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汽車輕量化鋁材空間幾何?

1. 鋁合金:汽車輕量化材料首選

汽車輕量化是降低傳統能源車油耗和提高新能源車續航里程的關鍵。據陳家瑞在《汽車構造》中統計,汽車減重10%,燃油效率可提高6%—8% 。而鋁合金又是輕量化材料首選。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:2025年和2030年分別實現250kg/輛和350kg/輛。而根據國際鋁協資料,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Ducker Frontier的資料,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。

新能源車要用更多的鋁。Ducker Frontier統計2020年北美一輛純電動新能源車用鋁較傳統能源車多86kg。雖然少了發動機動力總成等部件,但多了三電系統包括電池殼、電機外殼等用鋁的零部件。

2. 細分景氣賽道:輕量化和新能源車要用更多的軋製板材、擠壓材、一體壓鑄合金

汽車用鋁合金主要包括4種鋁材:軋製板材、擠壓材、鑄造鋁合金和鍛造材。根據李龍在《鋁合金在新能源汽車工業的應用現狀及展望》中的介紹,目前各類鋁合金在汽車上使用比例大致為: 鑄鋁 77% ,軋製材 10% ,擠壓材 10% ,鍛壓材 3%,和我們自己測算比例相當。

新能源車的出現因為對續航里程的要求,極大增加了軋製材、擠壓材的使用空間。我們測算下來國內目前新能源車單車用鋁軋製材和擠壓材量是傳統能源車的4倍左右。

所以車用鋁軋製材和擠壓材增速遠高於汽車用鋁增速。主要兩個邏輯:1、新能源車該型別鋁材用量顯著高於傳統能源汽車,這樣在新能源車滲透率快速提升的背景下用量大幅增長;2、目前基數低滲透率不高,在輕量化背景下也有大幅提升的空間。

一體壓鑄是汽車生產工藝的一次變革。特斯拉Model Y採用的一體壓鑄工藝可以看作是汽車零部件整合的開端,應用部位主要在汽車的後底板。將原來70多個零部件整合為1-2個,這樣模具、壓機數量大大減少同時生產效率也快速提高,也帶來成本的大幅下降。據測算一體壓鑄工藝單車鋁用量或在100kg左右,該工藝的推廣將極大增加鋁在汽車的滲透率。

3. 市場空間測算:鋁軋製板材、擠壓材到2025年年化增速約30%

基於以上分析我們分別測算了國內汽車用鋁軋製材、擠壓材到

2025年的市場空間和複合增速:

1、汽車產銷規模:假設2025年國內新能源車產銷規模達到1000萬輛,傳統汽車在被替代下規模達到2160萬輛。

2、兩種鋁材的滲透率:這裡分兩種假設:

1)參考國際鋁業對各種車型、各類鋁材的滲透率假設,綜合算下來平均每輛車用鋁量會達到200kg/輛。基於此我們測算出國內軋製材需求從2020年的40萬噸提高到2025年的141萬噸,年均複合增長28%;國內擠壓材需求從2020年的43萬噸提高到2025年的140萬噸,年均複合增長27%。

2)參考工信部對2025年單車用鋁量250kg的目標,我們測算出國內軋製材需求從2020年的40萬噸提高到2025年的176萬噸,年均複合增長34%;國內擠壓材需求從2020年的43萬噸提高到2025年的176萬噸,年均複合增長33%。

我們建議關注車用鋁板帶龍頭南山鋁業、明泰鋁業和車用軋製材龍頭亞太科技。在一體壓鑄領域,立中集團研發的免熱處理合金在新能源汽車的鋰電池殼承載件上已成功得到應用。公司研發的免熱處理合金在新能源汽車的鋰電池殼承載件以及汽車“鋁代鋼”一體壓鑄成型車身中的得到了很好的應用,該產品已取得專利證書,打破了國外在該領域的產品壟斷和技術封鎖。該產品的研製成功對於推動整車減重,汽車輕量化、節能減排和增加新能源汽車的續航能力,提升車輛安全等方面,將發揮至關重要的作用。公司目前正在積極與意向客戶進行產品測試和生產試用。

4. 不確定性分析

1)新能源車銷量不及預期;2)汽車行業鋁代鋼存在成本增加的負面因素。

1. 鋁合金:汽車輕量化材料首選

汽車輕量化是降低傳統能源車油耗和提高新能源車續航里程的關鍵。據陳家瑞在《汽車構造》中統計,汽車減重10%,燃油效率可提高6%—8% 。而鋁合金又是輕量化材料首選。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:2025年和2030年分別實現250kg/輛和350kg/輛。而根據國際鋁協資料,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Ducker Frontier的資料,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。

