揭秘特斯拉上海工廠黑科技：微縮廠房進(jìn)入門店 六大工藝完整展示

世無常貴

作者 | James

編輯 | juice

特斯拉超級工廠內(nèi)部到底是怎樣的，對很多人來說一直是個謎。就在本周，特斯拉把一個微縮版工廠帶進(jìn)了北京蟹島特斯拉交付中心，用一件件工廠內(nèi)的實(shí)景、實(shí)物展示了上海超級工廠的內(nèi)部模樣。

傳統(tǒng)汽車工廠的生產(chǎn)流程分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝，特斯拉上海超級工廠多出了兩個，分別是沖壓之前的一體成型壓鑄以及電池/電機(jī)車間。在特斯拉工廠中，多出的這兩個車間也是最神秘的。

壓鑄力量有6000噸的車底板一體壓鑄成型技術(shù)、精確度達(dá)到0.01毫米的高速沖壓、焊接車底最高能承受1700兆帕壓力的馬氏體鋼、五個涂層的車漆，以及寧德時代動力電池模組和交流感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng)全數(shù)展示在了特斯拉交付中心內(nèi)，確實(shí)讓人大開眼界。

▲特斯拉車尾底板鑄件

2021年，特斯拉上海工廠的年產(chǎn)量超過45萬輛，并且產(chǎn)能還在不斷爬升。對于一座占地只有120畝左右的工廠來說，如何利用有限的土地打造出更多的車輛，就顯得尤為重要。因此，特斯拉現(xiàn)階段所做的不僅僅是提升單位面積產(chǎn)能，甚至在提升單位體積的產(chǎn)能。

那么，特斯拉上海超級工廠還有哪些秘密沒有被發(fā)現(xiàn)，其工藝究竟有多強(qiáng)？在微縮版工廠上線的第一天，車東西就來到現(xiàn)場尋找工廠背后的秘密。

一、一只手能抬起車底鑄件 要在中國本土研發(fā)新車

2019年初，特斯拉上海工廠開工建設(shè)，不到一年時間工廠建成開始投產(chǎn)，這片占地120畝的土地已經(jīng)誕生了數(shù)十萬輛汽車。

進(jìn)入北京蟹島特斯拉交付中心的“GIGA博物館”，映入眼簾的就是上海超級工廠的結(jié)構(gòu)圖，除了有壓鑄、沖壓、焊裝、涂裝、總裝、電池、電機(jī)車間之外，上海超級工廠內(nèi)還有車輛發(fā)運(yùn)中心和研發(fā)中心。

▲特斯拉上海超級工廠布局

根據(jù)介紹，上海超級工廠的占地面積其實(shí)并不大，這就需要更高的土地利用率。此前車東西參觀的多家整車工廠中，各大車間基本都有寬敞的運(yùn)輸公路，以及綠化帶，土地利用率相對較低。但特斯拉上海工廠不同，不同車間之間僅有一條運(yùn)輸?shù)缆�，甚至有些車間就在一個廠房內(nèi)，工藝的區(qū)分只有一堵墻。

為了增加產(chǎn)能，特斯拉還在工廠內(nèi)部分隔了樓層，上層、下層同時有大型機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。

在工廠內(nèi)還設(shè)有特斯拉研發(fā)中心，這一研發(fā)中心和美國總部的研發(fā)中心具有同等地位。根據(jù)介紹，這一中心目前正在研發(fā)新款車型，希望通過一款更加符合中國人日常使用的車型吸引更多消費(fèi)者。

2021年初，經(jīng)過不到一年時間擴(kuò)建的超級工廠二期工程完工，開始投產(chǎn)特斯拉Model Y車型。相比Model 3車型，特斯拉Model Y最大的創(chuàng)新之一就是引入了一體壓鑄工藝。

Model Y車型后底板就采用一體壓鑄成型，從之前的70個零件減少到了1個。并且這個鑄件非常輕巧，單體重60kg，一個人單手就能抬起一角，兩個人就能直接抬走。

▲特斯拉車尾底板鑄件

根據(jù)介紹，特斯拉超級工廠內(nèi)共有4臺來自力勁的6000噸壓鑄機(jī)，之后可能還會采用8000噸、12000噸更大型的壓鑄機(jī)。

實(shí)際上，業(yè)內(nèi)壓鑄工藝已經(jīng)相對成熟，但更困難的是用什么材料。由于金屬的特性，越大的單體鋁金屬，越容易在使用過程中開裂。在汽車中，如果主要部件開裂，就會有重大的安全隱患。與此同時，這一單體材料還很薄，最薄處僅有1mm，想要不開裂就會更加困難。

因此，特斯拉的工程師研發(fā)了新型的鋁合金材料，其中就加入了溴元素，打造出了一種特殊的鋁合金材料，加強(qiáng)整體的強(qiáng)度。并且，在特斯拉內(nèi)部，研發(fā)車身材料的團(tuán)隊(duì)和SpaceX火箭材料的團(tuán)隊(duì)共享，各種不同的材料都是這一個團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。

另外，特斯拉也并非汽車行業(yè)內(nèi)第一個使用壓鑄工藝的。傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)缸體、變速箱的部分組件都能通過鑄造完成。但傳統(tǒng)工藝通常需要二次回火加溫，保證鑄造件的剛性。而特斯拉的一體化鑄件只需要一次加工，這一巨大的單體僅需180秒就能完成。

