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卡尔福铸造材料(苏州)有限公司

铝合金底盘零部件主打汽车轻量化下半场

铝合金底盘零部件主打汽车轻量化下半场

发布日期:2022-08-01 作者: 点击:

1、乘用车轻量化即将加速进行
1.1 “双积分”落地拉开轻量化下半场大幕
降低油耗的途径中,可行性Z大、对汽车整体设计影响Z小的即为轻量化。其他途径 包括提升发动机热效率,降低传动过程中损耗和改善车轮摩擦特性等,均涉及大量重 新设计、标定的工作,开发周期相对较长,可行性较低。
相关研究表明,国产乘用车油耗与整备质量呈正相关,大致关系为:
油耗(L/100km)= 0.0051 x 整备质量(kg) + 2.3579
因此,乘用车重量每降低 100kg,平均油耗可以降低 0.5L/100km。
轻盈伴“铝”:铝合金底盘零部件主打汽车轻量化下半场-有驾
1.2 轻量化是缓解新能源汽车续航里程痛点的重要途径
电池续航是新能源汽车发展的瓶颈之一。我国市场上的新能源汽车平均续航里 程不足 200km,而过大的车重阻碍了续航里程进一步提高。同时,国家针对新能源 汽车的补贴与续航里程直接相关。
有研究表明,纯电动汽车重量每降低 10kg,续航里程可以增加 2.5km。按应用轻量 化零部件,可以平均减重 100kg 计算,续航里程可以提升25km。对于新能源车企来 说,采取轻量化在有效地缓解消费者里程焦虑的同时,有望获取更好的政府补贴。同 时,电池在纯电动汽车整备质量和体积中占比较大,轻量化有助于把更多的重量和空 间分配给电池,从而进一步提升续航里程。
1.3 轻量化可以满足市场对汽车操控、NVH 的更高要求
在消费升级的浪潮下,购车者不再仅满足于“有车开”,而是对车辆提出了更高的要 求。而对性能的要求主要体现在操控(加速、制动)以及 NVH 等方面。
轻量化对汽车操控性能的提升十分显著。
加速方面:汽车重量每减轻 10%,百公里加速时间可以降低 5%;
制动方面:对于一辆整备重量 1600kg,百公里加速时间 8s 的家用车,若汽车重量 减轻 50kg,保持其他系统不变,百公里制动距离可以降低 1.25 米。一般家用车辆 的制动距离为 36~42 米,1.25 米的差距可以显著降低发生事故的概率。
轻量化材料可以缩短开发周期,节约成本。对于 NVH,在整车的开发过程中,需要 针对噪音和抖动问题反复验证和优化减震衬套、隔音部件以及制动消音片等零部件的 设计。而较重的钢铁材质零部件加大了匹配的难度。较轻的铝合金零部件可以降低车 辆对减震消音部件的要求,同时避免大量使用相同的钢铁材质零件导致的固有频率冲 突(噪音源之一),从而有效地缩短开发过程中针对 NVH问题的调试时间,提升车辆 NVH竞争力,同时降低车企的研发费用。
2. 为什么着重关注底盘铝合金轻量化零部件?
2.1 核心逻辑一:“簧下 1 斤,簧上 10 斤”——底盘轻量化性价比突出
对底盘实施轻量化,在油耗、操控等方面的收益远超同等程度其他零部件的轻量化。底盘上多数零部件的质量属于簧下质量。相对而言,车身(结构件、加强件和覆盖件) 的质量属于簧上质量。一般认为,同等幅度簧下质量轻量化的效用是簧上质量轻量化 的 5~15 倍。同时,进行簧下质量轻量化提升了簧上质量与簧下质量的比值,相当于 运动员卸下了绑在腿上的沙袋,可以显著提高汽车加速、制动和转向时的响应速度和 舒适性。
汽车底盘包括转向系统、悬架系统、制动系统和行驶系统。行驶系统(轮毂)的轻量 化已经非常成熟,多数钢制轮毂已经被铝合金轮毂所代替。然而,其余系统中多数的 零部件仍然是“铁疙瘩”,轻量化机会众多。
为了进一步评估主要轻量化替代机会的性价比,我们把整车厂通常要考量的因素,包 括:潜在效用、成本、技术难度以及潜在市场进行量化。
评估结果表明,汽车悬架、转向和制动等底盘系统(下图彩色线)的总评分明显高于 其他系统,即性价比较高。下述雷达图中,包络线越靠外代表相关指标的分数接近 100,即评分较高。相对而言,动力总成和行驶系统的铝合金渗透率已经较高,车身 结构件和覆盖件的实施难度较大,因此性价比较低。
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综上所述,底盘系统(主要包括转向、悬架和制动系统)的铝合金轻量化是实施起来 性价比Z高的领域,将成为轻量化下半场的主力
2.2 核心逻辑二:降本诚可贵,减重价更高
收益如此高的底盘轻量化,为什么没有被整车厂全盘采用?一个重要原因是替代成本, 即用铝合金零部件替换原钢铁零部件所产生的额外成本。在底盘和车身以外,绝对和 相对替代成本都比较低的动力总成、热管理系统和行驶系统领域,铝合金轻量化替代 顺理成章地得到了率先实施,渗透率早已超过 80%。随着轻量化需求的深化,绝对 替代成本并不高的底盘转向、制动和悬架系统的轻量化将加速实施。
