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汽车：一体压铸新趋势，汽车制造大变革
- 2022-11-07 11:40:58上传人：失控**ts
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汽车轻量化大势所趋，铝合金材料优势突出。汽车轻量化可以降低能耗、提高驾驶性能，在政策助力下稳步推进；由于电动车电池的高重量制约了续航里程的提高，在“里程焦虑”背景下电动车对减重的需求更为迫切，进一步加速了汽车轻量化的进程。传统汽车的主要材料为钢，占各材料使用的比重约为64%，轻量化则以铝合金、镁合金、碳纤维等低密度材料替代钢材，其中铝合金材料性价比优势最为突出。对比飞机轻量化历程，我们认为当前
- 一、汽车轻量化大势所趋，铝合金材料优势突出
- 1.1 政策直接推动 +电动化要求，汽车轻量化大势所趋
- 1.1.1 政策要求推动汽车轻量化
- 1.1.2 轻量化帮助燃油车节能减排，助力电动车提升续航里程
- 1.1.3 电动车的“里程焦虑”加速了轻量化进程
- 1.2 铝合金是汽车轻量化的关键材料
- 二、一体化压铸新趋势，汽车车身制造迎来大变革
- 2.1 传统车身制造工艺难以适应铝合金用量提高的趋势
- 2.2 一体化压铸重塑车身制造工艺
- 2.3 特斯拉引领，产业链上下游积极布局
- 2.3.1 特斯拉引领一体化压铸工艺发展
- 2.3.2 产业链上下游积极布局
- 2.4 一体压铸工艺尚有待发展成熟，长期市场空间广阔
- 三、投资建议
- 3.1 中游压铸厂商积极布局，业绩释放在即
- 3.1.1 文灿股份：一体化压铸即将量产，有望于四季度开始贡献收入
- 3.1.2 广东鸿图：积极研发相关技术，一体化压铸进度较快
- 3.1.3 旭升股份：深耕铝压铸零部件，多维度布局一体化压铸
- 3.1.4 拓普集团：车身底盘多域 Tier0.5 平台型供应商，进军一体化压铸领域
- 3.1.5 爱柯迪：国内领先的汽车铝合金精密压铸件专业供应商
- 3.1.6 泉峰汽车：国内优质铝压铸供应商，全面布局一体化压铸
- 3.2 产业链上下游迎来发展机遇，享受行业高速增长红利
- 3.2.1 力劲科技：全球最大的压铸机制造商
- 3.2.2 伊之密：模压成型设备行业领军企业
- 3.2.3 立中集团：全球领先的再生铝合金、汽车轻量化产品和新材料制造商
- 3.2.4 合力科技：国内领先的大型高端精密模具及零部件供应商
- 四、风险因素
- 表 目 录
- 表 1：《节能与新能源汽车技术路线图 2.0 》对汽车轻量化的要求
- 表 2：《节能与新能源汽车技术路线图 2.0 》对汽车节能的要求
- 表 3：2022 年第 8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》部分纯电车型性能
- 表 4：汽车轻量化方法的划分以及相关类别的优缺点及使用
- 表 5：常见轻量化材料的物理性质
- 表 6：飞机轻量化发展历程
- 表 7：燃油车与纯电动车车身用铝量 (kg) 对比
- 表 8：2020 -2030 年我国汽车铝材市场规模预测
- 表 9：奥迪 A8 车身连接技术统计
- 表 10：汽车铝材加工工艺比较
- 表 11：不同车身生产工艺价格对比
- 表 12：全球主要大型压铸机生产厂商
- 表 13：国内主要大型压铸模具厂商
- 表 14：全球主要免热处理铝合金材料厂商
- 表 15：主要压铸厂商在汽车一体化压铸的布局
- 表 16：部分车企一体化压铸布局
- 表 17：部分车企一体化压铸布局及进展
- 表 18：国内一体化压铸设备市场空间测算
- 表 19：国内一体化压铸部件市场空间测算
- 表 20：广东鸿图部分正在进行中的研发项目
- 表 21：爱柯迪智能制造科技产业园项目压铸机产能核算表
- 表 22：泉峰汽车主要产品展示
- 图 目 录
- 图 1：汽车行驶过程中受到的阻力
- 图 2：电动车功率、续航里程与重量的关系
- 图 3：大众和奥迪等欧洲品牌轻量化技术路线
- 图 4：镁、铝、钢价格对比（元 /吨）
- 图 5：传统汽车车身生产流程及主要工艺
- 图 6：白车身覆盖与结构件
- 图 7：压铸成型工艺流程
- 图 8：高压压铸技术流程
- 图 9：铝合金高压压铸改良路径
- 图 10：一体化压铸与传统冲压 —焊接工艺对比
- 图 11：一体化压铸的 MODEL Y （图右）与 MODEL 3( 图左 )对比
- 图 12：特斯拉 Model Y 前后车身与电池包合体的三合一底盘
- 图 13：一体化压铸产业链
- 图 14：率先采用一体化压铸技术的特斯拉 Model Y 钢铝混合金属材质白车身
- 图 15：文灿集团发展历程
- 图 16：文灿股份 2017 -2022H1 营收（亿元）及同比
- 图 17：文灿股份 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 18：采用文灿集团主导产品的汽车品牌
- 图 19：文灿集团主要一级汽车零部件制造商客户
