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行業(yè)動(dòng)態(tài)
汽車行業(yè)專題研究報(bào)告：一體化壓鑄，車身制造全新革命
作者：admin
發(fā)布時(shí)間：23-08-04
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1 節(jié)能減排+續(xù)航焦慮推動(dòng)輕量化進(jìn)程
節(jié)能減排+電動(dòng)化趨勢下，輕量化為重要趨勢
政策推動(dòng)，節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)不斷提升。“節(jié)能減排”成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律。汽車領(lǐng)域是推進(jìn) 節(jié)能減排的重點(diǎn)。2020年中國汽車工程學(xué)會(huì)組織全行業(yè)專家修訂編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù) 路線2.0》發(fā)布，對于乘用車新車的油耗做了具體的要求，2025/2030/2035年乘用車新車的平均 油耗需要達(dá)到4.6、3.2、2.0L/100km，節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)升級。
新能源滲透率持續(xù)提升，里程焦慮成為消費(fèi)者核心關(guān)注。在政策+市場的雙重助推下，國內(nèi)新能 源車滲透率快速提升，從2020年1月的2.7%提升到2021年11月份的20%，隨著新能源車份額的 不斷擴(kuò)大，相關(guān)的問題也逐漸突出。 2021年“中國汽車流通協(xié)會(huì)”發(fā)布文章《如何破解新 能源車?yán)锍探箲]？》，提及根據(jù)協(xié)會(huì)對于新能源車主用車體驗(yàn)的面訪調(diào)研結(jié)果，用戶購買時(shí)最關(guān) 心的問題就是“電池續(xù)航能力”，占比達(dá)到31.8%，里程焦慮成為消費(fèi)者購買新能源車的核心關(guān) 注內(nèi)容。
新能源車三電系統(tǒng)質(zhì)量增加，續(xù)航里程訴求帶來輕量化需求。新能源車相較于燃油車雖然減少了 發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱，但是增加了三電（電機(jī)、電控、電池）系統(tǒng)，電池動(dòng)力系統(tǒng)的能量密度低于燃 油系統(tǒng)，因此新能源整車的質(zhì)量高于傳統(tǒng)燃油車。而新能源車對于續(xù)航里程的述求，增加了對于 整車輕量化的需求。
輕量化助力節(jié)能減排，鋁合金材料性價(jià)比佳。汽車重量每減輕 10%，最多可實(shí)現(xiàn)節(jié)油5-10%，整備質(zhì)量每減少100kg，百公里油耗可以降低0.3-0.6L，減少 CO2排放8.5g/km，因此輕量化成為節(jié)能減排領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)。同時(shí)在不同的輕量化材料 中，對比多種金屬合金和碳纖維，鋁合金的性能、密度以及價(jià)格等多方面具備優(yōu)勢，是具有性 價(jià)比的輕量化材料。
2 鋁合金用量提升，推動(dòng)結(jié)構(gòu)件需求增加
鋁合金車身結(jié)構(gòu)件技術(shù)門檻較高，玩家較少。相較于小件、三電系統(tǒng)和輕量化底盤系統(tǒng)，車身結(jié) 構(gòu)件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較薄，平均壁厚僅為2.5~3mm，且零件大型化，很容易變形。對于零部件的 強(qiáng)度要求也很高，因此具備較高的技術(shù)門檻，目前僅有前橫梁、左右門框、減震塔、尾蓋箱、縱 梁等零部件可以采用壓鑄工藝進(jìn)行生產(chǎn)。車身其它結(jié)構(gòu)更多的采用高強(qiáng)度鋼材料通過沖壓、折 彎、焊接等方式進(jìn)行制造，因此目前進(jìn)入車身結(jié)構(gòu)件壓鑄領(lǐng)域的供應(yīng)商也相對較少。（報(bào)告來源：未來智庫）
