汽车轻量化势在必行，一体化压铸加速进程

一、需求端：排放政策要求高+新能源车里程焦虑强，倒逼车企推进轻量化应用

(资料图)

“双碳”目标下，政策对于汽车百公里油耗提出要求。2020年10月，中国汽车工程学会牵头组织编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》发布，对各种类型的汽车每百公里油耗提出了要求，预计在2030年，我国新能源汽车占到总销量40%，乘用车百公里油耗达3.2L，响应“双碳”目标。从燃油车角度来看，汽车的平均油耗与整车质量呈正相关，汽车轻量化对于降低传统车油耗具有积极促进作用。据研究数据，汽车重量每减轻10%，最多可实现节油5-10%；汽车整备质量每减少100千克，百公里油耗可降低0.3-0.6升。

《节能与新能源技术路线图2.0》部分要求

资料来源：观研报告网

新能源车存在较大的里程焦虑问题，轻量化需求更为迫切。根据罗兰贝格2022年的调研结果，里程焦虑仍是影响消费者购买电动车的首要原因。轻量化通过降低整车重量，可全面降低能耗和提升续航，若新能源车减重100kg，续航里程将提升10%-11%，同时降低20%的电池成本和日常损耗成本。未来在新能源车补贴政策退坡、补贴对续航里程门槛逐渐提升、终端用户里程焦虑较重的趋势下，新能源车的轻量化需求更为迫切。

根据观研报告网发布的《中国汽车轻量化行业发展趋势分析与投资前景研究报告（2023-2030年）》显示，汽车轻量化应用优势显著，解决汽车能源消耗+续航焦虑+提高性能的痛点需求。未来随着轻量化兼顾提升续航和汽车性能，迎合了驾驶舒适性/安全性/经济性的要求，在需求端刺激下有望打开市场广阔空间。

数据来源：观研报告网

我国新能源汽车补贴对续航里程门槛要求

资料来源：观研报告网

二、供给端：一体化压铸突破铝合金连接工艺限制，加快汽车轻量化进程

铝合金性能优越且工艺成熟，应用性价比、量产难度、性能表现的综合表现好，中短期具有大规模使用可能性。汽车轻量化手段包括结构优化设计、制造工艺优化、轻量化材料应用，应用轻量化材料实现减重的同时兼顾了汽车综合性能的稳定，目前为主流方案。而综合考虑性价比、技术工艺、性能表现等因素，铝合金在现阶段的可行度最高，是当前最成熟、最多应用的方案。较其他材料，铝合金性能优越，减重效果好，且成本适中，在做到同等减重效果情况下，单位成本最低。同时其轻质高强，成型性强，通过挤压成型即可满足复杂架构的一次成型，符合量产需要，中短期看具备大规模使用的条件。

路线图1.0提出2020年、2025年、2030年车辆整备质量最终将实现较2015年分别减重10%/20%/35%，路线2.0进一步提高要求，2025年、2030年、2035年燃油乘用车轻量化系数降低10%/18%/25%、纯电动乘用车轻量化系数降低15%/25%/35%，技术方案变化不大。轻量化主要减重手段是使用轻量化材料，具体而言，先重点发展超高强钢技术，再重点发展铝合金技术、实现铝合金零件的批量生产和产业化应用，远期重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术并实现大范围应用。

汽车轻量化技术发展路线图1.0

资料来源：观研报告网

连接技术混用带来产品成本增加和效率降低，限制了铝合金在汽车的应用范围。铝合金是目前性价比较优的汽车轻量化材料，其较普通钢材可达到40%的减重率且生产工艺较成熟，根据赛瑞研究，2020年铝合金在汽车轻量化市场的占比在65%左右。但由于当前汽车材料连接工艺以冲压+机器人焊接为主，与钢材料相比，铝材料存在导热系数大易导致焊缝性能下降、合金表面氧化层污染电极、热膨胀系数高导致零件变形大等问题，制造端的冲焊工艺较困难且拼接效率低，进而导致其连接成本为钢制车身的2-3倍。

