撰文 | 倪海峰 编辑|马青竹
两个长相几乎相同的不锈钢油箱样品,被摆放在理想研发总部。一个贴着三个字“使劲砸”,另一个贴着“用力”。
其中,一个油箱的大部分凹痕都砸穿了,而另一个虽有凹痕,但没被砸穿。
关于油箱,材料研发负责人段吉超展示了一组数据:为混合动力车型研发的超高强度不锈钢油箱材料UFHS-X,仅材料开发成本就超过1000万元人民币,是常规304不锈钢油箱方案的六倍。
当大多数新能源车企仍在比拼屏幕尺寸、座椅功能和智驾系统时,理想汽车却悄然将竞争推向了更基础的层面——材料科学。
此次材料技术开放日上,理想汽车系统性展示了其在车身安全、健康座舱、NVH优化三大领域的材料研发成果。
这家以“冰箱、彩电、大沙发”深入人心的车企,正试图从更基础的层面,提升产品差异化。
一块铝板,引发行业关注
车企涉足材料自研,并非新鲜事。
例如,传统车企宝马就长期深耕碳纤维复合材料领域,在其i系列新能源和MPower运动车型上大量使用。
再比如,奥迪在铝合金方面有着很深的研究,早在1994年第一代旗舰车型A8问世时,就采用了全铝车身,并将这台行政D级轿车的重量,控制在2吨以内。
此次理想汽车材料技术日上,一块看似普通的银色铝板成为焦点。
这是理想汽车与全球铝材巨头诺贝丽斯联合开发的6000系铝合金LeS6 Ultra,其屈服强度达到了传统铝合金的3倍。
在实车测试中,这块合金将电池底护板的抗穿刺能力提升了30%以上,为电池包提供了更极限的保护。
LeS6 Ultra的研发,是对6000系铝合金性能边界的重新定义。
传统6000系铝合金虽然具有良好的韧性,但强度不足;而高强度、常用于航空领域的7000系铝合金,却又面临易脆化和焊接性差的挑战。
理想汽车与诺贝丽斯的联合研发团队,选择从材料的源头配方和热处理工艺入手,通过精确控制合金元素的比例,并对热处理工艺进行定制化调整,从根本上优化材料的微观组织结构。
经历了大量配方设计与验证、仿真模拟与实物测试的循环,最终才实现了在超高强度与优异韧性之间的平衡。
在三点弯曲测试中,这种新材料展现出了卓越的机械性能,其最大屈服强度和能量吸收能力,比普通高强度铝合金分别提升了33%和31%。
在模拟极端路况的实车等效冲击测试中,采用LeS6 Ultra的电池底护板,其变形量比行业主流的高强铝板减少了30%。
这意味着,一块更薄、更轻的LeS6 Ultra铝板,就能提供超过传统材料的防护能力。
它平衡了防护与轻量化的矛盾,在提升安全性的同时,最大程度地减轻了“安全包袱”对新能源汽车续航里程的侵蚀。
类似的新材料还有2000IH热成形钢。
行业主流热成形钢有1500MPa和2000MPa两种规格。虽然2000MPa热成形钢强度更高,但韧性不足,在超过承受极限时容易直接断裂,反而可能形成锋利的断口。
理想汽车与清华大学联合攻关三年,成功研发出2000IH热成形钢,在保持2000MPa超高强度的同时,韧性达到传统钢材的1.5倍,实现了强度与韧性的平衡。
同样,针对MPV车型第三排的防护需求,理想汽车研发出行业首发的6000HS铝合金。
这种材料通过调整铝镁硅合金配比,在保持轻量化的基础上,屈服强度提升至350MPa,抗拉强度突破400MPa,主要应用于车辆底部的纵梁。
新材料的应用还涉及健康,且与行业普遍采用的“后期除醛”方案不同。
比如,在座椅真皮研发中,理想使用天然植物胶替代传统染料,配合超低染料环保技术,使Nappa真皮的甲醛释放量较行业标准降低70%。
而在空调出风口这类“隐形污染源”上,理想与塞拉尼斯合作开发的Hostaform®POM XAP®3材料,通过分子结构重构将甲醛释放量降至行业平均水平的1/10。
当然,性能的飞跃代价不小。
算上研发与制造,理想汽车使用的这些新材料,相比行业内常见的普通材料,成本显著增加。
虽然短期内会推高制造成本,但其长期价值在于构建产品安全护城河。
用材料重新拓宽“护城河”
“胖东来、山姆的东西并不便宜,为何还有这么多人趋之若鹜?”
在理想汽车材料技术开放日现场的媒体沟通环节,段吉超抛出了一个看似与汽车毫无关联的类比。
在他看来,真正的核心环节在其选品。安全稳定的产品品质是消费者宁可多花钱的真正原因。
在理想汽车内部,已经形成了一套清晰的材料研发“三步走”方法论:选、育、研。
“选”,即在现有市场中筛选行业最优解;
“育”,通过牵引或培育供应商,共同开发更高标准的新材料;
“研”,当面临行业技术无人区时,通过自研攻克难题。
这种分层次的策略背后,反映了理想汽车对汽车安全与用户体验的重新定义。
传统汽车材料选择往往以合规为底线,而理想汽车则从用户实际使用场景出发,反向推导材料性能需求。
油箱材料的研发正是“研”的典型案例。
混合动力车型普遍使用高压油箱,行业公认的最佳方案是304L不锈钢。然而,在极端越野场景下,尖锐石块的高速撞击仍可能导致油箱被穿刺。
当理想汽车与多家不锈钢企业沟通解决方案时,均被婉拒,行业普遍认为这“太极端,不属于常规工况”。
理想汽车组建了由材料学硕士、博士组成的专项团队,开启了自研之路。
整个研发过程耗费了1000多吨钢,进行了上百个材料配方设计和试验,完成近百次试冲压实验和300多个油箱总成的穿刺与冲撞测试。
最终开发出的UFHS-X超高强不锈钢,相比于传统304L不锈钢,屈服强度提升了100%,制造出的油箱抗穿刺能力提升了52%。
在橡胶材料领域,理想则体现了“微创新”的力量。针对方向盘组合开关异响这一行业难题,研发团队通过自润滑POM材料将摩擦系数降低85%。
据悉,理想累计已投入超350亿元用于材料研发,建立了国内唯一的全谱系材料自研能力,涵盖钢铁、铝合金、镁合金、工程塑料、弹性体、复合材料等各个领域。
目前,这套体系已初见成效。
结语
段吉超透露,已有友商直接向供应商提出,要“理想的同款材料”,也有多家车企寻求采购“理想汽车同款POM材料”。
这种技术溢出效应,正在推动整个汽车行业材料水平的提升。
这家曾被贴上“冰箱彩电大沙发”标签的企业,正在用材料诠释其安全、健康与豪华理念。
—THE END—
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