极氪001FR和一体化压铸车身

目前，大型一体化压铸零件的开发主要有两种路径：一是委托供应商开发制造，再由主机厂装配；二是主机厂全栈自研，自主投资压铸车间。

2024年4月25日，在第四届车身大会上，极氪汽车车身及内外饰架构开发部长李天奇表示，极氪选择的是后者，坚持全栈自研与自制，优化工艺，实现高效生产。极氪汽车深入研究了大型一体化压铸零件的浇注口位置，将其优化至中央，以减少投影面积和压铸吨位，避免资源的浪费。这项工艺优化不仅缩短了冲填距离，还提升了远端材料性能。极氪的压铸工厂采用智能化与数字化技术，实现自我检测、分析、决策与调整，确保产品质量的一致性。这种智能化产线提高了生产效率30%，降低了废品率20%，并实现了节能5%。

李天奇 | 极氪汽车车身及内外饰架构开发部长

以下为演讲内容整理：

极氪汽车隶属于吉利控股集团，成立于2021年，专注电动车开发。2023年我们实现了近12万辆的交付量，同比增长65%。极氪品牌融合了巨头的力量与用户的思维，凭借吉利和沃尔沃传统主机厂的背书，以及互联网和手机等新技术的加持，我们开创了新能源汽车的第三条赛道。

随着不断发展，极氪家族的产品线日益丰富。自2021年4月15日品牌发布以来，我们相继推出了多款热销车型。首款猎装轿跑极氪001于2021年问世，紧接着在2022年发布了豪华纯电MPV极氪009。2023年，都市型SUV极氪X和极氪001FR赛道版车型相继亮相。

极氪001FR

极氪001FR是一款专为赛道而生的车型，最大扭矩可达1280牛米，相当于传统2.0T涡轮增压发动机的3.6倍，该款车型从零到百公里加速的时间仅需2.02秒，全车搭载高性能的碳化硅四电机、前双电机和后双电机，能够实现原地“坦克掉头”。全车配备碳纤维的高性能空气动力学套件，在达到65%轻量化水平的同时还提升了67%的强度。

图源：演讲嘉宾素材

作为赛道版车型，极氪001FR配备了许多专业装备，如KW高性能绞牙避震器、十活塞锻造铝的制动卡钳、超大尺寸的Brembo碳陶打孔制动盘。除硬件外，该款车型的软件与前F1冠军kimi合作，打造了专属的莱科宁模式。

一体化压铸技术

极氪001FR在继承了极氪009作为国内品牌首创的大型一体化压铸铝后车身技术的基础上，还全球首创开发了中部蜻蜓结构。除001FR外，极氪家族的009、007也都采用了大型一体化压铸技术。我们的一体化压铸技术获得了两次科学技术一等奖，并在去年获邀参加了在德国举办的欧洲车身大会并获得荣誉证书。另外，还获得过中汽研评选的中国十佳车身最佳工艺奖及汽车工程学会轻量化大会优秀车身奖。

通过一体化压铸技术，汽车可以实现更高集成度、更加轻量化以及更高效的生产效率。一体化压铸的后车身能够减少80个零件和800个连接点，减重16%，生产效率相比传统的冲压和焊接工艺而言提升60%。通过一体化压铸的蜻蜓结构，减少了16个零件和66个连接，并达成7%的减重效率。

在全栈自研开发过程中，不论是CAE仿真还是物理验证，我们都遵循了V型正向开发，从零件本身到子系统，再到整车级别，实现高效开发，缩短了开发周期。

极氪001FR在开发过程中充分借鉴了009的开发经验，通过多学科的优化拓扑方案，充分利用压铸工艺的优势，实现了纵梁碰撞路径的有效传递以及内部加强筋的有效分配，有别与友商简单的对X形加强筋进行复制粘贴。为达成碰撞以及售后维修的平衡性，我们延用了首创的四段分区策略。

在第一个低速碰撞区，我们应用了后防撞梁的吸能盒来达成能量的有效吸收，同时简化维修；在第二个中速碰撞区，采用螺接方式安装的挤出铝结构来实现有效吸能，以简化后碰追尾事故的维修流程；第三个区域，通过一体压铸的后纵梁局部变形折弯设计，实现后碰支撑；第四个区域则采用整个支撑铸铝结构，以满足美标的高速后碰要求。

