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汽車用鋁合金產業(yè)研究:細分賽道、競爭格局與規(guī)模測算

發(fā)布時間:2021-11-03

 ?。▓蟾娉銎贩?作者:華福證券,林子?。?/p>


  1.汽車材料變遷史:漫長的鋼鐵時代


  如果說“人類文明的發(fā)展史,就是一部利用材料、制造材料和創(chuàng)造材料的歷史”,那么,整個汽車工業(yè)史就是汽車材料的變遷史。


  早期汽車由馬車“改良”而來,木材占主導地位。1886年1月德國工程師卡爾·本茨為其由汽油發(fā)動機驅動的三輪機動車申請了專利,標志著第一輛現代意義上的汽車誕生。該車是在馬車基礎上“改良”而來,此后約20年,木材一直占據著汽車材料的主導地位。直到1906年,木材占比仍超過60%。

  福特T型車開啟了汽車材料“漫長的鋼鐵時代”。隨著鋼鐵產量的大幅提升,福特引進流水線工藝,全球汽車產業(yè)逐步向美國轉移。20世紀10年代開始,鋼鐵開始大量應用于汽車。以1915年福特T型車為例,其整備質量545Kg,鑄鐵和鋼的質量為310.7Kg,占比57.0%。隨著T型車的大規(guī)模生產,汽車材料進入“漫長的鋼鐵時代”。


  燃油經濟性、排放法規(guī)趨嚴,輕量化材料逐步登場。隨著用戶對功能性要求提高、安全法規(guī)趨嚴,應用在汽車上的材料種類越來越多,汽車質量穩(wěn)步提升,1975年乘用車質量超過1700Kg,約為1915年福特T型車的3倍。受石油危機影響,1975年美國頒布了車企平均燃油經濟性(CAFE)標準,并逐步提升標準值,歐盟、日本、中國均有類似法規(guī)。另外,隨著溫室氣體排放問題日益嚴重,歐美開始實施較為嚴格的碳排放法規(guī)。汽車減重是解決燃油經濟性和減排的重要途徑,高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維復合材料等輕量化材料逐步應用在汽車上。

  為應對鋁合金等輕質材料的激烈競爭,90年代先進高強度鋼逐步商用。隨著整車廠越來越多地使用鋁合金等輕質材料,鋼鐵公司開發(fā)了各種鋼板以應對激烈的競爭,如20世紀70年代開發(fā)了高強低合金鋼,90年代開發(fā)了第一代先進高強度鋼(AHSS)。1994年奧迪向市場推出了全鋁車身的A8車型,鋼鐵在汽車材料中的主體地位受到嚴重挑戰(zhàn)。同年,全球18個國家35家鋼鐵公司組成聯(lián)盟,發(fā)起了超輕鋼制車身項目(ULSAB),該項目激發(fā)了AHSS在全球范圍內的商用。在1995年乘用車材料中,高強度鋼/AHSS占比8.4%,合金材料為6.1%。進入21世紀,第二代AHSS——TWIP鋼被研發(fā)出來,其被認為是具有最好強度和塑性綜合性能的鋼材,但可制造性差、成本高等限制了其商用。目前業(yè)內正開發(fā)綜合性能在第一代和第二代AHSS之間,成本低于第二代AHSS的第三代AHSS。

  總體來看,汽車材料的發(fā)展是汽車安全性、功能性、燃油經濟性、排放法規(guī)的綜合博弈。從汽車誕生的130余年歷史中,除最初20年木材占主導地位外,鋼鐵一直處于汽車材料的核心位置,目前鋼鐵占比仍高達63%(包含先進高強度鋼);除此之外,輕量化材料用量也逐步提升,如AHSS占比7%,鋁合金占比為11%,聚合物&復合材料占比8%。汽車輕量化已是大勢所趨,新能源汽車快速滲透,特斯拉引領的一體化壓鑄有望帶動汽車產業(yè)工藝和材料革命,鋁合金有望憑借成本、減重潛質、工藝等優(yōu)勢脫穎而出,迎來使用量的大幅提升。

