评级（）汽车行业：汽车轻量化专题研究

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报告名称 ：汽车行业：汽车轻量化专题研究
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行业研究

市场研究部 2022 年 6 月 6 日

汽车轻量化专题研究

市场表现截至 2022.6.6

节能减排需求驱动汽车轻量化发展 40% 30%

的瓶颈问题困扰，对于轻量化系数优化的需求更加强烈。

《技术路线图》为行业轻量化主要指引
2016 年汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》，其中

轻量化的三种实现途径，材料和工艺备受市场关注
从目前国际通行的研究方向来看，汽车轻量化三种途径分别是：材 料轻量化、结构设计轻量化和制造工艺轻量化。材料是基础，结构 是优化，工艺是方法。材料和方面铝合金替代高强度钢趋势明显，镁合金未来发展潜力较大；特斯拉引领新工艺，一体化压铸免去传 统先分体冲压后焊装的复杂过程，大幅简化制造流程，同时能节省 大量的调试时间和金钱成本。

各国轻量化路线重点
近年来美国、德国、日本等国际汽车强国都纷纷出台汽车轻量化扶 持政策，从技术标准、财税政策等多方面出台多项政策推动汽车轻 量化材料应用快速发展。从发展路径来看，美国不仅提出了整车轻 量化的目标，并从结构上进行车身系统、底盘、动力总成在内的系 统拆分，同时重点关注材料轻量化，加强高强钢、铝、镁、钛合金 镍合金、复合材料等汽车轻量化材料的应用。轻量化材料方面，日 本重点关注钢铁、铝、镁等非铁金属、树脂、复合材料等，从加工 技术和连接技术提出轻量化目标。

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目录

一、节能减排需求加速轻量化发展 ............................................................................................................................................ 5

（一）现状：乘用车整备质量受电动智能化影响有所上升，催生轻量化新需求 ........................................................ 5（二）降耗：传统动力模块降耗空间有限，轻量化成为另一降耗切入点 .................................................................... 6（三）节能：新能源汽车渗透率提升，可应用轻量化部件多 ........................................................................................ 7（四）《技术路线图》作为行业标准指导行业轻量化发展 .............................................................................................. 9

二、轻量化实现途径 .................................................................................................................................................................. 12

（一）材料轻量化.............................................................................................................................................................. 12

1、高强度钢占比下降，多为铝合金替代 .................................................................................................................... 14

2、2025 年前为铝合金高景气度时期，之后增速放缓 ............................................................................................... 16

3、镁合金先天优势明显，轻量化目标利好镁合金行业发展 .................................................................................... 20

4、碳纤维成本较高，短期难以实现量产 .................................................................................................................... 24（二）结构设计轻量化 ...................................................................................................................................................... 24（三）工艺轻量化.............................................................................................................................................................. 26

三、途径聚焦：工艺轻量化之一体化压铸 .............................................................................................................................. 29

四、各国轻量化路线侧重方式与全球重点车企轻量化布局 .................................................................................................. 32

（一）各国轻量化路线侧重对比 ...................................................................................................................................... 32

（二）全球重点车企轻量化的布局 ............................................................................................................................. 35

五、轻量化相关标的 .................................................................................................................................................................. 37

（一）文灿股份.................................................................................................................................................................. 37（二）旭升股份.................................................................................................................................................................. 38（三）威唐工业.................................................................................................................................................................. 40

六、总结 ...................................................................................................................................................................................... 41

