[汽車之家 技術(shù)]  這里是禁區(qū),，即便是被允許進(jìn)入?yún)⒂^的人也會受到嚴(yán)格的限制,，所有人的手機攝像頭都被貼了“封條”,，就連去衛(wèi)生間也要有專人引路。這里是位于上海的通用汽車中國前瞻技術(shù)科研中心,，雖然地處中國,，但這個科研中心所面對的是通用汽車全球的業(yè)務(wù)。這里就像是個孕育未來的溫床,，里面有各種用于探究新技術(shù),、將新想法進(jìn)行實踐的車間和尖端設(shè)備。

新材料：將推廣鎂合金材料

　　就目前汽車的發(fā)展趨勢來看,，輕量化的設(shè)計和研發(fā)得到了越來越多的重視,，更輕的車身重量對燃油經(jīng)濟性、操控性都有著積極的作用,。理論上,，重量每減輕10%，油耗就可降低7%左右,。

　　車身上的一些部件由傳統(tǒng)的鋼制材料改為鋁制材料,，通過制造工藝的改進(jìn)使其在減輕重量的同時仍能滿足相關(guān)使用需求。而一些定位高端的車型,，為了能讓鋁的優(yōu)勢發(fā)揮的更極致，他們索性用鋁打造出了整個車身,，比如奧迪A8,、捷豹XJ以及最近備受關(guān)注的TESLA MODEL S等等。除此之外，也有一些廠商把目光瞄向了碳纖維材質(zhì),，但這種材料本身以及制造工藝所需要的成本并非是每個汽車廠商都能承受的,，至少在短期之內(nèi)，它不可能被廣泛投入使用,。

　　通用汽車技術(shù)科研中心把輕量化的需求寄希望于鎂合金,，這種材料的重量與碳纖維相近，但制造成本卻能有效控制,，這對于投入量產(chǎn)至關(guān)重要,。在原材料價格方面，目前,，全球80%的鎂礦開采都在中國,，這樣的開采量決定了它的價格不會高的離譜，考慮到產(chǎn)量變化導(dǎo)致的價格波動,，鎂的價格大致比鋁稍高10%~20%,。

　　盡管如此，最終成型的鎂合金部件的成本還是要比鋁合金部件高出不少,，這樣的差異主要出現(xiàn)在后續(xù)的表面處理環(huán)節(jié),。我們都知道，鎂是一種較為活躍的金屬,，為了保證它的穩(wěn)定性,，需要采用特殊的涂層材料以及表面處理工藝，這就會導(dǎo)致鎂合金部件的成本變高,。

　　為了提高研究效率,，實驗室特意引入了一臺立式的鎂合金擠壓鑄造機，相比傳統(tǒng)的臥式鎂合金鑄造機,，這套設(shè)備將鑄造工序進(jìn)行了優(yōu)化,，它可將融化后的鎂水直接打壓至鑄造機，而為保證材料的穩(wěn)定性（液態(tài)鎂不能遇空氣）,，整個制造過程在一個全封閉的空間進(jìn)行,，節(jié)省工序的同時，制造質(zhì)量也有所提高,。

　　隨著制造工藝的提升,，部件的集成度也越來越高，比如一個儀表臺支架,，原先需要由30個部件焊接成型,，現(xiàn)在完全可以做到一體化。在強度方面,，根據(jù)不同部位的具體情況,，可以適當(dāng)增加板件厚度或搭建相應(yīng)結(jié)構(gòu)確保整體強度滿足需求，事實上，不用擔(dān)心加厚的部件會提高整體重量,，別忘了,，鎂的密度只有鋁的3分之2。

● 電池：正在努力尋找能效更高,、更穩(wěn)定的電池類型

　　通用在全球共有3個電氣化團(tuán)隊,，除上海之外，另外兩個團(tuán)隊駐扎在美國和德國,，雖然地處于3個不同的地方,，但通過互聯(lián)網(wǎng)，他們之間仍可保持密切聯(lián)系,，他們甚至可以通過各自的監(jiān)控系統(tǒng)來幫助其它團(tuán)隊進(jìn)行試驗監(jiān)控,，特別是耐久性測試，由于測試周期大多較長,，為了能優(yōu)化人員安排,，在中國團(tuán)隊下班后，地球另一邊的美國團(tuán)隊即可通過數(shù)據(jù)和影像監(jiān)控為中國團(tuán)隊“值班”,。

電池最小單元的形成

　　電池材質(zhì)的驗證工作在電氣化實驗室進(jìn)行,，說到電池研究，基本可以歸結(jié)為能量密度,、熱穩(wěn)定性和安全3個部分,，圍繞這3個部分，這里將對一片單體電池的結(jié)構(gòu)組成以及材料進(jìn)行充分研究,。