- 图 21：广东鸿图 2017 -2022H1 营业收入（亿元）及增速
- 图 22：广东鸿图 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 23：旭升股份发展历程
- 图 24：旭升股份主要产品展示
- 图 25：2017 -2022H1 旭升股份营业收入（亿元）及同比
- 图 26：2017 -2022H1 旭升股份归母净利润（亿元）及同比
- 图 27：2021 年公司前五大客户占比
- 图 28：旭升股份主要客户
- 图 30：拓普集团业务板块
- 图 31：拓普集团产业布局
- 图 32：拓普集团 2017 -2022H1 各类产品收入（亿元）及增速
- 图 33：拓普集团 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 36：爱柯迪 2017 -2022H1 营业收入（亿元）及同比
- 图 37：爱柯迪 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 39：泉峰汽车 2017 -2022H1 营业收入（亿元）及同比
- 图 40：泉峰汽车 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 41：力劲科技 2018 -2022 各类产品收入（亿元）及增速
- 图 42：力劲科技 2018 -2022 净利润（亿元）
- 图 43：伊之密 2017 -2022H1 各类产品收入（亿元）及营收同比
- 图 44：伊之密 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 45：立中集团 2017 -2022H1 各类收入（亿元）及营收同比
- 图 46：立中集团 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 图 47：合力科技 2017 -2022H1 营业总收入（亿元）及同比
- 图 48：合力科技 2017 -2022H1 归母净利润（亿元）及同比
- 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 6
- 阻力、滚动阻力与车身重量成正相关。 对于 燃油车来说，整车减重 10% 可以降低 6% -8% 的燃
- 油消耗、降低 4%的排放、减少 5%的制动距离、减少 6%的转向力、提升 8%的百公里加速度；
- 对于电动车来说，根据《电动汽车 — 能量消耗率和续驶里程 — 试验方法》和汽车功率平衡方
- 程式，可知其消耗的功率 P与汽车重量 m正相关，而续航里程 S则与汽车重量 m负相关，数
- 据表明电动车减少 2kg 可以提升 1.5% 的续航里程，减重 150 kg 则可以提升 12% 的续航里程。
- 图 1：汽车行驶过程中受到的阻力 图 2：电动车功率、续航里程与重量的关系
- 资料来源： 东风汽车， AutoIntel ，信达证券研发中心 资料来源： 东风汽车， AutoIntel ，信达证券研发中心
- 1.1.3 电动车的 “ 里程焦虑 ” 加速了轻量化进程
- 电动车电池系统更重， “里程焦虑”推动汽车轻量化 。 传统的燃油车发动机的重量较轻， 最
- 常用的 4缸发动机的重量在 90-160 kg ， 6缸发动机的重量在 140 -200kg ， 8缸发动机的重量
- 在 180 -320kg 。以宝马 3系为例，其 采用四缸发动机， 整备质量为 1587kg ，发动机系统的重
- 量占比约为 5.7% -10.1% 。根据最新的 2022 年第 8批 《新能源汽车推广应用推荐车型目录》
- 的数据， 电动车电池的重量在 209 -669 kg ，电池重量占比在 15.1% -28.3% 之间，并且随着电
- 动车续航里程的提高，电池重量和整备重量有提高的趋势。 在“里程焦虑”背景下， 电动车
- 对轻量化的需求更为迫切， 减重 也 是提高电动车续航里程、降低 电池 成本的重要途经 。
- 表 3：2022 年第 8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》部分 纯电 车型性能
- 厂商 配置 ID 车型 电池材料 续航里程
- （km)
- 电池系统
- 能量密度
- （Wh/kg ）
- 百公里耗 电量
- （kWh/100km ）
- 电池重量
- （kg）
- 整备重量
- （kg）
- 电池重量
- 占比
- 长安 NC021991 SUV 磷酸铁锂 240 136 16.1 284 1560 18.2%
- 东风日产 NC021502 SUV 磷酸铁锂 240 136 16.1 284 1560 18.2%
- 上汽通用五菱 NC021707 轿车 三元锂 301 160 11.7 220 1015 21.7%
- 奇瑞 NC022449 轿车 磷酸铁锂 301 140 9.7 209 1380 15.1%
- 江铃 NC022204 SUV 磷酸铁锂 345 158 26.1 571 2610 21.9%