白車身采用鋁合金成為趨勢，結(jié)構(gòu)件需求大幅增加。隨著輕量化需求的不斷增加，鋁合金白車身 的需求從豪華車輛向中端汽車遷移，鋁合金結(jié)構(gòu)件的需求大幅增加。除了壓鑄工藝之外，沖壓、 焊接、鉚接等也是鋁合金白車身制作工藝。
高壓+快速充型，高壓壓鑄具備極高生產(chǎn)效率。高壓鑄造是一種將熔融非鐵合金液倒入壓室內(nèi)， 以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。適合制造體積較 大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面質(zhì)量要求高、批量制造速度快的零件。對于壓鑄機(jī)的鎖模力要求一般在 1200T以上，金屬溶液在高壓下高速填滿模具，生產(chǎn)效率高。
具備多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，適合汽車零部件制造。高壓壓鑄的優(yōu)點(diǎn)包括：1）高壓下成型，產(chǎn)品致密性高， 產(chǎn)品強(qiáng)度及表面硬度高，但產(chǎn)品的延伸率較低；2）產(chǎn)品表面光潔度好；3）可生產(chǎn)壁薄的零件， 鋁壓鑄壁厚最薄可達(dá)0.5mm，適合車身結(jié)構(gòu)件。
3 設(shè)備/材料/工藝共同助推一體化壓鑄出現(xiàn)
壓鑄尺寸/重量增加，需要更大噸位壓鑄機(jī)。對于不同尺寸的汽車零部件壓鑄過程，需要不同噸 位的壓鑄機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。根據(jù)各家企業(yè)披露資料測算，從鋁合金小件外殼（上限1600T）到車身結(jié) 構(gòu)件（減震筒/縱梁/A/B柱等）（上限4400T），所需壓機(jī)的鎖模力不斷提升，一般的高壓壓鑄 機(jī)在1000-4400T之間。如果需要鑄造更大體積的產(chǎn)品，需要更大噸位的壓鑄機(jī)配合。
設(shè)備企業(yè)推出超大噸位壓鑄機(jī)，為大尺寸車身結(jié)構(gòu)件壓鑄提供技術(shù)支持。2017年意德拉（力勁 子公司）發(fā)布全球首臺(tái)5500T壓鑄機(jī)；2019年11月，力勁集團(tuán)率先發(fā)布全球首臺(tái)鎖模力達(dá)到 6000T的超大噸位壓機(jī)；2021年3月，意德拉宣布獲得全球8000T壓鑄機(jī)訂單；2021年4 月，力勁集團(tuán)發(fā)布全球9000T壓鑄機(jī)。此外，包括海天，伊之密等壓鑄機(jī)公司均推出7000T 以上壓鑄機(jī)產(chǎn)品，各大壓鑄機(jī)制造企業(yè)為壓鑄技術(shù)升級做好了設(shè)備儲(chǔ)備。
4 特斯拉引領(lǐng)，車企+供應(yīng)鏈陸續(xù)跟進(jìn)
產(chǎn)品簡化+安全提升+效率提升+成本降低+精度可控推動(dòng)特斯拉嘗試一體化壓鑄技術(shù)
特斯拉推出一體化壓鑄技術(shù)，簡化Model Y底板結(jié)構(gòu)。2020年9月，在特斯拉“電池日”上馬斯 克介紹Model Y產(chǎn)品將采用一體化壓鑄后底板總成，該技術(shù)替換了傳統(tǒng)車身制造沖壓+焊接的方 式，通過一臺(tái)鎖模力為6000T的大型壓鑄機(jī)將整個(gè)后底板70余個(gè)零部件精簡為一個(gè)一體成型，后 續(xù)計(jì)劃通過2-3個(gè)大型壓鑄件替換370個(gè)零部件的下車體總成。
新技術(shù)有效減重，提升車輛安全。根據(jù)特斯拉披露，Model Y一體化壓鑄后車身重66公斤，比尺 寸更小的Model 3同樣部位輕了10-20公斤，同時(shí)零件一體成型在對應(yīng)碰撞時(shí)候能夠更好的承受 沖擊力，提升車身的骨架安全性。
