一體化車身的案例
C家精講 | 大型壓鑄件計算時間測試，一體化車身，電池包下殼體前支架，大型5G通訊件殼體
Cast-Designer 大型壓鑄件計算時間測試
一體化車身（充型凝固、應力變形）
電池包下殼體前支架
大型5G通訊件殼體
近幾年，鋪墊蓋地的大型化，一體化，薄壁化壓鑄件的面市。各大壓鑄機供應商都在不斷突破，6000噸、9000噸、萬噸+。而對于模擬軟件，被問得最多的問題之一就是計算時間。
為此，我們專門找了現階段比較具有代表性的大型壓鑄件，進行速度的測試。
【5/27更新】“撞不斷”的比亞迪CTB電池車身一體化技術
CTC 的技術思路與飛機將燃料箱融于機翼一體而不是另做燃料箱這一設計相類似，其目的是高度集成化，減少零部件的數量與總裝工藝，起到降低重量、提高效率、降低成本的作用。
CTC 方案靈感源于機翼油箱
特斯拉CTC技術中，取消Pack設計，前后連接兩個車身大型鑄件，取消原有乘員艙地板板，以電池上蓋取代之，座椅直接安裝在電池上蓋上。電池既是能源設備，也是結構本身。
CTC 電池集成方案：省去模組
國內多家企業也開始朝著“電池融入車身”的結構技術方向研發；在今年4月25日時，國內零跑汽車發布智能動力CTC電池底盤一體化技術，并且基于該技術打造了，行業內首款搭載CTC技術的車型——零跑C01。
5月20日，比亞迪全新車型海豹開啟預售，隨著海豹的預售公布，比亞迪還發布了自己全新技術——CTB。不過比亞迪CTB會更進一步，因為整個電池都是自己做的，所以可以做到高度融合。
在比亞迪海豹的底盤中，CTB刀片電池包的結構靈感來源于蜂窩鋁結構——刀片電池相鄰電芯先是緊密排列在一起，一排排的刀片電芯組成的結構就如蜂窩芯，再通過上蓋板和底板組成類蜂窩結構。
長條形的刀片電池密布于電池包中，均勻受力，能夠大幅提升電池包結構強度。為了更直觀地展示CTB刀片電池包的安全性，比亞迪在實驗組安排了一次“暴力”實驗。
一輛總質量達50噸的載貨比亞迪電動重卡，在碾壓刀片電池后，電池無冒煙、不起火，電芯仍處于安全狀態，當該電池包再次裝車后，車輛仍可正常行駛。
展開 蓋世汽車研究院：一體化壓鑄推動汽車輕量化
目前鋁合金已廣泛應用于轉向節、控制臂、副車架、電機殼、電池盒等部件，但鋁合金車身的制造工藝復雜度遠超鋼制車身，需要多種連接技術進行組合，大大提升了生產的難度和整車的制造成本。
鋁合金零部件的主要成型工藝包含了鑄造、鍛造和擠壓。壓力鑄造主要分為高壓鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造等。其中，低壓鑄造與差壓鑄造多用底盤區域，而高壓鑄造因加工效率高，加工零部件壁厚小等特點，在車身中的運用越來越多，是未來的發展方向。真空高壓鑄造能有效消除高壓鑄造工藝下的氣孔現象，同時塑形更為精準，是鋁合金車身結構件生產最優選，一體化壓鑄采用超高真空高壓壓鑄工藝，能夠實現多個鋁合金零件的一體化成型。
汽車傳統制造工藝主要由“沖壓、焊接、涂裝、總裝”四大環節組成，一體化壓鑄免去了“沖焊”環節，彌補了鋁合金結構件在傳統汽車生產工藝下的一些弊端，同時在成本、效率、精度、安全性及輕量化方面帶來了更多優勢。
一體化壓鑄從傳統結構件（減震塔、前后縱梁）發展到下車體（后底板、前機艙、前底板），最后到白車身，對應單車價值量和壓鑄機的噸位也在持續提升。特斯拉于2016年開發出了用于一體式壓鑄技術的鋁合金配方，2019年提出“一體鑄造”技術，2020年的特斯拉電池日發布會上，馬斯克稱特斯拉ModelY將采用一體壓鑄生產車身后底板總成。
展開 一文熟悉CTC電池底盤一體化技術
此外，提到特斯的CTC解決方案，就不得不提一體化壓鑄技術。
2020年特斯拉電池日上，特斯拉首次在Model Y后車身結構件采用一體壓鑄工藝，前車身+后車身+底盤電池包組合成車身。相比傳統沖壓焊接工藝，特斯拉的一體壓鑄技術將大量減少車身零部件、降低車身復雜度并實現減重，與此同時車身焊接線及對應的工業機器人及工人將由一臺壓鑄機替代，壓鑄成型后的一體式車身無需再進行二次熱處理，大幅提高制造效率（柏林工廠可實現45秒生產一個車身）。另，一體壓鑄工藝的生產設備的占地面積更小，相比于傳統沖壓焊接工藝的生產設備能夠節省35%的占地面積，生產流程也得到簡化。
