特斯拉超級(jí)工廠(chǎng)內(nèi)部到底是怎樣的，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)一直是個(gè)謎。就在本周，特斯拉把一個(gè)微縮版工廠(chǎng)帶進(jìn)了北京蟹島特斯拉交付中心，用一件件工廠(chǎng)內(nèi)的實(shí)景、實(shí)物展示了上海超級(jí)工廠(chǎng)的內(nèi)部模樣。
傳統(tǒng)汽車(chē)工廠(chǎng)的生產(chǎn)流程分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝，特斯拉上海超級(jí)工廠(chǎng)多出了兩個(gè)，分別是沖壓之前的一體成型壓鑄以及電池 / 電機(jī)車(chē)間。在特斯拉工廠(chǎng)中，多出的這兩個(gè)車(chē)間也是最神秘的。
壓鑄力量有 6000 噸的車(chē)底板一體壓鑄成型技術(shù)、精確度達(dá)到 0.01 毫米的高速?zèng)_壓、焊接車(chē)底最高能承受 1700 兆帕壓力的馬氏體鋼、五個(gè)涂層的車(chē)漆，以及寧德時(shí)代動(dòng)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(kāi)眼界。
▲ 特斯拉車(chē)尾底板鑄件
2021 年，特斯拉上海工廠(chǎng)的年產(chǎn)量超過(guò) 45 萬(wàn)輛，并且產(chǎn)能還在不斷爬升。對(duì)于一座占地只有 120 畝左右的工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，如何利用有限的土地打造出更多的車(chē)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(jí)工廠(chǎng)還有哪些秘密沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，其工藝究竟有多強(qiáng)？在微縮版工廠(chǎng)上線(xiàn)的第一天，車(chē)東西就來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)尋找工廠(chǎng)背后的秘密。
一、一只手能抬起車(chē)底鑄件 要在中國(guó)本土研發(fā)新車(chē)
2019 年初，特斯拉上海工廠(chǎng)開(kāi)工建設(shè)，不到一年時(shí)間工廠(chǎng)建成開(kāi)始投產(chǎn)，這片占地 120 畝的土地已經(jīng)誕生了數(shù)十萬(wàn)輛汽車(chē)。
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(jí)工廠(chǎng)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(chē)間之外，上海超級(jí)工廠(chǎng)內(nèi)還有車(chē)輛發(fā)運(yùn)中心和研發(fā)中心。
▲ 特斯拉上海超級(jí)工廠(chǎng)布局
根據(jù)介紹，上海超級(jí)工廠(chǎng)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(chē)東西參觀(guān)的多家整車(chē)工廠(chǎng)中，各大車(chē)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(duì)較低。但特斯拉上海工廠(chǎng)不同，不同車(chē)間之間僅有一條運(yùn)輸?shù)缆?，甚至有些?chē)間就在一個(gè)廠(chǎng)房?jī)?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(chǎng)內(nèi)部分隔了樓層，上層、下層同時(shí)有大型機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。
在工廠(chǎng)內(nèi)還設(shè)有特斯拉研發(fā)中心，這一研發(fā)中心和美國(guó)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(chē)型，希望通過(guò)一款更加符合中國(guó)人日常使用的車(chē)型吸引更多消費(fèi)者。
2021 年初，經(jīng)過(guò)不到一年時(shí)間擴(kuò)建的超級(jí)工廠(chǎng)二期工程完工，開(kāi)始投產(chǎn)特斯拉 Model Y 車(chē)型。相比 Model 3 車(chē)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(chē)型后底板就采用一體壓鑄成型，從之前的 70 個(gè)零件減少到了 1 個(gè)。并且這個(gè)鑄件非常輕巧，單體重 60kg，一個(gè)人單手就能抬起一角，兩個(gè)人就能直接抬走。
▲ 特斯拉車(chē)尾底板鑄件
根據(jù)介紹，特斯拉超級(jí)工廠(chǎng)內(nèi)共有 4 臺(tái)來(lái)自力勁的 6000 噸壓鑄機(jī)，之后可能還會(huì)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(duì)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(guò)程中開(kāi)裂。在汽車(chē)中，如果主要部件開(kāi)裂，就會(huì)有重大的安全隱患。與此同時(shí)，這一單體材料還很薄，最薄處僅有 1mm，想要不開(kāi)裂就會(huì)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(chē)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(gè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。