  2.汽車進入鋁合金時代


  2.1汽車輕量化是大勢所趨


  汽車尾氣是環(huán)境污染和碳排放的重要來源。截至2020年底我國機動車保有量達3.72億輛,同比增長6.9%;其中,汽車保有量達2.81億輛,同比增長8.1%,仍處于較快增長狀態(tài)。高保有量使得機動車尾氣對環(huán)境的破壞越發(fā)顯著:首先,汽車尾氣是多種污染物(CO、HC、NOx、SO2、PM、VOCs等)的重要來源之一,根據《第二次全國污染普查公報》,機動車排放的氮氧化物占全國排放總量的33.3%;其次,交通運輸行業(yè)碳排放占比為13.0%,汽車尾氣是重要來源。因此,在“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”和“雙碳”驅動下,汽車減排、低碳化發(fā)展形勢較為緊迫。

  燃油降耗壓力大,2025年、2030年、2035年乘用車油耗目標較2019年分別下降17.3%、42.4%和64.0%。根據工信部數據,我國乘用車(含新能源汽車)油耗由2017年的6.05L/100Km降至2019年的5.56L/100Km(未達當年目標值),年均降幅為4.7%。按照《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》的規(guī)劃,我國乘用車(含新能源汽車)油耗在2020-2025年、2026-2030年、2031-2035年的年均目標降幅分別為3.7%、7.0%、9.0%,傳統(tǒng)能源乘用車的年均目標降幅分別為2.8%、3.0%、3.6%。在油耗降低潛力逐步下降的背景下,降耗力度逐漸上升,汽車行業(yè)降耗壓力較大。


  汽車輕量化是節(jié)能減排的有效方式。研究表明,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%,百公里油耗可降低10%;汽車質量每降低100kg,每百公里可節(jié)約0.6L燃油,減排800-900g的CO2;根據西門子公司的研究,在動力系統(tǒng)、動力電池等眾多節(jié)能措施中,汽車輕量化以46%的節(jié)能潛力位列榜首。(報告來源:未來智庫)

  2.2鋁合金逐步成為汽車輕量化主流材料


  材料輕量化是汽車輕量化最直接也是最有效的路徑。目前實現輕量化的路徑主要分為三類:1)使用輕量化材料,如高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維材料等,代替普通鋼結構;2)使用輕量化制造工藝,包括激光拼焊、液壓成形、熱成形、輕量化連接以及最近特斯拉引領的一體化壓鑄等;3)使用結構輕量化設計,包括尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓撲優(yōu)化等,來實現產品減重。其中,輕量化材料是最直接也是最有效的方法。


  輕型材料替代鋼鐵是汽車輕量化的主要手段,從成本、減重潛力、制造工藝3個角度綜合對比,鋁合金作為輕量化材料優(yōu)勢明顯。具體來看:


  1)成本角度,高強度鋼大幅領先,鋁合金次之。所謂高強度鋼是指屈服強度在210~550 MPa、抗拉強度在340~780 MPa的鋼,廣泛應用于門防撞梁、保險杠、A/B/C柱加強板、門檻、地板中通道及車頂加強梁等各種結構件;其材料成本最低,鋁合金次之,為鎂合金1/2~1/3,約為碳纖維1/5。

  2)減重潛力角度,鋁合金弱于碳纖維和鎂合金、大幅強于高強度鋼。鋁合金密度為1.8g/cm3,為鎂合金和碳纖維1.5倍,約為高強度鋼3倍。減重潛力方面,相比鋼制件,鋁合金為30%,鎂合金35%-45%。


  3)制造工藝角度,鋁合金工藝較為成熟、效率較高、成本適中。高強度鋼在工藝方面的成本優(yōu)勢明顯,制造工藝成熟;隨著熱沖壓、壓鑄等新工藝技術的應用,鋁合金板材應用體現出高生產效率,成型工藝成本適中;鎂合金成型工藝成本較高,易氧化,主要用冷連接方式;碳纖維材料成型和連接工藝效率均較低,成本亦較高。


