汽车轻量化行业深度报告：LessisMore：加速的汽车轻量化.pdf

请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 Table Title Less is More： 加速的汽车轻量化 Table_Title2 汽车轻量化行业深度报告 Table Summary 主要观点 : 在节能减排政策 与电动化加速的驱动下，汽车轻量化正在加速。 本篇深度报告从电动化加速发展下的视角洞察产业，解析驱动因素、实现途径、应用领域等要素的变化与趋势，汽车 轻量化主要通过采用轻量化材料搭配特定的轻量化工艺来实现 ，其中铝合金和热成型高强度钢为主流，底盘轻量化为新蓝海，铝电池盒为全新增量。本报告全方位剖析汽车轻量化产业，试图为产业发展趋势画像，并提供未来的投资主线。 政策 +电动化驱动 汽车轻量化加速 汽车的轻量化是指在保持汽车的强度和安全性能不降低的前提下尽可能地降低汽车车身质量。 1）节能减排政策推动：传统汽车整车重量每降低 10%，油耗降低 6%-8%。 我国在 2020年 和 2025年 燃料消耗目标值 分别 为 5L/100km 和4L/100km， 2019实际值为 5.7L/100km，距离目标值仍 有 差距 ，政策要求下使得主机厂加速轻量化布局 。 2）电动化加速驱动：新能源汽车对轻量化需求更为迫切，纯电动汽车整车重量每降低 10kg，续航里程可增加 2.5km。 IEA 数据显示， 2019 年全球新能源汽车（ BEV和 PHEV,下同）渗透率为 2.6%，其中中国为 4.9%，预计 2025 年有望提升至16%/25%。对应销量表现， 2019年全 球新能源汽车销量 210.2万辆， 其中 中国新能源汽车销量为 106.0万辆，预计2025年有望提升至 1400/600万辆。特斯拉和蔚来汽车轻量化引领行业，在材料、工艺和结构轻量化上形成自身独有技术优势，比亚迪、北汽新能源、吉利汽车等传统车企亦纷纷加码轻量化布局。因此 ， 在节能减排压力和新能源汽车性能提升需求的双重推动下，汽车轻量化正在加速。国际铝业协会统计 2019年燃油与新能源汽车单车用铝分别为128/143KG，预计 2025年达 179/226KG。 材料轻量化大趋势 铝合金和热成型高强度钢为主流 目前实现轻量化可以通过三种途径： 1）轻量化材料，如使用结构更轻的高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料对传统普通钢结构进行代替； 2）轻量化设计，如通过开发全新的汽车架构实现轻量化 ， 甚至优化车身零部件数量、减少零部件尺寸等； 3）轻量化工艺，如热成型、激光拼焊板等工艺。实务中轻量化主要通过采用轻量化材料搭配特定的轻量化工艺来实现减重效果。目前最主流的轻量化材料为高强度钢和铝合金材料，预计 2020年高强度钢和铝合金 将占据汽车轻量化市场的 85%以上，其中铝合金占比近 65%,随着镁和碳纤维等渗透率提升 ,预计 2025 年高强度钢和铝合金占比将降至 75%， 其中铝合金占比为 60%。 底盘轻量化新蓝海 铝电池盒为全新增量 汽车轻量化主要有四个领域：车身轻量化、底盘轻量化、动力系统轻量化与内外饰件轻量化。从性价比来看，由于簧下质量 （ 悬挂以下的控制臂 、 卡钳 、 轮毂等 ） 减重性价比远高于簧上质量 （ 悬挂以上的车身结构件等 ）， 有着 “簧下 1公斤 ， 簧上 10公斤 ”的说法 。 2019年国内高强度钢及铝合金底盘市场规模分别为 139/138亿元 ， 随着材料成本逐渐降低，工艺制造技术升级，预计 2025年将分别提升至 349/398亿元。其中 2019年铝合金转向节、副车架、控制臂、制动钳渗透率分别为 28%/10%/19%/6%，预计 2025年渗透率有望达到 60%/25%/40%/20%，对应规模为78/196/104/21亿元。新能源汽车轻量化发展速度更快， 2019年国内新能源汽车底盘轻量化市场规模为 46亿元，随着新能源汽车销量增长叠加轻量化渗透率提升，预计 2025年有望提升至 320亿元， CAGR达 38%，其中铝电池盒、副车架市场规模分别为 180/75亿元， CAGR分别为 31%/55%。 投资建议 在节能减排政策与电动化加速的驱动下，汽车轻量化正在加速 ，其中底盘轻量化为新蓝海，铝制电池盒、副车架、控制臂、转向节等渗透率不断提升，同时热成型车身件也开始大规模应用，国产替代加速进行，我们建议重点关注底盘轻量化集大成者、铝电池盒供应商、热成型车身件先发者及精密铝件隐形冠军。 风险提示 汽车行业销量不及预期；政策落地不及预期；产品拓展不及预期；车企布局不及预期等 。 首席分析师：崔琰 联系人：郑青青 分析师：刘静远 联系人：吴迪 SAC NO： S1120519080006 联系电话： 15800865715 联系电话： 18515669038 联系电话： 13636442183 联系电话： 15301617819 证券研究报告 |行业 深度 研究报告 仅供机构投资者使用 Table_Date 2020 年 08 月 25 日 证券研究报告 |行业 深度 研究报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 2 19626187/21/20190228 16:59 正文 目录 1. 