同时，随着钢、镁铝合金、碳纤维等多种材料在汽车上加速应用，材料连接工艺更为复杂，一方面加大了设备投入、增加了生产成本，一方面大量的焊接、铆接和胶接工艺大幅增加了作业时间、降低生产效率，使得减重性能更好的全铝车身在现有冲压+机器人焊接的工艺模式下难以普及。以第四代奥迪A8车身为例，其使用铝合金白车身较钢制车身降重了近30%，但需要包括点焊、激光焊、涡流焊、铆接、自切削螺钉联接、卷边等14种连接工艺，其激光焊接焊缝4.75米、包边22.01米、胶接152.94米、MIG焊点5892个、铆接2976个等，工艺复杂度远高于电阻焊为主的钢制白车身，整体工艺成本较高。

铝合金的冲焊工艺复杂导致制造成本较高

资料来源：观研报告网

一体化压铸突破铝合金连接工艺限制，加速汽车轻量化发展进程。汽车制造的传统工艺分为冲压-焊装-涂装-总装四步骤，其中车身需要将各车身冲压零件焊接为发动机舱、侧围、前后底板、顶盖等分总成线，再最后合装为主焊生产线，而一体化压铸技术通过一次高压压铸成型，合并了冲压和焊装环节，将除了外覆盖件和部分悬架件以外的白车身一次压铸为大型零件。

一体化压铸工艺本质上革新了汽车轻量化工艺和材料使用，首先在制造工艺上，一体化压铸合并冲压和焊装工艺，显著简化生产流程、提高生产效率，我们看好其他主机厂在特斯拉的示范作用下不断引进一体压铸工艺，合并传统的冲压焊装工艺。其次在材料使用上，钢板易于冲压和焊装，过去广泛应用于传统的汽车制造中，铝合金是压铸的主要材质，随着一体化压铸的逐步引进，我们看好其突破材料连接工艺的限制，加速在汽车轻量化中的应用。

一体化压铸车身结构件对传统工艺的革新情况

资料来源：观研报告网

三、产业端：造车新势力引领传统车企跟进，轻量化产业进程加快

从当前各大车企的轻量化布局看，轻量化产业主要由特斯拉引领、造车新势力紧跟、传统车企加大力度布局，合力推进轻量化的产业化进程。

（1）特斯拉：作为新能源车头部持续加码新能源车轻量化，电池包和车身轻量化为重点。以Model3为例，其轻量化从电池包开始逐步拓展到车身、底盘、电子电器，整车轻量化指数在竞品中较突出。具体措施包括，采用高集成化的E平台、提升电池密度减少电芯数量、优化电池连接工艺来减少铝片用量、采用大模组设计减少组件连接件、优化电池包箱体结构、使用钢铝结合的车身、使用全铝线束、开发一体化压铸车身结构件等。

特斯拉Model3轻量化策略一览

资料来源：观研报告网

（2）造车新势力：蔚来主攻全铝车身，小鹏发力电池车身一体化技术。蔚来ET5对车身后地板使用一体化压铸工艺，后纵梁的吸能盒、轮拱等易损部位保留了单独零件设计，车身后地板减重30%；定位于豪华纯电中大型轿车的ET7采用了超高强度钢铝混合白车身，包含42%的铝/57%的钢/1%的复合材料，白车身重量约420kg，占车重1/6；ES8采用了全铝车身+7种先进连接技术，白车身仅重335kg，减重40%，底盘/悬挂/轮毂/刹车系统/电池组外壳也为全铝材质。小鹏23年发布扶摇架构采用电池车身一体化技术，节省5%的垂向车内空间。

（3）传统车企：积极布局新能源车轻量化。如大众在其全新新能源车平台MEB中使用全新车身，把电池和电机融入了车身底架，电池壳采用铝合金；比亚迪在其e平台集成了电机电控，实现了车身重量下降25%、功率密度提升20%。

汽车零部件轻量化发展布局企业

资料来源：观研报告网

关键词：