探访奥迪百年工厂,这里在酝酿什么汽车「黑科技」?

摘要

除了负责制造高端车型,专注于新材料研究的内卡苏姆工厂正在成为奥迪非常重要的创新源泉。

在真正有机会探访一家老牌工厂之前,我想象中它应该位于人迹罕至的荒漠中,周围是高高围栏和电网,显眼的位置上写着「禁止入内」……就算没有著名的「臭鼬工厂」那般神秘感,也应该是戒备森严的,不可能随便出入。

不久前,极客公园获得了探访奥迪内卡苏姆工厂的机会,等到我置身于这家百年工厂时,才发现它远比想象中的要开放——它的位置靠近市中心,而且有很多向公众开放的区域。

内卡苏姆工厂位于德国巴登-符腾堡州的内卡苏姆(Neckarsulm)市,它的历史可以追溯到 1873 年,前身是一家针织机械制造企业,现在则是奥迪最为重要的汽车工厂之一。

在保证安全的前提下,内卡苏姆工厂部区域特别设立了一些针对公众参观的空间,让大家可以近距离接触到现代化汽车的生产流水线(当然,参观工厂是不能拍照的,本文的部分照片由奥迪官方提供)。

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为了进一步吸引大众参观,奥迪在内卡苏姆工厂内还设立了一个「奥迪品味车苑」,这是一个集提车、展览、活动和购物于一体的汽车文化中心。

在奥迪品味车苑参观时,我遇到了很多带着小孩过来的德国家长,这种「寓教于乐」的氛围令我印象非常深刻。根据奥迪的公开资料显示,自 2005 年 5 月开业以来,品味车苑已经吸引了超过一百万名参观者。

DSCF0047.JPG(奥迪品味车苑一角)

在我看来,内卡苏姆工厂很好地在保密需要和对外开放上进行了平衡,让它成为了奥迪对外展示技术实力的一个窗口。

奥迪轻量化技术的「大本营」

内卡苏姆工厂占地面积约 100 万平方米,雇员超过 1.6 万人,是德国「海尔布隆-法兰哥尼亚」经济区内最大的企业,也是内卡苏姆市最为重要的「城市名片」。

1418634466109.jpeg(鸟瞰内卡苏姆工厂)

实际上,内卡苏姆工厂是奥迪在德国境内仅有的两家汽车工厂之一,目前主要负责奥迪 A8/S8、A7/S7 等车型的研发制造;另一家工厂则位于英戈尔施塔特(Ingolstadt),同时也是奥迪的总部所在地。

当被问到两家德国工厂的特点时,内卡苏姆的工作人员开玩笑说:「虽然我们的规模不如总部大,但是生产的车型要更加漂亮。」

实际上,除了负责多款高端车型的研发制造(包括生产跑车的全资子公司 quattro GmbH),由于在奥迪空间框架结构(ASF)上的持续研发,让内卡苏姆工厂正在成为奥迪非常重要的创新源泉。

内卡苏姆工厂内设有一个轻量化设计中心(Lightweight Design Centre Neckarsulm) ,专门用于研究新型的车身材料。除此之外,为了满足新 A8 复合材料车身的制造,奥迪还特别改造了一个全新的车身制造车间(New Audi A8 body shop)。说内卡苏姆工厂是奥迪轻量化技术的「大本营」一点也不过分。

最近内卡苏姆工厂正在举办「车身结构技术开放日」。为了配合这个活动,奥迪品味车苑花了整整一层去展示过去几十年来奥迪在轻量化车身上的探索。包括 1994 年奥迪 A8 首次使用的铝合金车身,到首次亮相的新 A8 将使用的复合材料车身等。

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第一次集中看到这么多「白车身」,还是非常震撼的。而在奥迪工作人员的讲解中我了解到,对于铝合金的灵活使用是轻量化车身一个非常重要的组成部分。

奥迪「玩铝」的历史始于上个世纪 20 年代,最早应用在对重量「斤斤计较」的赛车上。1982 年奥迪打造出了第一个铝合金车体,到了 1991年,奥迪分别于德国 IAA 法兰克福车展及日本东京车展推出奥迪 quattro Spyder 及 Avus quattro 两款搭载铝合金车体的概念车。

Photo No.41.jpg(Avus quattro 概念车)

