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汽车汽配行业一体化压铸专题:从Model Y看铝压铸向大型化、一体化发展-220225(39页).pdf

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汽车汽配行业一体化压铸专题:从Model Y看铝压铸向大型化、一体化发展-220225(39页).pdf

1、 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 行业行业研究研究 Page 1 证券研究报告证券研究报告深度报告深度报告 汽车汽配汽车汽配 一体化压铸专题一体化压铸专题 超配超配 (维持评级) 2022 年年 02 月月 25 日日 一年该行业与一年该行业与上证综指上证综指走势比较走势比较 行业专题行业专题 从从 Model Y 看铝压铸向大型化、看铝压铸向大型化、一体化发展一体化发展 整车:特斯拉引领、电动智能时代车身压铸一体大势所趋整车:特斯拉引领、电动智能时代车身压铸一体大势所趋 一体压铸技术将传统造车工艺中的冲压和焊装合并,Model 3 后底板的 70 个多个

2、零部件被一体压铸为 Model Y 的 2 个大件,生产制造成本节省约 20%,焊压时间从 2h 缩短为 90s,同时还有提升精度级别、提高原材料回收利用率和缩短车型开发周期的优势。传统汽车的车型迭代以硬件迭代为主,生命周期一般为 5年, 电动智能化时代, 汽车成为可迭代的新智能终端, 迭代周期缩短至一年一次。电动智能化下,品牌的产品差异化至关重要,汽车产品需具备持续进化的能力。一体压铸可使硬件的标准化程度更高、开发周期更短,匹配软件更新速度,适应电动智能时代的特性,大势所趋。 零部件:铝压铸零部件向大型化、一体化发展零部件:铝压铸零部件向大型化、一体化发展 在轻量化需求驱动下,随着铝合金材料

3、应用技术的进一步提升,其在汽车领域的应用范围将逐渐延伸至引擎盖、挡泥板、车门、后车厢、车顶、整车身等现以钢铸件为主的大型部位。从制造工艺角度,车体部分在特斯拉的引领下由冲压、焊接向一体压铸发展;零部件压铸件部分主要有冲压、铸造、锻造三大工艺,在轻量化设计需求的驱动下,关键零件朝着高压压铸、大型化、一体化等方向发展。 铝压铸行业空间广阔,产业链迎来国产化机遇铝压铸行业空间广阔,产业链迎来国产化机遇 假设 2030 年一体压铸可应用的部位为前中后底板、电池包、电机电控壳体、副车架、车门*4、后盖共计 9 个部位。假设新能源车一体压铸渗透率为 60%,传统车一体压铸渗透率为 30%。上游铝材:201

4、6 年乘用车单车用铝约为 110kg,预计到 2030 年有望达到 242kg,全球乘用车用铝市场规模有望从 2016 年的 999亿元增长为 3630 亿元。大型压铸机:我们预计 2030 年全球大型压铸机整体需求约为 2800 套,整体市场容量约 2240 亿元。下游零部件:我们预计 2030 年全球汽车零部件大型压铸量约 3.4 亿件,市场规模约 5100-6800 亿元。 建议关注产能布局以及技术储备较早的企业, 上游建议关注亚太科技、 明泰铝业、亚太科技、 明泰铝业、立中集团立中集团等汽车铝材供应商,设备端关注伊之密伊之密等压铸机龙头,下游零部件建议关注泉峰汽车、爱柯迪、文灿股份、旭

5、升股份、拓普集团泉峰汽车、爱柯迪、文灿股份、旭升股份、拓普集团等前瞻布局大型压铸设备的自主汽车零部件企业。 风险提示风险提示 宏观经济下行、汽车销量不及预期、新能源政策收紧、一体压铸主机厂应用不及预期等风险。 重点公司盈利预测及投资评级重点公司盈利预测及投资评级 公司公司 公司公司 投资投资 昨收盘昨收盘 总市值总市值 EPS PE 代码代码 名称名称 评级评级 (元)(元) (亿元亿元) 2021E 2022E 2021E 2022E 603982 泉峰汽车 买入 30.5 61 0.68 1.29 45 24 600933 爱柯迪 增持 16.4 145 0.48 0.73 34 23 6

6、01689 拓普集团 增持 58.2 648 1.06 1.45 55 40 资料来源:Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告:相关研究报告: 汽车前瞻研究系列 (十六) : 激光雷达的市场空 间 、 技 术 路 线 及 产 业 链 拆 解 2022-01-17 汽车玻璃行业跟踪专题之五:调光玻璃接棒天幕,前景可期 2021-12-25 国信证券-汽车行业-车灯行业跟踪专题之四:LED 加速渗透,电动智能驱动车灯技术升级 2021-06-04 汽车前瞻研究系列(七) :域控制器,承启汽车 L3 时代 2020-04-06 汽车前瞻研究系列 (十六) : 激光雷达的市场空 间 、 技 术

