汽车行业深度：一体化压铸降本增效，行业浪潮将至

一体化压铸降本增效，行业浪潮将至 ——汽车行业深度 邵将、郭雨蒙 01 证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2023年2月28日 *请务必阅读最后一页免责声明 投资摘要 新能源续航需求加速轻量化，打开铝合金市场空间。新能源三电增加车重、降低续航，带来轻量化需求。铝合金的性能、密度、成本和可加工性等综合优势突出，是现阶段最佳的轻量化材料之一。车用铝合金以压铸工艺为主，目前底盘、车身、刹车系统等用铝转化比率较低，2030年单车铝合金用量相较于2021年有望翻倍增长，假设用铝单价不变，结合我们的汽车销量测算，得到2025年国内汽车用铝量有望达653万吨，汽车铝合金市场规模有望达2610亿元，较2021年增长67%，新能源渗透率提升拉动铝合金市场规模快速增长。 一体化压铸浪潮将至，整车厂加速入局。一体化压铸降本增效明显，特斯拉ModelY采用一体式压铸后底板总成，可将下车体总成重量降低30%，制造成本下降40%；2022年3月末，特斯拉表示柏林超级工厂一辆ModelY的完整生产周期仅10小时，生产效率大幅提升。未来一体压铸产品有望从后底板拓展至前舱、前底板+电池托盘（三电壳体有望通过CTC车身一体化等技术进一步减重）等零部件，单车价值量有望提升至万元。除特斯拉外，布局一体化压铸的企业包括：1）蔚来、小鹏、理想、华为小康、小米、高合等新势力车企；2）沃尔沃、大众、奔驰、福特等国际车企；3）长城、长 安、一汽、吉利、东风等自主品牌。结合压机引进时间及20万以上车型一体化压铸技术布局情况来看，我们预计2024年有望迎来一体化压铸车型上市热 潮，行业渗透率有望快速提升。我们预计2025年国内一体化压铸件市场规模有望达299亿元。 一体化压铸上游壁垒较强，中游先行者先发优势明显。一体化压铸件相比普通压铸件体积更大、形状更复杂，需采用超大型压铸机、定制化模具、免热处理铝合金材料，同时在生产中需对真空环境、压射、冷却等环节严格把控，全流程品控与稳定性要求较高的knowhow，具有较高的技术壁垒。目前中游压铸企业仅有文灿股份、广东鸿图、拓普集团等几个企业一体化压铸产品试制成功。短期来看，各压铸企业前期持续投入，资本开支较大，良率受材料、模具、压机设备等因素限制，文灿作为先发企业，不断积累经验，迭代工艺，具备较强的先发优势；中期来看，随着一体化压铸产业链中游标的的激增，行业竞争逐步加剧，技术/客户有望助力压铸企业破局，利好瑞鹄模具等压铸企业；长期来看，一体化压铸技术较为成熟，头部压铸企业全球市场份额进一步提升，部分自主品牌整车厂有望参与中游生产，行业形成千亿市场规模。 投资建议：工艺+客户为压铸公司提升市占率的关键，推荐压铸企业拓普集团、瑞鹄模具、爱柯迪、旭升集团、华达科技，建议关注文灿股份、广东鸿图、嵘泰股份以及上游产业链相关公司力劲科技、立中集团。 风险提示：一体化压铸技术进展不及预期；新能源汽车销量不及预期；行业竞争加剧；上游原材料涨价超预期等风险。 目录 01 CONTENTS 新能源续航需求加速轻量化，打开铝合金市场空间 02 一体化压铸浪潮将至，整车厂加速入局 03 04 一体化压铸上游壁垒较强，中游先行者先发优势明显 投资建议 05 风险提示 01. 新能源续航需求加速轻量化，打开铝合金市场空间 证券研究报告 4*请务必阅读最后一页免责声明 新能源三电增加车重、降低续航，带来轻量化需求 •从燃油车角度来看，汽车的平均油耗与整车质量呈正相关，据研究数据，汽车重量每减轻10%，最多可实现节油5-10%；汽车整备质量每减少100千克，百公里油耗可降低0.3-0.6升。从新能源车角度来看，续航能力是限制当前新能源汽车发展的重要因素，三电增加车重影响续航里程，带来轻量化需求。 