【研報】汽車輕量化行業深度報告：Less is More加速的汽車輕量化-20200825（51頁）.pdf

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1、 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 Table Title Less is More：加速的汽車輕量化 汽車輕量化行業深度報告 Table Summary 主要觀點主要觀點: : 在節能減排政策與電動化加速的驅動下，汽車輕量化正在加速。本篇深度報告從電動化加速發展下的視角洞察產業， 解析驅動因素、實現途徑、應用領域等要素的變化與趨勢，汽車輕量化主要通過采用輕量化材料搭配特定的輕量化工 藝來實現，其中鋁合金和熱成型高強度鋼為主流，底盤輕量化為新藍海，鋁電池盒為全新增量。本報告全方位剖析汽 車輕量化產業，試圖為產業發展趨勢畫像，并提供未來的投資主線。 政策政策+ +電動化驅動電動化驅動 汽車輕

2、量化加速汽車輕量化加速 汽車的輕量化是指在保持汽車的強度和安全性能不降低的前提下盡可能地降低汽車車身質量。1）節能減排政策推動： 傳統汽車整車重量每降低 10%，油耗降低 6%-8%。我國在 2020 年和 2025 年燃料消耗目標值分別為 5L/100km 和 4L/100km，2019 實際值為 5.7L/100km，距離目標值仍有差距，政策要求下使得主機廠加速輕量化布局。2）電動化 加速驅動：新能源汽車對輕量化需求更為迫切，純電動汽車整車重量每降低 10kg，續航里程可增加 2.5km。IEA 數據 顯示，2019 年全球新能源汽車（BEV 和 PHEV,下同）滲透率為 2.6%，其中中

3、國為 4.9%，預計 2025 年有望提升至 16%/25%。對應銷量表現，2019 年全球新能源汽車銷量 210.2 萬輛，其中中國新能源汽車銷量為 106.0 萬輛，預計 2025 年有望提升至 1400/600 萬輛。特斯拉和蔚來汽車輕量化引領行業，在材料、工藝和結構輕量化上形成自身獨有 技術優勢，比亞迪、北汽新能源、吉利汽車等傳統車企亦紛紛加碼輕量化布局。因此，在節能減排壓力和新能源汽車 性能提升需求的雙重推動下，汽車輕量化正在加速。國際鋁業協會統計 2019 年燃油與新能源汽車單車用鋁分別為 128/143KG，預計 2025 年達 179/226KG。 材料輕量化大趨勢材料輕量化大

4、趨勢 鋁合金和熱成型高強度鋼為主流鋁合金和熱成型高強度鋼為主流 目前實現輕量化可以通過三種途徑：1）輕量化材料，如使用結構更輕的高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維復合材料 對傳統普通鋼結構進行代替；2）輕量化設計，如通過開發全新的汽車架構實現輕量化，甚至優化車身零部件數量、減 少零部件尺寸等；3）輕量化工藝，如熱成型、激光拼焊板等工藝。實務中輕量化主要通過采用輕量化材料搭配特定的 輕量化工藝來實現減重效果。目前最主流的輕量化材料為高強度鋼和鋁合金材料，預計 2020 年高強度鋼和鋁合金將 占據汽車輕量化市場的 85%以上，其中鋁合金占比近 65%,隨著鎂和碳纖維等滲透率提升,預計 2025 年高

5、強度鋼和鋁 合金占比將降至 75%，其中鋁合金占比為 60%。 底盤輕量化新藍海底盤輕量化新藍海 鋁電池盒為全新增量鋁電池盒為全新增量 汽車輕量化主要有四個領域：車身輕量化、底盤輕量化、動力系統輕量化與內外飾件輕量化。從性價比來看，由于簧 下質量（懸掛以下的控制臂、卡鉗、輪轂等）減重性價比遠高于簧上質量（懸掛以上的車身結構件等） ，有著“簧下 1 公斤，簧上 10 公斤”的說法。2019 年國內高強度鋼及鋁合金底盤市場規模分別為 139/138 億元，隨著材料成本逐漸降 低，工藝制造技術升級，預計 2025 年將分別提升至 349/398 億元。其中 2019 年鋁合金轉向節、副車架、控制臂、