7、 路 线 及 产 业 链 拆 解 2022-01-17 汽车玻璃行业跟踪专题之五:调光玻璃接棒天幕,前景可期 2021-12-25 国信证券-汽车行业-车灯行业跟踪专题之四:LED 加速渗透,电动智能驱动车灯技术升级 2021-06-04 独立性声明:独立性声明: 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道,分析逻辑基于本人的职业理解,通过合理判断并得出结论,力求客观、公正,其结论不受其它任何第三方的授意、影响,特此声明 0.60.81.01.21.4F/21A/21J/21A/21O/21D/21上证综指汽车汽配 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 2

8、 投资摘要投资摘要 关键结论与投资建议关键结论与投资建议 汽车生产主要分为车体制造、零部件装配、内部装潢、试验五个流程。 (1)车体部分制造:首先是用冲床将钢板冲压成外壳,然后将外壳倒转,完成初步焊接,再将车体扶正,加装车门及车盖,然后去除车壳上的毛边等并将底盘预做防锈处理以便车体喷漆。 (2)零部件装配:车体部分制造完成后装配大梁、防震传动、引擎等系统。 (3)汽车内部装潢:玻璃、雨刷、车座、散热器、油压系统、燃料系统等(3)出厂试验:滚桶模拟试验、防漏试验等测试引擎、传动系统、刹车、灯光及车体侧漏等性能。 图图 1:汽车生产流程图:汽车生产流程图 资料来源:搜狐汽车、国信证券经济研究所整理

9、 从制造工艺的角度,车体部分主要为冲压、焊接工艺,在特斯拉的引领下由冲压、焊接向一体压铸发展;零部件压铸件部分主要有冲压、铸造、锻造三大工艺,在轻量化设计需求的驱动下,关键零件朝着高压压铸、大型化、一体化等方向发展。 汽车智能电动化大背景下,车型迭代周期加快,一体压铸可以使硬件的标准化程度更高、开发周期更短,匹配软件速度更快,大势所趋。汽车轻量化趋势和新能源汽车市场的快速增长增加了汽车的用铝需求,压铸技术在汽车中的运用从小件逐步往高压压铸、大型化、一体化发展。铝压铸行业空间广阔。全球乘用车用铝市场规模将从 2016 年的 999 亿元增长为 2030 年的 3630 亿元; 2030年全球大型

10、压铸机整体需求约为 2800 套,整体市场容量为 2240 亿元;2030年全球汽车零部件压铸量约为 3.4 亿件,市场规模约为 5100-6800 亿元。 建议关注产能布局以及技术储备较早的企业,上游建议关注亚太科技、明泰铝亚太科技、明泰铝业、立中集团业、立中集团等汽车铝材供应商,设备端关注伊之密伊之密等压铸机龙头,下游零部件建议关注泉峰汽车、爱柯迪、文灿股份、旭升股份、拓普集团泉峰汽车、爱柯迪、文灿股份、旭升股份、拓普集团等前瞻布局大型压铸设备的自主汽车零部件企业。 第一,中国汽车行业进入普及后期,销量长期处于微增的状态,预计未来行业复合增速为 2%左右。 第二,新能源渗透率将持续提升。新

11、能源汽车减重需求强,为汽车一体化压铸重要推动力之一。 pVqWxXbVjYNA7N9R7NoMmMnPmOlOrRoMeRnPxPbRoPnNMYmNqMMYnMyR 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 3 第三, 汽车单车用铝量提升。2016 年乘用车单车用铝约为 110kg, 预计到 2025年将达到 187kg,到 2030 年将达到 242kg。 第四,假设 2030 年一体压铸可应用的部位为前中后底板、电池包、电机电控壳体、副车架、车门*4、后盖共计 9 个部位。假设新能源车一体压铸渗透率为60%,传统车一体压铸渗透率为 30%。 股价变化

12、的催化因素股价变化的催化因素 第一, 特斯拉等行业领导者加大一体化压铸的应用, 其他主机厂采取跟随策略,汽车用铝一体化趋势增强。 第二,汽车零部件企业获得一体化压铸订单。 核心假设或逻辑的主要风险核心假设或逻辑的主要风险 第一,宏观经济下行,汽车销量不及预期 第二,新能源政策收紧的风险。 第三,一体压铸主机厂应用不及预期的风险 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 4 内容目录内容目录 整车:降本增效,特斯拉引领白车身压铸一体化整车:降本增效,特斯拉引领白车身压铸一体化 . 7 白车身:特斯拉引领,制造工艺向一体压铸发展 . 7 一体压铸应用范围有望延

