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汽車輕量化行業(yè)研究:趨勢明確,結(jié)構(gòu)件一體壓鑄推動制造革命

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一、汽車輕量化是節(jié)能減排的重要技術(shù)路徑,底盤與車身結(jié)構(gòu)件一體壓鑄空間廣闊


1.1 《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》強化輕量化重要性


“碳達峰”、“碳中和”指引下,我國力爭于2030年前控制二氧化碳的排放達到峰值,2060年前實現(xiàn)碳中和,汽車產(chǎn)業(yè)是推動節(jié)能減排的重要領(lǐng)域。中國汽車工程學會主導修訂的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》圍繞著產(chǎn)業(yè)總體+9大技術(shù)發(fā)展方向制定了“1+9”技術(shù)路線圖,主要圍繞著節(jié)能汽車、純電動與插電混動、氫燃料電池、智能網(wǎng)聯(lián)、動力電池、輕量化、智能制造等多個分支。根據(jù)技術(shù)路線圖,輕量化領(lǐng)域以完善高強度鋼應用體系為重點,中期以形成輕質(zhì)合金應用體系為方向,遠期以形成多材料混合應用體系為目標。對于輕量化系數(shù)總體目標,要求2025年/2030年/2035年燃油乘用車輕量化系數(shù)分別降低10%/18%/25%,純電動乘用車輕量化系數(shù)分別降低15%/25%/35%。


燃油車方面,輕量化系數(shù)降低將有利于整車油耗的降低。汽車整備質(zhì)量每減少100kg,每百公里油耗可降低0.3—0.6L(二氧化碳排放可減少約6-14克/公里),以5L/100km為標準,可以降低油耗6%-12%,因此對于傳統(tǒng)能源乘用車,輕量化技術(shù)將有效減少油耗,有利于油耗標準的達標。



新能源汽車方面,提升續(xù)航里程,減少電池成本是輕量化的重要貢獻。由于三電系統(tǒng)等增量零部件的原因(三電系統(tǒng)增重約200-300kg),同級別的新能源汽車整備質(zhì)量要高于燃油車,當前純電動車受到續(xù)航里程短、充電時間長的瓶頸問題困擾,對于輕量化系數(shù)優(yōu)化的需求更加強烈。汽車整備質(zhì)量每減少10%,續(xù)航里程將提升5-6%,以整備質(zhì)量1500kg、續(xù)航500km的新能源汽車為計算基準,汽車整備質(zhì)量每減少150kg,續(xù)航里程提升25km。除此之外,輕量化趨勢下,整車的制動性能、加速性能以及最大時速等動態(tài)參數(shù)也會得到較好的表現(xiàn)。


1.2 汽車輕量化是綜合安全性、力學性能和經(jīng)濟性的系統(tǒng)工程


輕量化目標零部件分為簧上零部件質(zhì)量+簧下零部件質(zhì)量,其中車身結(jié)構(gòu)件、座椅、乘員等質(zhì)量均屬于簧上質(zhì)量,底盤結(jié)構(gòu)件、車輪等屬于簧下質(zhì)量。評判整車的輕量化系數(shù)主要由白車身骨架質(zhì)量、車身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度以及由軸距和輪距決定的白車身投影面積決定。提升輕量化系數(shù)的實質(zhì)是在不影響靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度(決定了汽車安全、NVH表現(xiàn)、剛度等性能指標)甚至提升靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度的前提下減少單位面積的白車身骨架質(zhì)量(其中白車身骨架質(zhì)量不包含前風擋、四門兩蓋覆蓋件、副車架等,僅包括白車身框架結(jié)構(gòu))。因此,汽車輕量化不是簡單地減少重量,而是綜合汽車耐撞性、剛度強度性能、安全性、經(jīng)濟性的系統(tǒng)工程。



優(yōu)化輕量化系數(shù)的主要措施包括:


