自研多種材料，理想學(xué)“胖東來”？

撰文 | 倪海峰 編輯｜馬青竹

兩個(gè)長(zhǎng)相幾乎相同的不銹鋼油箱樣品，被擺放在理想研發(fā)總部。一個(gè)貼著三個(gè)字“使勁砸”，另一個(gè)貼著“用力”。

其中，一個(gè)油箱的大部分凹痕都砸穿了，而另一個(gè)雖有凹痕，但沒被砸穿。

關(guān)于油箱，材料研發(fā)負(fù)責(zé)人段吉超展示了一組數(shù)據(jù)：為混合動(dòng)力車型研發(fā)的超高強(qiáng)度不銹鋼油箱材料UFHS-X，僅材料開發(fā)成本就超過1000萬元人民幣，是常規(guī)304不銹鋼油箱方案的六倍。

當(dāng)大多數(shù)新能源車企仍在比拼屏幕尺寸、座椅功能和智駕系統(tǒng)時(shí)，理想汽車卻悄然將競(jìng)爭(zhēng)推向了更基礎(chǔ)的層面——材料科學(xué)。

此次材料技術(shù)開放日上，理想汽車系統(tǒng)性展示了其在車身安全、健康座艙、NVH優(yōu)化三大領(lǐng)域的材料研發(fā)成果。

這家以“冰箱、彩電、大沙發(fā)”深入人心的車企，正試圖從更基礎(chǔ)的層面，提升產(chǎn)品差異化。

一塊鋁板，引發(fā)行業(yè)關(guān)注

車企涉足材料自研，并非新鮮事。

例如，傳統(tǒng)車企寶馬就長(zhǎng)期深耕碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域，在其i系列新能源和MPower運(yùn)動(dòng)車型上大量使用。

再比如，奧迪在鋁合金方面有著很深的研究，早在1994年第一代旗艦車型A8問世時(shí)，就采用了全鋁車身，并將這臺(tái)行政D級(jí)轎車的重量，控制在2噸以內(nèi)。

此次理想汽車材料技術(shù)日上，一塊看似普通的銀色鋁板成為焦點(diǎn)。

這是理想汽車與全球鋁材巨頭諾貝麗斯聯(lián)合開發(fā)的6000系鋁合金LeS6 Ultra，其屈服強(qiáng)度達(dá)到了傳統(tǒng)鋁合金的3倍。

在實(shí)車測(cè)試中，這塊合金將電池底護(hù)板的抗穿刺能力提升了30%以上，為電池包提供了更極限的保護(hù)。

LeS6 Ultra的研發(fā)，是對(duì)6000系鋁合金性能邊界的重新定義。

傳統(tǒng)6000系鋁合金雖然具有良好的韌性，但強(qiáng)度不足；而高強(qiáng)度、常用于航空領(lǐng)域的7000系鋁合金，卻又面臨易脆化和焊接性差的挑戰(zhàn)。

理想汽車與諾貝麗斯的聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)，選擇從材料的源頭配方和熱處理工藝入手，通過精確控制合金元素的比例，并對(duì)熱處理工藝進(jìn)行定制化調(diào)整，從根本上優(yōu)化材料的微觀組織結(jié)構(gòu)。

經(jīng)歷了大量配方設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、仿真模擬與實(shí)物測(cè)試的循環(huán)，最終才實(shí)現(xiàn)了在超高強(qiáng)度與優(yōu)異韌性之間的平衡。

在三點(diǎn)彎曲測(cè)試中，這種新材料展現(xiàn)出了卓越的機(jī)械性能，其最大屈服強(qiáng)度和能量吸收能力，比普通高強(qiáng)度鋁合金分別提升了33%和31%。

在模擬極端路況的實(shí)車等效沖擊測(cè)試中，采用LeS6 Ultra的電池底護(hù)板，其變形量比行業(yè)主流的高強(qiáng)鋁板減少了30%。

這意味著，一塊更薄、更輕的LeS6 Ultra鋁板，就能提供超過傳統(tǒng)材料的防護(hù)能力。

它平衡了防護(hù)與輕量化的矛盾，在提升安全性的同時(shí)，最大程度地減輕了“安全包袱”對(duì)新能源汽車?yán)m(xù)航里程的侵蝕。

類似的新材料還有2000IH熱成形鋼。

行業(yè)主流熱成形鋼有1500MPa和2000MPa兩種規(guī)格。雖然2000MPa熱成形鋼強(qiáng)度更高，但韌性不足，在超過承受極限時(shí)容易直接斷裂，反而可能形成鋒利的斷口。

理想汽車與清華大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)三年，成功研發(fā)出2000IH熱成形鋼，在保持2000MPa超高強(qiáng)度的同時(shí)，韌性達(dá)到傳統(tǒng)鋼材的1.5倍，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與韌性的平衡。