具體到一輛車各部分用鋁滲透率空間,國內一輛燃油車用鋁上限已經達到501.7kg,是平均值的4.2倍。其中發動機、輪轂、傳動系統、熱交換等部件鋁的滲透率普遍達到80%以上甚至接近100%。但在車身結構上像四門兩蓋、懸架、副車架等領域依舊以鋼為主,鋁的滲透率甚至只有3%。

新能源車要用更多的鋁。Ducker Frontier統計2020年北美一輛純電動新能源車用鋁較傳統能源車多86kg。雖然少了發動機動力總成等部件,但多了三電系統包括電池殼、電機外殼等用鋁的零部件。

2. 細分景氣賽道:輕量化和新能源車要用更多的軋製板材、擠壓材、一體壓鑄合金

汽車用鋁合金主要包括4種鋁材:軋製板材、擠壓材、鑄造鋁合金和鍛造材。根據李龍在《鋁合金在新能源汽車工業的應用現狀及展望》中的介紹,目前各類鋁合金在汽車上使用比例大致為: 鑄鋁 77% ,軋製材 10% ,擠壓材 10% ,鍛壓材 3%,和我們自己測算比例相當。

各類鋁材因特點和效能不同在車身使用部位差異較大。像鑄造合金因為較好的成型性用在發動機零部件、殼體類零件、輪轂等等。其他統稱變形鋁材,因為較好的強度和抗衝擊性能多用在車身結構上。但傳統車車身結構材料仍以鋼為主,目前鋁用量較小。新能源車的出現因為對續航里程的要求,極大增加了軋製材、擠壓材的使用空間,比如像電池殼、電池殼蓋板、和四門兩蓋等領域開始大量使用鋁軋製材,而像防撞梁、懸掛件、轉向節等部位鋁擠壓材在新能源車中的滲透率也極大提升。我們測算下來國內目前新能源車單車用鋁軋製材和擠壓材量是傳統能源車的4倍左右。

所以車用鋁軋製材和擠壓材增速遠高於汽車用鋁增速。主要兩個邏輯:1、新能源車該型別鋁材用量顯著高於傳統能源汽車,這樣在新能源車滲透率快速提升的背景下用量大幅增長;2、目前基數低滲透率不高,在輕量化背景下也有大幅提升的空間。

一體壓鑄是汽車生產工藝的一次變革。特斯拉Model Y採用的一體壓鑄工藝可以看作是汽車零部件整合的開端,應用部位主要在汽車的後底板。將原來70多個零部件整合為1-2個,這樣模具、壓機數量大大減少同時生產效率也快速提高,也帶來成本的大幅下降。據測算一體壓鑄工藝單車鋁用量或在100kg左右,該工藝的推廣將極大增加鋁在汽車的滲透率。

3. 市場空間測算:鋁軋製板材、擠壓材到2025年年化增速約30%

基於以上分析我們分別測算了國內汽車用鋁軋製材、擠壓材到2025年的市場空間和複合增速:

1、汽車產銷規模:假設2025年國內新能源車產銷規模達到1000萬輛,傳統汽車在被替代下規模達到2160萬輛;

2、兩種鋁材的滲透率:這裡分兩種假設:

1)參考國際鋁業對各種車型、各類鋁材的滲透率假設,綜合算下來平均每輛車用鋁量會達到200kg/輛。基於此我們測算出國內軋製材需求從2020年的40萬噸提高到2025年的141萬噸,年均複合增長28%;國內擠壓材需求從2020年的43萬噸提高到2025年的140萬噸,年均複合增長27%。

2)參考工信部對2025年單車用鋁量250kg的目標,我們測算出國內軋製材需求從2020年的40萬噸提高到2025年的176萬噸,年均複合增長34%;國內擠壓材需求從2020年的43萬噸提高到2025年的176萬噸,年均複合增長33%。

我們建議關注車用鋁板帶龍頭南山鋁業、明泰鋁業和車用軋製材龍頭亞太科技。在一體壓鑄領域,立中集團研發的免熱處理合金在新能源汽車的鋰電池殼承載件上已成功得到應用。公司研發的免熱處理合金在新能源汽車的鋰電池殼承載件以及汽車“鋁代鋼”一體壓鑄成型車身中的得到了很好的應用,該產品已取得專利證書,打破了國外在該領域的產品壟斷和技術封鎖。該產品的研製成功對於推動整車減重,汽車輕量化、節能減排和增加新能源汽車的續航能力,提升車輛安全等方面,將發揮至關重要的作用。公司目前正在積極與意向客戶進行產品測試和生產試用。

4. 不確定性分析

1)新能源車銷量不及預期;2)汽車行業鋁代鋼存在成本增加的負面因素

一END一

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分類: 體育
時間: 2021-12-15

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