　　最初,，選用的正、負(fù)極材料和導(dǎo)電碳的材料會被做成漿料,，實驗室中有專門用于涂布的設(shè)備,，漿料的涂布過程對于電池最終的性能有直接關(guān)系，首先,，漿料的涂抹要盡可能的均勻,，而在干燥過程中也不可急于求成，待其成型后再滾壓,、切片,、疊片工序后即可用鋁塑膜進(jìn)行封裝，最終形成一個電池片,。

目前電池的使用情況

　　雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)Volt所使用的電池材料為LG化學(xué)公司提供的三元材料,，在動力能量方面，三元材料的電池在各方面的表現(xiàn)都比較均衡,，相比磷酸鐵鋰電池,，以三元材料為基礎(chǔ)的電池很難在體積一定的情況下支持車輛具備更長的續(xù)航里程,，但毫無疑問，續(xù)航里程對于電動車是至關(guān)重要的,。

　　目前，通用科研中心也在努力尋找和驗證其它材料的可行性,，未來有可能采用磷酸鐵鋰和三元材料進(jìn)行組合的方式,，至于電池材料的來源，不排除與國內(nèi)供應(yīng)商進(jìn)行合作的可能,。

　　汽車的使用環(huán)境是十分復(fù)雜的,，環(huán)境溫度的變化對于電池的影響又是很直接的，雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)Volt采用了一套冷卻系統(tǒng),，它可以根據(jù)不同工況以及不同環(huán)境來實時調(diào)整電池內(nèi)部溫度,，為了進(jìn)一步完善電池的適應(yīng)能力，就需要在測試過程中盡可能的模擬出不同的環(huán)境溫度,，在不同的溫度環(huán)境下,，不斷地對電池進(jìn)行充放電測試，通過收集大量的數(shù)據(jù)構(gòu)建出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,，從而不斷優(yōu)化固有電池控制系統(tǒng),，這樣，在實際用車過程中,，電池就能擁有更高的穩(wěn)定性,。

● 概念車整車集成中心

　　從一個造型設(shè)計思路到最后的定稿需要漫長的過程，手稿更多的是表達(dá)一種思路,，而對實際效果的評估還是模型更為直觀,，在模型的制造環(huán)節(jié)，由手工制造的油泥模型是我們所熟悉的,，但今天要介紹的是通過5軸銑床制造出的實體模型,。

5軸銑床：可實現(xiàn)銑刀的斜向移動

　　傳統(tǒng)的銑床一般可實現(xiàn)3軸運動，即上下,、左右,、前后，而木工車間的銑床還增設(shè)了A軸和C軸,，以此實現(xiàn)了斜向的運動方式,，從而使銑刀可以完成更多角度的作業(yè)，以此更好的把參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原,。

藍(lán)光掃描儀：將造型轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)

3D打印機

　　傳統(tǒng)工藝,，如銑、車工藝是通過去除材料來打造部件,，而3D打印則是通過添加材料的方式制造部件,，而在傳統(tǒng)工藝中,，鑄造也屬添加材料范疇，但精度遠(yuǎn)沒有3D打印技術(shù)高,。

　　在研發(fā)驗證階段,，為了更為直觀的向外界展示自己的設(shè)計，工程師需要把自己的想法從CAD制圖轉(zhuǎn)化為模型,，這樣的工作在研發(fā)驗證階段既平常又重要,，按照傳統(tǒng)的工作方式，模型的制作流程需要一段較長的工作周期,，這無疑拖慢了研發(fā)工作的進(jìn)度,。3D打印技術(shù)的運用就可改變這一局面。

　　通用科研中心內(nèi)部投入使用了一臺Stratasys品牌的多材料3D打印機,，Stratasys公司在全球是專業(yè)3D打印領(lǐng)域的龍頭企業(yè),。通過Stratasys 3D打印技術(shù)，工程師可在短短的幾小時內(nèi)即可把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變由樹脂材料組成的實物模型,，與此同時,，憑借高精度的打印處理，制作完成的模型與CAD數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)明顯差異,。打印出的車身部件模型可以直接用于整車進(jìn)行比對,，但你不要認(rèn)為從3D打印機里出來的模型僅僅是樣子貨，用于打印的原材料可以按照模型需求進(jìn)行選擇,，因此,，打印出的模型也可應(yīng)用于車輛某些需要受力的部位，當(dāng)然,，以目前的3D打印技術(shù),，也只是一些受力不大或者簡單的部件。

編輯總結(jié)：

　　這個科研中心所做的研發(fā)工作主要是讓相關(guān)的供應(yīng)商看到某項技術(shù)的可行性,。因此,，在投入量產(chǎn)階段，配件的供應(yīng)還是要依靠供應(yīng)商的支持,。以鎂合金材料的應(yīng)用為例,，在提出這個理念的初期，很多供應(yīng)商對此都不看好,，其中,，很大一部分原因是供應(yīng)商對未投入量產(chǎn)的技術(shù)始終都會抱有疑慮，如果汽車廠商能夠驗證相關(guān)技術(shù)的可行性,，這就會給供應(yīng)商一個引導(dǎo),，從而推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。（圖/文 汽車之家 李博旭）

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