(1)采用輕質(zhì)的混合材料。當前的探索方向主要包括先進的高強度鋼、鋁合金、碳纖維復合材料,替代主流低碳鋼,可以分別減重25%/40%/60%。近期目標完善高強度合金鋼體系,遠期形成多材料混合應用體系。碳纖維復合材料有高性能和低密度的輕量化特點,但是還處于技術(shù)探索階段,技術(shù)和成本沒有達到平衡,因此近五年或成為鋁合金的快速滲透階段。根據(jù)DuckerFrontier預測,北美單車鋁凈重量2030年可能達到570磅(259kg),以F-150為例,占整備質(zhì)量的10%左右,鋁凈重量主要包含鋁板、鑄造、擠壓等工藝,其中鑄造占比達到鋁凈重量的56%。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院預測,2025年國內(nèi)新能源單車鋁用量也將達到300kg。


(2)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過局部加強設(shè)計、提升環(huán)狀路徑接頭結(jié)構(gòu)的封閉性,可以有效提升閉合型腔的斷面力學性能,改善車輛剛度表現(xiàn),從而有利于輕量化系數(shù)的優(yōu)化。如一體壓鑄技術(shù)可以減少焊接部位,提升整體結(jié)構(gòu)強度,改善輕量化系數(shù)。


(3)優(yōu)化車身整體布局形式。如采用承載式車身取消車架、減薄車身板料厚度、在適合的區(qū)域增加減重孔等措施均有助于車重的大幅度降低。



1.3 底盤與車身結(jié)構(gòu)件將率先實現(xiàn)一體化壓鑄


特斯拉Model Y率先于2021年3月推出一體壓鑄后底板,70多個零部件減少至2個,相較于傳統(tǒng)沖壓焊接工藝在成本經(jīng)濟性、工藝流程和生產(chǎn)節(jié)拍、材料利用率等方面具備較強優(yōu)勢,形成了示范效應,并計劃拓展到前底板、前圍模塊甚至中底板。國內(nèi)蔚來、小鵬、理想陸續(xù)跟進,沃爾沃、奔馳相關(guān)外資也陸續(xù)推進一體壓鑄廠房改造和底盤一體化結(jié)構(gòu)件的推出。一體化壓鑄適用的零部件主要有車身結(jié)構(gòu)件和底盤結(jié)構(gòu)件,車身結(jié)構(gòu)件+底盤結(jié)構(gòu)件的輕量化,將實現(xiàn)簧上+簧下重量的同步減重。


車身結(jié)構(gòu)件:車身結(jié)構(gòu)件質(zhì)量占汽車整備質(zhì)量的20-30%,是一體壓鑄輕量化的重點區(qū)域。車身結(jié)構(gòu)件、車身加強件、車身覆蓋件共同構(gòu)成汽車框架,其中車身結(jié)構(gòu)件包括前后總成、A/B/C柱、左右減震器懸掛部分、左右縱梁、橫梁、上邊梁等零部件,起到支撐承載的作用,是支撐車體的“骨骼框架”。主流的車身結(jié)構(gòu)件由普通鋼、高強度合金鋼、鋁合金、鎂合金、合成材料等不同材料組成,鋼的占比較多,鋁用量受到限制主要因為鋁的焊接性能較差。零件之間連接方式包括焊接、螺接、膠接、鉚接等拼接方式,焊接方式居多,但是鋁制零件由于易氧化產(chǎn)生氧化鋁、膨脹系數(shù)大易產(chǎn)生焊接變形,因此鋁制零件不易焊接,而采用一體壓鑄鋁件可以減少過多的焊接點,從而避開焊接點過多可能產(chǎn)生的問題。



由于車身結(jié)構(gòu)件起到了支撐和抗沖擊的作用,是整車碰撞安全的重要保障,因此在進行車身結(jié)構(gòu)件輕量化的同時,還需要“因地制宜”,即不同區(qū)域的零部件要求不同,采用的材料也應該有所不同,未來車身結(jié)構(gòu)件的趨勢是混合材料車身,在力學性能、輕量化和成本方面達成平衡。尤其是車身結(jié)構(gòu)件減重的同時務必保障C-NCAP、C-IASI涉及的碰撞試驗要求,因此我們認為,鋁壓鑄零部件暫時不會滲透到前保橫梁、A/B柱加強板、中央通道等采用熱成型工藝加工而成的超高強度合金鋼,該部分安全結(jié)構(gòu)件的拉伸屈服強度需要高達1000-1250Mpa。