我们的架构开发具有全球视野，充分考虑到各类碰撞工况。在EUNCAP、CNCAP以及中保研等标准未能覆盖的后碰工况中，我们特别关注了美标的相关要求。为此，我们采用了一体压铸的零件设计，达成了在后碰工况中减少变形量23%的效果，为后排空间以及电池后部提供了更为有效的保护。

在典型的CNCAP侧柱碰撞工况以及侧面壁障碰撞中，通过一体化压铸的蜻蜓结构，我们也成功减少了碰撞的变形量，从而实现了对乘员舱以及电池包的更佳保护。

在车身刚度方面，一体化压铸技术的应用也取得了显著成效。极氪001FR车型的车身扭转刚度达到了42,300，提升了5.8%，弯曲刚度达到18,600，提升了4.5%，能够更好满足VD和NVH要求。安装点方面，一体化压铸蜻蜓结构成功实现了座椅安装点平均刚度提升18%，更好地达成了NVH效果。

图源：演讲嘉宾素材

高性能铝合金材料

在全栈自研的先进高性能免热处理铝合金材料的研发过程中，我们深入考虑了三个核心问题。一是简化工艺流程，不同于传统的压铸铝，大型一体化压铸需要进行免热处理，以免因为热处理而导致尺寸变形；二是性能方面，大型一体化压铸的近浇口和远浇口材料性能存在较大差异，在原材料开发中需特别关注流动性；三是可持续性，要充分考虑材料生产过程中的回收性。

图源：演讲嘉宾素材

在生产过程中，我们通过基因工程和高通量计算模型实现了开发周期和投入双减半的效果。相比友商竞品，我们所研发出来的先进原材料铝液流动性提升了37%，强度和延伸率均达到了行业领先水平。

当前主机厂开发大型一体化压铸零件主要有两种技术路线，一是委托供应商进行开发制造，之后自己装配；二是建设压铸车间，进行全栈自研自制。我们所践行的是第二种路线。

在全栈自研工艺和自制过程中，考虑到大型一体化压铸浇注口对整个零件机械性能的影响，我们做了相关优化，将浇注口放到中央，以减少投影面积和压铸吨位。

目前业界所宣传的一万吨、两万吨，针对当前的一体化零件都是能力过剩的，更多的只是字面上的意义，而在实际生产中却是浪费资源。在产品和工艺开发过程中，我们应当深思熟虑，力求通过选用合适的设备、配置适当的资源，以最高效的方式来完成产品制造。同时，应减少冲填距离，以优化生产流程，并最终提升远端关键部位，尤其是轮罩翻边连接部分的材料性能。在我们首创的工艺优化方案实施后，许多业界同行以此为参照，紧随其后。

如同前文所介绍的产品开发中所采用的CAE仿真技术，我们的工艺开发过程也广泛运用了数字化仿真，包括温度仿真、流动性仿真、冲填速度以及孔隙率分析等。通过采用三阶段九通道的抽真空技术，最终实现了真空度小于50mbar的高真空度环境，确保了产品的质量。

我们采用了16路水温与16路油温的分区独立温控技术，以确保压铸模具在制造过程中能够维持在150-200度的合理范围内，从而确保整个压铸过程中的材料流动性。与产品开发类似，工艺开发同样需要进行相应的校准工作。前期我们利用仿真技术进行预测和分析，后期则通过实物调试来达到最终的目标，从而使得整个生产线的工艺参数达到最优化状态。

在工艺参数的优化过程中，我们采用了大数据模型，通过对数据的归纳与分析，最终识别出速度、料饼厚度和填充时间三个关键参数，并在压铸车间生产中对这三个参数进行关键管控。

在规划压铸产线时，我们充分考虑了智能化及数字化，在压铸车间实现了自我检测、自我分析、自我决策以及自我调整的智能化产线，确保整个生产过程中质量的一致性。该智能化产线不仅将生产效率提升了30%，还将废品率降低了20%，实现了5%的节能。

（以上内容来自极氪汽车车身及内外饰架构开发部长李天奇于2024年4月25日-26日在第四届车身大会发表的《极氪001FR和一体化压铸车身》主题演讲。）