  鋁合金逐步成為汽車輕量化的主流材料。綜上,鋁合金相比高強度鋼,比強度高,密度較小,減重潛力大;相比鎂合金,成本較低,成型工藝和連接方式較為成熟。另外,鋁的儲量較大,耐腐蝕性好,回收利用率高,因此逐步成為汽車輕量化的主流材料。


  2.3新能源汽車推動單車用鋁量大幅增長


  純電動汽車單車鋁合金使用量較非純電汽車增長超過40%。以北美輕型車為例,對比非純電動汽車(包含燃油車和混合動力車),2020年北美純電動汽車單車用鋁量為643磅(291.7Kg),較非純電汽車增加41.6%:其中,在動力總成、燃油變速和傳動系統(tǒng)的用鋁量分別減少24%、18.9%,在純電動力總成(電機殼、電控、減速器等)、純電結構件(車身結構件和覆蓋件、電池殼等)的用鋁量分別增加14.5%、68.9%。隨著新能源汽車滲透率的提升,汽車整體的單車用鋁量將大幅提高。

  新能源汽車迎來全球需求共振,帶動鋁合金使用量的大幅增長。1)中國市場,在新勢力帶動下,自主品牌、合資品牌接連發(fā)力,2021年1-9月新能源汽車銷量為215.7萬輛,同比增長193.9%,滲透率為11.6%;其中,9月滲透率高達17.3%,進入產業(yè)生命曲線的加速成長階段。2)歐洲市場,歐盟制定了嚴苛的碳排放目標,2030年新車減排65%;自2035年起,在歐洲銷售的新車應實現零排放目標。為支持新能源汽車發(fā)展,各國政府也提高了新能源汽車補貼,使得歐盟新能源汽車銷量快速增長,2021年上半年新能源乘用車銷量為102.9萬輛,同比增長157.1%,滲透率高達15.9%。3)美國市場,美國目前新能源汽車滲透率較低(低于5%),但市場潛力大。2021年5月,美國通過了《美國清潔能源法案》,計劃提供316億美元電動車消費稅收抵免,對滿足條件的車輛將稅收抵免上限提升至1.25萬美元/車;放寬汽車廠商享稅收減免的20萬輛限額,并將提供1000億美元購置補貼。在政策支持下,我們預計美國市場有望復刻歐洲2019-2020年市場發(fā)展路徑,帶動全球新一輪增長。全球新能源汽車銷量的快速增長,將帶動車用鋁合金的需求大幅攀升。

  2.4特斯拉一體化壓鑄有望引領汽車制造工藝和材料革命


  2.4.1輕量化連接:多種材料混合應用帶來連接難題


  多種材料在汽車中的混合應用使得材料連接更為復雜。隨著鋼、鎂鋁合金、碳纖維等材料在汽車上的應用,以往常用的點焊工藝已無法滿足鎂鋁合金、金屬材料與非金屬材料之間的連接要求,各種新型的連接工藝應運而生。新一代奧迪A8車身的連接方式達到了14種,包括MIG焊(熔化極惰性氣體保護焊)、遠程激光焊等8種熱連接技術和沖鉚連接、卷邊連接等6種冷連接技術。


  輕量化連接技術混用帶來成本增長和效率降低。新型連接技術的混合使用,一方面加大了設備投入,進而增加了生產成本;另一方面也降低了生產效率,第四代奧迪A8車身激光焊接焊縫4.75米、包邊22.01米、膠接152.94米、MIG焊點5897個、鉚接2976個等,大量的焊接、鉚接和膠接,大幅增加作業(yè)時間、降低生產效率。


  2.4.2一體化壓鑄:汽車產業(yè)的制造工藝和材料革命


  為解決各種材料混用的連接難題,特斯拉率先引入一體化壓鑄技術,在提高汽車制造生產效率的同時,或正引發(fā)汽車制造的工藝和材料革命,進而加快車用鋁合金材料的使用進程。


