路径三：真空/充氧压铸减少型腔中空气含量 ， 设备成本较高 ， 对工艺技术要求高 。另一种提高铸件力学性 能和表面质量的 *** ， 即在压铸过程中不断降低空气含量 。目前在这种 *** 上 ， 有两种工艺 。（1）真空压铸： 通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体 。真空压铸可使用 较低的比压及铸造性能较差的合金 ， 有可能用小机器压铸较大的铸件 ， 并通过改善充填条件 ， 压铸较薄的铸件 。但真空压铸工艺的模具密封结构复杂 ， 制造及安装较困难 ， 因而成本较高 ， 且如果控制不当 ， 工艺效果就不甚 显著 。目前 ， 真空压铸用于车架、减震塔部位等 。（2）充氧压铸：在压射前 ， 向压室及型腔内通入氧气类活性 气体以取代型腔中的空气 ， 在金属液充填时 ， 一部分氧气排除 ， 另一部分与喷射金属液经过化学反应产生金属 氧化物 ， 并分散于铸件内部 ， 从而减少铸件内部含气量 。充氧工艺对浇口速度有较高要求 ， 且操作工序复杂、 工艺参数不易控制 ， 在实际生产中应用较少 。
铝合金焊接工艺难度较大 ， 一体化压铸技术另辟蹊径 。随着压铸工艺不断发展成熟 ， 汽车铝压铸占比 越来越大 。但在组装焊接的过程中 ， 因为铝合金表面的氧化层熔点较高等特性 ， 采用传统熔化焊存在热输 入过大引起的变形、气孔、焊接接头系数低等问题 ， 同时由于型材的厚度、断面都各不相同 ， 在焊接时就 产生了很多种组合 ， 尤其在厚度差异很大时 ， 热输入非常难以控制 。因此 ， 传统的焊接工艺已无法满足铝 合金材料的连接要求 。目前采用的解决 *** 一类是发展先进焊接技术 ， 包括主流的摩擦搅拌焊以及更加先 进的激光焊 。或者发展新型连接技术包括冲铆技术、螺栓自拧紧技术和胶接技术 。采用新型焊接和连接技 术的方案在提高工艺难度的同时还会增加设备和时间成本 。因此 ， 改变传统车身生产流程先生产结构件后 焊接组装的一体化压铸技术应运而生 ， 一体化压铸所需生产零部件数量骤减 ， 同时大幅减少焊接、涂胶环 节 ， 极大简化了车身整体生产流程 。特斯拉专利中给出的一体化压铸设备 Giga Press 的生产节拍范围为 60 －120 秒 ， 可以显著提高车身的生产效率 。
文章插图
特斯拉破局车身一体化压铸 ， 掀起汽车制造革命 。2020 年 9 月 22 日 ， 特斯拉宣布其 Model Y 将采用一体 式压铸后底板总成 ， 可使下车体总成重量降低 30% ， 制造成本下降 40% 。由于所有零件一次压铸成型 ， Model Y 的零件数量比 Model 3 减少 79 个 ， 焊点约由 700-800 个减少到 50 个；新的合金材料使特斯拉一体压铸的后底 板总成不需要再进行热处理 ， 制造时间由传统工艺的 1-2 小时缩减至 3-5 分钟 ， 可实现厂内直供 ， 如果采用传统 冲压焊接工艺必须多线并进 ， 才能满足生产节奏 。下一步 ， 特斯拉计划用 2-3 个大型压铸件替换由 370 个零件 组成的整个下车体总成 ， 重量将进一步降低 10% ， 对应续航里程可增加 14% 。Model Y 的成功展现了一体压铸 所带来的生产效率的提升、生产成本的有效降低 。在特斯拉的引领下 ， 以蔚小理为代表的造车新势力们积极布 局一体化压铸技术 ， 有望引领汽车制造业新的工艺革命 。
新能源三电系统轻量化潜力巨大 ， 电池盒轻量化是增量领域 。随着特斯拉在车身件上的成功突破和应用 ， 其他系统和零部件的轻量化也在加速推进 。新能源汽车采用电机驱动 ， 动力传动系统大幅优化 ， 动力源由车载 电池包提供 ， 三电系统导致新能源车较传统燃油车重量增加了 200-300kg ， 极大影响了续航里程 ， 因此新能源车 三电系统的轻量化潜力巨大 。在电池能量密度提升逐渐进入瓶颈期后 ， 电池盒轻量化已成为当前的重要的技术 路径 。电池盒除了对电池起到承载作用 ， 还要求能够保护电芯在受到外界碰撞或挤压时不被损坏 ， 提高动力电 池系统的安全性 ， 另一方面对其导热、导电、防水、绝缘性能也有较高要求 。因此 ， 随着新能源车渗透率不断 提升 ， 满足各项安全性能要求的轻量化电池盒是全新的增量市场 。
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