13、伸,新能源应用趋势强 .11 电动智能时代,车型迭代加速,车身一体压铸大势所趋 . 12 零部件:铝压铸件向大型化、一体化发展零部件:铝压铸件向大型化、一体化发展 . 15 轻量化大势所趋,单车用铝量提高 . 15 汽车铝压铸件向大型化、一体化发展 . 18 铝压铸行业空间广阔,产业链迎来国产化机遇铝压铸行业空间广阔,产业链迎来国产化机遇 . 21 上游铝材:预计 2030 年全球乘用车车辆用铝市场规模达 3630 亿元 . 21 大型压铸机:预计 2030 年全球市场容量约为 2240 亿 . 23 下游零部件:预计 2030 年全球乘用车零部件一体压铸规模为 5100-6800 亿元 .

14、25 材料+方案+设备构成技术核心,自主零部件厂商具备先发优势 . 27 相关标的财务数据比较相关标的财务数据比较. 30 相关标的相关标的 . 37 泉峰汽车:前瞻布局新能源业务及一体化压铸 . 37 爱柯迪:铝压铸中小件龙头向大型化、新能源化发展 . 38 拓普集团:精准定位多品类赛道的模块化供应商 . 38 文灿股份:专注铝合金压铸业务,一体压铸布局早 . 39 旭升股份:特斯拉轻量化解决方案供应商,技术积累丰富 . 39 国信证券投资评级国信证券投资评级 . 40 分析师承诺分析师承诺 . 40 风险提示风险提示 . 40 证券投资咨询业务的说明证券投资咨询业务的说明 . 40 请务必

15、阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 5 图图表表目录目录 图图 1:汽车生产流程图:汽车生产流程图 . 2 图图 2:汽车白车身构成:汽车白车身构成 . 7 图图 3:常规单体压铸结构零件:常规单体压铸结构零件 . 7 图图 4:Model Y 后车身结构后车身结构 . 7 图图 5:Model 3 车身结构车身结构 . 8 图图 6:Model Y 车身结构车身结构 . 8 图图 7:传统工厂与特斯拉工厂对比:传统工厂与特斯拉工厂对比 . 8 图图 8:激光雷达的安装精度要求苛刻:激光雷达的安装精度要求苛刻 . 9 图图 9:传统工艺与一体压铸:传统工艺

16、与一体压铸工艺对比工艺对比 . 9 图图 10:MB 匹配样架结构匹配样架结构 . 10 图图 11:特斯拉未来将进一步压铸车身和底板:特斯拉未来将进一步压铸车身和底板 . 10 图图 12:压铸铝合金一体化副车架实物示意图:压铸铝合金一体化副车架实物示意图 . 11 图图 13:新能源领域一体压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架:新能源领域一体压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架 . 12 图图 14:当今世界已进入电动智能时代:当今世界已进入电动智能时代 . 12 图图 15:特斯拉加速汽车行业电子电气架构升级的速度:特斯拉加速汽车行业电子电气架构升级的速度 . 13

17、图图 16:电动智能时代汽车产品全生命周期高频更新:电动智能时代汽车产品全生命周期高频更新 . 13 图图 17:特斯拉:特斯拉 OTA 次数次数 . 14 图图 18:一体压铸缩短硬件开发周期:一体压铸缩短硬件开发周期 . 14 图图 19:工信部平均油耗目标(升:工信部平均油耗目标(升/百公里)百公里) . 15 图图 20:白车身总成构成:白车身总成构成 . 15 图图 21:未来铝合金在车身和覆盖件上的渗透率:未来铝合金在车身和覆盖件上的渗透率 . 16 图图 22:新能源汽车结构件可用铝合金的部位:新能源汽车结构件可用铝合金的部位 . 16 图图 23:极狐:极狐 T 采用钢铝混合车

18、身采用钢铝混合车身 . 17 图图 24:奥迪:奥迪 A8 采用钢铝混合车身采用钢铝混合车身 . 17 图图 25:纯电动车用铝最大值:纯电动车用铝最大值 . 18 图图 26:压铸铝合金应用分布情况:压铸铝合金应用分布情况 . 21 图图 27:乘用车单车用铝量(:乘用车单车用铝量(kg) . 22 图图 28:全球乘用车用铝量预测(万吨):全球乘用车用铝量预测(万吨) . 22 图图 29:铝锭均价(元:铝锭均价(元/吨)吨) . 22 图图 30:全球车辆用铝规模(亿元):全球车辆用铝规模(亿元) . 22 图图 31:我国压铸机吨位分布:我国压铸机吨位分布 . 23 图图 32:200