另外，特斯拉也并非汽車(chē)行業(yè)內(nèi)第一個(gè)使用壓鑄工藝的。傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱的部分組件都能通過(guò)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(chǎng)的工作人員給出了兩種解釋?zhuān)湟皇翘嵘?chē)身的剛性，在極限狀態(tài)下保證車(chē)輛不發(fā)生扭動(dòng)，其二是減少零部件后也會(huì)減少車(chē)內(nèi)異響。
二、采用鋼鋁混合車(chē)身 有 5 層車(chē)漆
進(jìn)入沖壓車(chē)間，這里主要生產(chǎn)車(chē)體板件，例如車(chē)門(mén)、前機(jī)蓋、尾箱蓋、翼子板等。
在上海工廠(chǎng)內(nèi)共有 4 條全自動(dòng)鋼、鋁混合伺服沖壓生產(chǎn)線(xiàn)，在經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)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(chē)間生產(chǎn)的車(chē)體板件
現(xiàn)場(chǎng)，特斯拉工廠(chǎng)的工程師還向我們透露，整車(chē)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(lái)到焊接車(chē)間，這里擺放著一個(gè) Model 3 的白車(chē)身。經(jīng)過(guò)壓鑄和沖壓兩個(gè)車(chē)間的加工，到了焊接車(chē)間，工人們就要把各種零部件通過(guò)焊接、鉚接、粘接的方式“拼”在一起。
▲ 特斯拉 Model 3 白車(chē)身
比較吸引人的是，這個(gè) Model 3 的白車(chē)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(chē)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(lái)看，特斯拉 Model 3 的車(chē)頂能夠承受 6 倍于車(chē)身自重的重量，超過(guò) 9 萬(wàn)牛頓壓力。
除了車(chē)頂部，車(chē)底部也采用了超高強(qiáng)度鋼。車(chē)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(chē)輛發(fā)生側(cè)方碰撞時(shí)，能夠保護(hù)車(chē)內(nèi)乘員安全。
▲ 特斯拉 Model 3 白車(chē)身
在美國(guó)，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(chē)輛碰撞，并滿(mǎn)足更多國(guó)家和地區(qū)的碰撞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
涂裝車(chē)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(chē)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(chē)漆
同時(shí)，特斯拉對(duì)車(chē)漆烘烤的時(shí)間更長(zhǎng)，從而讓固化時(shí)間更長(zhǎng)，這樣以來(lái)漆面更加平整同時(shí)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(guó)內(nèi)，特斯拉超級(jí)工廠(chǎng)的電池供應(yīng)商共有兩家，分別是寧德時(shí)代和 LG。此次展出的是一個(gè)寧德時(shí)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(chē)型中共有 4 個(gè)這樣的模組，共 60kWh 容量。
▲ 寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池模組
在這一塊模組中，電芯之間用排線(xiàn)相連，類(lèi)似手機(jī)、電腦中使用的排線(xiàn)。而在早期特斯拉車(chē)型中，電芯之間還使用傳統(tǒng)電線(xiàn)相連，近幾年的制造水平有了大幅提升。
同時(shí)，電池模組也越做越大。在 Model S 和 X 車(chē)型中，一個(gè)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(pán)一體化技術(shù)，未來(lái)可能取消模組這一概念，直接將電芯集成在底盤(pán)中。
特斯拉還展示了一部交流異步感應(yīng)電機(jī)。這個(gè)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(duì)較低的。
完成以上所有生產(chǎn)步驟之后，總裝車(chē)間就會(huì)將一輛輛特斯拉生產(chǎn)出來(lái)，并最終交付用戶(hù)。
實(shí)際上，在 GIGA 博物館內(nèi)還有特斯拉能源、自動(dòng)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(chē)或者要去交付中心提車(chē)，強(qiáng)烈建議去 GIGA 博物館參觀(guān)一圈，這樣真的能夠增進(jìn)對(duì)特斯拉的認(rèn)識(shí)，對(duì)智能電動(dòng)汽車(chē)也能有更深刻的理解。
結(jié)語(yǔ)：特斯拉黑科技引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步
特斯拉在汽車(chē)行業(yè)內(nèi)引發(fā)了一次又一次的革命，從電動(dòng)汽車(chē)、輔助駕駛功能，再到如今工廠(chǎng)生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新，每一次革命似乎都在告訴傳統(tǒng)車(chē)企，趕緊把握住電動(dòng)化的未來(lái)。
特斯拉工廠(chǎng)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(chē)企造車(chē)的思路，這一項(xiàng)項(xiàng)黑科技也正在引領(lǐng)整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)快速進(jìn)步。
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