底盤結(jié)構(gòu)件:底盤結(jié)構(gòu)件占汽車整備質(zhì)量的27%,承載了70%的車體重量,是簧下質(zhì)量(懸掛系統(tǒng)中的彈性元件支撐的零部件,包括副車架、車輪、彈簧、減震器等)的重要組成部分。汽車簧下質(zhì)量越小,則地面給予汽車的運動慣性反饋更小,讓汽車懸掛擁有更好的動態(tài)相應和操縱性能,因此簧下質(zhì)量一直是汽車輕量化的重要區(qū)域。底盤結(jié)構(gòu)件中前后副車架、控制臂、輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向器殼體等零部件是以鋁合金為主,其中采用鋁壓鑄工藝的主要有副車架、轉(zhuǎn)向器殼體等零部件。(報告來源:未來智庫)



二、新勢力如火如荼,自主合資陸續(xù)跟進一體壓鑄布局


2.1 特斯拉開創(chuàng)“化零為整”先河,造車新勢力形成示范效應


2020年9月,特斯拉即計劃在Model Y上采用一體壓鑄后底板,2021年3月,Model Y后底板的量產(chǎn)替代了傳統(tǒng)沖壓焊接的工藝,使用6000T大型壓鑄單元進行壓鑄成型,原先的70多個零部件拼焊組成的后底板精簡至2塊零部件,車輛后部基本重量減輕了30%,制造成本降低了40%。采用一體壓鑄的后底板和傳統(tǒng)沖壓焊接后底板相比具備以下優(yōu)勢:


(1)成本經(jīng)濟性提升:以B級車為例,假設(shè)鋼制白車身的質(zhì)量在300-400kg左右,鋁材料代替鋼材料可以減輕重量30-40%,即180-280kg左右(測算依據(jù)及假設(shè):鋼密度7.85g/cm3,鋁密度2.7g/cm3,假設(shè)1.5體積的鋁與1體積的鋼力學性能相似,因此同等性能下鋁的用量雖然更多,但是重量更低,以實現(xiàn)輕量化)。我們假設(shè)85%的良品率可以實現(xiàn)相對更高的毛利率,假設(shè)定價和成本分別為50元/kg、35元/kg,因此預估全鋁壓鑄車身成本價格在6300-9800元之間。同級別的鋼制車身基于300-400kg的重量以及18元/kg的成本價格,鋼制車身沖壓焊接成本在5400-7200元之間,因此全鋁壓鑄車身可以做到和鋼制車身平價的水平,可以兼顧輕量化和成本因素。除了直接材料成本,單位零件的制造費用也將得到較大的改善,由于壓力機、焊接設(shè)備的減少,單位鑄造零件去替代沖壓焊接組合零件將實現(xiàn)30-50%左右制造費用的改進。


(2)生產(chǎn)節(jié)拍優(yōu)化和工藝流程簡化:車身和底盤結(jié)構(gòu)件的制造流程和工時將通過一體成型得到較好的優(yōu)化,Model Y后底板工藝的切換將從1-2小時的工時減少到3-5分鐘。壓鑄機設(shè)置單獨工位,只需要設(shè)置中轉(zhuǎn)倉庫就可以滿足單臺設(shè)備全天24h無休,假設(shè)120s的節(jié)拍,全年的產(chǎn)能將達到10萬件以上(考慮到良品率和模具換修)。另外一體成型由于產(chǎn)品氣密性較好,因此免去了白車身涂膠的過程,人工成本和制造費用得到有效精簡。