19、1-2010 年我国压铸机产量(台)年我国压铸机产量(台) . 25 图图 33:2019 年全国铝压铸行业竞争格局年全国铝压铸行业竞争格局 . 26 图图 34:特斯拉:特斯拉 Giga Press 造车专利图造车专利图 . 27 图图 35:特斯拉压铸方法专利图:特斯拉压铸方法专利图 . 28 图图 36:特斯拉用于生产:特斯拉用于生产 Model Y 的的 Giga Press . 28 图图 37:特斯拉下一代全压铸底盘结构:特斯拉下一代全压铸底盘结构 . 29 图图 38:汽车上游铝材公司营收(亿元):汽车上游铝材公司营收(亿元) . 30 图图 39:汽车上游铝材公司归母净利润(亿

20、元):汽车上游铝材公司归母净利润(亿元) . 30 图图 40:汽车上游铝材公司销售毛利率:汽车上游铝材公司销售毛利率 . 31 图图 41:汽车上游铝材公司销售净利率:汽车上游铝材公司销售净利率 . 31 图图 42:汽车上游铝材公司:汽车上游铝材公司 ROE . 31 图图 43:汽车上游铝材公司:汽车上游铝材公司 ROA . 31 图图 44:汽车上游铝材公司研发支出:汽车上游铝材公司研发支出 . 32 图图 45:汽车上游铝材公司研发支出:汽车上游铝材公司研发支出/营业收入营业收入 . 32 图图 46:汽车上游铝材公司资本支出:汽车上游铝材公司资本支出 . 32 图图 47:汽车上游

21、铝材公司资本支出:汽车上游铝材公司资本支出/营业收入营业收入 . 32 图图 48:汽车压铸设备公司营收(亿元):汽车压铸设备公司营收(亿元) . 33 图图 49:汽车压铸设备公司归母净利润(亿元):汽车压铸设备公司归母净利润(亿元) . 33 图图 50:汽车压铸设备公司销售毛利率:汽车压铸设备公司销售毛利率 . 33 图图 51:汽车压铸设备公司销售净利率:汽车压铸设备公司销售净利率 . 33 图图 52:汽车压铸设备公司:汽车压铸设备公司 ROE . 33 图图 53:汽车压铸设备公司:汽车压铸设备公司 ROA . 33 图图 54:汽车压铸设备公司研发支出:汽车压铸设备公司研发支出

22、. 34 图图 55:汽车压铸设备公司研发支出:汽车压铸设备公司研发支出/营业收入营业收入 . 34 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 6 图图 56:汽车压铸设备公司资本支出:汽车压铸设备公司资本支出 . 34 图图 57:汽车压铸设备公司资本支出:汽车压铸设备公司资本支出/营业收入营业收入 . 34 图图 58:汽车铝压铸零部件公司营收(亿元):汽车铝压铸零部件公司营收(亿元) . 35 图图 59:汽车铝压铸零部件公司归母净利润(亿元):汽车铝压铸零部件公司归母净利润(亿元) . 35 图图 60:汽车铝压铸零部件公司销售毛利率:汽车铝压铸零

23、部件公司销售毛利率 . 35 图图 61:汽车铝压铸零部件公司销售净利率:汽车铝压铸零部件公司销售净利率 . 35 图图 62:汽车铝压铸零部件公司:汽车铝压铸零部件公司 ROE . 36 图图 63:汽车铝压铸零部件公司:汽车铝压铸零部件公司 ROA . 36 图图 64:汽车铝压铸零部件公司研发支出:汽车铝压铸零部件公司研发支出 . 36 图图 65:汽车铝压铸零部件公司研发支出:汽车铝压铸零部件公司研发支出/营业收入营业收入 . 36 图图 66:汽车铝压铸零部件公司资本支出:汽车铝压铸零部件公司资本支出 . 36 图图 67:汽车铝压铸零部件公司资本支出:汽车铝压铸零部件公司资本支出/

24、营业收入营业收入 . 36 表表 1:高强度钢和铝合金板材料对比:高强度钢和铝合金板材料对比 . 11 表表 2:中国汽车工程学会给出的轻量化分阶段目标:中国汽车工程学会给出的轻量化分阶段目标 . 15 表表 3:铝合金在汽车轻量化的典型应用:铝合金在汽车轻量化的典型应用 . 17 表表 4:部分白车身零部件铝合金质量与成本变化:部分白车身零部件铝合金质量与成本变化 . 17 表表 5:纯电动车用铝用铝渗透率:纯电动车用铝用铝渗透率 . 18 表表 6:汽车车身主要锻造和铸造工艺及应用领域:汽车车身主要锻造和铸造工艺及应用领域 . 19 表表 7:主要铸造工艺技术简介:主要铸造工艺技术简介 .