銷量快速爬坡，帶來生產(chǎn)效率提升需求。作為全球新能源車龍頭，特斯拉的銷量快速放量，根據(jù) 我們預(yù)測2025年全球銷量有望達(dá)到450萬輛，2021-2025年CAGR達(dá)到46%。因?yàn)槿蚬S建設(shè) 進(jìn)度不及預(yù)期，銷量快速增長的同時(shí)，帶來了生產(chǎn)效率提升的需求。
有效提升生產(chǎn)節(jié)拍+降低成本。新的一體化壓鑄技術(shù)讓特斯拉白車身的連接點(diǎn)由700-800個(gè)減少 到50個(gè)，零部件制造時(shí)間大大縮短從數(shù)小時(shí)下降到數(shù)十分鐘，大幅度的精簡了制造流程，提升了 生產(chǎn)效率，相比傳統(tǒng)車身制造的“沖壓+焊接”工藝，一體化壓鑄具有輕量化、零件數(shù)量及焊接 工序步驟減少、人員及土地節(jié)約等優(yōu)勢，能極大地節(jié)約造車成本。
制造過程精度可控，車身尺寸維護(hù)成本極低。傳統(tǒng)白車身的沖焊工藝，一臺(tái)車由500+零部件組 成，全車合計(jì)4000-6000個(gè)焊點(diǎn)，零件尺寸誤差累積需要大量的時(shí)間進(jìn)行調(diào)試（三輪，6個(gè) 月），一體化壓鑄因?yàn)橹圃爝^程極簡，制造精度可控，整車尺寸調(diào)試時(shí)間和成本大大降低。
加州工廠率先試點(diǎn)，全球4大超級工廠全面布局。2020年8月，特斯拉加州“弗里蒙特”工廠率先 安裝意德拉旗下的6000T超級壓鑄機(jī)，通過一體化壓鑄工藝對Model Y車型的后底板部位進(jìn)行制 造。選擇后底板是因?yàn)椋?）6000T壓鑄機(jī)只能夠保證這樣體積的零部件壓鑄；2）該位置為傳統(tǒng) 車油箱的位置，碰撞受損的幾率較小。在試制成功之后，特斯拉向力勁集團(tuán)采購了13臺(tái)6000T超 級壓鑄機(jī)，在全球4大超級工廠全面布局一體化壓鑄設(shè)備，目前上海工廠已經(jīng)完成了3臺(tái)設(shè)備的安 裝調(diào)試。
鑄造壓力逐步升級，加工零部件+車型不斷拓展。除了后部總成之外，特斯拉計(jì)劃在德州工廠和柏 林工廠將Model Y的前部車身也通過一體化壓鑄來進(jìn)行制造。2020年3月四季度財(cái)報(bào)會(huì)議上，特 斯拉宣布已經(jīng)訂購8000T的壓鑄機(jī)，用來生產(chǎn)大型卡車CyberTruck的后部總成。
多家車企跟進(jìn)一體化壓鑄，市場空間廣闊。因?yàn)橐惑w化壓 鑄技術(shù)在效率、安全、降本等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，受到了市 場強(qiáng)烈的關(guān)注。根據(jù)力勁集團(tuán)披露，2022年將向六家中國 車企交付適用于一體化壓鑄的超級壓鑄機(jī)。根據(jù)我們測 算，隨著一體化壓鑄技術(shù)的滲透率提升，2025年市場空間 有望達(dá)到389億元，2021-2025年的CAGR達(dá)到205%。
汽車供應(yīng)鏈及時(shí)跟進(jìn)，新勢力車型確定采用一體化壓鑄。 2021年5月，文燦股份向力勁集團(tuán)采購了2套6000T壓鑄機(jī) 設(shè)備，成為除了特斯拉之外，第二家擁有6000T壓機(jī)的企 業(yè)。公司獲得了蔚來汽車、理想汽車相關(guān)的一體化壓鑄訂 單，并且后續(xù)計(jì)劃采購9000T壓鑄機(jī)，進(jìn)一步加深在一體 化壓鑄領(lǐng)域布局。此外，愛柯迪、拓普、廣東鴻圖等壓鑄 企業(yè)也紛紛采購大噸位壓鑄設(shè)備，布局一體化壓鑄領(lǐng)域。（報(bào)告來源：未來智庫）
5 一體化壓鑄相關(guān)公司分析
文燦股份-輕量化車身結(jié)構(gòu)件先發(fā)優(yōu)勢
國內(nèi)的汽車鋁合金精密壓鑄件供應(yīng)商，收購法國百煉形成完整壓鑄工藝。公司總部位于惠州，成立于1998 年，并在江蘇南通/宜興和天津設(shè)有全資子公司，于2018年4月上海交易所正式掛牌。經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前 已經(jīng)形成了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、變速箱系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)件等系統(tǒng)的鋁合金壓鑄零部件為主導(dǎo) 的企業(yè)集團(tuán)。公司于 2020 年完成了法國百煉集團(tuán)收購后，形成高壓/低壓/重壓鑄造的完整工藝。