- 北汽 NC021512 轿车 磷酸铁锂 350 125 13.7 383 1620 23.7%
- 零跑 NC021661 轿车 磷酸铁锂 403 133 11.4 346 1190 29.1%
- 东风启辰 NC021499 轿车 磷酸铁锂 420 125 12.5 420 1515 27.7%
- 比亚迪 NC021482 轿车 磷酸铁锂 450 140 11.5 370 1531 24.1%
- 广汽埃安 NC021827 轿车 磷酸铁锂 460 141 12.9 421 1705 24.7%
- 长城欧拉 NC021909 轿车 磷酸铁锂 500 145 13.9 479 1827 26.2%
- 广汽合创 NC016015 SUV 磷酸铁锂 510 143 13.5 481 1740 27.7%
- 广汽合创 NC021500 轿车 三元锂 550 176 12.5 391 1690 23.1%
- 40%
- 25%
- 35%
- 加速 +爬坡 空气阻力 滚动阻力
- 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 7
- 赛力斯 NC019173 SUV 磷酸铁锂 552 142 16.9 658 2350 28.0%
- 一汽大众 NC007997 SUV 三元锂 600 165 14.3 520 2130 24.4%
- 合众哪吒 NC002253 SUV 三元锂 610 180 14.5 491 1738 28.3%
- 吉利极氪 NC021816 SUV 三元锂 676 177 18.3 699 2830 24.7%
- 悦达起亚 NC022458 轿车 三元锂 705 206 17.7 605 2539 23.8%
- 资料来源：工信部 2022 年第 8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》 ，信达证券研发中心
- 1.2 铝 合金 是汽车轻量化的 关键 材料
- 材料轻量化的效果最显著，是汽车轻量化的主要方法。 汽车轻量化的方法分为结构轻量化、
- 工艺轻量化和材料轻量化。 结构轻量化 是指通过符合要求强度的最优结构实现材料使用的最
- 小化； 工艺轻量化 是指使用比现有材料更精细的加工来减少材料的使用量； 材料轻量化 是指
- 用轻量化材质来代替现有钢材，或者使用部分结合的方式实现轻量化。一般汽车中各材料的
- 使用比例为：钢铁占 64% ，高分子及复合材料占 9%，铝占 8%，弹性材料占 4%，玻璃占 3%，
- 铜占 2%，其他材料占 10% 。分结构来看，以钢材为主材的动力总成、 车身、底盘以及悬 挂部
- 分重量占比超过整车的 70% 。因此，材料轻量化是效率最高、效果最显著的轻量化方式。
- 表 4：汽车轻量化方法的划分以及相关类别的优缺点及使用
- 结构轻量化 工艺轻量化 材料轻量化
- 定义 符合要求强度的最优结构以及材料
- 使用的最小化 比现有材料更精细的加工来减少材料的使用量 用轻量材质来代替现有钢材 , 或部分结合
- 优点 最大化活用现有结构概念 ;
- 开发时间及成本增加最少 活用现有材料 ;成本增加少 轻量化效果最大
- 缺点 创新性新型设计概念难以适应 ;适
- 用范围有限 初期需要大规模设备投资
- 由于工艺、 设计变化使成本增加 ;
- 轻型材料价格高 ;
- 强度等机械性性能有可能下降
- 使用 软管结构、复合结合结构 ;
- 优化焊接设计 ;空间框架设计 激光焊接工艺 ;液压成型工艺 ;热冲压成型 铝、镁合金 ;
- 高强度钢材塑料、碳素纤维、纤维玻璃
- 资料来源：《汽车轻量化的技术动向》，信达证券研发中心
- 铝合金、镁合金、碳纤维密度远低于钢，是常见的轻量化材料。 汽车常用的材料有钢、铝合
- 金、镁合金和碳纤维，其中钢是汽车的主要材料，但是其密度高、重量大，需要使用轻量化
- 材料替代。铝的密度大约为钢的三分之一，具有导热率高、耐腐蚀好、加工性能优良等优点，
- 并且铝合金比钢更能吸收碰撞能，大约是钢的 2倍，能够有效提高汽车的碰撞安全性；镁的
- 密度为铝的三分之二，钢的四分之一，是实际应用中质量最轻的有色金属材料，具有很高的
- 比强度和比刚度，还具有阻尼减震、散热性好和容易回收等优点；碳纤维材料的密度较铝更
- 低，具有耐腐蚀、比强度和比刚度高等优点。
- 表 5：常见轻量化材料的物理性质
- 材料 钢 铸造铝 铸造镁 碳纤维
- 型号 600L ZL101A -0 ZM201 -A 车用覆盖部件
- 密度 （g/cm 3） 7.52 -8.7 2.64 -2.84 1.74 -1.80 1.4 -2.0
- 屈服强度 /弯曲强度
- （Mpa) ≥550 80 85 ≥300
- 抗拉强度 /弯曲强度
- （Mpa) 600 -760 150 145 ≥180
- 伸长率（ %） ≥15 2 1.5 0.7 -1.8
- 布氏硬度（ HBW ） 181 -223 50 55
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