  汽車制造流程涉及沖壓、焊接、涂裝、總裝等4大工藝。1)沖壓,鋼板通過大型壓力機在模具作用下沖壓成各種形狀零部件,主機廠一般只沖壓車身覆蓋件(如四門一蓋等);2)焊裝,將沖壓好的零部件焊接成白車身,除四門一蓋之外的車身零部件一般由供應商提供,供應商提供的組件大量也是經過沖壓和焊接工藝完成;3)涂裝,將焊裝完的白車身清噴漆,起到防銹、防腐和美觀的作用;4)總裝,將底盤、內飾件等安裝在車體上,完成整車組裝。


  傳統(tǒng)的汽車制造包含白車身制造、底盤組裝、內飾件裝配等7大流程。汽車制造流程可簡單總結為:通過車身沖壓,車身焊接,車身涂裝,制造白車身;底盤組裝,將發(fā)動機、變速箱、車橋、制動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)等,預裝為底盤;底盤與車身結合,車身和底盤進入總裝線,將底盤和車身組裝在一起;內飾件裝配,基本靠工人手工操作,復雜且耗時;新車下線,進行相關檢驗與測試。

  特斯拉一體化壓鑄Model Y后車身底板,零部件由70個減少至1-2個。傳統(tǒng)的汽車后底板結構由70個左右沖壓鋼板焊接而成,特斯拉利用6000噸壓鑄機Giga Press將上述70個零部件一體化壓鑄為1-2個大型鋁鑄件,使得零部件重量可以減輕10%-20%,連接點數量由700-800個減少到50個,制造時間由原來1-2小時縮短到3-5分鐘,大幅度地精簡了制造流程、提升了生產效率。根據規(guī)劃,特斯拉下一步計劃將應用2-3個大型壓鑄件替換由370個零件組成的整個下車體總成,重量將進一步降低10%,對應續(xù)航里程可增加14%。

  在特斯拉的示范作用下,行業(yè)積極探索一體化壓鑄工藝。2021年6月,文燦股份控股子公司南通雄邦舉行大型一體化壓鑄工程開工儀式,該項目將投產使用力勁集團旗下7套意德拉X-PRESS系列大型智能壓鑄單元,包括兩套6000噸、三套4500噸、一套3500噸、一套2800噸,主要部署新能源汽車等領域大型結構件、一體化壓鑄件的生產。2021年9月,拓普集團攜手力勁科技在寧波北侖簽署全新戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方就汽車輕量化、大型汽車結構件一體化成型項目達成深度戰(zhàn)略合作。本次簽約,拓普集團向力勁科技訂購21臺套壓鑄單元,其中包括6臺7200噸、10臺4500噸和5臺2000噸的壓鑄設備。


  一體化壓鑄有望帶來汽車行業(yè)的工藝和材料革命。首先是工藝革命,由于一體化壓鑄可以顯著簡化生產流程、提高生產效率、減少重量,在特斯拉的示范作用下,其他主機廠也有望引進一體化壓鑄工藝,進而帶動傳統(tǒng)的沖壓、焊接工藝逐步被替代,壓鑄工藝則更多被應用。其次是材料革命,鋼板易于沖壓和焊裝,因此廣泛應用于傳統(tǒng)的汽車制造工藝;鋁合金是壓鑄的主要材質,隨著一體化壓鑄的逐步引進,鋁合金也將部分替代鋼鐵。

  一體化壓鑄有望帶動鋁鑄件使用量的大幅增長。Model Y后車身底板一體化鑄造后的鋁合金鑄件重約66Kg,較尺寸更小的Model 3減重約10-20Kg。未來整個下車體總成一體化壓鑄后,鋁合金壓鑄件的用量將更大。簡單以66Kg增量計算,目前歐洲乘用車和北美輕型車鋁合金鑄件的單車用量分別為116.0Kg和135.6Kg,單車用鋁量分別為179.2Kg和208.2Kg,即僅后底板一體化鑄件一項將使鋁合金壓鑄件單車用量增長50%左右,單車用鋁量增加30%-40%。


