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在F1的名人堂里，柯林·查普曼虽然名气不如恩佐·法拉利，但也是一个绕不开的风云人物，20岁就确立了超跑品牌“路特斯”，名下的车队曾七夺F1年度总冠军，在上世纪六七十年月可谓是所向披靡。

和恩佐·法拉利差异，查普曼不喜欢以马力论英雄，而是将工程学和开战斗机的履历用在车身设计上，并大获乐成。用他的话说就是：“大马力能让你在直线上很快，但轻量化能让你在哪儿都快！”。翻译成现代汉语：“宁少十马力，不多一公斤”。

但很惋惜，查普曼在1982年因病去世，路特斯这个品牌也往后流离失所，先后辗转于美国人、意大利人和马来西亚人之手，而谁都不会想到，路特斯会成为特斯拉Roadster的“缪斯”，不是由于它的电动化造诣，而是轻量化设计。

虽然电动车去掉了发念头和变速箱，但却增添了电池这个大块头，反而更重了，对轻量化需求格外迫切。

以第一代Roadster为例，为了到达近400公里的续航能力，它背上了6831颗小圆柱电池，单这些就320公斤，再加上线束、冷却系统、BMS、托盘以及上壳体，电池包总重量到达500公斤，要知道，一台发念头加上变速箱和冷却系统也只有300公斤左右。

为了让Roadster跑得更远更快，工程师们从路特斯上找到了不少灵感，好比调整了车身架构和使用碳纤维质料，最终做到了百公里3.6秒的加速率，一扫人们对电动车“非丑即差”的刻板印象。

在汽车行业，减肥能带来立竿见影的效果：车身重量每降低10%，油耗可以削减6-8%，加速时间削减8%，排放量削减10%，制动距离削减5%。但价值也不菲，需要同时对质料、结构和工艺做出改变，而且牵一发动全身。

在燃油车时代，只有豪华品牌或者性能车才有资源追求“妖怪身体”，像是在回覆一道奥数加分题。而到了电动时代，由于身体凭空增重了上百公斤，减肥成了摆在车企眼前的一道必答题。

01、车身：抽脂塑身

1985年，在德国汉诺威展会上，两名身体苗条的女子绝不艰辛地举起了奥迪100的全铝车身，推开了车身轻量化的第一道随便门。

在此之前，铝合金主要是用在航空领域，它的因素一度被德国视为国家隐秘，之后才逐步走入了汽车领域。相比于传统的低碳铁，铝合金要轻三分之一，伸缩性和可塑性更好，能够在发生碰撞的时刻更好地吸收溃缩（即通过变形涣散碰撞动能）。

然而，一种新质意料要被量产车所接纳，只是性能精彩还不够，换了新的质料就需要新的工艺或者结构，只有三者配合默契才气实现“质量—成本—性能”之间的平衡。

八年之后，奥迪在汉诺威展会上正式推出了ASF（Audi Space Frame）看法车，这款没有经由涂装处置的车闪着耀眼的银光，它也是A8的雏形。1994年，接纳了全铝车身的第一代奥迪A8正式量产，它的重量比上一代旗舰车轻了248公斤。

这主要得益于ASF的结构设计，焦点逻辑就是把合适的质料放在合适的位置。好比在A柱、B柱和纵梁等位置，用高强度质料，在其他地方选择成本较低的钢材，从而在知足碰撞要求以及整车性能不受影响的条件下，只管减轻零部件的重量。

有了全铝车身和ASF结构设计，就差工艺了。

传统的低碳钢主要是接纳电阻焊接，成本低，速率快，但和铝合金不匹配。直到1999年，奥迪A2这款车第一次用到了激光焊接，大大解决了铝合金材质的毗邻难题问题，推动了全铝车身的应用。

随着时间的推移，越来越多的轻型质料也陆续上车，包罗高强度钢、镁合金、钛合金以及碳纤维复合质料等。对车企来说，车身上的质料越厚实，工艺上的毗邻就越难题，结构设计就越庞大。

