2022年汽车铝压铸行业深度研究.docx

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1、2021年汽车铝压铸行业深度研究1.1 “碳中和”目标驱动汽车行业向绿色转型，轻量化助力实现节能降耗目标汽车尾气污染持续威胁环境，“碳中和”驱动节能减排势在必行。截至2021年底，我国机动车保有量达3.95亿辆，同比增长6.18%,年增量始终保持在两千万辆左右，中长期看仍具有较快增速。高机动车保有量使得机动车尾气污染严重。机动车排放的氮氧化物、挥发性有机物分别达595/196万吨，占全国排放总量的33.3%与19.3%。因此,在“蓝天保卫战”和“双碳”政策驱动下，汽车减排、低碳化发展形势较为紧迫。燃油乘用车整体降耗目标不断提升，新能源汽车助力节能减排潜力显著。按照2020年10月正式发布的节能

2、与新能源汽车技术路线图2.0规划，2020-2035年我国乘用车百公里油耗年均降幅逐步提高，减排压力逐年增加。然而依据国家部委发布的2016-2019年度中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分核算情况表，可计算得到2016-2019年传统能源乘用车新车实际平均百公里油耗分别为6.88L、6.77L、6.62L及6.46L,始终高于达标油耗6.7L、6.4L、6L、5.5L。但受新能源汽车销量持续提升影响，乘用车总体新车平均百公里油耗低于达标值，且拉动幅度越来越大。由此可见，新能源汽车具有较大节能减排潜力，随着新能源汽车渗透率的逐步提高，可以进一步缓解汽车行业的节能减排压力。技术路线图明确

3、新能源发展目标，2035年节能与新能源汽车销量占比各50%。为进一步推动汽车低碳化进程，节能与新能源汽车技术路线图（2.0版）提出“汽车产业碳排放总量先于国家碳排放承诺于2028年左右提前达到峰值，到2035年排放总量较峰值下降20%以上”和“新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业实现电动化转型”等愿景目标。具体里程碑目标如下：至2035年，节能汽车与新能源汽车年销量各占50%,汽车产业实现电动化转型；氢燃料电池汽车保有量达到100万辆左右，商用车实现氢动力转型。全球电动化趋势不断提速，新能源汽车渗透率持续超预期。国际能源署（IEA）数据显示，2010-2020年，随着各国政府加速电动化转型，汽

4、车行业全面向“新四化”进军，全球新能源汽车实现年销量“十连增”，CAGR约81%,新能源汽车（纯电十插混）渗透率由0.01%上升至接近4%。进入2021年以来，中国、欧洲作为全球前两大新能源汽车市场，销量表现持续超预期。2021国内新能源汽车累计销量352.1万辆，同比+158%,渗透率达14.2%,提升8个pct,首次突破两位数。同时期欧洲新能源汽车销量达214.2万辆，同比+70%,渗透率达到14.6%,提升6个pct,延续了2020年以来超高景气表现；美国新能源汽车销量达65.2万辆，同比+101%,渗透率达到4.3%,提升2个pct,预计2022年有望达到8%。车重制约降耗、续航能力提

5、升，轻量化需求顺应而生。电动车动力系统包括电池、电机和电控三大系统，通常占整车总质量的3040%,在动力电池能量密度的现有水平下，电动车以及广义新能源汽车的动力系统质量与空间占比显著高于传统燃油车，车重高于传统燃油车525%,未来搭载智能网联相关配置后，车重会进一步上升。以广汽丰田品牌的C-HR及其纯电车型C-HREV为例，纯电车型的整备质量高于燃油版本18.27%。目前，由于电驱动系统过重、配套成熟度不高等问题，电动汽车的实际续航能力被严重制约，成为影响消费者购车决策的重要因素。因此通过减轻整车重量以提高汽车续航能力成为解决该问题的热点技术路线，电动汽车的轻量化需求随之诞生。轻量化可全面提升

