輕量化開啟新賽道 汽車輕量化前景分析

中商情報網訊：汽車輕量化是指在保證汽車強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車整備重量。在碳中和等的政策推動下，我國汽車電動化和輕量化進程加快，通過輕量化解決續航里程焦慮是當前新能源汽車行業發展方向之一。研究發現，對純電動汽車而言，整車重量降低10kg，續駛里程可以增加2.5km。因此，越來越多的整車、零部件廠商都開始重視輕量化，汽車輕量化正在加速。

一、汽車輕量化概況

《中國制造2025》中在汽車發展的整體規劃上強調了“輕量化仍然是重中之重”；2016年，中國汽車工程學會指出汽車輕量化技術將成為汽車行業未來重點發展目標之一，提出要在2025年，力爭整車質量平均減輕20%，汽車鋼鐵比例占汽車總重的30%，單車用鋁合金達到250kg，單車用鎂量達到25kg，碳纖維使用量占車輛比重的2%，對汽車輕量化提出了具體目標。

目前，實現輕量化可以通過三種途徑。第一，輕量化材料，如使用結構更輕的高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維復合材料對傳統普通鋼結構進行代替。第二，結構輕量化，如汽車架構輕量化、優化車身零部件數量、減少零部件尺寸等。第三，輕量化工藝。如熱成型，激光拼焊板等工藝。實務中輕量化主要通過采用輕量化材料搭配特定的輕量化工藝來實現減重效果。

資料來源：中國產業信息網、搜狐汽車、中商產業研究院整理

二、新能源汽車輕量化發展現狀

1.汽車零部件市場規模

隨著我國工業、制造業的持續快速發展，汽車零部件制造水平不斷提升。2021年我國汽車零部件行業市場規模呈增長態勢，約為4.1萬億元，同比增長13.9%。在頂層目標規劃、市場終端需求與供給側變革升級的三重支撐下，汽車產業鏈的長期趨勢將疊加短期動態持續重塑行業新格局，中國汽車產業將整體復蘇，汽車零部件行業市場規模將進一步擴大，預計2022年市場規模將達4.6萬億元。

數據來源：Wind、中商產業研究院整理

2.汽車單車用鋁量

由于鋁合金材料具有低密度、易成型、高強度、耐腐蝕等特點，可廣泛應用于車身各系統，在降低車身重量的同時兼具突出的安全性能，已成為當前汽車輕量化技術發展中的首選材料。工信部《節能與新能源汽車技術路線圖》提出我國汽車輕量化單車用鋁目標：2020年實現190kg/輛，2025年和2030年分別實現250kg/輛和350kg/輛。根據國際鋁協數據，2020年國內傳統乘用車用鋁量僅約138.6kg/輛，純電動和混動新能源乘用車單車用鋁分別為157.9kg和198.1kg；此外，根據DuckerFrontier的數據，2020年北美非純電動汽車的單車用鋁量為206kg，純電動汽車的單車用鋁量為292kg，國內汽車鋁滲透率還有很大的提升空間。

數據來源：工信部《節能與新能源汽車技術路線圖》、DuckerFrontier

3.汽車車身輕量化主要企業布局

汽車車身是整車重量占比最高的部分，也是輕量化潛力最大的領域，傳統汽車中以高強度鋼代替普通鋼材能減重約11%，采用鋁合金能減重約40%，減重效果顯著。鑒于車身強度要求、輕量化材料價格及加工技術水平等問題，鋼材目前仍作為汽車車身主要材料。鋁合金材料性能有較大優勢，但在車身的應用面臨著許多困難，加工工藝復雜，單價比鋼材貴3倍，維修成本高。

目前，車身輕量化主要使用熱成型鋼等超高強度鋼材及輕量化制造工藝來完成。熱成型鋼材具有極高的材料強度，目前白車身主要由普鋼、高強度鋼、熱成型鋼等不同強度鋼材復合連接而成。熱成型鋼通常應用于車身前后保險杠、AB柱、中通道等重要安全結構件，能夠以更低的厚度實現相同的安全性能，國內零部件公司已具備成熟的熱成型技術能力，提供這些安全結構件，助力車身輕量化。

數據來源：中商產業研究院整理

4.汽車底盤輕量化主要企業布局

汽車底盤作為汽車的核心部件之一，在整車重量中占比達27%，僅次于白車身和動力總成，是整車輕量化的重要領域。與車身相比，底盤輕量化技術和工藝更成熟，成本更低；同時，底盤承載大部分車體重量，底盤輕量化有助于降低簧下重量，從而提升汽車的性能。汽車底盤鋁合金部件包括轉向節、副車架、制動卡鉗、控制臂、輪轂、各種殼體等。

