你知道嗎？一台電動車減重 180 公斤，續航里程最多可以提升 17%。這不是理論，而是有數據支撐的工程事實。
當各大車廠都在拼電池容量、拼充電速度時，有一群工程師正在用另一種方式悄悄改變遊戲規則——他們讓車子變輕。而其中最關鍵的技術之一，就是鋁合金鍛造。
輕量化為何成為電動車的必修課
傳統燃油車時代，減重主要是為了省油。美國能源部的研究指出，車重降低 10% 可帶來約 6-8% 的燃油經濟性提升。這個數字聽起來不錯，但在電動車上，輕量化的價值被放大了好幾倍。
電動車存在一個工程師口中的「去複利效應」：車子變輕 → 需要的電池更小 → 電池變輕後車子又更輕 → 成本也跟著下降。這形成了一個正向循環。簡單說，你減掉的不只是重量，還有電池成本和充電時間。
更實際的數字是這樣的：根據 2020 年歐洲市場的研究，電動車每減重 100 公斤，能耗可降低 0.47 到 1.17 kWh/100km，差異取決於車型和駕駛模式。以一台 60 kWh 電池、原始續航 400 公里的中型 SUV 來算，如果整車減重 180 公斤（約 10%），續航可從 400 公里提升到 424-466 公里，相當於 6-17% 的增幅。
鍛造 vs 鑄造：為什麼底盤件非鍛造不可
說到鋁合金零件，很多人會問：鑄造裝更便宜、形狀更自由嗎？為什麼非要用鍛造？答案藏在顯微鏡下。
鑄造鋁合金最大的敵人是孔隙——氣孔和縮孔。2022 年針對常見鑄造鋁合金 A356-T6 的研究發現，這些孔隙對疲勞性能的傷害比組織粗化更嚴重。裂紋會在孔隙邊緣因應力集中而提早萌生，導致零件壽命大打折扣。
鍛造則完全不同。歐洲鋁業協會指出，鋁合金模鍛會形成「纖維狀微觀組織」，最佳的力學性質——強度、延性、韌性、疲勞——都沿著纖維方向獲得。更厲害的是，這個纖維方向可以透過模具設計和製程參數來「工程化地對齊」服務載荷方向。用白話說：鍛造讓你可以「設計」金屬的內部結構，讓它在該強的地方強、該韌的地方韌度。這對承受交變載荷的底盤件來說，是決定性的優勢。
來看實際數據對比：
| 材料 | 密度 | 屈服強度 | 疲勞強度 | 比屈服強度 |
|---|---|---|---|---|
| 鍛造鋁 7075-T6 | 2.81 g/cm³ | 503 MPa | 159 MPa | ≈179 |
| 鑄造鋁 356.0-T6 | 2.68 g/cm³ | ≥138 MPa | 60 MPa | ≈51 |
| 鋼材 AISI 4140 | 7.85 g/cm³ | 415 MPa | — | ≈53 |
7075-T6 鍛造鋁的比屈服強度（強度/密度）是鋼材的 3.4 倍。這意味著在「強度受限」的設計中，鍛件可以把重量壓到非常激進的水平。
Tesla 和蔚來怎麼用鋁鍛件
Tesla 的做法很務實：不是全面鋁化，而是「把對的材料放在對的位置」。根據技術拆解報告，Model 3 的前轉向節採用鍛造鋁合金，後轉向節則用鑄造鋁合金。這種分工在工程上很合理：前軸要承受更複雜的轉向、制動和路面載荷，選用鍛造可以降低缺陷敏感性；後軸載荷相對單純，用鑄造可以取得更高的幾何自由度和成本優勢。
蔚來則更強調「簧下輕量化」的故事。ET7 的五連桿懸架採用鍛鋁部件，主要目的是降低非簧載質量。簧下質量減輕有什麼好處？車輛姿態控制更好——起步時抬頭更小、剎車時點頭更輕、轉向響應更快。新款 ES8 更進一步，大量採用鋁合金鍛造控制臂和輕量化鋁合金轉向節，相較傳統鑄鐵件減重超過 30%。
鋁鍛件的技術門檻在哪
如果鍛造這麼好，為什麼不是所有車廠都全面採用？因為鋁合金鍛造比想像中難太多了。
首先是「溫度窗口窄」。以常用的 6082 合金為例，鍛造溫度約 430-500°C，但固相線只有 575°C。中間的安全空間不到 100 度，還要考慮變形和摩擦產生的熱量。一不小心局部過熱，組織就會造成不可逆的損傷。
其次是「再結晶問題」。台灣的研究發現，6082 在熱變形加熱處理後可能在表面形成粗大再結晶層，甚至出現粗細晶不均的情況。這些都會讓機械性能和疲勞性質劣化。控制「哪裡發生再結晶」「是否出現粗晶」「晶粒尺度是否均勻」，是量產最常見的材料科學難題。
還有「飛邊線」的布置。鍛造過程中多餘的材料會被擠入飛邊，而飛邊線附近的雜質顆粒密度最高。這些區域如果剛好落在高交變應力的位置，就會成為疲勞弱點。這需要在模具設計初期就和 CAE 疲勞分析一起協同考量。
未來的技術突破方向
面對這些挑戰，產業正在往幾個方向突破。鑄鍛複合製程把鑄造的幾何自由度和鍛造的性能優勢結合在一起。2023 年的研究顯示，AlSi7Mg 採用鑄鍛工藝後，抗拉強度從 290 MPa 提升到 311 MPa，延伸率從 11% 提升到 13%。這提供了一條降低模具成本、同時保有性能的中間路線。
快速熱處理則是另一個亮點。傳統的固溶和時效需要很長時間，而且容易造成晶粒粗大化。研究發現，用鹽浴或紅外線快速加熱，可以在晶粒粗大化之前完成固溶，讓抗拉強度超過 400 MPa，同時維持較細的晶粒尺度。這對縮短量產節拍、提升品質一致性都很關鍵。液態模鍛則介於鑄造和鍛造之間，兼具液態成形的複雜造型能力和固態鍛造的高壓高性能特徵，正因應輕量化需求而受到關注。
結論: 輕量化的下一個十年
鋁合金鍛造在電動車時代的定位很清楚：不是要全面取代鑄造，而是在底盤、轉向、懸置等「疲勞責任件」上，用可設計的金屬流線和低缺陷組織，提供更高的單位重量承載能力和更可靠的耐久表現。
對於正在評估輕量化方案的車廠和供應鏈來說，關鍵問題已經從「要不要用鋁鍛件」轉變為「如何用得更聰明」——在對的零件、用對的合金、配合對的熱處理，把重量、成本和碳足跡同時納入競爭力指標。下一個十年，誰能把鍛造做成「系統解」，誰就能在電動車輕量化的賽道上跑得更快。
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