一体化压铸,到底给马斯克省了多少钱?

董车会

05-25 09:54

在座的各位,有拼过高达吗?

简单来说,正儿八经拼一个高达,需要经过以下几个步骤:

  1. 剪取零件,并使用锉刀、砂纸等工具将水口打磨平整;
  2. 按照说明书顺序,拼装躯干、肢体、头部、武器等;
  3. 将拼好的躯干、肢体等部位组合起来,完成素组;
  4. 根据需要,对高达进行贴纸、喷涂、渗线等操作。

▲图片来自:模玩控

整个流程,其实跟造一辆车是差不多的:从制造单个零件,到焊接零件,再到涂装。

下车体总成为例。

首先将钢材通过开卷线开卷,再通过不同的压力机,完成大大小小各种车身单体零件的制造。修边冲孔后,通过焊接或螺接的方式,把单体零件组装成前、中、后地板,最后组成下车体总成。

▲蔚来的冲压生产线

说起来很简单,但造车和拼高达还是不能相提并论的,一个万代 RG RX-78-2 元祖高达约有 250 个零件,而一套下车体总成的零件,就超过了 370 个。

倘若要从成本上来考量,二者就完全没有可比性了。

在冲压环节,一个产能 50 万的后地板生产线大约需要大型压力机 1 台、小型压力机 15 台、大型模具 1 台、小型模具 15 台,设备的总成本约为 1 亿元。

▲大众的焊接作业

焊接环节则需要焊接机器人 2 台、焊接搬运机器人 1 台、夹具 1 组,设备成本约为 1.25 亿元。

可以看到,使用传统的冲压&焊接工艺来生产后地板,光是设备成本就需要 2.25 亿元,而设备,仅仅是基础。

如此规模的生产线,大约需要 120 名员工,人力成本约为 0.3 亿元;再加上 700-800 个焊点所耗费的 3.75 亿元,总成本来到了 6.3 亿元人民币

关于造车要多少钱,蔚来 CEO 李斌去年年底就有提到:

造车需要储备的资金门槛,几年前我说的是 200 亿(元),现在没有 400 亿可能都干不了了。

所以造车这件事,能不碰还是尽量不要碰,想让自己的「工匠精神」得到体现,你不如去拼高达。

已经造了的怎么办?

有些朋友可能已经猜到我要说什么了,北美掀起的那阵一体式压铸的浪潮,早已随着东北信风,与北赤道暖流一同漂到了特斯拉上海超级工厂。

从 2021 年初开始,特斯拉上海超级工厂交付的 Model Y,都采用了一体式压铸成型的后地板。

有赖于各家汽车媒体的普及,大家都知道这玩意儿能给车企省成本,那究竟能省多少呢?

2020 年,特斯拉曾表示 Model Y 的一体化压铸后地板方案,能够将零件个数由 70 个减少至 1-2 个。

这就相当于,你拼高达还在打磨手臂的零件呢,结果马斯克过来让你别磨了,然后直接往你手里塞了俩拼好的手臂。

由于一体式压铸方案大大减少了单体零件的数量,因此同样是 50 万年产能后地板产线,焊装成本直接从原来的 3.75 亿元降至 0.25 亿元,人力成本也从 0.3 亿元下降至 0.045 亿元。这么一看,简直跟不要钱似的。

实际上,与传统&焊接方案不同,一体式压铸方案的成本主要来自于生产设备。

特斯拉曾在去年 2 月放出了一段上海超级工厂压铸机的视频,那是由力劲集团生产的大型压铸机 Giga Press,锁模力为 6000 吨,长 20 米,宽 7.5 米,高 6 米,重量达到了 410 吨。目前,上海工厂共有 4 台压铸机。

只有压铸机还不够,整个压铸岛单元还包含了许多外围设备,包括压铸模具、熔炼炉、喷涂设备、拾取设备、冷却设备、修边机、输送带、油温机、高真空设备等。

要实现年产能 50 万,预计需要 4 套压铸岛,夹具 5-6 套,焊机 2 台,机器人 5-6 台,成本约为 4.5 亿元。加上前面的焊装成本和人力成本,一体式压铸方案的总成本约为 4.8 亿元——比传统冲压&焊接方案节省了 1.5 亿元

而这只是一块后地板省下来的钱。

▲右下方的 Model Y 为奥斯汀工厂所产

特斯拉得州奥斯汀工厂 2022 年一季度财报显示,该工厂在后地板的基础上,增加了前地板(前纵梁)的一体化压铸,将前后地板的零部件数量从 171 个减少至 2 个,焊点数量减少了超过 1600 个。