以底盘转向节的铝合金替代为例,对比车身结构件的铝合金替代:
单车铝合金转向节替换所带来的额外成本为 80 元。然而,这个轻量化变更在车辆的 整个生命周期中可以降低燃油费用 2663 元(折现值,下同),投入产出比高达33.3。 考虑到轻量化还有助于满足如“双积分”等规范,现时车企实施此类轻量化的动力远 大于阻力。控制臂(包括叉臂、连杆等结构、功能近似的零部件,下同)、制动钳壳 体的情形也类似。
相反,车身结构件轻量化的成本,无论从绝对还是相对来看都很高。单车投入七千余 元所能带来的等效减重效果仅与投入 80 元的转向节轻量化相近,且高于车辆生命周 期中能节省的燃油费用。转向节轻量化的投入产出比是车身的 60 余倍。
2.3 核心逻辑三:上下游产业助力
2.3.1 底盘铝合金轻量化产业的波特五力分析
供应商的议价能力:
上游铝原料供应商产能充裕。铝合金汽车零部件的主要上游原材料是电解铝。近年国 内电解铝产能过剩,平均利用率为 84%。 2017 年我国电解铝过剩产能为 673 万吨, 超过了汽车零部件全行业对铝原料的需求。
上游铝原料产品差异性小,铝合金零部件供应商的转换成本不高。以铸铝产品为例, 零部件供应商采购的原材料主要是标准的 A356 铝锭。该种原材料的理化特性均由国 标定义,不同供应商的产品之间差异不大。切换供应商所带来的额外工作仅仅在于验 证成品的材质和力学性能。
上游铝原料价格平稳。近年国内用于加工铝合金汽车零部件的原料价格相对平稳。以 A356 铝合金锭价格指数计算,2013 年以来的年化波动率仅为 13%,明显低于同期 钢铁汽车零部件原材料价格指数(以生铁指数计算)年化波动率的 21%。
客户的议价能力
下游需求强劲。如本文第一章所述,随着轻量化的深入和新能源汽车占比的不断提升, 整车厂客户对铝合金轻量化零部件的需求将以显著高于整车市场增速的速度提升。
客户的转换成本很高。底盘零部件对整车的安全、性能和 NVH 有重大影响。对底盘 重点零部件供应商的切换,即使不涉及设计变更,也需要先确认产品材质、力学性能, 再到系统供应商进行多种系统台架的试验验证,Z终由整车厂进行多轮路试才能实施。 单种底盘重点零部件的切换费用以百万计,周期往往在一年以上。因此整车厂对底盘 零部件供应商有黏性,不会轻易更换。
替代品:不构成显著威胁
与铝合金相比,其他几种轻量化材料的局限相对较多,且在底盘轻量化上大规模应用 可行性很低:
镁合金:镁与铝合金实际上主要是互相促进的关系,而非替代。镁通常作为合金元 素出现在铝合金中,应用在汽车轮毂、电机壳体等领域。而以镁为主要成分,完全 替代铝的合金目前仅能应用在支架类等少数领域,如方向盘、车镜支架等。
高强度钢:受设备和工艺制约。高强度钢也是相对应用较为广泛的轻量化零部件。 然而其比强度低,成型工艺复杂,设备投入要求高。高强度钢的密度与普通钢铁接 近,因此主要通过零部件形状的优化来实现轻量化。高强度钢零部件需要通过特殊 的热处理和成型工艺来制造,对加工设备一次性投入的要求非常高。同时,高强度 钢的特殊成型工艺决定了该种材料仅能制成冲压件,无法制成复杂的形状。以上特 性导致高强度钢轻量化效用有限,且对成本较为敏感。
碳纤维:应用领域与铝合金重叠度低。近年碳纤维的应用技术有了很大发展,但是单位重量的成本仍然比其他轻质材料高一个数量级左右,暂时无法大规模应用在绝 大多数量产车型上。
新进入者:壁垒较高
铝合金轻量化零部件厂商中,主要的新进入者包括原主营业务为钢铁材质底盘零部件 的厂商,以及原主营业务为非底盘甚至非汽车铝合金产品生产的厂商。
同行业竞争:主要取决于配套和规模。
行业集中度上升。随着下游集中度的提升,我们预计铝合金轻量化底盘零部件厂商的 集中度也将提升。市场将向能够与主流车企形成良好关系,并且产品线之间能够形成 良好合力的厂商倾斜。
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2.3.2 从旁枝末节到中流砥柱——先进设计、制造技术助力轻量化大显身手
伴随着设计与制造加工技术的发展,汽车轻量化应用的范围已经远远比Z初宽广。从 应用的部位上看,从容纳性、装饰性的电机壳体、内外饰,到需要“吃力”(耐受强 大载荷)的车身、底盘和传动系统均有涉及。从应用的形式上看,主要包括轻质材料 替代和结构轻量化改善。
各种轻量化途径中,效用Z显著的是材料替代,主要是用比强度(强度/密度)高的 轻质材料替代钢材和铸铁。轻质材料主要包括铝合金、镁合金、高强度钢、塑料和碳 纤维等,其中铝合金的应用Z为广泛。