而自从 1994 年第一代奥迪 A8 诞生以后,奥迪空间框架结构( ASF)便一直推进着汽车的轻量化设计向前发展。此后,奥迪按照它的设计原理生产了 100 多万台量产车,并且不断地进行着材料、技术和工艺的革新,于是便有了新 A8 的复合材料车身。

根据奥迪的工程师介绍,即将到来的新 A8 车身由铝合金(占比 58%)、高强度钢、镁合金和碳纤维增强聚合物(CFRP)四种材料组成。相比上代车型在重量上提高了 51kg(总重 282kg),但车身强度提高了 24%。

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(新 A8 所使用的复合材料车身)

车身上多种材料的使用,带来的最大挑战其实在于如何将它们可靠地连接在一起,同时避免材料间的相互腐蚀。根据奥迪工程师介绍,为了保证车身的可靠性,新 A8 的车身使用了多达 14 种不同的连接工艺,其中有很多都是奥迪的「绝活」。

现代化的「车身制造车间」

虽然新 A8 可能下半年就要正式亮相了,但实际上这个专门为它设立的车身车间(New Audi A8 body shop)还在紧张的测试中,并没有正式投产。

关于这个新的车间,奥迪的工作人员公布了几个有趣的数据。建造这座 41 米高的三层车间,使用了总重量达到 14,400 吨的钢材,用钢量是巴黎埃菲尔铁塔的两倍;新车间使用了 500 部工业机器人,整体的自动化水平则达到了 85%。

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身处这个车间时,会立刻感受到现代工业所带来的「庄严感」,尤其是各司其职的橙色 KUKA 机械臂仿佛就是德国人一丝不苟的化身。随着新 A8 的临近,相信它们很快就要投入到紧张的生产中了。

正如上文所说,复合材料的使用给连接工艺提出了更高的要求。在新车间的参观中,奥迪工程师着重介绍了新 A8 车身所使用的 Roller hemmering (卷边)和 Remote laser welding (远程激光焊接)两种链接工艺。

卷边是一种「机械冷连接」技术,它用于将铝侧围骨架连接到 B 柱、车顶弧线和门窗处的热成型超高强度钢板上。与前代车型的工艺相比,工程师在车门切口处实现了 36 毫米(1.4 英寸)的缩进,这意味着车辆进出更加舒适,同时也能扩大驾驶员在 A 柱的视野。

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而远程激光焊接通过精确定位焊接边缘的激光束,显着降低了热裂纹的风险。据介绍这种新工艺还可以节省 95% 的批量生产成本,因为它不需要传统激光焊接所需的昂贵的工艺控制。

而在此之前,我对于轻量化的理解还局限于「使用轻质材料进行减重」。在参观内卡苏姆工厂之后,尤其是近距离接触奥迪空间框架结构(ASF)之后发现,轻量化确实是一个非常复杂的设计过程,涉及到车身结构的优化,不同材料的选用以及连接技术的使用。

实际上,虽然奥迪一直在积极地推进轻量化车身,尤其是对于铝合金材料使用非常关注,但奥迪已经放弃了使用单一的材料去制造车身。就像开头所说的那样,「把正确的材料用在正确的地方」是奥迪空间框架结构( ASF)在当下所追求的设计理念。

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尤其作为奥迪的旗舰轿车,新 A8 的车身并不需要单纯地追求重量上的减少,更为重要的是在安全性、舒适度和重量上去寻找完美平衡。不过奥迪的工作人员也表示,新 A8 的车身重量仍然比传统的钢结构要轻 40%。

去年我在德国体验奥迪 A7 自动驾驶功能时,得到的消息是新 A8 将成为配备高度自动驾驶功能的量产车型。这次前往内卡苏姆工厂参观,没有获得更多关于新 A8 自动驾驶方面的信息有点可惜,但是对于复合材料的使用确实让它又多了一份期待。

自诞生以来,汽车工业一直是新技术的「排头兵」。随着以互联网公司为代表的「新造车势力」进入汽车制造业,「电动」、「自动驾驶」和「共享出行」成为了更受关注的汽车创新点。在这样的大环境下,以内卡苏姆工厂为代表老牌汽车工业正高速行驶在另一条赛道上,在底层酝酿着能够改变未来驾驶体验的「黑科技」。

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