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(报告出品方/作者:东兴证券,李金锦、张觉尹)
电动化催生铝压铸新赛道与新格局1.1汽车轻量化是实现节能减排的重要路径
汽车轻量化是减少汽车二氧化碳排放量的重要手段之一
车的碳排放量受到整车整备质量、燃油经济性等因素的影响。随着汽车轻量化程度和电气化水平的提升,汽车全生命周期碳排放量将减少。据统计,车身质量每减少kg,其百公里油耗可减少0.7L。
1.2铝合金件在汽车上的应用不断扩大
铝合金是理想的汽车轻量化材料,提高车辆安全和燃油经济性的同时,减少汽车全生命周期的碳排放量。中国的单车用铝量增长较快,正逐步缩小与美国等发达国家的差距。年我国乘用车单车用铝量为kg,而美国轻型车年单车用铝量已达到kg。随着我国汽车轻量化进程的推进,年我国乘用车单车用铝量达到kg,和欧洲持平,并且正在逐步缩小与美国的差距。
随着压铸工艺、压铸设备的进一步升级,铝合金压铸件在强度、延展度、耐磨性上得到提升,其应用逐渐从中小壳体类向对强度等要求更高的大型结构件拓展。传统汽车铝合金压铸件主要应用于:1)动力系统-壳体及支架等;2)传动系统-壳体及支架等;3)热交换系统-壳体等;4)转向系统-壳体及支架等;5)刹车系统;6)悬架系统;7)车身部分。
1.3电动化催生铝压铸新赛道
电动车对轻量化的诉求高于传统燃油车。纯电动车携带的电池包质量较大,导致汽车自重(整备质量)大幅提升:A级纯电动车的整备质量比同级别燃油车平均重-kg,电池包质量占比约24%。电动车减重可有效提升续航里程:根据美国铝业协会,相同电量下,减少10%的重量可以使车辆多行驶10%的距离。
电动车领域新增的主要产品:电池包壳体-应用于纯电动和混动汽车
目前电动车电池包下壳体材质基本以铝合金材料为主,工艺上包括冲压铝板焊接、整体铸造等工艺。整体压铸的电池包壳体可以实现一体成型,能灵活的进行结构和壁厚设计,实现集成电池包壳体侧壁吊耳、冷却通道等优势。但纯电动汽车电池包壳体属于大型薄壁铝合金件,对压铸工艺要求较高,需要一次性较大规模的模具和大吨位压铸机投入。目前压铸工艺的电池包壳体主要在混动车型运用比较多,比如大众、宝马、本田等混动车型都采用这类电池包。而纯电动汽车的大电池包壳体采用冲压焊接工艺较多。
1.4电动化铝压铸格局之变
传统汽车领域铝合金压铸格局相对稳固
外资铝合金压铸企业以一级供应商为主,业务多元化,全球化布局,追随主机厂进入中国市场。
国内企业凭借成本、服务优势缓慢替代
国内铝合金压铸企业以二级供应商,中小件产品居多,配套采埃孚、博世、法雷奥、威伯科等变速箱、刹车、转向等系统供应商。在部分铝合金压铸细分领域国内企业具备明显优势,如爱柯迪雨刮系统铝合金压铸件的全球份额超30%,嵘泰股份在国内汽车转向系统铝合金件的份额超过20%。
汽车电动化为铝合金压铸行业带来新变局
电动车为铝合金行业催生了新的产品,新的铝合金压铸产品对制造工艺、设计提出了更高的要求,大型薄壁、结构复杂的车身结构件需要更大吨位的压铸机等设备投入,同时还要具备稳定的压铸工艺。以特斯拉的一体化压铸为例,特斯拉规划将在加州、上海、德克萨斯等公司投入多台吨以上的大吨位压铸机,cybertruck后底座将采用8,吨力的铸造机完成。
一体化压铸的应用和趋势2.1一体化压铸的应用领域:超大部件的制造
借助更大吨位压铸机及合金材料的创新,一体化压铸实现了更大尺寸的汽车部件,宽度超过1.5米的大型部件,如后地板、前机舱和电池托盘、或融合中地板和电池托盘的CTC技术。(报告来源:未来智库)
2.2产业链进步加速一体化压铸进程:压铸机
压铸机的进步:大吨位压铸使得一体化压铸成为可能
制造传统汽车铝铸件的压铸机吨位基本在0T(吨)以下,比如以中小件见长的爱柯迪所使用的主要压铸机吨位集中在-T。年IDRA(意德拉,年由力劲科技收购)推出其GigaPressT超大吨位压铸机,并于年供应特斯拉,拉开了超大型压铸机序幕。力劲科技也先后为压铸企业完成T、T、9T压铸机的交付,并与广东鸿图完成1T超大吨位压铸签约仪式。
2.3一体化压铸格局:车企与第三方供应商的竞合
一体化压铸对整车制造环节的冲击
冲压与焊接工艺的大幅减少:由于一体化压铸成型,零部件的焊接点数、冲压零部件数量都将大幅减少,传统汽车冲压、焊接车间需要重新布局。超大吨位压铸机需要建设全新的大型压铸车间:IDRA的T压铸机长度超过20米,高度超过7米,需要为之设立单独的压铸车间。超大型模具的一次性投入:用于后地板等一体化压铸产品的模具重量通常较重,常超过吨,模具高研发投入(不同车型结构需不同模具)、使用率的不确定性都将对经营质量产生影响。
一体化压铸对于车企提出较高的挑战:需要对现有车厂房做较大的调整(缩减冲压、焊接工艺、增设大型压铸车间),增加大型设备(压铸机、模具等)等投入,同时还将面临较高的不确定性(车型销量),越来越多的车企加入到一体化阵营中,既有自制模式、也有采用第三方供应商的模式。我们认为,车企与第三方供应商的竞合关系将是常态。
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