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最近這幾年，汽車行業的競爭越發激烈，幾乎所有車企都在拼配置、比價格。
但與此同時，也有不少人擔心：車賣得越來越便宜了，背后會不會偷工減料？
帶著這一疑問，我前往理想研發總部，參加了他們舉辦的材料技術日。
本以為這只是一場秀用料、打廣告的媒體活動，但沒想到他們開場就玩了個大的！
一般來說，這種對外開放的展廳除了展示新車型、新技術之外，還會陳列包括白車身在內的各種零部件，能夠更直觀地看到不同的設計，所帶來的不同作用。
但這次，擺在地上的兩個油箱樣品，各自貼了“使勁砸”、“用力”的標簽，狀態也并不是全新，而是千瘡百孔，很明顯是被人為破壞過的。
在研發工程師邀請下，隊伍里看起來力氣最大的友媒也掄圓了釘錘。只聽duang duang兩聲，兩個油箱都多了一個肉眼可見的坑。
但有意思的是，雖然砸第二個油箱的力度更大，但表面只是多了個凹陷，同時聲音也沒那么大。和第一個油箱“鐵撞鐵”相比，更有種砸在了皮球上的感覺。
那么，這兩款油箱設計，到底有什么區別？不同車身部位的材料選擇，需要遵循怎樣的邏輯和經驗？
今天，我們就從材料科學的視角，和大家好好聊聊這個話題。
01. 研發油箱，要燒1000萬？????
如果從工程師的角度出發，工作模式總結下來就是三個字，“選”、“育”、“研”。
其中“選”字比較好理解，就和咱們去菜市場買菜一樣，今天想吃新鮮的就多花點錢，明天想省錢就吃點家常的，按需選購最適合自己的成熟方案。
但，如果完全照搬供應商方案，就會出現兩個問題：
一是供應商方案屬于通用化零部件，無法適配每一款結構框架各不相同的車型。二是性能的上限會存在限制，很難跟友商拉開產品力差距。
這時，“育”和“研”就變得十分重要了，也就是培育符合自己需求的供應商，以及核心材料自研。
先來說說“研”這個話題。畢竟汽車行業發展近百年的時間，材料供應鏈基本上已經趨于成熟。
而車企作為“組裝廠”，為了達到特定功能去研發新材料，確實是一件不太常見的事。
我們開頭提到的那兩個隨便砸的油箱樣品，更耐造的那個就采用了理想自研的不銹鋼材料“UFHS-X”。而對照組，則是行業普遍使用的304L不銹鋼。
雖然按照法律法規要求，增程/插電混動車型的油箱必須采用鋼質高壓油箱，抗穿刺能力肯定是要比燃油車的聚乙烯常壓油箱要強不少。
但不怕一萬，就怕萬一。
比如在120km/h下撞擊護欄時，沖擊力可比人肉掄一錘子要大多了。
理想研發UFHS-X不銹鋼的初衷，恰恰就是看到了不少嚴重事故下油箱遭到銳器穿刺導致漏油，從而引發的慘烈起火事故。
304L不銹鋼油箱，也確實沒能通過理想內部的暴力穿刺試驗。
于是，希望找到更優質替代方案的理想，幾乎把行業里的不銹鋼供應商跑了個遍。
但換來的，卻是大家的不解：“既然已經有行業公認的標準答案了，為什么還要糾結那些極端場景？用現有的成熟方案不香嗎？”
眼見采購無望，理想開啟了一個大膽的計劃。既然市面上沒有，索性自己招聘材料學碩士/博士、組建專項研發小組，動手自研。
在4年時間里，團隊消耗了1000多噸的鋼材，做了近百次試沖壓、180多次腐蝕循環、300多次穿刺測試，也經歷過許多沖壓開裂、材料褶皺、油箱滲油等失敗案例。
前前后后砸進去1000多萬元，最終才研發出了抗穿刺性能、屈服強度均遠超304L的UFHS-X不銹鋼，并將這一配方提交給了青拓集團做代工生產。
生產出的特制油箱，已經應用于理想L系列。
具體材料的配方雖然屬于商業機密，理想不會對外“開源”，共享給全行業。但理想并沒有藏著掖著，而是給友商開放了采購權限。
某種程度上，理想自研油箱也為推動新能源行業安全發展，做出了自己的貢獻。
02. 高強度≠高安全？????