政策 +电动化驱动 汽车轻量化加速 . 5 1.1. 全球倡导节能减排 轻量化势在必行 . 5 1.2. 燃油减耗目标高 轻量化优势凸显 . 7 1.3. 续航里程成难点 轻量化助力前行 . 8 1.4. 造车新势力引领 传统车企跟进 . 10 1.5. 单车用量提升 汽车轻量化加速 . 15 2. 材料轻量化大趋势 铝合金和高强度钢为主流 . 16 2.1. 材料轻量化：高强度钢和铝合金性价比高 . 16 2.2. 结构轻量化 ：拓扑优化最具价值 . 23 2.3. 工艺轻量化：热成型应用最广 . 26 3. 底盘轻量化新蓝海 铝电池盒为全新增量 . 29 3.1. 底盘轻量化：汽车轻量化的新蓝海 . 29 3.2. 车身轻量化：热成型高强度钢为核心 . 40 3.3. 内外饰轻量化：改性塑料占比高 . 42 3.4. 动力系统轻量化：结构优化部件多 . 43 4. 总结及投资建议 . 46 5. 风险提示 . 49 图表 目录 表 1 轻量化政策梳理 . 5 表 2 全球（国家 /地区）燃油车禁售时间汇总 . 6 表 3 各国百公里油耗目标 . 7 表 4 其他车企新能源汽车轻量化部分应用 . 14 表 5 汽车轻量化材料用量目标 . 15 表 6 轻量化三种实现途径 . 16 表 7 主要轻量化材料特性 . 17 表 8 长城某车型发动机罩内、外板减重情况 . 18 表 9 铝合金轻量化材料主 要应用及相关企业 . 19 表 10 铝合金成型工艺对比 . 20 表 11 高强度钢类型及应用部件 . 21 表 12 镁合金在汽车各部件减重效果 . 22 表 13 铝合金材料连接新工艺 . 28 表 14 铝制底盘零部件与铝制车身成本 节约对比 . 29 表 15 底盘轻量化市场预测 . 31 表 16 铝合金成型工艺对比 . 32 表 17 主要铝合金转向节供应商及对应客户 . 33 表 18 主要铝合金副车架供应商及对应客户 . 35 表 19 主要铝合金控制臂供应商及对应客户 . 36 表 20 主要铝合金制动卡 钳供应商及对应客户 . 38 表 21 2019年国内主要新能源车型底盘材质 . 39 表 22 汽车车身铝板材料价格对比 . 41 表 23 热成型钢性能提升明显 . 41 表 24 内饰件材料及价格 . 43 表 25 汽车发动机部件结构优化 . 44 表 26上市公司轻量化布局 . 47 表 27盈利预测与估值 . 48 证券研究报告 |行业 深度 研究报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 3 19626187/21/20190228 16:59 图 1 全国机动车四项污染物排放情况（万吨） . 6 图 2 2018年全国机动车四项污染物车类占比（ %） . 6 图 3 乘用车车重均值、百公里油耗及预测（ Kg， L/100Km） . 7 图 4 汽车降重效果 . 8 图 5 汽车质量与百公里油耗的关系 . 8 图 6 新能源汽车类比智能手机的发展历程 . 9 图 7 Model S 与 Model 3电池大小比较 . 11 图 8 特斯拉电池连接技术 . 11 图 9 Model S 电池壳 . 11 图 10 特斯拉 Model 3车身材质图 . 11 图 11 蔚来铝制车身 . 12 图 12 蔚来 ES8先进连接技术 . 12 图 13 蔚来 ES6高密度电池盒 . 13 图 14 CFRP 电池外壳 . 13 图 15 大众 MEB底盘及电池包 . 13 图 16 吉利以塑代钢技术 . 13 图 17 比亚迪 e平台 . 14 图 18 比亚迪 e平台车型 e2 . 14 图 19 中国汽车分车型单车用铝量及预测（ Kg） . 15 图 20 2020 年预 计轻量化材料市场份额（ %） . 17 图 21 奥迪 A8三代铝合金应用分布 . 18 图 22 捷豹 XFL铝制车身 . 18 图 23 各高强度钢抗拉强度及延展率 . 20 图 24 北京现代 YC车型高强度钢应用情况 . 20 图 25 镁合金在车辆上典型应用 . 22 图 26 车用镁合金市场预测 . 22 图 27 碳纤维在汽车轻量化优势 . 23 图 28 碳纤维在车辆上应用 . 23 图 29 全球、中国汽车碳纤维需求量（千吨， %） . 23 图 30 2019年中国碳纤维应用分布（ %） . 23 图 31 SUV 车型车身乘用舱笼式结构优化 . 24 图 32 汽车变速器的拓扑优化效果 . 24 图 33 汽车零部件拓扑优化 . 24 图 34 汽车原车型与新车型尺寸优化对比 . 25 图 35 汽车驾驶室框架尺寸优 化 . 25 图 36 汽车零部件形状优化对比 . 25 图 37 汽车车身形状优化 . 25 图 38 汽车钣金件形貌优化 . 26 图 39 汽车后围板形貌优化效果 . 26 图 40 汽车激光拼焊部位 . 26 图 41 激光拼接应用典型零件 . 26 图 42 汽车钢管热冲压应用 . 27 图 43 车身热成型应用 . 27 图 44 一汽红旗 HS5车身材质图 . 27 图 45 两代奥迪 A8车身材质对比 .