減重是剛需！那些讓電動車變輕的黑科技

ID.7 VIZZION 參考價：即將上市

查看參配 獲取底價

購置稅優惠 經銷商報價 車主點評

在現有商業化電池技術下，電動汽車續航里程與高電池比車輛重量的關系似乎成了死胡同:在短期內電池能量密度無法大幅提升的前提下，高續航依賴于大容量電池組，但負面影響是車輛重量增加，功耗增加...因此，如何在保證電池容量的基礎上進一步減輕車輛重量，成為各大汽車廠商亟待解決的問題。

在下面的文字中，我們可以看到大眾、通用等老牌汽車廠商是如何利用新技術試圖減輕車身重量的。然而，以蔚來為代表的造車新勢力選擇以與知名零部件供應商合作的形式，立即“享受”輕量化帶來的好處。此外，像美國能源部這樣的“國家隊”也參與了相關研究。

◆大眾/通用:創成式設計。

7月初，大眾在位于加州硅谷的創新與工程中心展示了一款20型微型巴士概念車，該車采用電驅動和輕量化設計。在這輛復古風格的電動概念車上，人們驚訝地發現，輪圈、方向盤、座椅支架、外后視鏡支架等部件的形狀和顏色看起來相當奇怪。原來這些零件是創成設計生產的輕量化產品。

創成式設計是一種更加自動化和高度依賴參數化的三維建模方法。在產品設計過程中，設計者輸入參數后，算法在設定標準的限制下自動調整判斷，找到最優設計方案。這項技術可以幫助設計師優化零件的強度重量比，最大限度地減少材料浪費。

大眾沒有公布這些零部件的具體選材，但從減重數據來看，創成式設計帶來的減重效果無疑值得肯定。以輪圈為例，新型輪圈比同形狀的金屬輪圈重量減輕了18%-約9公斤。特別是創成式設計的車身零部件不僅具有重量輕的特點，而且其強度和空氣動設計完全符合量產標準。

目前大眾對創成式設計的測試還在進行中。未來，大眾很有可能將這項技術應用到整個車身骨架上——一旦實現，將從根本上改變汽車制造方式。

巧合的是，通用汽車在汽車零部件的設計上也采用了類似的技術。通過將傳統3D打印技術與創成式設計相結合，設計出全新的汽車零部件，以滿足車輛性能的更高需求和客戶的個性化需求。

通用汽車工程師建立零部件的設計要求和標準在創成式設計軟件中，然后軟件通過算法自動生成最優解。這項技術應用到通用汽車的電動汽車上，將會生產出設計更簡單、重量更輕、強度更強的零部件。

傳統鑄造工藝生產的傳統座椅支架需要八個零件焊接組合，但創成式設計軟件已經產生了150多個更好的替代方案，最終選擇了單一的不銹鋼設計，大大減輕了重量，強度明顯提高。

不僅是座椅支架，車身的其他部分也可以采用這種技術產生更好的設計，從而大大減輕電動車的重量，換取更低的功耗和更長的續航里程。然而，對于制造商來說，由于創成式設計的應用，傳統鑄造工藝帶來的局限性和高成本已經不復存在。

◆蔚來-西格里炭素公司/美國能源部:

老牌車企可以憑借豐富的技術儲備和人力物力對一項新技術進行長時間的測試和驗證，而基礎較淺的造車新勢力更愿意通過現有技術獲得立竿見影的解決方案。蔚來選擇與德國SGL碳合作，后者為其研發了全新的碳纖維增強塑料電池外殼，從而達到輕量化的目標。

Sigri Carbon成立于1992年，但其前身是Gebr。西門子公司早在1878年就開始生產碳材料。目前，公司生產的碳纖維復合材料供應給汽車、航空空航空航天、太陽能風能、半導體、LED、鋰離子電池等多個領域和行業的制造企業。

德國碳纖維公司Sigri為蔚來制造的碳纖維增強塑料電池外殼內部結構設有幾層類似織物的碳纖維材料。碳纖維原料在西格里炭素公司Ord工廠的摩西湖和穆爾生產，然后由瓦克斯多夫工廠加工成織物材料層。

此外，碳纖維增強塑料電池外殼的導熱性比鋁合金材料低約200倍，可以更好地保護電池免受高溫和低溫的影響。此外，它還具有拆裝更換簡單的優點，這也符合蔚來汽車動力站的運營理念。

接下來引入的新技術不再由汽車公司主導，而是美國能源部下屬的阿貢國家實驗室的研究成果。阿貢國家實驗室是美國最大的科學和工程研究實驗室之一，也是著名的二戰“曼哈頓計劃”的一部分。

這項由阿貢國家實驗室發明的名為HyMag的新技術，是一項全新的磁體技術，可以將磁體的磁通密度提高10%-30%，這意味著相同重量的新磁體可以產生更多的能量，對于電動汽車來說，采用新磁體的永磁電機在保證相同功率輸出的同時，可以達到減重效果。

HyMag磁體技術的另一個優點是，它可以將磁體對某種昂貴稀土元素的需求降低90%以上，這也可以顯著降低電動汽車的成本。

事實上，HyMag磁體技術在新能源汽車上的應用確實大材小用，對重量更高的風力發電機等大型設備做出了更大的貢獻，不僅可以大幅提升其風電效率，而且由于HyMag磁體技術的耐高溫性，風力發電機最高運行300攝氏度的峰值高溫不再是問題。

結論:與百余年的柴油車發展相比，大規模普及電動車是一種時尚。它的各種技術不僅處于快速發展時期，而且經常從其他行業的科研成果中受益匪淺。至于本文涉及的輕量化技術，如創成式設計、碳纖維材料等已經或仍在柴油車等行業使用，HyMag磁體技術對風電行業的貢獻更為顯著。因此，雖然新能源汽車在續航和安全性方面還存在各種不足，但其前景無疑值得期待。