6、制 動鉗滲透率分別為 28%/10%/19%/6%，預計 2025 年滲透率有望達到 60%/25%/40%/20%，對應規模為 78/196/104/21 億元。新能源汽車輕量化發展速度更快，2019 年國內新能源汽車底盤輕量化市場規模為 46 億元，隨 著新能源汽車銷量增長疊加輕量化滲透率提升，預計 2025 年有望提升至 320 億元，CAGR 達 38%，其中鋁電池盒、 副車架市場規模分別為 180/75 億元，CAGR 分別為 31%/55%。 投資建議投資建議 在節能減排政策與電動化加速的驅動下，汽車輕量化正在加速，其中底盤輕量化為新藍海，鋁制電池盒、副車架、控 制臂、轉向節等滲透

7、率不斷提升，同時熱成型車身件也開始大規模應用，國產替代加速進行，我們建議重點關注底盤 輕量化集大成者、鋁電池盒供應商、熱成型車身件先發者及精密鋁件隱形冠軍。 風險提示風險提示 汽車行業銷量不及預期；政策落地不及預期；產品拓展不及預期；車企布局不及預期等。 首席分析師：崔琰首席分析師：崔琰 聯系人：鄭青青聯系人：鄭青青 分析師：劉靜遠分析師：劉靜遠 聯系人：吳迪聯系人：吳迪 SAC NO：S1120519080006 聯系電話：15800865715 聯系電話：18515669038 聯系電話：13636442183 聯系電話：15301617819 證券研究報告|行業深度研究報告 僅供機構投資

8、者使用 Table_Date 2020 年 08 月 25 日 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 2 正文目錄 1. 政策+電動化驅動 汽車輕量化加速 . 5 1.1. 全球倡導節能減排 輕量化勢在必行 . 5 1.2. 燃油減耗目標高 輕量化優勢凸顯 . 7 1.3. 續航里程成難點 輕量化助力前行 . 8 1.4. 造車新勢力引領 傳統車企跟進 . 10 1.5. 單車用量提升 汽車輕量化加速 . 15 2. 材料輕量化大趨勢 鋁合金和高強度鋼為主流 . 16 2.1. 材料輕量化：高強度鋼和鋁合金性價比高. 16 2.2. 結構輕量化：拓撲優化最具價值

9、 . 23 2.3. 工藝輕量化：熱成型應用最廣 . 26 3. 底盤輕量化新藍海 鋁電池盒為全新增量 . 29 3.1. 底盤輕量化：汽車輕量化的新藍海 . 29 3.2. 車身輕量化：熱成型高強度鋼為核心 . 40 3.3. 內外飾輕量化：改性塑料占比高 . 42 3.4. 動力系統輕量化：結構優化部件多 . 43 4. 總結及投資建議 . 46 5. 風險提示 . 49 圖表目錄 表 1 輕量化政策梳理 . 5 表 2 全球（國家/地區）燃油車禁售時間匯總 . 6 表 3 各國百公里油耗目標 . 7 表 4 其他車企新能源汽車輕量化部分應用 . 14 表 5 汽車輕量化材料用量目標 .