同樣，針對(duì)MPV車型第三排的防護(hù)需求，理想汽車研發(fā)出行業(yè)首發(fā)的6000HS鋁合金。

這種材料通過調(diào)整鋁鎂硅合金配比，在保持輕量化的基礎(chǔ)上，屈服強(qiáng)度提升至350MPa，抗拉強(qiáng)度突破400MPa，主要應(yīng)用于車輛底部的縱梁。

新材料的應(yīng)用還涉及健康，且與行業(yè)普遍采用的“后期除醛”方案不同。

比如，在座椅真皮研發(fā)中，理想使用天然植物膠替代傳統(tǒng)染料，配合超低染料環(huán)保技術(shù)，使Nappa真皮的甲醛釋放量較行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)降低70%。

而在空調(diào)出風(fēng)口這類“隱形污染源”上，理想與塞拉尼斯合作開發(fā)的Hostaform?POM XAP?3材料，通過分子結(jié)構(gòu)重構(gòu)將甲醛釋放量降至行業(yè)平均水平的1/10。

當(dāng)然，性能的飛躍代價(jià)不小。

算上研發(fā)與制造，理想汽車使用的這些新材料，相比行業(yè)內(nèi)常見的普通材料，成本顯著增加。

雖然短期內(nèi)會(huì)推高制造成本，但其長(zhǎng)期價(jià)值在于構(gòu)建產(chǎn)品安全護(hù)城河。

用材料重新拓寬“護(hù)城河”

“胖東來、山姆的東西并不便宜，為何還有這么多人趨之若鶩？”

在理想汽車材料技術(shù)開放日現(xiàn)場(chǎng)的媒體溝通環(huán)節(jié)，段吉超拋出了一個(gè)看似與汽車毫無關(guān)聯(lián)的類比。

在他看來，真正的核心環(huán)節(jié)在其選品。安全穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì)是消費(fèi)者寧可多花錢的真正原因。

在理想汽車內(nèi)部，已經(jīng)形成了一套清晰的材料研發(fā)“三步走”方法論：選、育、研。

“選”，即在現(xiàn)有市場(chǎng)中篩選行業(yè)最優(yōu)解；

“育”，通過牽引或培育供應(yīng)商，共同開發(fā)更高標(biāo)準(zhǔn)的新材料；

“研”，當(dāng)面臨行業(yè)技術(shù)無人區(qū)時(shí)，通過自研攻克難題。

這種分層次的策略背后，反映了理想汽車對(duì)汽車安全與用戶體驗(yàn)的重新定義。

傳統(tǒng)汽車材料選擇往往以合規(guī)為底線，而理想汽車則從用戶實(shí)際使用場(chǎng)景出發(fā)，反向推導(dǎo)材料性能需求。

油箱材料的研發(fā)正是“研”的典型案例。

混合動(dòng)力車型普遍使用高壓油箱，行業(yè)公認(rèn)的最佳方案是304L不銹鋼。然而，在極端越野場(chǎng)景下，尖銳石塊的高速撞擊仍可能導(dǎo)致油箱被穿刺。

當(dāng)理想汽車與多家不銹鋼企業(yè)溝通解決方案時(shí)，均被婉拒，行業(yè)普遍認(rèn)為這“太極端，不屬于常規(guī)工況”。

理想汽車組建了由材料學(xué)碩士、博士組成的專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)，開啟了自研之路。

整個(gè)研發(fā)過程耗費(fèi)了1000多噸鋼，進(jìn)行了上百個(gè)材料配方設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，完成近百次試沖壓實(shí)驗(yàn)和300多個(gè)油箱總成的穿刺與沖撞測(cè)試。

最終開發(fā)出的UFHS-X超高強(qiáng)不銹鋼，相比于傳統(tǒng)304L不銹鋼，屈服強(qiáng)度提升了100%，制造出的油箱抗穿刺能力提升了52%。

在橡膠材料領(lǐng)域，理想則體現(xiàn)了“微創(chuàng)新”的力量。針對(duì)方向盤組合開關(guān)異響這一行業(yè)難題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過自潤(rùn)滑POM材料將摩擦系數(shù)降低85%。

據(jù)悉，理想累計(jì)已投入超350億元用于材料研發(fā)，建立了國內(nèi)唯一的全譜系材料自研能力，涵蓋鋼鐵、鋁合金、鎂合金、工程塑料、彈性體、復(fù)合材料等各個(gè)領(lǐng)域。

目前，這套體系已初見成效。

結(jié)語

段吉超透露，已有友商直接向供應(yīng)商提出，要“理想的同款材料”，也有多家車企尋求采購“理想汽車同款POM材料”。

這種技術(shù)溢出效應(yīng)，正在推動(dòng)整個(gè)汽車行業(yè)材料水平的提升。

這家曾被貼上“冰箱彩電大沙發(fā)”標(biāo)簽的企業(yè)，正在用材料詮釋其安全、健康與豪華理念。

—THE END—

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