談到為什么要使用單體鑄造，特斯拉工廠的工作人員給出了兩種解釋，其一是提升車身的剛性，在極限狀態(tài)下保證車輛不發(fā)生扭動，其二是減少零部件后也會減少車內(nèi)異響。

二、采用鋼鋁混合車身 有5層車漆

進(jìn)入沖壓車間，這里主要生產(chǎn)車體板件，例如車門、前機(jī)蓋、尾箱蓋、翼子板等。

在上海工廠內(nèi)共有4條全自動鋼、鋁混合伺服沖壓生產(chǎn)線，在經(jīng)過幾萬噸的沖壓之后，其精度還是正達(dá)到0.01mm，這一誤差比頭發(fā)絲還要細(xì)不止一倍。

▲沖壓車間生產(chǎn)的車體板件

現(xiàn)場，特斯拉工廠的工程師還向我們透露，整車這么多部件中，沖壓工藝最難的當(dāng)屬尾箱蓋，因?yàn)槠湓煨妥顬閺?fù)雜。

來到焊接車間，這里擺放著一個Model 3的白車身。經(jīng)過壓鑄和沖壓兩個車間的加工，到了焊接車間，工人們就要把各種零部件通過焊接、鉚接、粘接的方式“拼”在一起。

▲特斯拉Model 3白車身

比較吸引人的是，這個Model 3的白車身上幾塊紅色的材料。根據(jù)介紹，這些都是超高強(qiáng)度鋼。

其中車頂橫梁的超高強(qiáng)度鋼，其承重能力達(dá)到了1300兆帕，大約相當(dāng)于1平方厘米面積（指甲蓋大�。┏惺�10噸的壓力。整體來看，特斯拉Model 3的車頂能夠承受6倍于車身自重的重量，超過9萬牛頓壓力。

除了車頂部，車底部也采用了超高強(qiáng)度鋼。車底部的鋼材強(qiáng)度更大，為承重能力1700兆帕的馬氏體鋼，當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)方碰撞時，能夠保護(hù)車內(nèi)乘員安全。

▲特斯拉Model 3白車身

在美國，特斯拉還建立了自己的碰撞實(shí)驗(yàn)室，能夠模擬皮卡這樣的大型車輛碰撞，并滿足更多國家和地區(qū)的碰撞測試標(biāo)準(zhǔn)。

涂裝車間展示了一塊涂裝一半的側(cè)面翼子板。根據(jù)介紹，特斯拉車身共有五層漆，從下層至上層分別是防腐層、電泳層、底漆、面漆、清漆。

▲特斯拉的五層車漆

同時，特斯拉對車漆烘烤的時間更長，從而讓固化時間更長，這樣以來漆面更加平整同時硬度也更高。

三、電池電機(jī)全部曝光 已經(jīng)用上碳化硅控制器

在國內(nèi)，特斯拉超級工廠的電池供應(yīng)商共有兩家，分別是寧德時代和LG。此次展出的是一個寧德時代磷酸鐵鋰電池模組。

根據(jù)介紹，配備磷酸鐵鋰電池的特斯拉車型中共有4個這樣的模組，共60kWh容量。

▲寧德時代磷酸鐵鋰電池模組

在這一塊模組中，電芯之間用排線相連，類似手機(jī)、電腦中使用的排線。而在早期特斯拉車型中，電芯之間還使用傳統(tǒng)電線相連，近幾年的制造水平有了大幅提升。

同時，電池模組也越做越大。在Model S和X車型中，一個電池模組的大小與枕頭的大小相仿，如今明顯變大。目前，特斯拉還在探索電池底盤一體化技術(shù)，未來可能取消模組這一概念，直接將電芯集成在底盤中。

特斯拉還展示了一部交流異步感應(yīng)電機(jī)。這個電機(jī)整體體積不算大，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常精妙。根據(jù)介紹，特斯拉電機(jī)已經(jīng)采用了碳化硅（SiC）控制器，并非現(xiàn)在業(yè)內(nèi)更常使用的IGBT控制器。

▲特斯拉交流異步感應(yīng)電機(jī)

在電機(jī)效率上，特斯拉能夠做到90%～95%的電機(jī)效率，最終能夠?qū)崿F(xiàn)每消耗1kWh電能行駛7km，能耗也是相對較低的。

完成以上所有生產(chǎn)步驟之后，總裝車間就會將一輛輛特斯拉生產(chǎn)出來，并最終交付用戶。

實(shí)際上，在GIGA博物館內(nèi)還有特斯拉能源、自動駕駛、AI以及充電等領(lǐng)域的最新成果展示。如果你恰好要去店內(nèi)看車或者要去交付中心提車，強(qiáng)烈建議去GIGA博物館參觀一圈，這樣真的能夠增進(jìn)對特斯拉的認(rèn)識，對智能電動汽車也能有更深刻的理解。

結(jié)語：特斯拉黑科技引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步

特斯拉在汽車行業(yè)內(nèi)引發(fā)了一次又一次的革命，從電動汽車、輔助駕駛功能，再到如今工廠生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新，每一次革命似乎都在告訴傳統(tǒng)車企，趕緊把握住電動化的未來。

特斯拉工廠內(nèi)的技術(shù)雖然并非行業(yè)創(chuàng)新，但完全改變了傳統(tǒng)車企造車的思路，這一項(xiàng)項(xiàng)黑科技也正在引領(lǐng)整個電動汽車行業(yè)快速進(jìn)步。

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