图1：减重与能效提升 资料来源：美国铝业协会，民生证券研究院 图2：乘用车平均质量分布 资料来源：汽车轻量化在线，民生证券研究院 铝合金是现阶段最佳的轻量化材料之一，车用铝合金以铸造工艺为主 •铝合金的性能、密度、成本和可加工性等综合优势突出，是现阶段最佳的轻量化材料之一。车用铝合金以铸造工艺为主，占比达77%， 压铸工艺效率高且适用于复杂结构零件，应用较为广泛，压铸铝合金制品在汽车用铝中约占54%～70%。铝压铸件广泛分布在汽车的动力、传动、三电、底盘等系统。与燃油车相比，电动车在车身、底盘结构件上更加积极采用铝合金压铸件。车身结构件涉及产品主要包括后纵梁，A、B、C、D柱，前、后减震器，左、右底大边梁和防火墙、后备箱底板等。 图3：铝压铸在汽车中应用广泛 资料来源：《图解汽车原理与构造》张金柱，民生证券研究院 底盘、车身目前用铝转化比率较低，2030年单车铝合金用量有望翻倍增长 •目前底盘、车身、刹车系统等用铝转化比率较低，据CMGROUP分析，2021年燃油车与新能源车的单车用铝量分别为145kg和 173kg，工信部《节能与新能源技术路线图》提出我国2025/2030年单车用铝量目标为250kg/辆和350kg/辆，2030年单车铝合金用量相较于2021年有望翻倍增长。 12 11 10 9 8 7 6 5 10001200140016001800 表1：汽车各部位用铝量及用铝转化比率（kg） 图4：2018-2030E单车用铝量变化趋势（kg/车） 资料来源：CMGroup，民生证券研究院 注：用铝转化比率=实际用铝量/最大可能用铝量资料来源：《AssessmentofAluminumUsageinChina’sAutomobileIndustry2016-2030》，民生证券研究院 新能源渗透率提升拉动铝合金市场规模快速增长 •假设用铝单价不变，结合我们的汽车销量测算，得到2025年国内汽车用铝量有望达653万吨，汽车铝合金市场规模有望达2610亿元， 较2021年增长67%，新能源渗透率提升拉动铝合金市场规模快速增长。 表2：车用铝合金市场空间测算 资料来源：中汽协，国际铝协，Wind，民生证券研究院测算 02. 一体化压铸浪潮将至，整车厂加速入局 证券研究报告 9*请务必阅读最后一页免责声明 白车身通常包含400~600个具有复杂型面的冲压件、4500~5500个焊点 •整车制造分为冲压、焊装、涂装、总装四大工艺，白车身（整个轿车零部件的安装载体，是汽车的基本骨架，其生产成本约占整车的 45%~65%）由车身结构件和覆盖件（四门两盖等）焊接而成，通常包含400~600个具有复杂型面的冲压件4500~5500个焊点。 图5：白车身组装流程 证券研究报告 资料来源：凤凰网，民生证券研究院整理10 *请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 资料来源：民生证券研究院整理 11 *请务必阅读最后一页免责声明 大尺寸铝合金压铸件催生一体化压铸工艺 •轻量化提升铝合金用量，顺应趋势，铝合金压铸件尺寸越做越大。但由于铝合金具有热膨胀系数较高、熔点低、易氧化等特点，采用传统冲焊工艺存在的热输入过大引起的变形、气孔、焊接接头系数低等问题被放大，旧工艺下铝合金成本高效率低，一体化压铸应时而生。一体化压铸将大型结构件中原本需要组装的多个独立的零件重新设计，并使用超大型压铸机一次压铸成型，直接获得完整的零部件，大幅减少冲压及焊接流程，优化了结构件性能，有望加快铝合金渗透。 图6：一体化压铸简化生产工序 证券研究报告 资料来源：头豹研究院，民生证券研究院整理 12 *请务必阅读最后一页免责声明 特斯拉一体化压铸降本增效优势明显，生产效率大幅提升 •2020年9月22日，马斯克在特斯拉电池日发布会上提出了一体化压铸的概念，表明特斯拉ModelY将采用一体式压铸后底板总成，可将 下车体总成重量降低30%，制造成本下降40%。