  3.車用鋁合金全解析:細分賽道、競爭格局與規(guī)模測算


  3.1鋁壓鑄件、汽車鋁板和電池盒是較好賽道


  鋁合金廣泛應用于汽車,包括車身覆蓋件的鋁板、動力總成、底盤、車身結構件等鋁壓鑄件,以及動力電池盒等。


  車用鋁合金產業(yè)鏈可分為上游初加工、中游深加工和下游汽車零部件。在初加工環(huán)節(jié),對鋁土礦溶解、過濾、酸化和灼燒等工序提煉出氧化鋁,然后通過電解熔融的方式制備電解鋁。電解鋁經過重熔提純,經過各種深加工(鑄造、擠壓、壓延、鍛造等),形成鑄造和形變兩大類車用鋁合金。鋁合金作為輕量化的主流材料之一,廣泛應用于汽車制造領域,如鋁板用于車身覆蓋件,鋁壓鑄件用于動力總成和底盤等。


  動力總成、車身和車輪是鋁合金使用量較大的部件(系統(tǒng))。從整車的質量分布來看,車身、動力與傳動系統(tǒng)、底盤、內飾4大部件(系統(tǒng))占90%以上,也是輕量化的重要突破方向。根據Ducker Frontier在2020年6月的測算,2020年北美輕型車單車用鋁量為208.2Kg;其中,發(fā)動機、變速和傳動系統(tǒng)、車輪、車身覆蓋件用鋁量分別為47.2Kg、38.6kg、32.7Kg和26.8Kg,占比較大,分別為22.7%、18.5%、15.7%和12.9Kg;另外,換熱器、懸架、副車架等用鋁量也較高。


  從工藝角度看,車用鋁合金以鋁壓鑄件和鋁板為主。車用鋁合金按照工藝可以分為鑄造鋁合金和形變鋁合金,后者又可分為擠壓件(擠壓工藝)、鋁板(壓延工藝)和鍛造件(鍛造工藝)3類。從歐洲和北美兩個主流市場看,鋁鑄件的應用極為廣泛,從動力總成、底盤到車身等,約占車用鋁合金65%;其次為鋁板,多用于車身覆蓋件,約占20%;擠壓件約占10%,鍛鑄件使用較少。


  3.2鋁壓鑄件是優(yōu)質賽道


  鋁合金壓鑄件主要應用在動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身三個領域。其中,動力系統(tǒng)鋁合金的滲透率高于90%;底盤和車身結構件滲透率較低,在輕量化和一體化壓鑄背景下,有望逐步提升。我們認為鋁壓鑄件,尤其是底盤和車身結構件,是較好的賽道。

  技術壁壘較高。壓鑄是一種利用高壓將金屬熔液壓入壓鑄模具內,并在壓力下冷卻成型的一種精密鑄造方法,生產過程集合了材料、模具和工藝等各項技術能力,具備較高的技術壁壘,需要持續(xù)的研發(fā)投入。代表性鋁合金壓鑄企業(yè)中,文燦、旭升、愛柯迪的研發(fā)費用持續(xù)增加,2021年上半年分別為0.62億元、0.54億元、0.85億元,同比增速分別為154.4%、108.2%、39.5%。


  底盤和車身結構件鋁合金滲透率較低,提升空間大。1)根據The Aluminum Association在2012年統(tǒng)計,北美汽車市場的底盤零部件中,鋁合金控制臂的滲透率約為40%,轉向節(jié)的滲透率在20%-30%之間。根據中國產業(yè)信息網的數據,2020年國內控制臂、副車架、轉向節(jié)的鋁合金滲透率15%、8%和40%,預計到2025年分別為30%、25%、80%,提升空間較大。2)國際鋁業(yè)協(xié)會數據表明,當前燃油車的車身結構件鋁合金滲透率為3%,純電動汽車為8%,鋁合金滲透率整體較低??紤]到當前白車身由鋼結構向鋼鋁混合結構的趨勢較為明顯,鋁合金的滲透率有望大幅提升。