25、 19 表表 8:部分铸造技术优缺点:部分铸造技术优缺点 . 20 表表 9:重力铸造、低压铸造、差压铸造、高压铸造性能比较:重力铸造、低压铸造、差压铸造、高压铸造性能比较 . 20 表表 10:车辆单车用铝量(:车辆单车用铝量(kg) . 21 表表 11:我国铝型材企业产能结构:我国铝型材企业产能结构 . 22 表表 12:当前汽车结构件压铸设别吨级:当前汽车结构件压铸设别吨级 . 23 表表 13:特斯拉大型压铸设备布置:特斯拉大型压铸设备布置 . 24 表表 14:2030 年大型压铸设备需求测算(套)年大型压铸设备需求测算(套) . 24 表表 15:全国压铸机主要企业(:全国压铸机

26、主要企业(2010 年)年) . 24 表表 16:我国卧式压铸机生产能力:我国卧式压铸机生产能力 . 25 表表 17:国外卧式压铸机生产情况:国外卧式压铸机生产情况 . 25 表表 18:2030 年大型零部件压铸量测算(套)年大型零部件压铸量测算(套) . 26 表表 19:铝合金压铸行业公司主要产品:铝合金压铸行业公司主要产品 . 26 表表 20:国内零部件企业前瞻布局大型压铸设备:国内零部件企业前瞻布局大型压铸设备 . 29 表表 21:铝压铸产业链相关财务数据摘要(:铝压铸产业链相关财务数据摘要(2020 年、亿元)年、亿元) . 30 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野

27、全球视野 本土智慧本土智慧 Page 7 整车:降本增效,特斯拉引领白车身压铸一体化整车:降本增效,特斯拉引领白车身压铸一体化 白车身:特斯拉引领,制造工艺向一体压铸发展白车身:特斯拉引领,制造工艺向一体压铸发展 汽车车身是指车身覆盖件焊接或铆接在车身骨架上形成的完整壳体,由车身焊接总成(白车身)及其附件组成,一个完整的白车身主要包括前围总成、侧围总成、地板总成,顶盖总成、后围总成及四门两盖组成。 图图 2:汽车白车身构成:汽车白车身构成 资料来源:搜狐汽车 、国信证券经济研究所整理 传统汽车制造工艺分为冲压、焊装、涂装、总装四个环节。传统汽车制造工艺分为冲压、焊装、涂装、总装四个环节。 (1

28、)冲压:冲压车间利用不同的压机,完成车门、左右侧围、机舱盖、前后底板、顶盖、后背门及各种冲压小件的制造。 (2)焊接:焊装车间负责将冲压完成的车身围件焊接在一起,完成白车身的制造。 (2)涂装:涂装又称油漆车间,是对白车身附以各种防腐工艺,并喷涂上漂亮的色漆、清漆,以达到上色和表面防护的作用。(4) 总装: 是将车身上各种零部件及系统安装在车身上组装成一台完整的汽车,并进行点检、路试等一系列测试,最终下线成为合格商品车 一体压铸将冲压和焊装合并,简化了白车身的制造过程。一体压铸将冲压和焊装合并,简化了白车身的制造过程。特斯拉在 Model Y 的制造中革命性地一体压铸了车身的整个后底板,大大减

29、少了所需的焊接工序。此一体压铸零件包含了整车左右侧的后轮罩内板、后纵梁、底板连接板、梁内加强板等零件,型面、截面的变化以及料厚的变化都比较剧烈,相比传统车企量产的单体压铸结构零件难度增加很多。Model Y 的白车身后部,几乎没有肉眼可见的焊接痕迹,大幅的提升了车身结构的稳定性。 图图 3:常规单体压铸结构零件:常规单体压铸结构零件 图图 4:Model Y 后车身结构后车身结构 资料来源:搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 8 一体压铸技术大量节省了生产线成本和基础设施

30、成本。一体压铸技术大量节省了生产线成本和基础设施成本。 Model 3 后底板有 70 多个零部件,利用一体压铸技术,特斯拉将其整合为 Model Y 上的 2 个大件,焊点由大约 700-800 个减少到 50 个。由于生产零部件需要各种模具、机器臂、夹具,组装零部件则需要不同的生产线,因此零部件的大量减少必然能显著降低模具成本和组装成本。同时,一台压铸机占地仅 100 平方米,根据埃隆-马斯克所述,采用大型压铸机后,特斯拉工厂的占地面积减少了 30%,基础设施成本大幅降低。根据特斯拉官方的数据,一体压铸技术预计将给 Model Y 节省约20%的制造成本。 图图 5:Model 3 车身结

31、构车身结构 图图 6:Model Y 车身结构车身结构 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 一体压铸技术显著降低生产的时间成本和人力成本。一体压铸技术显著降低生产的时间成本和人力成本。一体压铸机一次压铸加工的时间仅为 80-90 秒, 每小时能完成 40-45 个铸件, 一天能生产 1000 个铸件;而传统工艺冲压焊接成一个部件至少需要两个小时,一体压铸的生产效率明显更高。 同时, 由于应用了新的合金材料, 压铸件的表面粗糙度可达 Ra0.8-3.2m,足够光滑,基本不用再进行机加工。一体压铸显著减少了生产的时间成本。国内平均每个焊装车间

