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许栩达-汽车轻量化进程下铝型材企业的机遇与挑战0407.pdf

编号：164168

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1、汽车轻量化进程下铝型材企业的机遇与挑战汇报人：许栩达2024-04-02 汽车轻量化内在的驱动力汽车轻量化的方式方法铝型材企业的机遇铝型材企业的挑战技术降本迎接挑战目录汽车轻量化的内驱力分析（PEST）01汽车轻量化的驱动力轻量化优势：汽车减重10%可使汽车寿命增加10%，燃油消耗减少6%-8%，尾气排放减少4%-10%，百公里加速时间减少8%，刹车距离减少5%，动能节省10%。通过PEST分析法，我们从政府政策、经济条件、社会趋势、以及技术创新四个维度进行分析，揭示汽车轻量化其背后驱动力多维影响因素。政策（Political）驱动节能与新能源汽车技术路线图2.0对轻量化系数目标、轻量

2、化技术路径，新材料应用体系构建，非金属材料的应用做出了明确的指导意见新能源汽车产业发展规划深化“三纵三横”研发布局：强化整车集成技术创新，突破整车智能能量管理控制、轻量化、低摩阻等共性节能技术国家轻金属技术创新中心是中国工业和信息化部支持创建的一个创新平台，专注于推动轻量化材料的发展和应用，特别是在汽车行业。T/CSAE 91-2018汽车生命周期温室气体及大气污染物排放评价方法明确了汽车轻量化系数的定义及计算方法。十四五规划提出加强节能减排技术研发和推广，明确了政府对轻量化发展的支持态度。轻量化技术可以降低汽车的燃油消耗和运营成本，提高汽车的市场竞争力。成本效益消费者需求投资与融资随着消费者

3、对燃油经济性和环保性能的关注增加，轻量化汽车的市场需求增长。资本市场对新能源汽车和轻量化技术的投资增加，为研发和产业化提供了资金支持。030201经济（Economic）驱动公众对环境保护的意识提高，推动了轻量化和环保汽车的接受度。环保意识消费者越来越倾向于选择性能优异、节能减排的汽车，这促使汽车制造商开发轻量化产品。消费者偏好轻量化技术的发展需要相关领域的专业人才，社会对这类人才的培养和需求增加。技术人才社会（Social）驱动新型轻量化材料（如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等）的开发和应用，为汽车轻量化提供了可能。材料创新先进的制造工艺（如3D打印、高压树脂传递模塑等）使得轻量化设计得以

4、实现。制造技术固态锂金属电池等新型电池技术的发展，为新能源汽车提供了更高能量密度和更长续航里程，间接促进了轻量化的实现。电池技术汽车智能化和电动化的发展趋势要求汽车具有更高的能效和性能，轻量化成为实现这一目标的关键技术之一。智能化与电动化技术（Technological）驱动汽车轻量化的方式方法02汽车轻量化的路径材料轻量化材料种类密度（g/cm3）抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）比强度材料成本（元/kg）应用案例高强度钢7.81000214001.35060哪吒S 车身结构铝合金2.742071001.52050Model S 全铝车身镁合金1.828045001.685方向盘骨架CFR

5、P1.6.3120200宝马i8 乘员舱铝型材在汽车上的应用主要集中在车身结构、车身外观和车身零部件等方面，由于其轻量化、高强度和耐腐蚀等优势，铝型材在汽车制造中的应用逐渐增多。具体应用部位有：空间框架、车门、引擎盖、悬挂部件、保险杠、吸能箱等。据国际铝业协会的预测，到2025年和2030年，纯电动车整体用铝渗透率将分别达到50%和56%，而燃油车整体用铝渗透率将分别达到36%和44%。铝型材在汽车轻量化中的优势及应用场景铝型材企业的机遇0349246028032888280825772530946.10%

6、32.40%2.49%4.32%13.83%6.87%4.73%13.94%3.03%-2.77%-8.23%-1.79%3.79%2.25%12.03%-20.00%-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%050002500300035002009200000222023汽车销量同比增长率0.50.70.81.31.87.533.150.777.7125.7120.6136.7352.1688.7949.5114.00%40.00%14.2