  (1)格局分析


  國內車用鋁合金壓鑄行業(yè)集中度極低。壓鑄行業(yè)是一個充分競爭的行業(yè),發(fā)達國家的壓鑄企業(yè)呈現數量少、單個規(guī)模大、專業(yè)化程度高的特點,在資金、技術、客戶資源等方面具有較強優(yōu)勢,代表性企業(yè)有日本RYOBI、瑞士DGS等。中國壓鑄行業(yè)集中度較低,以車用鋁合金壓鑄件為例,規(guī)模較大的企業(yè)有廣東鴻圖、文燦股份、愛柯迪,2020年收入分別為35.2億元(壓鑄件業(yè)務)、26.0億元、25.9億元,市場份額分別僅為2.6%、1.9%、1.9%。鋁合金壓鑄件在汽車上的應用逐步呈大型化、整體化趨勢,已有新能源廠商使用更大噸位的壓鑄機,整合汽車零部件的生產、減少制造工序,以實現降本增效。隨著設備和研發(fā)投入增長,預計行業(yè)集中度有望大幅提升。

  底盤和車身壓鑄件成長空間更大。傳統(tǒng)燃油車動力總成鋁合金壓鑄件的滲透率超過90%,隨著新能源汽車滲透率提升,總需求將逐步下降。底盤零部件中,包括控制臂、轉向節(jié)、副車架等,使用鋁合金壓鑄的趨勢較為明顯,且滲透率仍較低,需求處于快速增長階段,代表性公司有拓普集團、伯特利。車身結構件中,如B柱、車門框架、縱梁等,也有使用鋁合金壓鑄的趨勢,由于涉及到碰撞安全的問題,目前滲透率處于起步階段,代表性公司有文燦股份、拓普集團。(報告來源:未來智庫)


 ?。?)規(guī)模測算


  我們測算2025年車用鋁合金壓鑄件需求為384萬噸,2021-2025年CAGR為10.2%。我們首先預估了2021-2025年我國汽車銷量情況,包括乘用車(燃油車、新能源)、商用車,并參考國際鋁業(yè)協(xié)會對我國汽車單車用鋁量的預計數據,測算了我國車用鋁合金需求規(guī)模。在此基礎上,根據乘用車(燃油車、新能源汽車)、商用車的壓鑄件占比,我們測算2025年乘用車、商用車的壓鑄件需求分別為208.6萬噸、62.6萬噸,合計383.9萬噸,2021-2025年CAGR為10.2%。


  3.3車用鋁合金板迎來快速發(fā)展期


  歐美市場單車鋁板用量為40-50Kg,成長性較好。汽車鋁板主要用于車身覆蓋件,包括四門兩蓋(前后車門、引擎蓋、后備箱蓋)、頂棚、翼子板等。歐美市場單車鋁板用量約為40-50Kg,占車用鋁合金比重20%。在四種工藝中,預計2020-2026年單車鋁板用量CAGR為4.4%,而單車用鋁量CAGR為2.3%,成長性高于整體用鋁量。

  國內鋁板用量較歐美少,但潛力較大。根據CM集團統(tǒng)計數據,我們測算國內單車鋁板用量約20Kg,占車用鋁合金比重10%-15%,較歐美市場仍有差距。隨著我國新能源汽車滲透率迅速提升,國內鋁板市場發(fā)展?jié)摿^大。以車身覆蓋件為例,2018年我國燃油車和純電動汽車車身覆蓋件的單車用鋁量分別為4.4Kg、8.0Kg,分別為潛在最大用量的6%、12%;預計到2025年增長為14.2Kg、23.3Kg,分別為潛在最大用量的19%、28%。


  (1)格局分析


  歐美廠商長期壟斷全球汽車鋁板市場。根據SMM統(tǒng)計,截至2020年,全球汽車鋁板產能約390萬噸,國外產能約288萬噸,約占73.8%,主要分布在美國、德國、日本等國家,美國市場份額高達44%;國內產能約102萬噸,占比26.2%。分廠商看,諾貝麗斯、美國鋁業(yè)、肯聯(lián)鋁業(yè)份額較高,分別為27%、12%、12%。

