Новата ера на автомобилните каросерии: от Audi и BMW, до Tesla, BYD и Xiaomi

13 Nov 2026

 

Когато през 1994 година Audi, а през 2002 година Jaguar, представят своите луксозни модели A8 и XJ, с изцяло алуминиеви конструкции изглежда, че те са лакмус за експериментиране на нови технологии за олекотяване на каросериите. След закупуването на Jaguar Land Rover, индийската компания Tata продължава да използва тази технология до ден днешен, а двете пионерни решения сами по себе се превръщат в революционни, в процеса на намаляване на теглото.

Тежката борба за леката конструкция: Audi A8 и Jaguar XJ  

Audi използва носеща пространствена конструкция, наречена Audi Space Frame, изработена от екструдирани и лети алуминиеви елементи, сглобявана със сложен процес на заваряване и нитоване. Инженерите на Jaguar заимстват технологията от самолетната индустрия, внедрявайки самоносеща алуминиева каросерия с използване на процеси на подвиване и заклинване (зигзагообразно сгънати профили, интегрирани един в друг), нитоване и добавяне на структурни лепила. По този начин и двете лимузини, съответно на Audi и Jaguar, могат да се определят като изцяло алуминиеви. При Audi обаче се използва пространствена конструкция, носеща каросерията и разтоварени външни панели – с което автомобилът в известна степен наподобява такъв с (3D) носеща рама. Представянето на А8 е крайната фаза на един дълъг процес, стартирал още през 1982 година (с Фердинанд Пийх, като главно действащо лице), когато Audi сключва договор с компанията Aluminum Company of America (Alcoa). Именно тя след това осигурява екструдираните профили, лети и листови алуминиеви компоненти и става партньор и при следващите поколения на модела.

Авангардните сплави и процеси на заваряване са пренесени и във второто поколение на A8. Наречено D3 (2002 – 2009 година), то се превръща в един от най-сложните серийни автомобили създавани някога, от гледна точка на материали и технологични процеси, използвани за монтажа на каросерията. Audi A8 използва архитектурата и монтажните точки на новата тогава платформа MLB, но компонентите в нея са заменени с алуминиеви детайли, сглобявани с използване на същите процеси като при Audi Space Frame. Наученото и внедрено при A8, като например лазерното заваряване на алуминиеви компоненти, компанията прилага и при малкия A2, с нови сплави, като процеса на нагряване на цялото купе до 205 градуса за втвърдяване на метала е заменено с нагряване в бояджийното отделение, където се постига същия ефект за по-кратко време и при по-ниска температура. Именно тогава Audi за първи път използва технология за изработване на по-големи алуминиеви компоненти, за каквито ще стане дума по-късно. В базовата си версия A2 тежи едва 850 кг, а най-леката версия на първото Audi A8 – само 1460 кг!  

 

Jaguar Land Rover тества технологията с алуминиева каросерия още преди Audi, в модела XJ220, но той е изработван изцяло на ръка. Не бива да забравяме и факта, че Land Rover има дълга история с алуминиевите каросерии върху стоманена рама, но това е една друга история. Компанията използва усъвършенстван вариант на въведената през 2003 година при XJ X350 технология, когато неин партньор става Alcan Aluminium Vehicle Technology (AVT) – вече в усъвършенстван вид – за по-късните модели XJ (X351), XK, XE, XF, F-Type, F-Pace, и I-Pace, както актуалните модели на Land Rover и Range Rover. Отговорно за доставката на алуминиевите сплави е отделното подразделение на Alcan Novelis, създадено през 2005 г. X350 е наистина революционна стъпка за Jaguar, а теглото на лимузината е с 200 кг по-ниско от това на предшественика, въпреки увеличените размери.

   

Революцията наречена Mega City Vehicle (i3) на BMW

Нито един от тези серийни модели обаче не търси олекотяване в името на електрификацията. И за двете компании, предизвикателството е елемент на конкурентната среда в премиум сегмента и безспорно създава реноме на ново ниво за тях. Като изключим силно модифицираната версия на Lotus Elise, от когото Tesla заимства алуминиевата носеща пространствена рама (към която добавя карбонови панели), пионер по отношение на леките технологии в електрификацията става BMW със своя i3. Той използва двуизмерна алуминиева рама сглобявана на базата на сложен процес на MIG заваряване (в среда на инертен газ), заваряване чрез триене на алуминиеви повърхности (при които се генерира топлина и детайлите се заваряват помежду си), който се използва за компонентите на корпуса на батерията, структурно лепене и нитоване. BMW създава и цяла нова вселена от процеси за използване на карбонови конструкции в едросерийно производство и става първопроходец в адаптирането на батерии за електрически автомобили. Това обаче е една друга история – за това как един от идейните новатори на този проект – Херберт Дийс способства за създаването на империята CATL – можете да прочетете в поредицата от статии „Властелинът на батериите: приносът на BMW за прогреса на CATL (Част II)“ в секцията „Анатомията на автомобила“.