32、配备 200-300 名生产线工人,采用一体压铸技术后,基于生产流程的简化,所需的技术工人至少能缩减到原来的十分之一。生产的人力成本被大大降低。 图图 7:传统工厂与特斯拉工厂对比:传统工厂与特斯拉工厂对比 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 一体压铸技术将造车精度级别提高至微米级别。一体压铸技术将造车精度级别提高至微米级别。在自动驾驶领域,车辆需要通过激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头等高精度测量设备探测和感知路况,这 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 9 些设备对于偏航角、俯仰角、滚转角的安装精度有着极为苛刻的要求。传统车身制造工艺的“

33、2mm 工程”无法满足自动驾驶设备的安装需求。一体压铸以整体性部件代替冲压和焊接的多个车身围件,可以有效避免大量零件焊接时的误差累计。压铸零件将车身匹配的尺寸链缩短至两到三环,尺寸链环越少,车身精度的影响因素越少,车身精度的实现和稳定性也越好。加之数控加工技术,特斯拉将整车精度提升至微米级别。2021 年 5 月 18 日,马斯克发布推特称:“下一代 Model Y 车型的精度,将以微米为单位,而不再是毫米”。 图图 8:激光雷达的安装精度要求苛刻:激光雷达的安装精度要求苛刻 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 一体压铸技术显著提高原材料回收利用率。一体压铸技术显著提高原材料回收利用

34、率。 传统制造工艺下, 白车身用料复杂,原材料回收利用率低。以宝马 7 系为例,其用料既有传统的钢,又有用量越来越大的铝合金,更有性能闪耀的碳纤维。由于在制造白车身时混合使用多种材料,因此每一个零件的种类(钢、铝) 、牌号、金属元素的含量都不一样,报废后的整车白车身只能作为炼钢炼铝的原材料,而无法直接整体回炉后制造新的产品。 一体压铸只使用一种材料,全铝车身的材料回收利用率可以达到 95%以上。由于一体式压铸零部件是由金属液一次充型完成的,因此其材料单一,回收时可直接将废料融化制造其他产品,保证了白车身制造过程中极高的原材料回收利用率。 图图 9:传统工艺与一体压铸工艺对比:传统工艺与一体压铸

35、工艺对比 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 传统制造工艺:传统制造工艺:原材料回收率低原材料回收率低于于70%70%一体压铸制造一体压铸制造工艺:原材料工艺:原材料回收率达到回收率达到95%95%以上以上 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 10 一体压铸技术将车型开发周期缩短为一体压铸技术将车型开发周期缩短为 1/3。 传统汽车制造中零部件众多, 匹配管控耗时长,开发周期长达 6 个月。在传统汽车制造中,针对车身、内外饰、电器等专业的外观类零件,需要经过 MB1、MB2、MB3 三轮综合匹配,才能将零件固化稳定在公差要求范围之内。这项工

36、作在整车开发流程中需要耗费近 6 个月时间,属于周期长、工作量大、重复性高的工作。 一体压铸下,零部件的减少带来物流的简化和匹配难度的降低,开发周期缩短为 1-2 个月。一体压铸将主机厂内的冲压、焊装车间和主机厂外的供应商零部件生产场地全部替换,上游、中游、下游的所有业务全部被压铸单件的管控取代,这大大降低了白车身的匹配难度。MB 匹配中车身所需要的周期缩短至 1-2轮,可以节省 3-4 个月的开发周期。若内外饰、电器等零件匹配能提前固化,车型迭代速度有望进一步提升。 图图 10:MB 匹配样架结构匹配样架结构 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 特斯拉将继续引领车身压铸一体化特斯拉

37、将继续引领车身压铸一体化随着一体压铸技术的进一步完善成熟,特斯拉的生产效率会持续提升。根据特斯拉早前申请的压铸机专利显示,未来特斯拉的车身将由 5 块压铸大件组成、底盘将由 3 块压铸件组成,一辆车仅 8 块构件,预期将降低 40%的生产成本,生产效率必将持续提升。 图图 11:特斯拉未来将进一步压铸车身和底板:特斯拉未来将进一步压铸车身和底板 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 11 一体压铸应用范围有望延伸,新能源应用趋势强一体压铸应用范围有望延伸,新能源应用趋势强 按照白车身 3000 个焊接当量计