零跑汽車 國產CTC首發
2022年4月25日，零跑智能動力CTC電池底盤一體化技術發布會隆重舉行，如無意外，今年8月上市的零跑C01將是成為國內第一款搭載CTC技術的產品。
零跑的CTC想法來自朱江明，他在2016年時受到從功能手機分離式電池到智能手機一體式電池的啟發，“汽車動力電池是不是也可以借鑒這種思路？”，于是立即啟動預研，成立了電池研發團隊，掌握了基于電池制造整個模組、電池包和BMS的技術能力。
零跑將電池、底盤和下車身進行集成設計，簡化產品設計和生產工藝的前沿技術，通過重新設計電池承載托盤，使整個下車體底盤結構與電池托盤結構耦合，創新了安裝工藝。通過減少冗余的結構設計，能有效減少零部件數量，在提升空間利用率和系統比能的同時，讓車身與電池結構互補，使電池抗沖擊能力及車身扭轉剛度得到大幅提升。
首先是減少模組后產生更多的電池容量空間，相比傳統方案電池布置空間增加14.5%。
其次是輕量化，電池系統取消模塊層級節省下的結構件讓車身輕量化系數相比傳統方案提升20%，同級系數更好，經濟性、性能更均衡。
展開 
一文熟悉CTC電池底盤一體化技術
此外，提到特斯的CTC解決方案，就不得不提一體化壓鑄技術。
2020年特斯拉電池日上，特斯拉首次在Model Y后車身結構件采用一體壓鑄工藝，前車身+后車身+底盤電池包組合成車身。相比傳統沖壓焊接工藝，特斯拉的一體壓鑄技術將大量減少車身零部件、降低車身復雜度并實現減重，與此同時車身焊接線及對應的工業機器人及工人將由一臺壓鑄機替代，壓鑄成型后的一體式車身無需再進行二次熱處理，大幅提高制造效率（柏林工廠可實現45秒生產一個車身）。另，一體壓鑄工藝的生產設備的占地面積更小，相比于傳統沖壓焊接工藝的生產設備能夠節省35%的占地面積，生產流程也得到簡化。
零跑汽車 國產CTC首發
2022年4月25日，零跑智能動力CTC電池底盤一體化技術發布會隆重舉行，如無意外，今年8月上市的零跑C01將是成為國內第一款搭載CTC技術的產品。
零跑的CTC想法來自朱江明，他在2016年時受到從功能手機分離式電池到智能手機一體式電池的啟發，“汽車動力電池是不是也可以借鑒這種思路？”，于是立即啟動預研，成立了電池研發團隊，掌握了基于電池制造整個模組、電池包和BMS的技術能力。
零跑將電池、底盤和下車身進行集成設計，簡化產品設計和生產工藝的前沿技術，通過重新設計電池承載托盤，使整個下車體底盤結構與電池托盤結構耦合，創新了安裝工藝。通過減少冗余的結構設計，能有效減少零部件數量，在提升空間利用率和系統比能的同時，讓車身與電池結構互補，使電池抗沖擊能力及車身扭轉剛度得到大幅提升。
首先是減少模組后產生更多的電池容量空間，相比傳統方案電池布置空間增加14.5%。
展開 CTC電池底盤一體化技術難點解析
3、比亞迪
前不久比亞迪宣布停產燃油車全力轉向電動化時代，可見比亞迪在轉型這方面的決心是巨大的，早在2021年9月8日，比亞迪發布了全新e平臺3.0。e3.0平臺全系標配刀片電池，通過電池車身一體化、純電專屬傳力路徑強化電動汽車的車身強度。
發布會上還公布了基于純電專屬e平臺3.0中型平臺打造的全新概念車ocean-X，并宣布ocean-X上會采用CTC電池車身一體化技術。
海豹作為e3.0平臺將要推出的最重磅的車型之一，預計也將搭載CTC技術。從目前 CTC 技術基礎來看，采用 CTC 技術的車型相較于 CTP 技術，電池容量將比后者高出約 5%-10% 。
4、寧德時代
寧德時代計劃在2025年實現集成化CTC，2030年實現智能化CTC。
根據寧德時代董事長曾毓群介紹，寧德時代的集成化CTC技術不僅會重新布置電池，還會納入包括電機、電控、DC/DC、OBC等動力部件。寧德時代的CTC技術，將電芯與車身、底盤、電驅動、熱管理及各類高低壓控制模塊等集成一體，使行駛里程突破1000公里；并通過智能化動力域控制器優化動力分配和降低能耗，百公里電耗有望降至12度以下。