收購?fù)苿?dòng)營收增長，汽車類壓鑄業(yè)務(wù)占比不斷提升。非汽車類壓鑄件占比下降，模具類業(yè)務(wù)占比波動(dòng)下降。 2021年前三季度，公司實(shí)現(xiàn)營收29.65億元，同比增長103.60%。主要系法國百煉集團(tuán)并購?fù)瓿珊?，其一貫的?jīng) 營穩(wěn)健疊加整合與協(xié)同效應(yīng)為其帶來了良好的業(yè)績恢復(fù)所致。隨著節(jié)能減排政策+電動(dòng)化驅(qū)動(dòng)，汽車輕量化加 速，以及車身結(jié)構(gòu)件業(yè)務(wù)不斷放量，汽車類壓鑄件業(yè)務(wù)有望繼續(xù)擴(kuò)張。
完成全球產(chǎn)能布局，產(chǎn)品品類不斷擴(kuò)充。公司總部位于廣東佛山，并且在江蘇南通、江蘇宜興以及天津市設(shè)有全 資子公司，實(shí)現(xiàn)了珠三角、長三角、環(huán)渤海地區(qū)的合理布局。同時(shí)，公司子公司法國百煉在墨西哥、中國（武 漢、大連）、法國、匈牙利等國家擁有10個(gè)生產(chǎn)基地，公司目前已經(jīng)完成了全球生產(chǎn)基地的布局。產(chǎn)品品類也從 原有的傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)壓鑄產(chǎn)品，擴(kuò)充到底盤結(jié)構(gòu)件、剎車零部件等多品類。
車身結(jié)構(gòu)件具備先發(fā)優(yōu)勢，輕量化普及推得動(dòng)結(jié)構(gòu)件營收占比持續(xù)提升。車身結(jié)構(gòu)件由于對汽車起支撐、抗沖擊 的作用，對強(qiáng)度、延伸率、可焊接性都有著極高要求，材料制備、壓鑄難度非常大。生產(chǎn)過程集合了材料、模具 和工藝（壓鑄工藝和熱處理工藝）等各項(xiàng)技術(shù)能力，包含很多 know-how， 因此技術(shù)壁壘較高。包括：1）模 具設(shè)計(jì)開發(fā)；2）高真空壓鑄工藝積累；3）材料制備技術(shù)；4）熱處理工藝等。公司多年持續(xù)研發(fā)并提升真空壓 鑄技術(shù)，為車身結(jié)構(gòu)件輕量化積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，在鋁合金壓鑄車身方面具備先發(fā)優(yōu)勢。隨著輕量化的不 斷普及，車身結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品營收占比持續(xù)提升。
旭升股份-三電系統(tǒng)供應(yīng)商布局一體化壓鑄
國內(nèi)的汽車輕量化鋁合金壓鑄件供應(yīng)商，具備三大加工工藝。經(jīng)歷20余年的發(fā)展，目前已經(jīng) 形成以新能源汽車變速系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等核心系統(tǒng)的鋁合金壓鑄零部件為 主導(dǎo)的企業(yè)集團(tuán)，具備壓鑄、鍛造、擠出三大工藝。
自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)，核心團(tuán)隊(duì)行業(yè)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)豐富。公司的鑄鍛件工廠引入了國際的水平連 續(xù)鑄造設(shè)備和熱模鍛設(shè)備，并通過聘請國內(nèi)外知名專家，培養(yǎng)和引進(jìn)專業(yè)人才，建立了自己 的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)。