图表目录

图表 1：2015-2020 年我国国内乘用车平均整车质量和平均燃料消耗量 ............................................................................... 5 图表 2：大尺寸乘用车产量占比逐年提升 ................................................................................................................................. 6 图表 3：2018-2020 年分类别乘用车平均整车质量 ................................................................................................................... 6 图表 4：2018-2035E 乘用车百公里油耗趋势及中短期目标 .................................................................................................... 7 图表 5：中国新能源乘用车销量（万辆）及渗透率（%） ..................................................................................................... 8 图表 6：新能源车身可用铝合金的部位 ..................................................................................................................................... 9 图表 7：《节能与新能源汽车技术路线图》轻量化材料使用比例目标 ................................................................................... 9 图表 8：《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》轻量化系数目标 ........................................................................................... 10 图表 9：汽车轻量化系数参数图示 ........................................................................................................................................... 10 图表 10：2015-2020 主要汽车轻量化相关政策梳理 ............................................................................................................... 11 图表 11：材料轻量化渗透目标 ................................................................................................................................................. 12 图表 12：汽车碰撞性能分区 ..................................................................................................................................................... 13 图表 13：汽车中各种材料应用部位 ......................................................................................................................................... 13 图表 14：材料性能和优缺点对比 ............................................................................................................................................. 14 图表 15：高强度钢应用部位 ..................................................................................................................................................... 15 图表 16：汽车行业钢材消费量 ................................................................................................................................................. 16 图表 17：铝产业链 ..................................................................................................................................................................... 17 图表 18：全球铝土矿资源储量分布（2020） ......................................................................................................................... 17 图表 19：我国铝土矿进口情况 ................................................................................................................................................. 17 图表 20：铝合金分类 ................................................................................................................................................................. 18 图表 21：铸造铝合金市场结构 ................................................................................................................................................. 18 图表 22：变形铝合金市场结构 ................................................................................................................................................. 18 图表 23：单车用铝量（中国） ................................................................................................................................................. 19 图表 24：单车用铝量（2020 年） ............................................................................................................................................ 19 图表 25：我国新能源汽车铝合金市场规模预测（表） ......................................................................................................... 19 图表 26：我国新能源汽车铝合金市场规模预测 ..................................................................................................................... 19 图表 27：铝合金生产市场竞争格局 ......................................................................................................................................... 20 图表 28：菱镁矿全球储量分布情况 ......................................................................................................................................... 20 图表 29：我国菱镁矿资源储量分布 ......................................................................................................................................... 20 图表 30：我国镁累计产量 ......................................................................................................................................................... 21 图表 31：国内镁合金企业产能 ................................................................................................................................................. 21 图表 32：镁合金下游分布 ......................................................................................................................................................... 22 图表 33：我国单车镁合金用量（KG） ................................................................................................................................... 22 图表 34：镁合金减重效果对比 ................................................................................................................................................. 23 图表 35：镁合金轮毂用量预测（表） ..................................................................................................................................... 23 图表 36：镁合金轮毂用量预测（图） ..................................................................................................................................... 23 图表 37：拓扑优化 ..................................................................................................................................................................... 25 图表 38：尺寸优化 ..................................................................................................................................................................... 25 图表 39：形状优化 ..................................................................................................................................................................... 26

图表 40：形貌优化 ..................................................................................................................................................................... 26 图表 41：激光拼焊零件图 ......................................................................................................................................................... 27 图表 42：热压成型零件图 ......................................................................................................................................................... 28 图表 43：热成型应用情况 ......................................................................................................................................................... 28 图表 44：辊压成型零件图 ......................................................................................................................................................... 29 图表 45：一体化压铸优缺点对比 ............................................................................................................................................. 30 图表 46：车身可一体化压铸部分 ............................................................................................................................................. 30 图表 47：特斯拉一体化压铸技术 ............................................................................................................................................. 31 图表 48：代表性车企一体化压铸实践进程 ............................................................................................................................. 32 图表 49：美国汽车轻量化路线 ................................................................................................................................................. 33 图表 50：日本汽车轻量化路线 ................................................................................................................................................. 34 图表 51：中国汽车轻量化路线 ................................................................................................................................................. 34 图表 52：美国、日本、德国液压成型技术研发侧重 ............................................................................................................. 35 图表 53：中国汽车轻量化路线 ................................................................................................................................................. 35 图表 54：主要车企汽车轻量化专利布局 ................................................................................................................................. 36 图表 55：豪华车型汽车轻量化策略举例 ................................................................................................................................. 36 图表 56：蔚来 ES8 轻量化策略 ................................................................................................................................................ 37 图表 57：文灿股份产品图（部分） ......................................................................................................................................... 38 图表 58：文灿股份主要客户 ..................................................................................................................................................... 38 图表 59：文灿股份主营收入占比（%）（分地区） ............................................................................................................... 38 图表 60：文灿股份毛利率和净利率（%） ............................................................................................................................. 38 图表 61：旭升股份主要产品在新能源车上的应用 ................................................................................................................. 39 图表 62：旭升股份主要客户 ..................................................................................................................................................... 39 图表 63：旭升股份主营业务占比（分业务） ......................................................................................................................... 39 图表 64：旭升股份毛利率及净利率（%） ............................................................................................................................. 39 图表 65：威唐工业主要产品 ..................................................................................................................................................... 40 图表 66：威唐工业主营业务占比（分地区） ......................................................................................................................... 40 图表 67：威唐工业主营业务占比（分业务） ......................................................................................................................... 41 图表 68：威唐工业毛利率及净利率（%） ............................................................................................................................. 41

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