5、LG
LG在2021年首次公開了一份CTC專利，專利公開號為KR1020210017172A，這是它在CTC方向發展的一個重要信號，也說明LG也在CTC上面開始發力。
展開 SiPESC 建模-分析-拓撲優化-可視化一體化環境
研究背景
目前，SiPESC已經集成開源工具OpenCasCade和NetGen，并結合SiPESC.POST實現了建模-分析-可視化一體化環境。基于此功能，并結合SiPESC.TOPO，完成了拓撲優化的一體化環境測試。
拓撲優化面向結構的概念設計階段，其優化結果是后續設計的基礎，也是結構創新設計的關鍵。拓撲優化使用最初始構型作為設計域，因此初始幾何模型簡單，也便于腳本參數化建模。
算例（一）
經典懸臂梁
初始幾何模型
部分建模腳本
（http://www.sipesc.com/download/weixin/20181213/topo.zip）
優化模型：以整個結構作為設計域，體分比40%作為約束，目標結構最小柔順性。優化算法MMA。
展開 SiPESC建模/分析/可視化一體化環境
其他SiPESC平臺幾何模型
1、齒輪模型
2、伸縮臂模型
3、管道模型
特別鳴謝
感謝SiPESC軟件所田寶民對建模/分析/可視化一體化所做的研究工作。
來源： SiPESC
三維CAD／CAE一體化的參數化動態有限元建模
提出了一種基于CAD參數化技術與CAD／CAE一體化技術的參數化動態有限元建模方法，該方法解決了三維實體有限元建模中幾何模型的描述與驅動、參數聯動、模型自動更新等一系列問題，為先進的參數化有限元分析與優化設計提供了關鍵技術基礎；闡述了三維參數化動態有限元建模方法中的若干關鍵技術，包括具有典型意義的基于AutoCAD／MDT二次開發環境ObjeetARX的CAD／CAE集成方法、復雜三維組合曲面網格全自動生成算法、復雜三維實體的四面體網格全自動生成算法、面向對象的有限元模型描述方法，以及有限元模型的參數驅動方法等；建立了一個三維參數化形狀優化設計應用原型系統。
三維CAD／CAE一體化的參數化動態有限元建模.pdf
展開 人體3D掃描一體化解決方案助力康復輔具數字化升級
“我們非常興奮，和TechMed合作，能夠為
醫療
應用領域提供人體3D掃描一體化解決方案。對先臨三維來說，與成熟的軟件合作伙伴合作，不僅可以提升3D掃描儀得以完善，而且更有助于加快3D數字化服務進程。
Rebecca Khoo
先臨三維國際事業部3D數字化產品經理
“在TechMed 3D公司，我們對先臨三維能夠為市場未來帶來的產品演變滿是憧憬。EinScan H 雙光源彩色手持3D掃描儀憑借其便攜及高效性，將為我們擴大矯形器和假肢數字化服務和進入其他增長市場領域打開大門。
Michel Babin
TechMed 3D公司創始人兼首席執行官
通過此次相互結合技術特點的合作，先臨三維與TechMed 3D將攜手推進3D數字化技術在矯形器具、假肢等醫療康復器具等領域的應用，助力醫療輔具產業的方案向著智能化、精準化、高效化方向轉型升級。
3D打印人才短缺！
《2021年高考志愿：哪些學校有3D打印/增材制造專業？》
南極熊正在打造一個全國 3D打印專業院校庫 ，歡迎查看。
展開 六座跑車的白車身設計：利用HyperWorks最大化車身剛度并滿足強度要求
選擇相應的白車身結構設計概念是為了探索工業折紙技術，這使更輕材料折疊成復雜車身結構件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發白車身部件的幾何、拓撲等功能需要設計專業的學生與結構專業的學生之間廣泛的合作，也需要仔細平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設計要求。
“Altair給我們巨大的支持，教我們的研究生怎么利用HyperWorks軟件開發白車身。通過 HyperWorks，我們在用折疊金屬折紙技術創建輕巧結構設計的過程中開發出最好的拓撲結構。”
Dr.