38、算,白车身连接装配工艺成本相对于钢制车身的增量为 1200-1800 元台, 而传统钢制车身的焊装成本不超过 1000 元台, 铝制白车身的焊装成本是钢制白车身的 3 倍, 原材料成本是钢车身的 4-5 倍, 成本是制约铝合金应用的重要原因。一体压铸在降低原材料用量的同时,节省了焊装成本。 表表 1:高强度钢和铝合金板材料对比:高强度钢和铝合金板材料对比 普通高强度钢普通高强度钢 先进高强度钢先进高强度钢 超高强度刚超高强度刚 5 系铝合金系铝合金 6 系铝合金系铝合金 7 系铝合金系铝合金 抗拉强度/Mpa 700 1100 1600 270 310 570 密度/g/cm3 7.8 7.8

39、7 7.8 2.7 2.7 2.7 材料成本 4.8 6 10 25 28 40 零部件成型性 良好 中等 差 中等 中等 中等 连接成本/元 0.15 0.21 0.22 0.65 0.65 0.65 资料来源:中国汽车材料网、国信证券经济研究所整理 前中后底板有望前中后底板有望 3-5 年内实现一体化压铸。年内实现一体化压铸。 市场上目前采用一体化压铸工艺的主要是后底板,特斯拉已生产出一体化压铸的前底板。据业内专家估计,未来中底板也能有望能实现一体式压铸,大概还需要 2-3 年的时间,主要取决于 CTC 技术的实现。 中底板需要的压铸吨位比前后底板要更大一点, 前后底板批量生产之后再考虑中

40、底板,有望在未来 3-5 年将前中后底板一次做起来。前中后底板是整个白车身最核心的部分,A 柱、B 柱应用一体化压铸工预计时间会更长一点。整个白车身一体化压铸关键在于前中后底板能不能连起来。 一体压铸将扩展至白车身、四门、后盖等。一体压铸将扩展至白车身、四门、后盖等。当前汽车用铝主要集中在驱动系统、变速箱、传动系统、制动系统等位置,随着技术的进一步提升,应用范围将逐渐延伸至引擎盖、挡泥板、车门、后车厢、车顶、整车身等现以钢铸件为主的大型部位,渗透率进一步提高。 汽车用铝在汽车行业主要以压铸、 挤压和压延三种形态投入使用,其中压铸件用量占比约 80%。未来,一体压铸工艺将主要取代白车身、四门、后

41、盖结构件的冲压和焊接环节,适用范围和占比均有望提高。 图图 12:压铸铝合金一体化副车架实物示意图:压铸铝合金一体化副车架实物示意图 资料来源: 中国汽车材料网、国信证券经济研究所整理 新能源领域一体压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架。新能源领域一体压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架。1)普通压铸的缺陷难以控制,在前期一般在车身中运用在减震塔 、 ABC 柱接头 、纵梁连接处等接头部位。随着材料升级、工艺优化、设备智能化大型化的发展及大型压铸模具的技术成熟, 以特斯拉为代表的理念先进企业正在越来越多地尝试将车身的零件进行合并,由冲压+焊接工艺改成一体压铸成型的工艺。2)

42、针对车身结构件的一体式压铸并非一体式压铸的主要方向, 该工艺现在更多运用在底盘、 电池包等本身结构或者零件小一些的部位, 采用一体式压铸的方式可以提升强力性、 提高效率、降低成本。3)目前新能源车最有可能用一体化压铸的一些零部件,一是车身结构件,如特斯拉 Model Y 车型一体式压铸后车体的案例;二是新能源车的电池包, 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 12 因为电池包形状相对比较规则, 采用一体式压铸比起普通压铸效果会高一些, 成本会低一些;三是副车架等,2015 年北美汽车工业协会报告指出, 铝合金在副车架上的应用在未来几年内将会大幅提升,存

43、在一体式压铸的可能性。 图图 13:新能源领域一体压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架:新能源领域一体压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架 资料来源:汽车网、国信证券经济研究所整理 电动智能时代,车型迭代加速,车身一体压铸大势所趋电动智能时代,车型迭代加速,车身一体压铸大势所趋 传统汽车的车型迭代以硬件迭代为主,生命周期一般为传统汽车的车型迭代以硬件迭代为主,生命周期一般为 5 年。年。传统燃油车属于机械集合体范畴, 汽车产品大多是“交付即终点”, 车厂一般不会对已交付的产品进行升级。传统汽车的升级迭代大多仅针对于新出厂的产品,且一般要等到改款期或换代期,迭代时主要考虑:动

44、力总成、造型设计和底盘系统。 图图 14:当今世界已进入电动智能时代:当今世界已进入电动智能时代 资料来源: 麦肯锡、国信证券经济研究所整理 电动智能时代, 汽车成为可迭代升级的新智能终端, 迭代周期缩短至一年一次。电动智能时代, 汽车成为可迭代升级的新智能终端, 迭代周期缩短至一年一次。智能化时代,芯片、传感器、电子电器相关的零部件越来越多,汽车不再是“交付即终点”的产品,而是逐渐智能、开始具备可升级的能力,成为可持续迭代升级的新智能终端。智能电动汽车在迭代更新时主要关注:电动力总成、智能座舱和自动驾驶。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 13