10、15 表 6 輕量化三種實現途徑 . 16 表 7 主要輕量化材料特性 . 17 表 8 長城某車型發動機罩內、外板減重情況 . 18 表 9 鋁合金輕量化材料主要應用及相關企業 . 19 表 10 鋁合金成型工藝對比 . 20 表 11 高強度鋼類型及應用部件 . 21 表 12 鎂合金在汽車各部件減重效果 . 22 表 13 鋁合金材料連接新工藝 . 28 表 14 鋁制底盤零部件與鋁制車身成本節約對比 . 29 表 15 底盤輕量化市場預測 . 31 表 16 鋁合金成型工藝對比 . 32 表 17 主要鋁合金轉向節供應商及對應客戶 . 33 表 18 主要鋁合金副車架供應商及對應客戶

11、. 35 表 19 主要鋁合金控制臂供應商及對應客戶 . 36 表 20 主要鋁合金制動卡鉗供應商及對應客戶 . 38 表 21 2019 年國內主要新能源車型底盤材質 . 39 表 22 汽車車身鋁板材料價格對比 . 41 表 23 熱成型鋼性能提升明顯 . 41 表 24 內飾件材料及價格 . 43 表 25 汽車發動機部件結構優化 . 44 表 26 上市公司輕量化布局 . 47 表 27 盈利預測與估值 . 48 qRpMrMsPnPqRnRsPxPyRsR6MdNaQmOqQmOrRfQpPwOiNsQqO6MnNxPMYsPtONZrQqM 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱

12、讀在本報告尾部的重要法律聲明 3 圖 1 全國機動車四項污染物排放情況（萬噸） . 6 圖 2 2018 年全國機動車四項污染物車類占比（%） . 6 圖 3 乘用車車重均值、百公里油耗及預測（Kg，L/100Km） . 7 圖 4 汽車降重效果 . 8 圖 5 汽車質量與百公里油耗的關系 . 8 圖 6 新能源汽車類比智能手機的發展歷程 . 9 圖 7 Model S 與 Model 3 電池大小比較 . 11 圖 8 特斯拉電池連接技術 . 11 圖 9 Model S 電池殼 . 11 圖 10 特斯拉 Model 3 車身材質圖 . 11 圖 11 蔚來鋁制車身 . 12 圖 12 蔚

13、來 ES8 先進連接技術 . 12 圖 13 蔚來 ES6 高密度電池盒 . 13 圖 14 CFRP 電池外殼 . 13 圖 15 大眾 MEB 底盤及電池包 . 13 圖 16 吉利以塑代鋼技術 . 13 圖 17 比亞迪 e 平臺 . 14 圖 18 比亞迪 e 平臺車型 e2 . 14 圖 19 中國汽車分車型單車用鋁量及預測（Kg） . 15 圖 20 2020 年預計輕量化材料市場份額（%） . 17 圖 21 奧迪 A8 三代鋁合金應用分布 . 18 圖 22 捷豹 XFL 鋁制車身 . 18 圖 23 各高強度鋼抗拉強度及延展率 . 20 圖 24 北京現代 YC 車型高強度鋼

14、應用情況 . 20 圖 25 鎂合金在車輛上典型應用 . 22 圖 26 車用鎂合金市場預測 . 22 圖 27 碳纖維在汽車輕量化優勢 . 23 圖 28 碳纖維在車輛上應用 . 23 圖 29 全球、中國汽車碳纖維需求量（千噸，%） . 23 圖 30 2019 年中國碳纖維應用分布（%） . 23 圖 31 SUV 車型車身乘用艙籠式結構優化 . 24 圖 32 汽車變速器的拓撲優化效果 . 24 圖 33 汽車零部件拓撲優化 . 24 圖 34 汽車原車型與新車型尺寸優化對比 . 25 圖 35 汽車駕駛室框架尺寸優化 . 25 圖 36 汽車零部件形狀優化對比 . 25 圖 37 汽車車身形狀優化 . 25 圖 38 汽車鈑金件形貌優化 . 26 圖 39 汽車后圍板形貌優化效果 . 26 圖 40 汽車激光拼焊部位 . 26 圖 41 激光拼接應用典型零件 . 26 圖 42 汽車鋼管熱沖壓應用 . 27 圖 43 車身熱成型應用 . 27 圖 44 一汽紅旗 HS5 車身材質圖 . 27 圖 45 兩代奧迪 A8 車身材質對比 .