6、降耗和续航效率，是节能减排的有效手段之一。在节能减排和新能源汽车长续航里程持续提升的需求下，汽车轻量化是目前最直接且有效的手段。电动汽车与燃油车的整备质量每减少10%,续航里程均增加6-8%,尾气排放量和能耗将减少6-8%。此外，在保证安全强度的前提下，汽车重量越轻，加速时间越短，车身动态响应更灵活，制动距离、车身震动和噪音也会减少。随着消费者对汽车驾乘体验要求的不断提高，轻量化带来的经济性、安全性和舒适性等方面的提升将更加迎合消费者的需求，采取轻量化技术的车企的竞争优势将更加凸显。因此通过轻量化方案来提升节能和电动汽车的降耗和续航能力已成为当前的优先选择。1.2 轻量化技术多点突破，铝压铸工

7、艺综合占优材料、工艺、设计多点突破，三大举措相辅相成。目前实现轻量化的路径主要包括材料、工艺和设计三个方向。1)轻量化材料：采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维材料等轻量化材料代替普通钢材料，通过降低用量或降低密度实现减重；2)轻量化工艺：发展一体化压铸、激光拼焊、液压成形、轻量化连接等制造工艺，通过减少零部件或连接件用量实现减重；3)轻量化设计：通过计算机自动化设计软件和力学理论对现有零部件进行尺寸优化、形状优化、拓扑优化实现产品减重。其中，材料轻量化是工艺和结构轻量化的基础，根据轻量化材料的选用，工艺与结构在其基础上进行进一步减重设计；同时针对工艺与结构减重的技术发展，还可以进一步拓展不同

8、的轻量化材料的应用范围。轻量化三大举措彼此相辅相成，共同发展。铝压铸工艺综合优势突出，一体化压铸趋势逐步凸显。在不同的轻量化材料中，铝合金的性能、密度、成本和可加工性等综合优势突出，与多种金属合金和碳纤维相比是极具性价比和技术成熟度的轻量化材料。在制造工艺中，高压压铸产品在高压下成型，具有致密性高、产品强度及表面硬度高、表面光洁度好等优势，适合生产复杂、薄壁的各类结构件。当前汽车技术迭代和产能提升需求不断加速，铝压铸方案综合优势明显。随着新型铝合金材料和大型压铸设备的研发攻关不断取得突破,车企和压铸厂商已经开始陆续布局大吨位压铸机，一体化压铸技术的成熟度快速爬坡。随着大吨位压铸机的落地投产，采

9、用一体化压铸技术生产大型车用结构件的趋势将更加清晰。一体化压铸技术可以生产更加复杂的结构件，从而为轻量化设计提供更可靠的生产工艺。2.1铝合金具备综合优势，单车用铝量提升显著钢铝车身是当下主流方案，铝合金中长期增量优势明显。根据现有工艺与成本因素，高强度钢和铝合金占据了轻量化市场较大份额。高强度钢的材料成本因强度不同范围跨度大，工艺技术成熟，同时在抗碰撞性能方面较铝、镁合金具有明显的优势，多用于白车身上的结构件、安全件上。高强度钢通过提高自身强度性能减少车身钢材用量来实现轻量化。铝合金的优势在于本身密度比钢低，且优良的金属性质使其可以更好地将材料减重与工艺、结构轻量化结合起来，综合减重。随着轻

10、量化趋势、技术和材料的不断进步，铝合金将成为轻量化市场最主要的材料。节能与新能源汽车技术路线图中规划了我国轻量化分阶段目标，2025年与2030年单车铝合金将分别达到250kg、350kg,用量将大幅超越高强度钢。镁合金减重效果优于铝，一般应用于内饰和传动零部件；目前主要受限于镁自身化学性质活跃、加工生产成本高昂，价格高于铝2-3倍，无法普遍应用于大众车型。碳纤维复合材料减重率最优，还具有耐腐蚀性以及良好的可加工、可设计性；但碳纤维目前受限于制造加工成本与难度高、回收再利用率低等因素，价格高达120元/kg以上，多应用在赛车、超跑等豪华轿车中。铝合金减重率和性价比兼顾，单车用铝量提升显著。相比

