通用在上海落成的前瞻技術科研中心二期,是一個為通用在華乃至全球提供技術解決方案的地方。其一期項目于去年9月落成(先進材料實驗大樓),此次落成的前瞻技術科研中心二期包含前瞻設計中心、概念車整車集成實驗室、材料及化學分析實驗室和先進焊接技術實驗室、車輛評估/標桿車對比試驗、結構及底盤實驗室、動力總成工程實驗室以及安吉星實驗室等部分。這些實驗室名字聽起來多少會有點晦澀,簡單來說,前瞻技術科研中心的工作歸根結底就是5大方向:電池、輕量化材料、先進制造工藝、發動機與變速箱、車聯網駕駛體驗。
雖說是“前瞻”技術科研中心,但在此次參觀中所看到的未來技術方案,它們都沒有給人太多“可望不可即”的感覺,有的甚至即將就能來到了我們身邊。接下來,我們將與大家分享這次參觀中的一些所見所聞。
前瞻技術科研中心一期研究主要集中在輕量化材料和電池技術兩方面,通用在此次展示了一期項目的成果。
鎂合金輕量化材料:
鋼密度為7.85g/cm3,而鋁密度為2.7g/cm3。也就是說在同等體積下,鋁制部件的質量只有鋼制部件的1/3。用鋁制部件代替鋼制部件是最主流的汽車減重方法,比如鋁制懸掛、鋁制車身覆蓋件等,而當中最徹底的,莫過于奧迪和捷豹的鋁制車身骨架。在減重材料選擇方面,通用所構想的解決方案則更加的極端,其選擇了比鋁合金密度更低的鎂合金材料!鎂金屬的密度只有1.8g/cm3,同等體積情況下,鋁制部件的質量會是鎂制部件的1.5倍,而最傳統的鋼制部件質量更是鎂制部件質量的4.3倍!
通用在現場展示了其用鎂合金制造的后備廂內板、后備廂蓋、輪圈以及發動機缸體,其中偌大的鎂合金后備廂內板輕到甚至只用一根手指就能輕松將其舉起。目前鎂合金材料發展的最大阻礙莫過于成本,正如國家地理頻道《超級工廠》寶馬Z4(老款)特輯中所提到,由于鎂的金屬性質非常活潑(中學化學實驗也領教過),導致鎂合金部件在制造過程中會有很高的爆炸風險,整個工藝過程需要高度的嚴謹準確,高制造要求無疑會將鎂合金的價格大大地推高。
除成本外,鎂合金在金屬特性上仍有一些需要克服的問題。鋁鎂發動機曾是寶馬車型的一大賣點,但寶馬最新的6缸N54系列以及4缸的N20系列發動機已放棄了鎂合金材料的使用,“退化”成較為傳統全鋁結構。我想當中不僅只有成本方面的原因,,目前主流觀點認為寶馬此舉背后的原因是,鎂合金暫時不能很好適應寶馬新一代渦輪發動機在強度方面的要求。其實哪怕是寶馬之前的鋁鎂發動機,鎂合金也只用在缸體的外層,而內層依然是較為傳統的鋁合金材料,因為缸體內層需要承受氣缸燃燒時的高溫高壓以及各種化學腐蝕,鎂合金目前仍難以吃消。
可見鎂合金目前多多少少會比鋁合金“身嬌”,而現場技術人員也表示,鎂合金部件目前仍處于試驗階段,仍沒有具體量產的時間表。以我來看,對金屬性能要求相對較低后備廂蓋以及后備廂內板短期實現鎂合金化的可能會相對較大。
通用在較為傳統的鋁材料技術上也在尋求自己的突破。由于金屬熔點不同,目前鋼鋁構件間很難通過傳統電焊方式進行相連,取而代之的則是航空界較為常見的鉚釘拼接。而未來通用將可以在鋼鋁材料間直接采用點焊方式進行拼接,雖然奧迪很早已經實現鋼鋁材料間的點焊拼接,但從整個業界來看,通用目前還是走在很前列的位置。
鋰電池單體展示:
通用在現場展示了一塊用以評估新材料的單體鋰電池樣本。以我來看,這塊實驗“白老鼠”更多是在表明通用對電動車這一爭議技術的態度。就在剛結束的廣州車展上,通用展出了以賽歐為基礎的Springo電動車,相比曲高和寡的Volt,Springo對電動車真正普及無疑會有更加積極的作用。
(關鍵字:通用 鎂合金 鎂合金輕量化 鋰電池)