特斯拉有望应用“一体铸造”技术，车身零件将从70个减少到1个

01.Model Y有望应用“一体铸造”技术

特斯拉发布“一体铸造”专利

特斯拉新专利提出“一体铸造”技术。2019年7月，特斯拉发布新专利“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”，提出了一种车架一体铸造技术和相关的铸造机器设计。该技术将通过多向压铸机，包括一个具有车辆覆盖件的模具，以及几个可以相对于覆盖件模具平移的凸压模具实现。此类凸压模具会分别移动至铸造机中央的铸造区，负责不同部件的铸造，在一台机器上完成绝大部分车架的铸造工作。”

“一体铸造”有望大幅提高生产效率。铸造工艺适合复杂形状、型腔薄壁零件的制造，优势在于有利零部件的集成化设计和制造。“一体铸造”技术将进一步强化这一优势，将车架上的多个零件集成为一个整体，通过一次铸造完成成型，大幅简化供应链配套，有望为生产效率带来较大提升。

“一体铸造”有望应用于Model Y

Model Y有望应用“一体铸造”工艺。据媒体electrek.co报道，特斯拉正准备对Model Y车型生产制造进行几项重大改进，其中包括引入一台大型压铸机进行“一体铸造”，可将Model Y车型的大部分框架组集成为一个大件。2019年特斯拉首席执行官埃隆马斯克曾表示，特斯拉的Model Y车型白车身将转向铝铸件设计。“当我们引入大型铸造机之后，就可将70个部件变成1个，机器人无需将这么多部件组装在一起，从而大大减少成本。”

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“一体铸造”技术有望助力Model Y生产效率进一步提升。白车身在焊装过程中的特点是具有明显的先后顺序，若能以整件方式生产车架，不仅将提升汽车主机厂的自动化率，还将有效减少建造时间、运营成本、制造成本、工厂占地面积、加工成本和设备数量。Model Y若应用“一体铸造”技术，有望在Model 3现有基础上进一步提升生产效率，保证更快的爬坡速度和更高的装配产能。

02“一体铸造”的“变”

“变”的驱动力来自于新能源底盘集成设计

新能源汽车动力系统与传统车差别巨大。新能源汽车三电组成的动力总成系统与传统汽车的发动机、变速箱无论在形状还是布置设计上都有巨大差别，电机、电池体积巨大，且无法像发动机一样布置在发动机舱，只能布置在底盘上。因此，传统汽车的设计以承载式车身为主，白车身是装配的基础，也是承载车身重量、吸收外部冲击的主要系统，底盘结构相对简单；新能源汽车的设计则以底盘为主，三电系统、悬架和承重吸能结构都需要集成到底盘上。

新能源汽车底盘已经从传统车衍生进化到全新平台设计。以往的新能源汽车底盘多在燃油车底盘基础上改造，沿用传统燃油车的承载式车身，因此车身的中通道、后排隆起等问题无法避免，且电池形状、体积、安装位置也都受到限制。随着新能源汽车销量的逐步攀升，主机厂开始推出更适合新能源汽车的平面式底盘设计。与传统底盘相比，平面式底盘与车身保持相对独立、承载面积大、无中通道结构，更适合新能源汽车零部件的系统布置。大众MEB平台即为典型的平面式底盘设计，其轮毂电机和电池均集成到底盘，平板型电池包位于前后桥中间，实现了载荷的均匀分布，且高度、占用空间均大幅降低。

“一体铸造”对零部件系统的影响

集成化设计进一步提升，“三合一”变“四合一”。早期的新能源汽车三电系统布置相对分散，且有各自的PACK箱体和壳体；当前大部分车型上已经开始采用“三合一”设计，即将电控、电机和减速器集成在同一个壳体内，减小动力总成系统体积。未来如果采用“一体铸造”，我们预计底盘上最大的电池系统有可能也会被整合到同一个壳体，即“三合一”升级为“四合一”，单独的减速器壳体、“三合一”壳体和电池壳体都被融合于底盘系统。

用铝量增多，但铸造零件数量大幅减少。

铝铸造尤其是高压铸造在生产复杂形状、型腔零件上具有明显优势，因此在未来“一体铸造”应用之后，有望替代部分钢制或其他材质的结构件，加上动力电池重量大导致汽车车身轻量化成为普遍诉求，使得用铝量进一步提升；此外，由于“一体铸造”将多个铸造件设计集成了为一个车架，因此车身上的铝铸造件数量将大幅减少。

03“一体铸造”的“不变”

悬架系统结构没有变

特斯拉底盘大致分为前悬架总成、中央底盘、后悬架总成。特斯拉底盘及车身兼具安全性、行驶稳定性以及降低电耗的轻量化特征。特斯拉底盘大致分为3个部位：前悬架总成、中央底盘、后悬架总成。特拉斯中央底盘主要配套地板下电池和电池控制系统，决定其基本行驶性能的主要结构是悬架、制动器和转向器。

悬架系统工况严苛，部件强度要求高。典型的悬架系统结构主要包括弹性元件（弹簧等）、减震器和导向机构（连杆等），主要功能是缓冲路面通过轮胎传递到车身的力，并保证汽车的行驶姿态。特斯拉悬架系统包括前后悬架总成（副车架系统），特斯拉前悬架单元为双横臂悬架，能够较好承受来自车轮的纵向力和侧向力，从而增加行车稳定性和安全性；后悬架单元为多连杆悬架，对车轮的运动控制自由度大。悬架系统工作环境复杂，受力工况严苛，且与汽车行驶安全息息相关，因此对部件的要求较高。

铸造零件无法替代悬架关键零件

底盘悬架上有大量非铝铸造部件。目前汽车底盘多为多种材料零部件混合的设计，悬架系统上的副车架较常见的制造工艺有高强钢冲压、钢管液压成型和铝低压铸造等，控制臂和拉杆较常见的制造工艺有钢冲压、锻铝等。铝锻件为高温下将铝棒锻压成型，受到锻压冲击后的铝件微观晶粒被细化，机械性能大大增强；钢冲压和液压成型件由于钢材料本身以及部分制造工艺的原因，机械性强于铝件。

悬架系统上其他材料和工艺零件仍将与铸造件共同存在，不受“一体铸造”工艺影响。

悬架是底盘上的重要受力零件，工况较车身零件更为苛刻；铝铸造件因为材料本身，以及成型较快速，微观结构有一定缺陷的原因，不能完全满足所有底盘部件的机械性能要求。高强钢冲压件和液压成型件（抗拉强度1500MPa以上）、锻铝件（抗拉强度300MPa左右）等零部件的机械性能显著强于铝铸件（250MPa左右）。因此从满足底盘性能的出发点来看，主机厂不太可能用“一体铸造”生产悬架系统，悬架系统上的钢制部件以及锻造部件不会被铝铸件替代。

来源：凤凰网财经