45、图图 15:特斯拉加速汽车行业电子电气架构升级的速度:特斯拉加速汽车行业电子电气架构升级的速度 资料来源:搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 电动智能时代,品牌的产品差异化至关重要,产品需具备持续进化的能力。电动智能时代,品牌的产品差异化至关重要,产品需具备持续进化的能力。智能时代,产品差异化决定了品牌的竞争力,因此各品牌都重点强调数据的积累和功能的迭代。在未来,汽车产品将从静态转向动态,在其完整的生命周期中不断进化,形成动态学习的过程,品牌也将基于此建立新的技术壁垒。 图图 16:电动智能时代汽车产品全生命周期高频更新:电动智能时代汽车产品全生命周期高频更新 资料来源: 搜狐汽车、国信证券经济

46、研究所整理 软件端:特斯拉早已具备整车软件端:特斯拉早已具备整车 OTA 功能。功能。OTA 具备三大基础功能:潜在问题改善、全新功能导入和交互界面逻辑优化。通过 OTA 功能,可以实现车载娱乐系统、应用程序的升级,还可以对 ECU 进行软件更新,包括电池管理系统、电驱控制单元、整车控制单元等。OTA 功能的成熟将加大软件端的迭代速度。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 14 图图 17:特斯拉:特斯拉 OTA 次数次数 资料来源: eefocus、国信证券经济研究所整理 硬件端:一体压铸硬件标准化程度更高、开发周期更短,适应电动智能时代的硬件端:

47、一体压铸硬件标准化程度更高、开发周期更短,适应电动智能时代的特性。特性。一方面,一体压铸技术可以通过精度控制,提升硬件标准化程度;另一方面,一体压铸技术可以缩短车型开发周期,将开发流程从 6 个月压缩至 2-3个月。因此,一体压铸能加快硬件端的迭代速度,使其与软件端更新匹配,符合电动智能时代的趋势。 图图 18:一体压铸缩短硬件开发周期:一体压铸缩短硬件开发周期 资料来源:搜狐汽车、国信证券经济研究所整理 68532475000182019一体化压一体化压铸可以压铸可以压缩供应缩供应链,缩短链,缩短匹配周期匹配周期标准化程标准化

48、程度的提高度的提高有助于系有助于系统架构实统架构实现控制现控制 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 15 零部件:铝压铸件向大型化、一体化发展零部件:铝压铸件向大型化、一体化发展 汽车在轻量化设计需求的驱动下,关键零部件朝着薄壁、高性能、大型化等方向发展,压铸技术在汽车中的运用从小件逐步往高压压铸、大型化、一体化的大件发展。未来,随着铝合金材料应用技术的进一步提升,其在汽车领域的应用范围将逐渐延伸至引擎盖、挡泥板、车门、后车厢、车顶、整车身等现以钢铸件为主的大型部位。 轻量化大势所趋,单车用铝量提高轻量化大势所趋,单车用铝量提高 工信部发布的平均油耗

49、目标逐年降低,迫使汽车厂商进行轻量化改革。工信部发布的平均油耗目标逐年降低,迫使汽车厂商进行轻量化改革。根据国家工信部发布的平均油耗目标,2020 年的目标为 5 升/百公里,相比 2015 年的6.9 升/百公里,降幅较大,要求越来越高。 轻量化作为汽车节能的关键技术之一,有显著的节能效果。轻量化作为汽车节能的关键技术之一,有显著的节能效果。据实验,汽油乘用车减重 10%可以减少 3.3%的油耗,减重 15%可以减少 5%的油耗;柴油乘用车则可以分别相应减少 3.9%和 5.9%的油耗; 电动车 (包括插电式混合动力车)也可以分别相应减少 6.3%和 9.5%的电能消耗。 图图 19:工信部

50、平均油耗目标(升:工信部平均油耗目标(升/百公里)百公里) 图图 20:白车身总成构成:白车身总成构成 资料来源: 工信部、国信证券经济研究所整理 资料来源: Aluminum Association、国信证券经济研究所整理 铝合金是轻量化的最佳解决材料。铝合金是轻量化的最佳解决材料。根据初步测算,铝合金用量达到 250kg 相当于减少了 500kg 的汽车用钢量。对于一辆 1.5t 的乘用车,则相当于在现有水平上减少了 30%左右的重量,将燃油效率提高了 20%以上,效果显著。 根据中国汽车工程学会规划,车辆整备质量在未来将快速降低,单车用铝量快速根据中国汽车工程学会规划,车辆整备质量在未来

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