走进高合HiPhi Y车身工程团队,国产自主品牌工业艺术品
产业的发展离不开CMF(色彩、材料、工艺)
提到车身,大家的第一反应就是要够“强硬”,这样车子才足够安全。随着新技术、新工艺、新材料的开发与研究,车身既要安全、耐用,又要满足节能、舒适等要求。对HiPhi Y车身工程团队来说,方向是有了,难的,是他们给自己出的题。
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一体化压铸研发
引领中国汽车品牌
车身工程团队的骨干力量几乎都来自国内一流整车企业,多数成员拥有十五年以上车身工程正向设计开发经验,曾主导开发合资、自主品牌多款畅销热门车型。以往他们习惯用2年半的时间,把上千个零件、近百个总成开发拼到一起。但在高合,他们面临更加严苛的标准和要求。比如全新主力舰HiPhi Y需要调整研发和生产节奏,并减少部件内部的连接。在如此大的压力和挑战下,团队迎难而上,于是国内首个量产的7200吨一体化集成式压铸后舱项目应运而生。
集成化设计
更轻、更强、更安全
设计一个车身铸件,传统思路中需要优先考虑市场的承载条件能力,如设备最大吨位是多少、能压铸的最大零件尺寸如何。但高合不一样,车身工程团队根据自身集成化需求,反向推演需要什么样的设备、工装和材料,然后带着供应商一起开发新设备,模具、工装、材料以及全新工艺。
搭载超大铸件的HiPhi Y车型,在立项之初就明确:整车按照更高要求的三方评价体系(NCAP)5星的超高性能结构耐撞性开发,给乘客提供全方位安全守护。有了整车高要求的指标,车身工程团队选择将结构复杂、接口众多、集成度需求高的后舱40余个零件进行一体化集成式优化开发。
集成了座椅、电池、减震器等重要安装点的超大铸件,没有现成的紧固件可以选择,就自己创造。如何与周边的零件建立牢固可靠的连接,没有经验可以沿用,车身工程团队就从产品工艺设计、偏差分析和实物验证等环节正向攻关,最终在开发130多条内容条目,攻克20余项关键问题后,完成专利技术储备和量产。
同时,车身工程团队还联合虚拟仿真团队对后舱大铸件的轮廓进行多目标工况优化。为了追求极致的仿真精度,虚拟仿真团队的模型网格局部细化到1mm级,仅大铸件网格数量达到惊人的900万个,计算迭代量惊人。为覆盖全部可能的路况,实车进行了多路况全方位载荷采集,并对载荷进行了20%的安全余量放大,仅方坑强度测试的力值就达到30000牛,相当于在后座舱放入一头成年大象进行检测。
集成化设计下,HiPhi Y的车身结构刚性远超同类型结构对标车型,通过使用免热处理材料和高压压铸,使后座舱减重高达20%,真正实现“身轻如燕”。
一体化压铸
耐心、细心、决心大考验
一体化压铸“先天性”良品率比较低。整个过程要经过的“坎”太多:材料学、结构力学、模具设计、冷却模型,生产过程中还必须有大量数据实时监测,同时注射速度、注射压力、模具热平衡、温度场、压铸起高速时刻、充填时间、保压时间等等的相互配合,才能保证产品的质量和稳定性。此外,模型还会因为热胀冷缩,时常发生变形。
因此,车身工程团队在整个产品浇注口位置的设计也很有讲究,把浇注口设计在产品的中间位置,不仅保证了整个产品各区域性能的平衡和材料的充分流动,同时结合铸件出模后的冷却过程,可以让各部分冷却均匀,变形较小。
创新材料
大型压铸件关键难题全破解
一体化超大压铸技术对材料提出了更高的要求。开发无需热处理但强度高的材料,是大型压铸件应用的关键。在几十种铝合金材料和超多微量元素的排列组合中,材料团队几乎是以穷举法的方式筛选:从小到几十毫米的试验料片到半米的减震塔,再到一米多的副车架等逐步验证。
最终,车身工程团队和上海交大轻合金国家工程中心强强联合,成功推出了TechCast这一新型低碳铝合金材料。它在压铸性能、力学性能、制造工艺、环境耐久、整车碰撞等指标上表现优异。其中,铸造流动性高于同级别材料15%以上、强塑积高出30%以上,达到了国际领先水平。
经过多轮的设计优化迭代和物理试验验证,国内首个基于7200吨巨型压铸机正向开发、一体化超大压铸车身后舱项目,在大半年后顺利下线和量产。华人运通一体化高压压铸后座舱,先后荣获第十届 Altair Enlighten Award轻量化使能技术奖项,以及2023第二届国际绿色零碳节碳中和杰出案例奖,获得行业内外的高度肯定。
“这款超大铸件产品,从材料、模具、压机、工程研发端核心过程一应国产自主,这是一款我们自己的工业艺术品,我想这款产品称得上是国货之光”。车身工程团队的负责人很自豪地说。面对挑战和困难,车身工程团队直接给出了他们的答案,那就是永不停歇地No Fear。
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① 素材来源 | 高合汽车;
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