(3)產(chǎn)品復雜度降低:采用一體壓鑄的Model Y后底板,焊點由700-800個減少到了50個。通過減少散件數(shù)量,使得產(chǎn)品總成的復雜度得到大幅簡化,優(yōu)化散件供應鏈環(huán)節(jié),優(yōu)化物流運輸環(huán)節(jié),縮短了材料到總成,總成到產(chǎn)品的半徑。


(4)材料利用率提高:壓鑄熔煉材料可以反復利用,回收鋁產(chǎn)業(yè)較為成熟,鋁壓鑄的材料利用率達90%,遠高于沖壓焊接的60%-70%。


特斯拉計劃在電動皮卡Cybertruck的生產(chǎn)過程中采用鎖模力達到8000T的Giga Press壓鑄設(shè)備生產(chǎn)相關(guān)結(jié)構(gòu)件,設(shè)備從IDRA采購,目標產(chǎn)品也是后車身底板。特斯拉的Cybertruck將在Giga Texas工廠生產(chǎn),Cybertruck和傳統(tǒng)的非承載式皮卡略有不同,其車身是外骨骼架構(gòu)(Exoskeleton),是由30X系列冷軋不銹鋼制成一體式外殼,但大型車身底部零件仍需要壓鑄成一體式,以加速生產(chǎn)節(jié)拍和簡化生產(chǎn)復雜度。對于長期規(guī)劃,特斯拉計劃將整個下車體總成進行一體壓鑄,包括后底板總成、前艙總成、前底板總成、中底板總成、后圍總成等,一體壓鑄后較原先布局減少約370個部件,重量降低10%,續(xù)航里程提升14%,并大幅度提升生產(chǎn)制造效率。我們認為整個下車體總成由于投影面積很大,中短期內(nèi)設(shè)備鎖模力、模具設(shè)計能力還不能滿足生產(chǎn)條件,因此不會很快被一體壓鑄替代,實現(xiàn)的過程可能從前底板、后底板、中底板各個總成件分部逐步擴展。


特斯拉一體壓鑄在輕量化、成本、生產(chǎn)效率的優(yōu)勢,也吸引著眾多國內(nèi)外車企的跟進。造車新勢力與特斯拉有很多相似的地方,沒有很重的平臺架構(gòu)規(guī)模包袱,產(chǎn)線優(yōu)化的空間較大,亟待快速轉(zhuǎn)型。因此國內(nèi)包括蔚來、小鵬、理想、華人運通等新勢力車企陸續(xù)跟進;國外奔馳、沃爾沃也相繼布局一體壓鑄,市場空間有望進一步打開。



2.2 傳統(tǒng)品牌陸續(xù)跟進一體壓鑄


沃爾沃:沃爾沃于22年2月8日宣布將投資100億克朗(約70億元人民幣)對Torslanda工廠進行改造升級,其中較為關(guān)鍵的一項改造是引入大型鋁制底盤結(jié)構(gòu)件的一體化壓鑄工藝,通過8000T一體壓鑄設(shè)備壓鑄后底板。傳統(tǒng)的底盤制造過程需要幾十個零部件的拼焊,涉及到不同供應商的詢價定點、開模設(shè)計、模具生產(chǎn)、產(chǎn)品沖壓焊接、物流運輸,每一次技術(shù)更改或者年度改款需要對幾十個零部件進行修模等投入,而一體壓鑄可以針對不同的三電系統(tǒng)適配一次模具的調(diào)整,雖然前期廠房改造投入較大,但是有助于降低制造復雜度,提升靈活性。


奧迪:奧迪是首先推出全鋁車身架構(gòu)的車企,奧迪A8鋁合金框架ASF(Aluminum Space Frame)主要由約22%的擠壓成型鋁合金件、35%的液壓成型鋁板材、35%的高真空壓鑄件、8%的強化鋼合金件,通過激光焊接和沖鉆鉚接拼接而成,白車身重量僅為241kg,相較于鋼質(zhì)車身減重40%,并在鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提升了25%的抗扭強度。