展開 
“汽車行業產品開發體系數字化轉型暨一體化解決方案” 研討會在渝成功召開
2021年5月28日，重慶汽車工程學會聯合達索系統以及成都百世慧科技有限公司，在達索系統（重慶）智能制造創新中心成功舉辦“汽車行業產品開發體系數字化轉型暨一體化解決方案”研討會。
序 篇
成渝地區雙城經濟圈建設如火如荼，為進一步推動川渝汽車產業高質量協同發展，充分發揮汽車產業對成渝地區雙城經濟圈發展的堅實支撐作用，川渝兩地緊密合作，聯合制定了《成渝地區雙城經濟圈汽車產業高質量協同發展實施方案》，兩地將緊抓全球新一輪科技革命和產業變革重大機遇，順應智能化、高端化、綠色化、融合化、區域化發展趨勢，以共建應用場景、
強化產業協作
為主線，加快建設高效協同、有效融合的現代汽車產業體系，全面提升川渝汽車產業的全球競爭力和產業帶動力。
▲成渝兩城縮影
在汽車行業的全產業價值鏈中，系統思維及協同開發能力、工程軟件、大數據等扮演著不可替代的角色。重慶汽車工程學會副理事長、上汽紅巖總經理樓建平指出的“軟件定義汽車”，副理事長、重慶小康工業集團股份有限公司首席技術官許林提出的汽車由“千車一面”向“千車千面”進化等發展趨勢，都深刻闡明了新一輪科技革命正在驅動汽車行業發生顛覆性的重大變革，傳統汽車行業的游戲規則在數字化時代正在被改寫。
為此，本次研討會以“數字驅動變革，平臺賦能動力”為主題，來自成渝地區的80余名企業代表，與現場的演講專家共同圍繞“工業新體驗”展開深入探討，分享傳統的研發信息化手段過渡到工業數字化設計、仿真與制造的一體化解決方案，研討數字化驅動汽車產品更新迭代、一體化解決方案推動企業智能化發展的內涵。會議由重慶汽車工程學會秘書長李云伍教授主持。
展開 六座跑車的白車身設計：利用HyperWorks最大化車身剛度并滿足強度要求
選擇相應的白車身結構設計概念是為了探索工業折紙技術，這使更輕材料折疊成復雜車身結構件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發白車身部件的幾何、拓撲等功能需要設計專業的學生與結構專業的學生之間廣泛的合作，也需要仔細平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設計要求。
解決方案
首先，利用折疊金屬成形技術（FMT），從多次試驗和實驗中獲得一個鋁合金白車身設計。再造出一個卡板模型來證明折疊金屬技術的可行性。這個可行性評估很重要，特別在高負載結構區域（支柱塔和車身前部安裝點）。利用紙板模型的分析結果，折疊金屬技術被利用到了前擠壓結構、乘客地板區和后擠壓結構。上身結構是鋁管狀構造，包括車頂和車身支柱。
從卡板模型制作中得出經驗之后，用SolidWorks建立了白車身的CAD模型并導入HyperMesh中。所有的FMT結構件和空間管狀框架結構都是用2D面網格建立的。較厚的白車身部件以及關鍵設計區域——前副車架安裝到車身的位置，這些是用3D六面體網格劃分的。
卡板模型與前座配置卡板避震塔模型 避震塔有限元模型
使用Altair OptiStruct有限元求解器完成了一系列深入的有限元分析，包括扭轉和彎曲剛度分析、固有頻率分析、動態壺洞以及加速凹凸載荷分析。 后續使用Altair HyperView后處理模塊查看有限元分析結果，結果顯示白車身設計符合項目對車身的剛度要求。對于前副車架的有限元分析，施加了動態加速度載荷以及制動和轉彎工況模擬，結果顯示應力不超過許用值。
上圖: 完整的白車身CAD 模型 下圖: 有限元結果，扭轉剛度 白車身結構
結論
經過HyperWorks仿真分析，結果表明白車身底盤滿足強度和剛度要求，在咨詢了項目的主要供應商之后，隊員們在該車上運用了所有這些結構。