这又省下了一笔钱。

2021 年,特斯拉还在德国柏林工厂开放日上展示了特斯拉一体化压铸底盘,他们计划用 2-3 个大型压铸件取代原有的 370 个单体零件,组成下车体总成。

可见,马斯克脑子里想的,可不是一个拼好的手臂或者拼好的腿,他想要的是一整个拼好的「高达」。

最不值钱的,是钱

据《汽车商业评论》援引理想汽车 CEO 李想的观点,特斯拉的主要目的,是提高产能,而且是原地起飞的那种。

特斯拉为什么要做一体式铸造的车身?不是为了降低成本,而是为了提升生产效率。在它眼里成本和效率不是一个概念,效率是说怎么在最短时间内提供足够多的产能,这是它思考得很多、很多的问题。上海工厂 1300 亩地,今年大概能做到 80 到 90 万的产能,这在历史上从来没有出现过。

前面提到,在传统工艺下,下车体总成的制造需要经过冲压和焊接两大车间,生产一个下车体总成的工时超过 2 个小时。

而 Model Y 后地板的一体化压铸时间约为 180 秒——三分钟搞定一个。

一体化压铸不仅能大幅度提高车辆的生产效率,还能将车型的开发周期大大缩短

在传统汽车制造中,由于零部件众多,匹配管控耗时较长,需要经过三轮综合匹配,才能将各零部件固化稳定在公差要求范围之内,整个周期通常会长达 6 个月。

得益于一体化压铸,零件数量大大减少,简化了物流,也降低了匹配的难度与管控成本,能够将开发周期缩短至 1-2 个月。

另外,一体化压铸还提高车辆的各项性能。

你没有听错,各项性能。这就像《神雕侠侣》中杨过吞下的蛇胆,《倚天屠龙记》中张无忌吃过的昆仑山蟠桃,《天龙八部》中的段誉吃下的莽牯朱蛤……

▲《神雕侠侣》剧照

因为它足够轻——采用了一体式压铸的特斯拉下车体总成,可使整车减重 10%。

相比燃油轿车,新能源汽车虽然少了发动机和变速箱,但其三电系统增重较大,尤其是电池——电池能量密度约为 0.1-0.3kWh/kg,燃油的能量密度约为 12kWh/kg。

国海证券的一份调查报告显示,相较于燃油版车型,其插混版车型的重量增加了约 12-18%,纯电版则增加了约 19-32%。

2019 汽车轻量化大会中有数据显示,纯电车型的整车重量每降低 10%:

  • 平均续航里程将增加 5%-8%;
  • 电能消耗可减少 6.3%;
  • 0-100km/h 加速性能可提升 8-10%;
  • 制动距离可缩短 2-7m。

不仅如此,轻量化的车身也提升了汽车操控的稳定性,这一点我深有体会。

在同一条赛道中,驾驶纯电车型时(如 Taycan、Model S 等),刹车点往往要提前许多。同时,高车重也降低了弯中极限,令我必须以更慢的速度进弯。

这些经验……都是我从模拟器里得来的。你先别急着动手,虽是模拟器,但确实是这个道理。

此外,一体化压铸件还有抗扭刚度大、成型精度高的优点,马斯克对此还十分自信。

下一代 Model Y 的精度,将以微米为单位,而不再是毫米。

面对消费者对于 Model 3 车身接缝的不满,马斯克甚至表示,「Model 3 的接缝如此差劲的根本原因是没有采用一体化压铸技术。」

一体化压铸是趋势,我们躲不掉

「28 万特斯拉撞一下,维修要花 20 万」的新闻,大家应该都看过,市场对于一体化压铸件的担忧,也是从这时候开始的。

对于横贯车身左右的大型一体化压铸件来说,一侧受损,也只能整体更换。不少人认为,这是特斯拉把生产成本「转嫁」到消费者身上。

诚然,倘若是采用单件焊接的车辆,并不存在这样的风险,但从行业的角度来看,用户终究还是要为技术的革新买单

在这条赛道上,马斯克并不是唯一一位选手。

2021 年 10 月 18 日,蔚来表示,他们成功开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料,全新的材料将会应用在蔚来第二代平台车型上。两个月后,蔚来就在 NIODay 上宣布,蔚来 ET5 的车身后地板相关部件将采用一体式铸造成型。

蔚来称,这一转变可使后地板重量降低 30%,后备箱空间增加 11L,整车抗扭刚度从 31kNm/deg 提升至 34kNm/deg 。当然了,更重要的是,它降低了生产成本。

小鹏汽车则携手广东鸿图,为其武汉工厂引入了一套超大型压铸岛及自动化生产线。今年 1 月,小鹏汽车还宣布布局一体化前舱总成、一体化后地板总成和一体化电池托盘等关键部件的项目。

想吃螃蟹的不只是新能源企业。

梅赛德斯-奔驰今年也带来了他们的最新科研成果——VISION EQXX,这辆概念车采用了名为「BIONEQXX」的一体式压铸部件;沃尔沃则计划对其瑞典工厂投资 100 亿瑞典克朗来引进这一工艺;大众也在上周推出了他们的后车身一体式铝压铸件样件。

是的,一体化压铸是趋势,我们躲不掉。

 

参考资料:
国信证券《汽车行业一体化压铸专题:铝压铸向大型化、一体化发展》
国海证券《特斯拉生产制造革命:一体化压铸》
汽车商业评论《一体化压铸,让造车更简单?》
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