奔馳:奔馳C級第五代車型W205白車身重量約362kg,白車身骨架質(zhì)量293kg,輕量化系數(shù)僅為2.26,車型尺寸相較于W204上一代產(chǎn)品有所增加,但是減重71.4kg,其輕量化主要是因為鋁合金材料和壓鑄工藝的應用。以減震器支座為例,W205采用了鑄造鋁合金,實現(xiàn)輕量化的同時,整車扭轉(zhuǎn)剛度同步提升。由于整體白車身采用了25%的鋁合金材料,所以其零件連接有別于鋼制車身,多采用膠接和鉚接,優(yōu)勢是提升了整車的強度、NVH等性能水平,但是缺點是拼接點過多。因此一體壓鑄能夠既滿足車身輕量化的需求,又能規(guī)避鋁-鋁的拼接問題。2021年6月,戴姆勒集團注冊BIONICAST商標,適用于設(shè)計車輛結(jié)構(gòu)鑄件,目標在后底板、減震器圓拱、擋風玻璃雨刷器支架等零部件上實現(xiàn)替代,減輕15%到20%的部件重量。


2.3 一體壓鑄市場空間廣闊,利好壓鑄機、材料、產(chǎn)品供應商產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)


汽車輕量化趨勢下,一體壓鑄市場空間廣闊,整個產(chǎn)業(yè)鏈主要由壓鑄機設(shè)備、鋁合金材料、壓鑄產(chǎn)品供應商、模具等環(huán)節(jié)組成,市場空間廣闊。本報告只分析產(chǎn)品端對應的市場空間,目前市場批量一體壓鑄零部件僅有特斯拉Model Y一款車型,根據(jù)2021年Model Y總銷量20萬輛計算,我們假定單車一體壓鑄零件的價值量為2000元,國內(nèi)一體壓鑄市場總規(guī)模為4億元。隨著新勢力的引領(lǐng)和自主/合資品牌的跟進,市場將同步發(fā)生兩種邊際變化:


1)量的提升。一體壓鑄有望從新勢力拓展到自主品牌,繼而拓展到合資品牌;從電動車拓展到燃油車;從單款車型項目拓展到同平臺車型,發(fā)揮出同平臺一體壓鑄產(chǎn)品的優(yōu)勢,有效攤銷壓鑄零件的制造成本。我們預計2025年一體壓鑄的滲透率將超過10%,2030年滲透率超過30%。


2)價的提升。隨著一體壓鑄工藝的成熟,一體壓鑄產(chǎn)品將從后底板產(chǎn)品拓展到前艙、中底板、電池托盤等相關(guān)零部件,單車價值量從2000元快速提升至大幾千元甚至一萬元,我們預計2025年單個車型項目一體壓鑄零部件將包括后底板、前底板、中底板、電池托盤等零部件,單車價值量6000-8000元。


根據(jù)國內(nèi)乘用車產(chǎn)量、單車用鋁量、壓鑄合金占汽車用鋁量比例計算出國內(nèi)汽車壓鑄總產(chǎn)量,根據(jù)鋁合金行業(yè)平均單價和一體壓鑄滲透率,計算出一體壓鑄的市場規(guī)模。我們預計2025年一體壓鑄市場規(guī)模或達到135億元,2030年一體壓鑄市場規(guī)模有望突破千億,2021-2030年CAGR達到83%:



(1)乘用車產(chǎn)量:根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2021年乘用車產(chǎn)量2140萬輛,預計2022年產(chǎn)量2300萬輛,2023-2030年乘用車產(chǎn)量增速參照國內(nèi)GDP增速中樞定義為5%。


(2)單車用鋁量:單車用鋁量參考華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2020-2025年中國鋁壓鑄行業(yè)市場前景預測及投資戰(zhàn)略研究報告》,根據(jù)燃油車和電動車的比例計算平均單車用鋁量。


(3)國內(nèi)壓鑄總產(chǎn)量:參考中國鑄造業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)。