好比最新一代的奥迪A8已经不再是全铝车身，而是用了包罗碳纤维、镁合金在内的4种质料，铝合金占比只有58%，甚至重量都比上一代重了约50公斤。但这并不代表轻量化不再主要，而是尚有其因。

一方面是由于像碳纤维这样的质料依然有些攀援不起，每公斤约为120到200元，相当于铝合金的4倍，而且用在生产上效率也比冲压低不少。另一方面，车企在结构和毗邻工艺上不停取得突破，可以将差异质料用到极致，增强刚度和平安性的同时也能降低成本，从而获得一个“完善身体”，算下来，比全铝更划算。

新一代奥迪A8车身质料组成

换句话说，工艺可以通过组合加工的方式，填补质料自己的缺陷。

随着电动车最先普及，车企不能只追求极致的性能，也要思量赚钱问题。因此，质料也泛起“降级”，好比，2018年宝马推出了新款i3，为了扩大销量，车身从碳纤维酿成了铝合金；特斯拉Model 3的车身也从之前的全铝酿成了钢铝夹杂（铝占比约为20%）。

这时就轮到工艺施展作用了。

02、压铸：八块腹肌

2020年9月22日，马斯克宣布Model Y将接纳一体式压铸后地板总成，零部件从80个酿成2个，焊点从之前的700-800个削减到50个，质料接纳行使率可以到达95%以上。一顿操作下来，车体总重量降低了30%。

某种水平上，特斯拉选择一体化压铸手艺既是一种无奈之举，也是一种冒险。

压铸工艺在汽车制造中早已有之，其原理简朴来说类似于将熔融的金属注入磨具，守候冷却后就获得一个成型的金属铸件。但由于在成型历程中的热胀冷缩容易泛起误差，应用局限对照有限，传统车企的压铸件往往替换的是非结构件，在大型结构件上试水一体化压铸，这照样第一次。

特斯拉这次工艺升级，相当于把一个圆鼓鼓的肚子直接压出了八块腹肌，省掉了健身跑步这个环节。

一体化压铸将冲压和焊接两个工艺合并，简化了白车身的制造历程，而且零部件数目骤减也降低了模具开发和组装成本，而且大幅削减了机械人的使用。同时，一台压铸机占地仅100平方米。凭证马斯克所述，接纳大型压铸机后特斯拉工厂的占地面积削减了30%，算下来制造成本下降了40%。

这种做法不仅对冲了Model 3车身从全铝酿成钢铝夹杂之后增重所带来的晦气影响，而且能进一步提升生产效率，扩大销量。

虽然一体化压铸是新手艺，装备、质料、工艺以及成本都存在不确定性和挑战，但这并不故障汽车行业已往两年刮起了一股压铸风暴，包罗蔚来、小鹏、华人运通这样的新势力，也包罗电动化转型对照激进的沃尔沃，都在自动拥抱这种新手艺。

总的来说，一体化压铸是对传统汽车制造工艺的一次伟大变化。它的作用并不限于给车身减重，而是对汽车生产效率的一次系统化升级。

03、三电：优化骨架

在一辆电动车中，电池、电机和电控占了总重量的20-40%，随着减重需求的迫切，这头“房间里的大象”来到了台前。

根据传统思绪，第一反映就是换质料。好比将电池Pack壳体从钢材酿成铝材。早在2019年，宁德时代就宣称将航空级其余“7系铝”用在电池包下箱体，这样做能让整车质量削减250公斤，电池系统能量密度提升50%[12]。

其次是结构设计，化零为整。好比比亚迪的“八合一”电驱系统通过将差异模块集成化，可以实现在相同功率下，零部件体积减小20%，重量降低15%。此外，通用的奥特能（Ultium）纯电动平台通过无线BMS系统，也能够削减90%的线束部署。