或許有人會認為，既然想提高安全性，那直接把材料強度都拉滿不就行了？
實際上，材料強度的高低，還真不能與安全直接畫等號！
這就要說說，排在“研”前面的“育”字了。
眾所周知，在遭遇極端碰撞事故時，A/B/C柱出現明顯彎折或斷裂，意味著對車身結構的破壞已經侵入乘員艙，會導致車內乘員受傷，嚴重的甚至會危及生命。
因此，A/B/C柱作為整輛車安全的最后防線，用料的好壞直接決定了碰撞安全的極限。
正因如此，車企往往會選擇經過高溫淬火工藝，強度遠超普通鋼材的熱成型鋼。
其中，又有1500Mpa、2000Mpa兩種常用規格。這個數字指的是每平方毫米的截面，能承受多少牛頓的力。
毋庸置疑，2000MPa熱成型鋼的強度，必然要高于1500MPa。
原本理想確實打算使用2000MPa熱成型鋼做車輛A/B柱的，但經過幾次碰撞試驗之后，卻得出了個反常識的結論：2000MPa的熱成型鋼，居然存在安全隱患！
這是因為在強度（抵抗變形的能力）之外還有一個屬性：塑性（不嚴謹的話，也可以叫韌性）。它表示在受力超過一定限度后，發生永久變形而不斷裂的能力。
但受限于人類目前的科技水平，強度越高的鋼材，塑性越差（強度達到2000MPa以上時，均勻延展率往往＜20%）。
說人話就是熱成型鋼太脆了，雖然它在平時會更抗撞，但如果超過了能承受的極限，表面很容易斷掉、而不是“形變吸能”。
一旦出現斷裂，邊緣會變得無比鋒利，反而有可能在極端狀況下劃傷人體。原本守護安全的保護傘，會在頃刻間變成兇器。
相比之下，1500MPa熱成型鋼雖然強度沒那么高，但韌性會相對更強一些，即使出現了彎折，材料表面也不容易發生裂痕。
這時，理想的“強迫癥”又犯了，想用一種高韌性的高強度鋼來做A/B柱。
結果也是顯而易見，和前面提到的找油箱不銹鋼材料時如出一轍，市面上同樣很難找到符合要求的材料。
不過這次，理想的新材料研發過程就不是“孤身一人”了，而是聯合了清華大學和馬鞍山鋼鐵組成了聯合研發團隊。
經過2年多時間的配方設計和試驗，他們摒棄了原本利用碳元素強化基材的設計思路，加入了一些合金元素，同時優化了高溫成型工藝參數，控制金屬原子之間的微觀結構。
最終，他們研發出了特制熱成型鋼“2000IH”，其材料強度與2000MPa熱成型鋼相當，但韌性接近看齊1500MPa熱成型鋼，在發生碰撞時的吸能效果會更出色。
目前，2000IH已經應用于理想i8、i9的A/B柱、頂蓋橫梁和邊梁等關鍵"骨骼"位置。
除了鋼材以外，理想汽車在鋁合金研發方面，同樣也有涉獵。
新能源車的電池包位于底盤底部，行駛過程中難免會遇到飛石、刮底，而為了安全起見，行業里通常會采用高強度的7000系鋁合金，作為電池包底部護板。
不過，鋁材和鋼材都是金屬，遭遇的情況也有些類似。雖然7000系鋁合金更硬，但是韌性差，同時還容易產生應力腐蝕，與鋼材焊接時也更不容易焊牢。
這時，理想又一次掏出了“以柔克剛”的思路，找到了全球頂級鋁材企業諾貝麗斯，共同基于6000系鋁合金進行優化開發。
雖然6000系鋁合金理論強度不及7000系鋁合金，但其優異的韌性，更有利于碰撞吸能。
經過2年的時間，雙方團隊通過熱處理工藝優化和調整烘烤響應速度，來盡可能補齊了6000系鋁合金強度上的短板。
最終，聯合研發團隊開發出了LeS6 Ultra鋁合金，不僅形變量相比7000系鋁合金減少了30%，同時抗穿刺能力明顯提升，更有利于保護電池包安全。
無論是2000IH熱成型鋼，還是LeS6 Ultra鋁合金，都是理想汽車積極展開合作，共同研發之后碰撞出的火花。
或許，在從無到有的過程中，和行業共同進步共同成長，就是“育”字的含義吧。
03. 寫在最后????
除了關乎生命安全的車身材料以外，這次社長拜訪理想研發總部的過程中，還看到了不少關于內飾用料方面的研發展品和試驗器材，主打一個細致入微。
比如為了抑制方向盤開關的磨損異響，理想摒棄了原本需要依賴潤滑油的材料，轉而選擇了“自潤滑POM”材料；
為減少物理按鍵的振動異響，理想在傳統ABS材料的基礎上，加入了彈性阻尼成分……
對于車內的甲醛揮發問題，理想也和塞拉尼斯等企業展開合作，在皮質包覆、發泡海綿材料加入了氨基除醛劑，盡可能阻斷甲醛釋放。
相比3秒內零百加速帶來的猛烈推背感，以及領航輔助駕駛帶來的科技感，材料科學在這些亮眼的配置面前，就像“小透明”一樣容易被忽視。
但恰恰是這些不起眼的材料和技術，才構成了一輛車最根本的“細胞”。
而隨著行業對材料科學的持續探索，也必然會捅破固有的天花板，助力汽車產業做大做強。
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