从事汽车设计概念验证20年，转向新能源汽车赛道不到一年，成为各大头部车企合作伙伴——“老革命”直面新能源汽车新挑战

人物名片：

  兰杰，重庆市光学机械研究所有限公司新能源汽车车身产品设计概念验证中心研发负责人

行业现状：

在设计领域，新能源汽车通常在一年内迭代3至5次设计。而设计概念验证是产品批量生产前的必经之路。2024年5月，重庆市科学技术研究院下属的重庆市光学机械研究所有限公司成立新能源汽车车身产品设计概念验证中心，不断引入新材料、新技术、新设备，至今已验证了2款全新开发车型产品，10款改款车型，合作企业遍布重庆、四川、浙江等地。

  给55种整车内外饰产品做设计概念验证，需要多长时间？

  在传统燃油车领域，这一过程大约需要3个月。而在新能源汽车领域，大约需要70天。

  在两江新区，重庆科学技术研究院下属的重庆市光学机械研究所有限公司（下称：光机所）新能源车身产品设计概念验证中心（下称：验证中心），将这一时限压缩到了45天。

这是怎么做到的？1月13日，验证中心研发负责人兰杰告诉记者，这是光机所作为“老革命”，发挥全部“内力”直面新能源汽车新挑战的成果。

  验证周期更短

  CAM、3D打印、激光制造、新材料齐上阵

  “在我们成功完成这个订单以前，其实大家心里都没底。”兰杰说，光机所的发展历程超过50年，而自己的从业经历也有14年。但此前，无论是光机所还是兰杰本人，主业都在燃油车领域。

变化发生在2024年，“老资格”的光机所为了更好地服务重庆打造“33618”先进制造业集群，成立验证中心，踏入新能源汽车赛道。

初入新赛道，验证中心就接到一个大单：某新能源汽车主机厂新车型要对前后保险杠、仪表板、前端框架、顶棚、地毯等55种整车内外饰产品进行批产工艺试制验证。正常的验证周期一般是在70天，而为了加快上市，主机厂只给验证中心50天。

  “这个要求合理吗？”“我们咋可能做到？”一时间，验证中心遍布紧张的气氛。

  此时，光机所出手，为验证中心提供了支持。

  原来，2000年，光机所在西部地区率先引入3D打印、光学扫描等技术。自此，重庆的汽摩产品可以通过3D打印先试制样品，通过验证后再投产，大幅提升了质量。

截至2024年，光机所已经集成了数字化设计、仿真分析、3D打印、高精度数控制造、三维光学检测等共性高精技术手段，可以进行快速模具设计研发、工程样机（样件）小批量快速试制等。

这些“家底”都用到了前述55种整车内外饰产品的批产工艺试制验证中。产品种类多，就使用可塑性更高的新材料制作快速模具，用3D打印迅速制作样品；时间周期短，就用CAM（计算机辅助制造）自动编程，指挥机械远程完成焊接等操作；精确度要求高，就用激光进行切割、焊接，加工精度可达0.01毫米……

经过一番“白加黑”“5+2”的连轴转苦战，最终，验证中心用45天时间完成了55种整车内外饰产品的批产工艺试制验证，创下同类验证速度的“新高”。

兰杰感慨，经此一役，验证中心上下深刻感受到，新能源汽车赛道虽然“卷”，但光机所和团队都具备在这一赛道中竞争的实力。在完成这一大单后，后续又有多家新能源车企上门寻求合作。

  设计迭代更快

  燃油车三五年迭代一次设计，新能源汽车一年迭代三五次

  不过，尽管光机所“内力”深厚，验证中心从燃油车车身产品设计概念验证转型新能源赛道，仍然要直面诸多挑战。

  “最明显的挑战，就是新能源汽车设计的更新迭代比燃油车快很多。”

  兰杰说，燃油车的设计迭代周期一般是3-5年，而新能源汽车的设计迭代周期则可以加快到一个季度甚至2个月。

  自从验证中心成立以来，兰杰和同事们的日程表“颗粒度”已经排到了小时，他经常在手机上设多个闹钟，提醒自己及时推进项目。

  并且，新能源汽车的车身部件往往极具原创性，这也是一种挑战——为燃油车做验证的老经验不能“照搬”，反而是要格外细心。

  兰杰说，此前，验证中心在设计概念验证中，就为新能源车企抓到一个“BUG”：某新能源车企设计的一款混动车型的导油管，采用异型设计，外观很“炫酷”，在图纸上看也合理。但验证中心试制出样品进行测试时，发现这款导油管的喷射位置不够准确。

  “导油管的喷射不够准确，就会造成机油润滑效果差，会影响车辆的性能。”兰杰说，并且，这款导油管设计独特，重新开模制造的成本很高，不适合批量生产。

经过综合研判，验证中心建议该车企更换导油管设计，并给出了初步的设计建议方案。后续，车企采纳了验证中心对导油管产品的结构优化方案，顺利进行量产，成功推出了新车型。

  对轻量化需求更高

  运用新材料、新技术让新能源汽车车身减重15%至20%

  一次次挑战，也激发出了验证中心的拼搏热情。在重庆市科学研究院和光机所的支持下，验证中心团队不仅在概念验证方面助力新能源汽车加速上市，还从设计及新材料应用方面，帮助新能源汽车减重。

  “对新能源汽车来说，减重是刚需。”兰杰介绍，新能源汽车整体越轻，续航就会表现得越好。所以，不少车企都向验证中心提出过减重的需求。

  对此，验证中心提出了一种新思路：车门连接件、刹车卡钳等车身结构件，在传统设计中都是实心。如果能在性能不变的前提下，把它们“变”空心，车身重量不就减轻了吗？

  如何才能做到？验证中心运用CAM技术，采用了拓扑优化。简单地说，就是通过改变车身结构件的内部排列结构，通过选取新材料进行3D打印，用类似蜂窝状的结构来保证强度，让结构件做到“空心”，从而减重。

  “传统制造工艺，无法做到拓扑优化的设计。而光机所在3D打印、精密制造方面积累的技术优势，正好能发挥出来。”兰杰说，验证中心帮助多家车企设计、制造轻量化车身结构件，在保证车身强度和安全性的前提下，使车身重量平均降低15%至20%，有效提升新能源汽车的续航里程。

  据统计，自去年5月验证中心成立以来，已经接到了48单新能源汽车车身产品概念验证业务，服务新能源车企8家。目前，重庆的龙头新能源车企如长安、赛力斯等，均与验证中心长期合作。

  兰杰表示，下一步，他和同事们要继续苦练“内功”，不断学习和研发新能源汽车赛道的新技术。并且还要和车企、材料供应商、市内外高校等加强合作，整合各方产业和学科资源，共同攻克技术难关，为重庆乃至全国新能源汽车产业发展贡献力量。

（来源：重庆日报）