(4)壓鑄合金占汽車用鋁比例:參考壓鑄雜志,車用鋁合金有壓鑄、擠壓和壓延三種工藝。其中,壓鑄件占比最高,達到80%左右,擠壓件和壓延件占比約10%。


(5)鋁合金鑄件平均售價:汽車鋁合金鑄件受到鋁價影響較大,一般季度性進行調(diào)節(jié)補差,我們假設(shè)平均售價為4.5萬元/噸的中樞價格。


(6)一體壓鑄滲透率:2021年僅有特斯拉Model Y一款車型,我們預計2022年-2030年行業(yè)滲透將從特斯拉出發(fā),拓展至新勢力和自主/合資品牌。我們預計2025年滲透率超過10%,2030年超過30%。


三、設(shè)備+模具+材料+工藝,鑄就高技術(shù)壁壘,行業(yè)“領(lǐng)頭羊”布局全面


3.1 技術(shù)壁壘:設(shè)備+模具+材料+工藝


3.1.1、大型壓鑄設(shè)備單元是一體壓鑄的前提


高壓鑄造實質(zhì)就是在高壓(幾千至幾萬kPa)、高溫、高流速(充填速度10-50m/s,甚至高達100m/s)的作用下,將熔煉后的液態(tài)金屬或者半固態(tài)金屬壓射到模具型腔,通過冷卻凝固成型。傳統(tǒng)的汽車壓鑄件一般需要1000-4000T的區(qū)間,鎖模力在10000-40000N范圍內(nèi),越大的鎖模力能夠?qū)①N合的模具鎖死,從而保證模具型腔高壓下的合模穩(wěn)定性。一體壓鑄車身/底盤結(jié)構(gòu)件由于投影面積較大,有更多的中空、異形結(jié)構(gòu),因此需要更大噸位的壓鑄單元,以后底板、前艙、電池托盤等大型總成件為例,壓鑄單元需要達到6000T以上。除了更大的鎖模力,一體壓鑄對于壓射量、溫度控制等方面提出了更嚴格的要求。


高壓壓鑄因為其高溫、高壓、高流速的問題具備以下技術(shù)難點和問題,技術(shù)壁壘較高:


(1)孔隙率缺陷:壓鑄零部件總成多為復雜的中空異形結(jié)構(gòu),同一個零件的壁厚變化較多,因此熔融狀態(tài)快速流動的金屬液在沖型過程中可能無法很好地填充,容易在邊角結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生表面質(zhì)量缺陷。



(2)氣泡問題:由于壓室、型腔、澆注等與大氣連通,壓鑄過程中卷入氣體、金屬液析出氣體、脫模劑分解產(chǎn)生的氣體等均會導致氣泡問題,從而影響產(chǎn)品的良品率。因此壓鑄設(shè)備的排氣設(shè)計、模具的排氣結(jié)構(gòu)、型腔的真空度、生產(chǎn)過程中的工藝控制成為了高壓壓鑄的重要環(huán)節(jié)。


(3)熱處理和冷卻問題:壓鑄件通過壓鑄成型之后,需要通過熱處理工藝,使得零件得到更好的力學性能,更穩(wěn)定的組織和尺寸,更耐腐蝕的材料性能。零部件熱脹冷縮,因此可能產(chǎn)生材料變形以及表面質(zhì)量缺陷,汽車結(jié)構(gòu)件動態(tài)下處于交變應力和振動的工況下,因此一旦產(chǎn)生表面質(zhì)量缺陷,會出現(xiàn)線性發(fā)展,對于車身安全是致命問題。