Електрическият автомобил по същество: Tesla Model S

Малко преди цялата тази концепция на BMW да се превърне в реалния модел i3 през 2013 година, през 2011-та Tesla представя платформата и каросерията на модела си Model S (по една щастлива случайност присъствах на това събитие в Детройт), който също е изработен почти изцяло от алуминий (98 процента). По подобие на Jaguar Land Rover Tesla се превръща в пионер в леките конструкции, използвайки технологии на студено свързване – само че, този път, целта е изцяло насочена към олекотяване, заради тежката батерия на електрическото задвижване. За Model S, Tesla въвежда процес с равномерно нанасяне на структурно лепило и монтаж на специални самопробиващи нитове, още докато лепилото е течно. Нитовете пробиват горния лист ламарина и се разширяват (деформират) в долния лист, без да го пробиват докрай. Този прецизен процес осигурява високо ниво на механична здравина, при изпичането на лепилото. Интересен е фактът, че за Model S Tesla използва най-модерните роботи, като ги програмира да сменят сами главите си – един и същ робот първо нанася лепилото, след това сменя инструмента си и поставя SPR нитовете. За тази платформа компанията разчита и на лазерно заваряване на алуминий, за някои детайли като рамките на покрива. Лазерно заваряване Tesla използва и за корпуса на щампованите алуминиеви елементи на батерията, а под батерията се поставя алуминиева греда и титанова плоскост. Tesla произвежда сама каросерийните компоненти във своя завод във Фримонт в Калифорния, а доставчик на алуминиевите заготовки е същата гореспомената компания Alcoa.

С представянето на Model X, компанията използва същата платформа като първия си модел – Model S, но процесът става още по-сложен. В името на впечатляващите задни врати, които се отварят нагоре, покривът трябва да се прости с класическата си конструкция с напречна греда. Това от своя страна изисква друг, некласически начин за усилване на конструкцията. Интегрират се огромни, тежки алуминиеви отливки около задните колони, с още повече структурни нитове и лепило. Производството става толкова сложно и бавно, че по-късно самият Илон Мъск ще признае че са допуснали грешки в това отношение. Междувпрочем, той казва същото и за каросерията на Lotus, която трябва да бъде много силно модифицирана заради задвижването заимствано от AC Propulsion.    

За Model 3, представен през 2017 година, където вече се търси значително намаляване на себестойността, конструкцията на каросерията се насочва към мултиматериална, хибридна архитектура, с около 70 процента високоякостна стомана и 30 процента алуминий. Алуминият се използва за задната част на подовата конструкция, носещото легло на батерията и външните панели (капаци и врати). Както и при хибридните конструкции на други производители, като BMW и Audi, връзките се осъществяват със специални винтове (които директно пробиват отворите и създават резба) и лепило.

Оттук насетне историята на развитието на производствените процеси при Tesla, а след това и при китайските производители се превръща в един от най-динамичните еволюционни периоди в модерното автомобилостроене – първоначално с още повече усложняване, а след това и с „високотехнологично“ опростяване.

Бъдеще или не: Megacasting или Giga Press

За разлика от политическите дейности на Илон Мъск, техническият му гений е безспорен. И една от гениалните му и смели идеи е внедряването на така наречения Mega Casting или мега монолитно леене. Намаляването на теглото и опростяването на конструкцията, респективно на производствения процес, с произтичащото от това намаляване на себестойността на автомобила, е идея именно на Tesla и Илон Мъск, а реализацията включва леенето на големи компоненти (по подобие на начина по който се леят каросериите на малките модели колички наречени именно Die cast), които да заменят голям брой отделни лепени и заварявани компоненти. Model Y трябва да стане опитно поле за такава технология.

Само че, като всеки производител Tesla разчита на доставчици за сглобяването на своите автомобили – включително на такива за производствените предприятия, като производителя на роботи Kuka. Често на автомобилните производители се присвоява правото да бъдат първи в дадена – област, но също толкова често се пропуска фактът, че зад това постижение стои интелектуалния и производствен капитал на доставчици. Например, първата компания, която използва турбокомпресори за серийните си автомобила е General Motors с Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza, но рядко се споменава фактът, че турбокомпресорите са осигурени от Garret AiResearch. Често можете да срещнете информацията че Tesla е създателят на Giga Casting процеса, но това е малка част от истината. В края на миналото десетилетие Tesla се обръща към шест от най-големите производители на машини за леене на алуминий под налягане, с предложение за създаване на преса със затваряща сила (силата при която двете части на системата в която се отливат детайлите се притискат) от 6000 тона. Пет от тях отказват, определяйки проекта като твърде рисков и, на практика, технически невъзможен. Трудността се корени в това, че разтопеният алуминий трябва да изпълни перфектно и без огромната форма преди да изстине. Само една компания приема предизвикателството – италианската IDRA Group. През 2020 година, Tesla официално поръчва първите машини (модел OL 6100 CS), които Мъск с кръщава Giga Press и превръща в наименованието в маркетингово, макар че това наименование не е използвано за първи път от него. Първите преси са инсталирани в заводите на компанията във Фримонт и Шанхай, с предназначението да отливат задната част на подовата конструкция на каросерията на Model Y, заменяйки 70 отделни детайла.

(следва)

Как се развиват технологиите след това, как са прегърнати от китайските производители и защо компании като BMW са им противници ще научите в следващата част на поредицата.

Текст: Георги Колев

 

• Tweet
• Pin it
• Share