01.Model Y有望應用“一體鑄造”技術
特斯拉發佈“一體鑄造”專利
特斯拉新專利提出“一體鑄造”技術。2019年7月，特斯拉發佈新專利“汽車車架的多向車身一體成型鑄造機和相關鑄造方法”，提出了一種車架一體鑄造技術和相關的鑄造機器設計。該技術將通過多向壓鑄機，包括一個具有車輛覆蓋件的模具，以及幾個可以相對於覆蓋件模具平移的凸壓模具實現。此類凸壓模具會分別移動至鑄造機中央的鑄造區，負責不同部件的鑄造，在一臺機器上完成絕大部分車架的鑄造工作。”
“一體鑄造”有望大幅提高生產效率。鑄造工藝適合複雜形狀、型腔薄壁零件的製造，優勢在於有利零部件的集成化設計和製造。“一體鑄造”技術將進一步強化這一優勢，將車架上的多個零件集成為一個整體，通過一次鑄造完成成型，大幅簡化供應鏈配套，有望為生產效率帶來較大提升。
“一體鑄造”有望應用於Model Y
Model Y有望應用“一體鑄造”工藝。據媒體electrek.co報道，特斯拉正準備對Model Y車型生產製造進行幾項重大改進，其中包括引入一臺大型壓鑄機進行“一體鑄造”，可將Model Y車型的大部分框架組集成為一個大件。2019年特斯拉首席執行官埃隆馬斯克曾表示，特斯拉的Model Y車型白車身將轉向鋁鑄件設計。“當我們引入大型鑄造機之後，就可將70個部件變成1個，機器人無需將這麼多部件組裝在一起，從而大大減少成本。”
“一體鑄造”技術有望助力Model Y生產效率進一步提升。白車身在焊裝過程中的特點是具有明顯的先後順序，若能以整件方式生產車架，不僅將提升汽車主機廠的自動化率，還將有效減少建造時間、運營成本、製造成本、工廠佔地面積、加工成本和設備數量。Model Y若應用“一體鑄造”技術，有望在Model 3現有基礎上進一步提升生產效率，保證更快的爬坡速度和更高的裝配產能。
02“一體鑄造”的“變”
“變”的驅動力來自於新能源底盤集成設計
新能源汽車動力系統與傳統車差別巨大。新能源汽車三電組成的動力總成系統與傳統汽車的發動機、變速箱無論在形狀還是佈置設計上都有巨大差別，電機、電池體積巨大，且無法像發動機一樣佈置在發動機艙，只能佈置在底盤上。因此，傳統汽車的設計以承載式車身為主，白車身是裝配的基礎，也是承載車身重量、吸收外部衝擊的主要系統，底盤結構相對簡單；新能源汽車的設計則以底盤為主，三電系統、懸架和承重吸能結構都需要集成到底盤上。
新能源汽車底盤已經從傳統車衍生進化到全新平臺設計。以往的新能源汽車底盤多在燃油車底盤基礎上改造，沿用傳統燃油車的承載式車身，因此車身的中通道、後排隆起等問題無法避免，且電池形狀、體積、安裝位置也都受到限制。隨著新能源汽車銷量的逐步攀升，主機廠開始推出更適合新能源汽車的平面式底盤設計。與傳統底盤相比，平面式底盤與車身保持相對獨立、承載面積大、無中通道結構，更適合新能源汽車零部件的系統佈置。大眾MEB平臺即為典型的平面式底盤設計，其輪轂電機和電池均集成到底盤，平板型電池包位於前後橋中間，實現了載荷的均勻分佈，且高度、佔用空間均大幅降低。
“一體鑄造”對零部件系統的影響
集成化設計進一步提升，“三合一”變“四合一”。早期的新能源汽車三電系統佈置相對分散，且有各自的PACK箱體和殼體；當前大部分車型上已經開始採用“三合一”設計，即將電控、電機和減速器集成在同一個殼體內，減小動力總成系統體積。未來如果採用“一體鑄造”，我們預計底盤上最大的電池系統有可能也會被整合到同一個殼體，即“三合一”升級為“四合一”，單獨的減速器殼體、“三合一”殼體和電池殼體都被融合於底盤系統。
用鋁量增多，但鑄造零件數量大幅減少。
鋁鑄造尤其是高壓鑄造在生產複雜形狀、型腔零件上具有明顯優勢，因此在未來“一體鑄造”應用之後，有望替代部分鋼製或其他材質的結構件，加上動力電池重量大導致汽車車身輕量化成為普遍訴求，使得用鋁量進一步提升；此外，由於“一體鑄造”將多個鑄造件設計集成了為一個車架，因此車身上的鋁鑄造件數量將大幅減少。
03“一體鑄造”的“不變”
懸架系統結構沒有變
特斯拉底盤大致分為前懸架總成、中央底盤、後懸架總成。特斯拉底盤及車身兼具安全性、行駛穩定性以及降低電耗的輕量化特徵。特斯拉底盤大致分為3個部位：前懸架總成、中央底盤、後懸架總成。特拉斯中央底盤主要配套地板下電池和電池控制系統，決定其基本行駛性能的主要結構是懸架、制動器和轉向器。
懸架系統工況嚴苛，部件強度要求高。典型的懸架系統結構主要包括彈性元件（彈簧等）、減震器和導向機構（連桿等），主要功能是緩衝路面通過輪胎傳遞到車身的力，並保證汽車的行駛姿態。特斯拉懸架系統包括前後懸架總成（副車架系統），特斯拉前懸架單元為雙橫臂懸架，能夠較好承受來自車輪的縱向力和側向力，從而增加行車穩定性和安全性；後懸架單元為多連桿懸架，對車輪的運動控制自由度大。懸架系統工作環境複雜，受力工況嚴苛，且與汽車行駛安全息息相關，因此對部件的要求較高。
鑄造零件無法替代懸架關鍵零件
底盤懸架上有大量非鋁鑄造部件。目前汽車底盤多為多種材料零部件混合的設計，懸架系統上的副車架較常見的製造工藝有高強鋼衝壓、鋼管液壓成型和鋁低壓鑄造等，控制臂和拉桿較常見的製造工藝有鋼衝壓、鍛鋁等。鋁鍛件為高溫下將鋁棒鍛壓成型，受到鍛壓衝擊後的鋁件微觀晶粒被細化，機械性能大大增強；鋼衝壓和液壓成型件由於鋼材料本身以及部分製造工藝的原因，機械性強於鋁件。
懸架系統上其他材料和工藝零件仍將與鑄造件共同存在，不受“一體鑄造”工藝影響。
懸架是底盤上的重要受力零件，工況較車身零件更為苛刻；鋁鑄造件因為材料本身，以及成型較快速，微觀結構有一定缺陷的原因，不能完全滿足所有底盤部件的機械性能要求。高強鋼衝壓件和液壓成型件（抗拉強度1500MPa以上）、鍛鋁件（抗拉強度300MPa左右）等零部件的機械性能顯著強於鋁鑄件（250MPa左右）。因此從滿足底盤性能的出發點來看，主機廠不太可能用“一體鑄造”生產懸架系統，懸架系統上的鋼製部件以及鍛造部件不會被鋁鑄件替代。
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