目前，國內眾多鋁合金精密壓鑄公司在汽車底盤輕量化領域布局。如文燦股份、拓普集團、華域汽車等提供副車架等產品，其他企業還有布局底盤支架、轉向節、控制臂、各種殼體等。隨著汽車輕量化需求提高，預計鋁合金部件將在底盤領域加速滲透。

數據來源：中商產業研究院整理

5.汽車輕量化壓鑄相關企業布局

我國輕量化壓鑄行業集中低，參與企業眾多，競爭較為激烈。國內外資或合資品牌的壓鑄件供應商數量少，規模大，成熟程度大于國內大部分供應商，NEMAK、RYOBI、阿雷斯提、皮爾博格、喬治費歇爾、DGS等。

國產輕量化壓鑄供應商主要分為兩類，一類從屬于下游的整車集團，依附于整車廠為相關車企提供壓鑄件產品配套，如長城汽車成立的壓鑄事業部、比亞迪旗下的弗迪精工等；另一類是獨立的輕量化壓鑄件供應商，如文燦股份、泉峰汽車、愛柯迪、拓普集團、旭升股份等。國內自主供應商配套客戶眾多，客戶范圍涉及美系、日系、歐系、自主車企等。

數據來源：中商產業研究院整理

一體化壓鑄技術是壓鑄技術的變革，是指將多個單獨、分散的零部件高度集成，通過大噸位壓鑄機一次成型為一個完整的零部件，可實現車身輕量化，降本并提高生產效率。一體化壓鑄由特斯拉開始推行，未來主要產品將集中在大型車身結構件和電池盒，目前蔚來、理想、小鵬和沃爾沃等多家知名主機廠已經明確表示會使用該項新技術。以在ModelY上大規模量產的后地板為例，制造時間由傳統工藝的1-2小時縮減至3-5分鐘。目前，由于該技術在設備端、模具端、材料端均具有較高的壁壘，大部分廠商仍處于研發試制階段。

數據來源：中商產業研究院整理

三、汽車輕量化發展前景

1.政策、電動化驅動汽車輕量化加速

輕量化是實現節能減排的重要目標之一，根據測算，傳統汽車整車重量每降低10%，油耗降低6%-8%。我國在2025年燃料消耗目標值為4L/100km，政策要求下使得主機廠加速輕量化布局。同時，純電動汽車整車重量每降低10kg，續航里程可增2.5km；減重10%與20%的情況下，能效分別提升6.3%與9.5%。目前，已有多家車企在輕量化布局。在節能減排壓力和新能源汽車性能提升需求的雙重推動下，汽車輕量化正在加速。

2.新能源汽車滲透率提升，推動鋁輕量化發展

2021年中國新能源汽車銷量占同期中國汽車市場13.4%，較2020年高約8％。目前，消費者對于新能源汽車接受度越來越高，新能源汽車市場已經由政策驅動轉向市場拉動。新能源汽車催生鋁合金壓鑄新賽道。新能源汽車雖然取消了發動機系統，但其電池包、電驅動系統等殼體仍采用鋁合金壓材質。與燃油車相比，電動車在車身、底盤結構件上更加積極采用鋁合金壓鑄件。隨著高真空壓鑄工藝、大噸位壓鑄機的發展，鋁合金壓鑄的結構件可以滿足性能上的要求，使得該類產品在新能源車得以普及。

3.一體化壓鑄技術成為汽車創新變革的重要驅動力

一體化壓鑄是汽車結構簡化的大趨勢，汽車輕量化趨勢催生一體化壓鑄需求。特斯拉在多車型中通過采用一體化壓鑄后底板、前艙，實現了車身生產工藝流程簡化、下車體總成重量減輕、制造時間縮短、降低制造成本。底盤部分隨著CTC電池包的高度集成化和滑板底盤的推進，有望實現車身與底盤的分離，而滑板底盤的核心制造工藝則是通過一體化壓鑄實現底盤的平臺化模塊化生產。國內新勢力造車企業蔚來、小鵬，傳統車企如沃爾沃、大眾、奧迪、奔馳等也開始布局車身及底盤的一體化壓鑄工藝。隨著應用推廣的加快，一體化壓鑄作為基礎與核心技術，將進一步推動汽車產業的創新發展。