(4)模具損耗問題:高壓壓鑄高速的金屬液壓射,對于模具的破壞性較強。


3.1.2、免熱處理材料是一體壓鑄的最佳選擇


我們假設(shè)1.5體積的鋁與1體積的鋼力學性能相似,使用鋁制零件可以在不犧牲安全性能的情況下將車輛重量減輕多達50%。鋁的延展性,耐用性和輕便性也使其成為電子消費品、飛機、汽車的流行材料。低壓壓鑄的零部件需要根據(jù)力學性能要求進行必要的熱處理,但是大型一體壓鑄結(jié)構(gòu)件無法對單獨的部位進行熱處理,熱處理產(chǎn)生的表面質(zhì)量缺陷對于車身結(jié)構(gòu)件來說也是致命的影響,在振動和交變應力的工況下,容易產(chǎn)生線性發(fā)展。因此,免熱處理材料成為各家壓鑄公司的最佳選擇。


3.1.3、制造工藝是決定一體壓鑄良品率的核心因素


輕量化設(shè)計與制造工藝是密切相關(guān)的,鑄造工藝可以方便地實現(xiàn)中空異形結(jié)構(gòu),同時輔以合金增強力學性能,因此從設(shè)備溫度曲線控制到模具選擇,從模具設(shè)計到模具制造,從熔煉壓鑄到精密機加工,每個環(huán)節(jié)對于壓鑄供應商來說都需要長期的技術(shù)經(jīng)驗積累。技術(shù)經(jīng)驗的積累最終反饋到的就是批量階段良品率的提升。目前傳統(tǒng)4400T以下的壓鑄零部件,良品率中樞為95%以上,而一體壓鑄零部件由于批量產(chǎn)量比較少,目前還沒有比較成熟的良品率數(shù)據(jù),因此,行業(yè)壓鑄龍頭有望率先開始進入小批量生產(chǎn),率先跑通良品率。



3.2 行業(yè)格局:行業(yè)龍頭布局全面,具有先發(fā)優(yōu)勢


我們認為大多數(shù)主機廠不會采用特斯拉的自供方案,而傾向于選擇第三方供應的方案,因此第三方供應商龍頭將迎來新契機。如果主機廠自行壓鑄結(jié)構(gòu)件,則只能配套自己的車型產(chǎn)品,無法兼顧產(chǎn)量和運營成本,在應對供應鏈變化帶來的生產(chǎn)計劃調(diào)整時也會捉襟見肘,而壓鑄設(shè)備、廠房搭建均為重資產(chǎn)投入,一旦產(chǎn)能無法兼顧,則單臺產(chǎn)值將不達預期。而第三方供應商可以實現(xiàn)模具的更換適用于不同車型產(chǎn)品的生產(chǎn),從而使得設(shè)備利用率提升,降低邊際生產(chǎn)成本。以一套6800T設(shè)備為例,我們假設(shè)年產(chǎn)量約10萬件,且需要保證全天運營以及批量階段80-85%的良品率,才能實現(xiàn)25-30%的毛利率,從而兼顧運營成本和年產(chǎn)值。


國內(nèi)傳統(tǒng)鋁壓鑄龍頭企業(yè)的營收中樞為30億元左右,良品率基本均在90%以上,差異性較小,集中度較低。國內(nèi)壓鑄企業(yè)約6000家,但是絕大部分企業(yè)規(guī)模比較小,頭部壓鑄公司主要為廣東鴻圖、愛柯迪、文燦股份、派生科技、旭升股份等。隨著壓鑄設(shè)備噸位提升、大型模具精度真空度技術(shù)的成熟以及免熱處理合金材料的專利落地,大型精密壓鑄逐步構(gòu)建了技術(shù)、資金、客戶資源的多重護城河,高壓壓鑄尤其在設(shè)備+模具+材料+工藝形成了較高的技術(shù)壁壘。行業(yè)龍頭如文燦股份、廣東鴻圖、愛柯迪全面布局相關(guān)領(lǐng)域搶占先機,有望拓展一體壓鑄下游客戶,開始小批量提升良率的過程并實現(xiàn)批量生產(chǎn),一旦形成規(guī)模效應,行業(yè)集中度將得以提升。鋁壓鑄營收體量方面廣東鴻圖具備優(yōu)勢;毛利率、凈利率等方面愛柯迪具備優(yōu)勢;量產(chǎn)進度與客戶拓展方面文燦股份具備優(yōu)勢,首先綁定量產(chǎn)客戶。(報告來源:未來智庫)