但这些并没有触及电池包减重的焦点。电池包有两个显著的特点：一是电芯重量占有了六成以上；二则是它的层级庞大，不仅包罗成百上千的电芯打包成的模组，另有BMS、冷却系统、高压线束以及外壳等。

因此，最有用的减肥是有的放矢。相比于在壳体和BMS上的边际改善，改变电芯形状和整个pack的成组方式才气优化骨架。另外，想要提升系统能量密度，最简朴有用的设施就是去中介，削减中央结构件的数目。

2020年，比亚迪推出刀片电池，又长又薄的单体电芯形如刀片，直接跳过了模组环节，将电芯集成电池包（Pack），这就是所谓的CTP（Cell To Pack）。宁德时代、蜂巢能源等其他偕行也接纳了同样的设计思绪。

虽然CTP省掉了模组，但上百公斤重的外壳却依然存在，这时刻业内泛起了一种更勇敢的思绪：既然电池是平铺在车辆底部，为何不爽性把车身地板看成电池壳，把车身、电池和底盘集成一个整体，将电池直接做成整车结构件。

这种想法若干有些“第一性原理”的意思，相当于把电池看作是汽油，把车身和底盘中央的空间看作是油箱。用马斯克的话来说就是：“没需要在盒子内里再装一个盒子。”

2020年，特斯拉官宣了CTC手艺。马斯克示意，接纳了这项手艺之后，可以省掉370个零部件，能为车身减重10%，每瓦时电池成本也将下降7%。去年10月的柏林超级工厂宣布会上，特斯拉对外亮相了4680的电池组，它可以直接作为车身结构的一部门。

相比于CTP，CTC不仅可以将系统能量密度提升了一个条理，更主要的是它的泛起可以让电池厂突破电池包的局限，直接将手艺延伸到底盘开发，而这是整车最要害的零部件。

海内最早提出这个想法的则是曾毓群。2021年年头，宁德时代宣布将于2025年前后推出CTC（Cell To Chassis）手艺，将电芯和底盘集成在一起，能让电动车续航里程到达800公里以上。

若是把换质料和结构设计比作是想设施让一小我私人的衣服变得更轻，那么已经量产的CTP和指日可待的CTC则是在想设施降低人自己的体脂率。

04、尾声

知乎上有人提过一个问题：“100 米短跑提高 0.1 秒有多灾？”

海内最有资格回复这个问题的苏炳添亲自作答：“那太难了。0.1秒可厉害啦，提高0.01秒都有点难。我从9.99到9.91（提高0.08秒）用了3年时间吧。”

同样的原理也可以适用于电动车系统能量密度和减重问题上，续航从300公里到600公里相对容易，但越往后手艺突破难度就越大，边际改善的成本也就越高。

但这不意味着就不用再啃这根硬骨头了，相反，越难的事越要去做，由于新能源车革命从不能能一蹴而就，而是在一点一滴中从量变实现质变的。

参考资料：

[1] 汽车轻量化及一体化压铸件行业剖析，东方证券

[2] 一个许多人都体贴的问题：纯电动车和汽油车开起来到底有啥区别？，纯电车EV

[3]【拆车】讲真，铝制车身是新手艺？你可以去打脸了，拆车坊

[4]奥迪A8牛叉的轻量化手艺，严说一点

[5]特斯拉改变汽车行业的“一体化压铸”是什么 ，睿格资产

[6]中鼎股份深度讲述：智能底盘营业发力，橡胶件龙头迎全新成耐久，西部证券

[7]滑板底盘太火，拓普团体也欲入局，盖世汽车社区

[8]Tesla Model S Weight Distribution，Teslarati

[9]汽车行业一体化压铸专题铝压铸向大型化一体化生长，国信证券

[10]冲产量？不！「铸」产量才性感！42号车库

[11] 制造是第一生产力，一体压铸是成本密码，你掌握了吗？汽车之心

[12] Pack轻量化 宁德时代选择“7系战斗铝”，高工锂电