汽車類業(yè)務(wù)為主，有望繼續(xù)維持高增速。2021年 前三季度，公司實(shí)現(xiàn)營收20.12億元，前三季度營 收同比增長82.10%。2014年公司與特斯拉簽訂合 同，公司營收受益于特斯拉的持續(xù)放量。憑借特斯 拉背書，公司成功拓展了新的國內(nèi)外整車、零部件 及動(dòng)力電池客戶。新能源汽車的普及將提升輕量化 零部件的需求，公司營收有望繼續(xù)高速增長期。
特斯拉三電系統(tǒng)供應(yīng)商，電池盒工藝有望一體化壓鑄升級。2021H1來自特斯拉的收入在公司的營 收占比為40.37%，主要產(chǎn)品為三電系統(tǒng)鋁合金壓鑄產(chǎn)品。三電系統(tǒng)中的電池盒目前的主要工藝為 鋁擠壓+激光焊接+攪拌摩擦焊，隨著特斯拉主導(dǎo)的一體化壓鑄工藝的逐漸成熟，有望向一體化壓 鑄的方向升級，從而進(jìn)一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
愛柯迪-中小鋁壓鑄件龍頭，進(jìn)入一體化壓鑄領(lǐng)域
國內(nèi)的汽車鋁合金精密壓鑄件專業(yè)供應(yīng)商。主要從事汽車鋁合金精密壓鑄件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，于 2003年12月成立，2017年11月在上交所上市。主要產(chǎn)品包括汽車雨刮系統(tǒng)、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、新能源汽車三電系統(tǒng)等適應(yīng)汽車輕量化、節(jié)能環(huán)保需求的鋁合金精密壓鑄件。
鋁壓鑄行業(yè)細(xì)分品類多競爭充分，全球范圍內(nèi)鋁合金中小件的企業(yè)。中國鑄造協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示 ，近年來我國壓鑄企業(yè)有3000多家，絕大多數(shù)規(guī)模都比較小，競爭格局分散。發(fā)達(dá)國家的壓鑄 企業(yè)數(shù)量較少規(guī)模大。細(xì)分鋁壓鑄件大件和中小件來看，愛柯迪堅(jiān)持技術(shù)性強(qiáng)、工藝復(fù)雜、附加 值高的中小型汽車鋁合金精密壓鑄件為主的產(chǎn)品路線，是全球范圍內(nèi)鋁合金中小件的企業(yè)。
客戶資源優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，嚴(yán)格認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)提高準(zhǔn)入門檻。愛柯迪銷售采用直銷模式，業(yè)務(wù)均衡覆蓋美洲 /歐洲/亞洲的汽車工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，客戶主要為全球汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的一級供應(yīng)商，包括法雷奧、博 世、麥格納、電產(chǎn)、耐世特等。由于汽車整車的高安全性要求，零部件準(zhǔn)入門檻較高，伯特利一 直積極參與客戶產(chǎn)品的先期研發(fā)工作，形成公司研發(fā)質(zhì)量與品牌信賴度不斷提升的良性循環(huán)。
引進(jìn)大噸位壓鑄機(jī)，向大型結(jié)構(gòu)件+一體化壓鑄業(yè)務(wù)擴(kuò)展。2021年8月，公司成立新能源汽車事 業(yè)部，從組織架構(gòu)層面來配套公司新產(chǎn)品拓展的需求。公司新建高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，根據(jù)該項(xiàng) 目環(huán)評信息顯示，公司擬購入45臺(tái)壓鑄機(jī)。其中，包括了4臺(tái)4400T、2臺(tái)6100T和2臺(tái)8400T壓 鑄機(jī)。車身結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品（后底板）重量達(dá)到40kg，較現(xiàn)有中小件產(chǎn)品規(guī)格有較大的提升。
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