展開 基于CATIA的舵桿CAD/CAE一體化設計
任浩楠等[2]研究了在CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)與ANSYS軟件之間搭建水工結構CAD/CAE一體化系統的方法，通過數據接口在兩者之間進行基于參數的雙向傳遞和互相驅動，可簡化水工結構優化設計流程；陳明等[3]研究了CATIA平臺的上飛機零件CAD/CAE集成，通過二次開發實現設計模型與仿真數據鏈接；王桂錄[4]研究了Pro/E環境下的直齒圓柱齒輪CAD/CAE一體化技術，完成了對零件的全流程設計。目前CAD/CAE一體化技術在船舶設計領域的應用相對較少。
CATIA是由達索公司開發的CAD/CAE/CAM(Computer Aided Manufacturing)集成化應用系統，軟件內容涵蓋產品從概念設計、三維設計、工程分析計算、動態模擬與仿真、工程圖生成到數控加工的全過程。本文將CATIA優秀的建模技術與強大的工程結構分析能力有效結合，對某船舵桿進行CAD/CAE一體化設計分析，獲取其力學特性并完成結構優化。
1 舵力和舵桿扭矩計算
該船配備2只懸掛舵，舵葉平均寬度為2.0 m, 舵葉面積為6.8 m2,船舶設計航速為16 kn。根據《鋼質海船入級規范》,舵力和扭矩的計算公式分別為
式(1)和式(2)中：F為舵力；vd為航速；A為舵葉面積；K1、K2和K3為相關舵葉參數；T為扭矩；R為臂距，其取值不小于0.1倍舵葉平均寬度。經計算得：F=323 kN;T=64.6 kN·m。
2 舵桿CAD/CAE一體化設計
在CATIA中對舵桿進行三維實體建模，通過其自帶的工程數據鏈接，將三維實體模型自動導入CATIA結構分析模塊中，采用有限元分析方法對結構性能進行評估，調整模型尺寸，以獲得最佳的舵桿結構設計方案，具體流程見圖1。
展開 2021達索系統工業新驅動巡展——汽車行業產品開發體系數字化轉型暨一體化解決方案
尊敬的各位同仁：
2021 年是“十四五”規劃的開局之年，必將是汽車行業全面走向電動化、網聯化、智能化、共享化的新起點。在汽車行業，無論是整車廠、零部件企業還是汽車服務商，都是整個產業鏈生態的重要力量，在企業進行數字化轉型過程中，從組織架構、體系流程、專業能力，到市場營銷、產品研發、生產制造、供應物流，再到售后服務，從而建立多維的一體的數字生態。智能制造不僅僅是制造環節的智能化，而是把研發、生產、供應、銷售、服務等企業全價值鏈的環節都串聯起來的全面智能化，達索系統 3D 體驗平臺的關鍵技術點。
重慶汽車工程學會副理事長、上汽紅巖總經理樓建平指出，“軟件定義汽車”，深刻闡明了新一輪科技革命正在驅動汽車行業發生顛覆性的重大變革，傳統汽車行業的游戲規則在數字化時代正在被改寫。
為此，達索析統（上海）信息技術有限公司及成都百世慧科技有限公司聯合重慶汽車工程學會，擬于2021 年 5 月 28 日（周五）在重慶市聯合舉辦“汽車行業產品開發體系數字化轉型暨一體化解決方案”研討會。
達索系統作為汽車行業最大的工業軟件提供商，特別是在過去 28 年汽車行業高速發展時期，一直致力于為客戶提供汽車產業從概念設計到生產運營及售后維保全生命周期范圍內的數字化設計、仿真、優化，以及生產現場執行的數字世界和物理世界溝通，為企業的飛速發展提供技術保障和助力。
就西南地區而言，達索系統為眾多工業、汽車制造業企業提供智能制造轉型升級方案，促進了企業的轉型升級。典型代表例如：長安汽車、超力高科、鑫源汽車、貴陽輪胎、大運汽車等。
特此誠邀各單位派相關負責人或負責工程師到會交流研討。研討會不收取會務費。
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