體化壓鑄」技術。

 圖源:特斯拉官方 圖源:特斯拉官方

2019年,特斯拉首次提出了利用一體化壓鑄技術生產汽車的概念。

特斯拉一體化壓鑄最主要的變革在於,使用特製的免熱處理鋁合金材料,利用超高壓的壓鑄機將多個汽車鋁合金零部件一次成型,減少汽車所需零部件數量以及相應的銲接工序,達到輕量化、降本增效和提高零件強度的目的。

在2020年9月的特斯拉電池日上,馬斯克宣佈Model Y將採用一體化壓鑄後地板總成,可將下車體總成重量降低30%,製造成本因此下降40%。

此後,一體化壓鑄技術就成為了行業的肥豬肉。

截至目前,蔚來、小鵬、小米等國內造車新勢力們都已經啟動了一體化壓鑄技術的研發和應用,在國際市場,大眾、富豪、平治等傳統燃油車車企的一體化壓鑄佈局也在積極推進。

不過,製造工藝的改良始終還是治標不治本,本質上也只是通過一體壓鑄較少零部件數量,從而達到輕量化效果,屬於彎道超車。在未來,隨著整車製造的複雜性增加,通過一體化壓鑄在輕量化方面的效果可能會逐漸受限。研發新型材料,才是輕量化的根本手段。

輕量化材料探索比造車還難?

與智能化、電動化、全球化相比,新能源汽車的輕量化顯得沒什麼存在感,但其重要性不容忽視,國務院印發的《中國製造 2025》就著重強調,輕量化技術是汽車產業重點突破方向之一。

2020年,由工信部裝備工業一司牽頭編製的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中,更是為汽車輕量化製訂了清晰的發展路徑,其中要求 2025 年整車質量相比 2015 年減重 20%,2030 年減重 35%。由此可見,輕量化已成為新能源汽車零部件研發的核心技術路線之一。

圖源:《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》 圖源:《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》 

然而,輕量化並不是一件容易的事情,不管是材料和工藝都有很高的技術壁壘。

國內汽車零部件公司新頓科技CEO就曾表示,一款高性能合金的開發週期在幾年到十幾年,新材料的研發費用也急劇增加,現階段主要還是通過「不斷試驗」來開發新材料。

假如車企或者零部件企業想研製新的復合材料,不僅要考慮強度、剛度、耐久性,同時還需要研發特殊的鏈接技術,以解決兩種不同材料因為物理化學性質差異可能導致的兼容性問題。

最後,就算新型輕量化材料研發出來了,還得考慮能否量產。一些新型輕量化材料可能需要採用新的成型工藝,如熱壓成型、注塑成型等,這就要求企業對現有衝壓設備進行改造或購置新設備,並重新規劃生產線佈局。

儘管汽車輕量化新材料的研發之路佈滿荊棘,但仍有不少企業與科研人員在為之努力。

在11月26日的NAT-CES2024 輕量化與新材料圓桌討論上,奇瑞汽車材料研究院的吳貴根表示:奇瑞正積極探索3D打印、特殊塗料等新型材料,以滿足自動駕駛及智能化需求。

除此之外,柏德中國則是打算將傳統皮革與新型功能相結合,以應對市場的新挑戰。上海榮南科技則是通過微發泡技術降低材料密度,以適應汽車行業輕量化的新趨勢。

總之,為了讓汽車成功「瘦身」,各家企業都使出了渾身解數。

不過,我們要認清的是,輕量化是手段,不是目的。真正的目的是為了加強動力與低能耗,如果一家車企能通過技術實現這兩項,也不是非得輕量化不可,比如比亞迪的豹8,即便車身重達3.3頓,其動力與能耗也遠遠強於同級別其他車型,既然目的達到了,是否輕量化也就沒那麼重要。

因此,選擇什麼路線達到目的,根據不同的車企有不同的解決方法,並沒有絕對的對與錯。

回到開頭,通過分析輕量化行業的現狀,可知極氪X7尾門同時使用塑料和金屬材料,並不是一句「為何不用鋁」就能概括的事情,但凡多做點功課,也不至於看見塑料就覺得是偷工減料。不過,懂車帝與極氪的這場互懟,把汽車輕量化的概念推到台前,至少以後能知道用塑料也並不是一件壞事。

封面圖源:極氪官網