  本土鋁板廠商開工率普遍不足,南山鋁業(yè)實力較強。國內產能中,外資廠商產能約為38萬噸,均處于正常生產狀態(tài)。本土廠商,大多開工率不足,主要原因有;1)產能過剩,據SMM預測,2020年國內汽車鋁板需求為38萬噸;2)生產技術難度高,外資廠商先發(fā)綁定主流車企,本土廠商產品及車廠認證流程緩慢;3)汽車鋁板分為內板和外板,外板技術難度更大,本土企業(yè)多數只能生產內板。南山鋁業(yè)憑借全產業(yè)鏈和持續(xù)的研發(fā)投入,已經批量供應包括外板在內的汽車鋁板,是本土唯一能批量生產內外板的企業(yè)。目前產能20萬噸,開工率為30%,另有20萬產能在建。

 ?。?)規(guī)模測算


  我們預計2025年國內汽車鋁板需求為70-100萬噸,2021-2025年CAGR為18%-23%。1)首先,根據諾貝麗斯的測算,2020年中國市場需求為30萬噸,預計2025年為70萬噸,2021-2025年CAGR為18.5%。2)其次,我們按照測算車用鋁合金壓鑄件同樣的步驟和方法,測算2025年中國市場汽車鋁板需求為97.3萬噸,2021-2025年CAGR為22.6%。

  3.4電池盒:新能源汽車時代的純增量部件


  電池盒是動力電池的重要結構件。電池盒主要用于承載電池模組、冷卻系統(tǒng)等電池系統(tǒng)部件,保護電池在受到外界碰撞、擠壓時不受損壞。電池盒由上蓋與下殼體(托盤/箱體)兩部分組成,上蓋的主要材料有金屬或復合材料,相對下殼體來說更輕薄;下殼體需承載電池模組等部件的重量,需具備較高的強度,多為金屬材料。


  電池盒輕量化趨勢明顯,鋁合金材質是主流方向。由于動力電池包占整車質量20%-30%,電池盒占電池包質量20%-30%,電池盒輕量化是大勢所趨。同等尺寸下,鋁合金電池盒替代鋼制電池盒可減重20-30%,因此鋁合金材質是電池盒的主流方向,目前上蓋材料多為高強度鋼和鋁合金,下殼體幾乎全部為鋁合金。

  從工藝角度看,上蓋多采用沖壓,下殼體多采用鑄鋁、鋁合金擠壓。1)上蓋:目前多使用鋼板沖壓,如日產LEAF、BMW i3、Model S、Model 3等;部分使用鋁板沖壓,如蔚來ES8、小鵬G3。2)下殼體:目前主流使用鋁合金擠壓成型,成本較低,可同時兼顧不同尺寸大小動力電池盒的加工制造,缺點是焊接工藝較為復雜,如寶馬IX3、大眾MEB平臺等;鑄鋁下殼體則可一次成型,不需要焊接工序,常用于小能量電池包中,如大眾Golf GTE和BMW X5的插電混合車型,缺點是易發(fā)生欠鑄、裂紋、冷隔等缺陷。


 ?。?)格局分析


  電池盒投入規(guī)模大、技術壁壘高,集中度較高。電池盒是動力電池中除電芯外質量最大的部件,多配套動力電池廠商“就近建廠”,且其重資產屬性較強,投入規(guī)模較大。從技術角度看,首先,主流的鋁合金擠壓成型工藝對焊接要求較高;其次,減少結構件、提升能量密度是電池包目前的主要方向發(fā)展,具體路徑包括無模組設計電池包(CTP)、電芯向整車一體化集成(CTC)和動力電池盒向底盤一體化,需要電池盒廠商具備較強的配套研發(fā)能力,因此技術壁壘較高。目前電池盒處于發(fā)展初步階段,高投入規(guī)模和技術壁壘,使得目前行業(yè)競爭格局較為集中,華域汽車、凌云股份、敏實集團在研發(fā)實力、客戶、產能規(guī)劃上領先。


 ?。?)規(guī)模測算


  我們測算2025年國內電池盒市場規(guī)模超過200億元,2021-2025年CAGR為43.9%。我們預計2025年新能源汽車銷量為845.1萬輛,假設電池盒單車價值為2500元,據此測算,國內電池盒市場規(guī)模211.3億元;2021-2025年CAGR為43.9%。

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