2021年10月柏林超级工厂开放日上，特斯拉表示每隔45秒即可生产一辆ModelY 车身，2022年3月末，特斯拉表示柏林超级工厂一辆ModelY的完整生产周期仅10小时，生产效率大幅提升。 图7：传统汽车制造与一体化压铸制造多维度的对比 一体化压铸应用范围持续拓宽，ASP有望提升至万元 •特斯拉得州奥斯汀工厂2022年一季度财报显示，该工厂在后底板的基础上，增加了前地板（前纵梁）的一体化压铸，将前后底板的零部件数量从171个减少至2个，焊点数量减少了1600+个。2021年特斯拉在德国柏林工厂开放日上表示：计划用2-3个大型压铸件取代原有的370个单体零件，组成下车体总成，重量将进一步降低10%，续航将增加14%。随着一体压铸工艺的成熟，一体压铸产品将从后底板产品拓展到前舱、中底板、电池托盘等相关零部件，单车价值量有望提升至万元。 证券研究报告 资料来源：布勒、特斯拉官网、汽车之家，民生证券研究院整理 14 *请务必阅读最后一页免责声明 图8：一体化压铸发展历程 •与传统汽车相比，三电系统（电池、电驱、电控）将导致整车额外增加200kg-300kg的重量，电池重量占整车比重在26%左右。可通过改变三电结构减重：1）电驱+电控轻量化：目前电机、电控、BCU、PDU、DCDC、OBC、减速器等多个部件集成化趋势催生多合一电驱壳体，节省空间的同时实现减重，例如比亚迪海豚的八合一、华为的DriveOne七合一、上汽变速器＆威迈斯七合一等。采用一体化压铸可高效生产较为复杂的多合一壳体，在保障结构件性能的同时实现减重；2）电池轻量化：动力电池系统由电池盒、电芯和电池管理系统构成，CTC车身一体化技术的应用有望大幅减少电池包上壳体重量。 图9：电池盒结构(上壳体、电池托盘) 图10：特斯拉Model3电池包重量分布 电芯模组壳体及支架BMS等部件集成系统下箱体上盖其他 29.5kg6.20% 15.8kg3.30% 20.7kg4.30% 53kg11.10% 58.7kg12.30% 证券研究报告 15 *请务必阅读最后一页免责声明 资料来源：高工锂电，民生证券研究院资料来源：华经情报网，民生证券研究院 300.3kg 62.80% 证券研究报告 资料来源：OFweek,，民生证券研究院整理 16 *请务必阅读最后一页免责声明 •电池结构的演变可分为模组标准化（电芯-模组-电池包）、CTP（大模组、去模组化）、CTC/CTB（电池底盘、车身一体化）三个阶段。电池结构集成化、一体化成为必然趋势，一体化压铸技术可将前车身、底盘电池包和后车身等多个部分直接压铸成车身。马斯克曾 表示，采用了CTC电池技术后，配合一体化压铸技术，可以节省370个零部件，为车身减重10%，每千瓦时电池成本降低7%，也能做到 更强的密封性。一体化压铸有望助力CTC技术落地，大幅降低电池包重量。 图11：电池结构的演变路径 特斯拉引领行业发展，整车厂加速入局 •特斯拉引领行业发展，整车厂加速布局一体化压铸。除特斯拉外，布局一体化压铸的企业包括：1）新势力车企：蔚来、小鹏、理想、华为小康、小米、高合等；2）国际品牌车企：沃尔沃、大众、奔驰、福特等；3）自主品牌：长城、长安、一汽、吉利、东风等。结合压铸机引进时间来看，我们预计2024年市场有望迎来一体化压铸车型上市热潮。 图12：部分主机厂一体化压铸进展 证券研究报告 资料来源：汽车之家，各公司公众号，民生证券研究院整理17 *请务必阅读最后一页免责声明 特斯拉是最早提出并进行一体化压铸的整车厂企业，处于领先地位 •ModelY后底板和前舱已落地，计划实现下车体零部件全替换。2020年4月，马斯克宣布将从意大利工程公司IDRA（IDRA自2009年起，就将发展方向锁定为向更大型整车一体化压铸解决方案布局）购买当时世界上最大的两台铸造机，用来制造ModelY后车底部分，同年10月，特斯拉公布上海正在安装3台超级大型压铸机。目前Cybertruck后底板9000T设备已到位，12000吨的压铸机正在研发。 图13：特斯拉一体化压铸进程 造车新势力转型包袱小，快速跟