11、于轻量化的其他材料—&rridash;高强度钢、镁合金和碳纤维，（1）从成本看：铝合金材料价格略高于高强度钢，远低于镁合金与碳纤维材料；（2）从减重率看：铝合金密度为2.8g/cm3,减重率在40%50%之间，仅弱于碳纤维和镁合金，大幅强于高强度钢；（3）从工艺难度看：铝合金相关工艺已十分成熟，生产效率较高，铝压铸、铝压延、铝挤压、铝锻造工艺已实现大规模应用；（4）从回收率上看：铝合金的回收率最高，广泛应用可推动再生铝产业发展，符合当前节能减排迫切需求，同时也可进一步降低上游原材料成本。综合上述在高比强度、高减重率、防腐性能优异等优势，铝合金材料在汽车上的用量逐年增长。2016-2

12、019年，中国乘用车单车用铝量方面，燃油车、纯电动车、混动车单车用铝量增幅分别为15.7%,33.6%,28.1%,且纯电动汽车单车用铝量增速明显高于传统燃油车。2.2铝合金产业链：上游受大宗商品价格影响，下游交通运输行业用量最多产业链上游为铝合金冶炼生产、下游深加工制造应用空间广阔。产业链上游为将电解铝、再生铝等原材料与中间合金熔炼加工为铝合金，下游为汽车、建筑等厂商。上游纯铝等原材料价格和下游汽车建筑等行业需求对铝合金加工公司的生产经营产生影响。上游受大宗商品价格影响，中游具备一定议价能力。铝合金产业链上游为铝合金冶炼，铝料从来源上分为电解铝与再生铝。上游材料供应商受大宗商品价格影响大，中

13、游制造厂商一般采取成本加成定价，定期根据铝价的变动进行调整，具备技术壁垒的铝压铸制造商有一定议价能力，可以通过与下游客户谈判提高产品价格转嫁成本，具有一定抗风险能力。但由于中游制造商在结算上对上下游存在时间差，若短时间内铝价发生剧烈波动，产品价格未能及时调整，会在一定时间内对公司经营业绩造成不利影响。2021年受宏观经济调控+疫情持续影响供给等因素扰动，铝价波动较为剧烈，Q2、Q3持续上涨，一度突破20000元/吨，铝压铸供应商受铝价波动影响，毛利相对承压O“双碳”调控下再生铝产量持续提升，有望带动行业整体成本下降。原材料方面，目前电解铝与再生铝的市场占比约为4:1o电解铝又称原铝，由铝土矿中

14、的氧化铝与用烧碱冶炼而成的预焙阳极一起电解而成；再生铝是将工业生产与社会消费中的可回收废铝材重新熔炼成型。生产电解铝消耗的电力资源较大，在“双碳”背景下面临限产调控的趋势。而每利用一吨的再生铝合金比电解铝可降低二氧化碳、二氧化硫排放11吨,节约用电1.3万度，能源消耗小且环境友好；此外，再生铝价格低于电解铝8007000元/吨，具有成本优势，再生铝市场迎来机遇。一般而言，原铝相对比再生铝，强度、硬度、韧性、抗氧化性能更强，使用寿命更长，因此对于硬度、抗撞击能力有要求的部件（如车身结构件）只能用原铝，不能用回收铝；但随着技术的不断进步，再生铝的质量已经越来越接近于原生铝。未来预计再生铝对电解铝的

15、替代趋势将会愈发显著，助力上游原材料降本。下游深加工应用广泛，交通部门（含汽车）用量最多。铝合金深加工的下游产业覆盖广泛，包括建筑建材、交通运输（航空、汽车等）、电线电缆与食品医药包装等。交通和建筑部门占比最高，分别为29%、26%o其中，交通板块对铝的需求占比将会持续保持，且总量不断增加，因而车用铝合金制造厂商的订单量受下游整车厂影响较大。此外，新能源单车用铝量普遍高于传统燃油车近42%,随着新能源汽车渗透率的提高，车用铝合金的市场规模将会不断扩大。2.3应用：汽车铝合金应用广泛，汽车铝铸件占比超70%2.3.1 车用铝合金覆盖范围广泛，单车用铝量持续提升车用铝合金目前主要应用于白车身、动力总成、底盘和内饰，且继续向其余部件渗透。铝合金在整车上的应用广泛，主要包括汽车的白车身、动力系统、底盘等部分。从汽车各部件质量分布来看，车身、动力与传动系统、底盘、内饰等占比较大，分别为27.2%、22.5%.20.4%、20.4%,合计超过整车质量90%,为轻量化的主要突破方向。北美