3.2.1、廣東鴻圖:國內(nèi)鋁壓鑄龍頭,在手一體壓鑄試制訂單充沛


公司是鋁合金壓鑄件龍頭企業(yè),22年多個業(yè)務板塊得到邊際改善。公司主要有四大業(yè)務板塊(精密鋁合金壓鑄件業(yè)務、汽車內(nèi)外飾件業(yè)務、專用車業(yè)務、投資業(yè)務),其中對于專用車業(yè)務,公司公告掛牌轉(zhuǎn)讓廣東寶龍汽車有限公司,此次股權(quán)轉(zhuǎn)讓預計可增加約7000萬元公司合并口徑的歸母凈利潤。


公司在設(shè)備、材料、模具、工藝等環(huán)節(jié)具備優(yōu)勢,目前已為多家下游客戶開發(fā)試制一體壓鑄結(jié)構(gòu)件,有望迅速達成一體壓鑄量產(chǎn)能力。2022年1月17日,公司首個一體化鋁合金壓鑄結(jié)構(gòu)件試制成功,采用的是6800T壓鑄單元,目前處于提升良品率和生產(chǎn)節(jié)拍的關(guān)鍵時期。設(shè)備方面公司與力勁集團達成批量采購協(xié)議,總共簽訂了8臺包括12000T噸位壓鑄機在內(nèi)的大型壓鑄島,強勢進入一體壓鑄領(lǐng)域。目前公司已為多款車型項目提供大型一體壓鑄的試制開發(fā)技術(shù)服務,主要產(chǎn)品包括后底板、前艙和電池托盤,后續(xù)有望從開發(fā)供應商轉(zhuǎn)成批量供應商。



3.2.2、文燦股份:國內(nèi)一體壓鑄先行軍,加快訂單步伐


公司主營汽車鋁合金精密鑄件產(chǎn)品,營收占比在90%以上,主要應用于燃油車、新能源車的發(fā)動機系統(tǒng)、變速箱系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)以及車身結(jié)構(gòu)件。2020年公司收購法國百煉集團,完善重力鑄造工藝能力、擴大營收規(guī)模的同時進行了產(chǎn)品和客戶的拓寬,公司已經(jīng)在蔚來、大眾、奔馳等既有客戶的基礎(chǔ)上拓展了華為/賽力斯、理想汽車等新勢力客戶。


公司是國內(nèi)首個獲得大型一體壓鑄后底板項目定點的壓鑄企業(yè),從量產(chǎn)確定性和速度上看,公司量產(chǎn)進度最快,放量確定性強。公司21年5月與力勁科技簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)議》,購置包括6000T、9000T的7臺大型設(shè)備。公司于21年獲得首個一體壓鑄后底板項目定點,11月6000T壓鑄島試模成功,一體壓鑄后底板產(chǎn)品成功下線,進入提升良率的快速通道,并有望持續(xù)突破更多量產(chǎn)項目。



3.2.3、愛柯迪:中小零部件壓鑄龍頭,強勢進入大型一體壓鑄領(lǐng)域


公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從中小零部件(雨刮系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等)向大型結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)型。小型零部件具有品類多、客戶多、批次更新快的特點,因此公司在精益管理、高效制造等方面具備優(yōu)勢。公司于2022年2月與安徽含山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會簽署《投資協(xié)議書》,目標建設(shè)新能源汽車三電系統(tǒng)零部件及汽車結(jié)構(gòu)件智能制造項目,通過項目的擴張,有利于公司就近供應產(chǎn)品,降低運輸成本,拓展新客戶,擴大營收規(guī)模。一體壓鑄方面,公司掌握高壓真空壓鑄工藝,并計劃購置45臺壓鑄機,包括2臺6100T和2臺8400T的設(shè)備,穩(wěn)步推進中大型零部件一體壓鑄。(報告出品方/作者:西部證券,雒雅梅)

更新日期:2022-06-06