7、9%62.50%38.46%316.67%341.33%53.17%53.25%61.78%-4.06%13.35%157.57%95.60%37.87%-150.00%-50.00%50.00%150.00%250.00%350.00%450.00%0075090002000020202120222023新能源汽车销量同比增长率在过去十余年间，汽车市场持续稳健发展，尤其是新能源汽车领域，其发展速度尤为显著。2020年新能源汽车的市场渗透率仅为5.4%，但到了2023年，这一比例飙升至

8、31%，并预测到2035年，渗透率将超过50%。在此背景下，挤压型材作为车体结构部件的重要组成，其市场需求同样值得期待。基于安全，续航里程的要求，新能源汽车对轻量化的需求更加迫切，预计从占车体结构部件总量的11%增长至2025年的30%，（数据来源：汽车工业协会）市场机遇汽车市场的快速发展年下壳体以挤压铝合金和超高强钢为主，部分采用碳纤维复合材料，探索性应用泡沫铝合金，上壳体以复合材料为主年下壳体以超高强钢、挤出铝型材为主，部分采用碳纤维复合材料，上壳体普遍采用复合材料年下壳体以挤出铝型材为主，部分采用碳纤维复合材料和泡沫铝合金，上壳体以复合材料为主政策引导以新能源车电池包壳体材料为例节能与新

9、能源汽车轻量化技术路线2.0在国家政策引导下，考虑到国内市场特别是汽车市场的快速发展趋势，预计挤压型材在汽车领域的市场规模将达到惊人的900亿元。轻量化，铝型材大有可为铝型材企业面临的挑战04铝型材企业面临的挑战波力五力分析潜在竞争者：铝型材行业内热，新增产能不断上马，加剧竞争局面。产业内现有竞争者：“内卷加剧”1替代品威胁：新的加工方式、新的材料挤占铝型材市场。供应商议价能力：“一分钱一分货”，关键设备、原材料议价空间有限。购买者议价能力：强技术降本迎接挑战05当前车用铝挤压材的结构特点20特点：多层多腔体结构、非对称形超宽扁平结构、相邻壁厚差比值5-10此类截面挤压难度大，导致：1.开发周

10、期长；2.成本高：挤出慢、良率低、模具寿命短；3.质量一致性差：尺寸、形位、性能偏差。多层多腔体(3层11腔）局部质量集中（47%）相邻壁厚差比值 10.7多层多腔体(5层11腔）中间筋条长度 91.6mm外接圆截面积/型材截面积比值 12.5多层多腔体(4层11腔）最小空腔面积 75mm2相邻壁厚差比值 5多层多腔体(4层6腔）局部质量集中（56%）相邻壁厚差比值 7.5生产控制目标多元化多腔大壁厚差产品控制目标：、尺寸在公差范围内、无焊合及填充异常、质量集中位置力学性能达标、模具寿命尽可能提升以某款电池下箱体边梁型材为例合金可挤压性相邻壁厚差外T型结构对称壁厚差最小壁厚外接圆大小最小芯头与

11、脖位支撑面积比芯头面积与铸棒面积比腔体结构稳定性内筋条长度挤压比芯头数量型材及模具设计图库、修模记录、经验教训、影响因子数据库+算法22分级分级示例示例难度量化分析提升决策效率234.多轮方案优化产品截面图QForm仿真出料速度不均，料头严重扭曲外壁出料速度过快，仍存在扭曲出料速度相对均匀，无明显扭曲试模料头与模拟结果吻合度84%开模试模A方案B方案QForm优化模拟仿真技术降低试错成本人工智能算法实现多目标优化关键因素识别相应曲面试验设计仿真建模QForm遗传优化算法帕累托最优解集Python模拟验证制模生产优质模具材料降低使用成本合金成分优化提升挤压效率高精密模具加工提升图物相符性优化挤压工艺提升成品率在线淬火调直整形自动化高效、高质、低成本生产。信息化及智能化的基础信息化数据全面收集，实时分析，提高管理效率和决策质量。智能化机器自学习、自适应、自决策，真正实现高效、敏捷、柔性、优质的管理模式落地。未来已来：基于自动化、信息化、智能化的全面提效降本THANK YOU感谢观看

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