在轻量化应用的Z初阶段,铝合金仅被用在动力总成周边件、变速箱壳体、油底壳等 对疲劳强度和刚度要求不高的部位。随着铝合金专用的铸造、模锻、机加工等成型工 艺的进步,以及 CAE 等结构设计优化手段的广泛应用,铝合金现已可以被应用在汽 车底盘的转向系统、制动系统、悬架系统,以及车身结构件、覆盖件等诸多领域。
设计人员通常根据经验设计出一种较为轻量化的零部件造型,根据 FEA(利用有限 元分析进行应力仿真,CAE 的一种)来确定是否要增加材料。如在下图的铝转向节 FEA 中,黄色表示在实际使用中产生应力集中可能性Z大的区域。根据此结果,设 计人员可以把黄色区域应力与材料能承受的Z大载荷进行对比。如果不满足要求,则 在此处增加材料。
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3. 底盘铝合金轻量化市场:千亿蓝海待扬帆
3.1 底盘铝合金应用草根调研:豪华车推广火热,普通品牌初现端倪
根据我们对 2017 年款国产乘用车的调研,铝合金在转向节(后轮称为羊角,本文统 一称为转向节,下同)、控制臂、副车架和制动钳壳体上的平均渗透率分别为:27%、 7%、2%和 2%。按细分市场,具体呈现豪华品牌高,普通品牌低(但在快速上升) 的特点。
当前铝合金在普通乘用车品牌中的渗透率还在绝对低位。2017 年款普通品牌车型中, 铝合金零部件在转向节、羊角中的渗透率为 21%,控制臂为 3%,副车架和制动钳壳 体上还没有应用。
然而值得注意的是,应用了铝合金底盘零部件的普通品牌车型基本都是各品牌的销量 主力或旗舰车型,如 H6 之于长城哈弗,英朗昂科威之于别克,锐界之于福特,思域之于本田等。考虑到示范效应,铝合金的推广速度加快可期。
相对而言,铝合金零部件在豪华车型中的渗透率较高。2017 年款豪华品牌车型中, 铝合金零部件在转向节中的渗透率为 93%,控制臂为 48%,副车架为 32%,制动钳 壳体为 27%。
随着消费升级的进行,国产豪华车型在中国乘用车市场的份额越来越高,其对相关整 车厂双积分计算的贡献也将越来越大。
豪华车型的油耗普遍偏高,因此未来相关整车厂有更大的动力去实施轻量化以满足双 积分要求,铝合金零部件的份额有望继续扩大。
3.2 前程远大:底盘铝合金零部件市场 CAGR 可达 27%
未来国内单车用铝量将趋近美国水平。当前国产车单车铝合金用量仅为 111kg,与美 国的 186kg 相比,有 67%的提升空间。与此同时,美国市场的单车铝合金用量还在 不断的提高过程中,主要驱动力与中国市场的类似。对比主要轻量化驱动力,中国的 油价始终高于美国,且中国新能源汽车销量增速远高于美国。因此我们判断铝合金轻 量化应用在中国的增速会高于美国。
在铝合金渗透率尚低的底盘领域,相关铸铝、锻铝零部件供应商有望充分获取铝合金 增量市场带来的红利;在铝合金渗透率已经较高的动力总成(如发动机缸体、缸盖、 油底壳)和电机(如各种电机壳体)、电子领域,相关零部件供应商仍可以从乘用车 市场的增长,尤其是新能源汽车市场的快速增长中获取可观的红利。
2011 年以来,全部铝合金汽车零部件市场的 CAGR 约为 10%。随着轻量化的广泛实 施后,单车铝合金用量在 2020 年前将快速提升,到 2025 年与国际主流车企当前的 水平相仿,即在 3~8 年内增加 33~67kg。按国内乘用车销量 CAGR=5%,当前铝合 金零部件单价范围为 20~50 元/kg,产品单价年降2%(考虑到市场实际情况,下同) 计算,到 2025 年,铝合金汽车零部件的总市场容量将达 629 万吨,年总产值将高达 1439 亿元。
其中,我们认为增长潜力Z大的是铝合金轻量化底盘零部件。预计其总用量的 CAGR 预计为 27%,总市场容量到 2025年将达到 410 亿元,相对 2017 年增量为350亿元。 底盘领域铝合金平均渗透率(不含轮毂,下同)将从当前的 8%,提升到 2020 年的 27%和 2025 年的 45%。
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3.3 与铝同行:掘金底盘铝合金轻量化细分领域
3.3.1 铝合金转向节市场
转向节是汽车底盘的Z重要的零部件之一,能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向, 近似于人的手腕脚腕。转向节的主要功用是传递并承受汽车前部载荷,支承并带动前 轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下,它承受着多变的冲击载荷,因此, 要求其具有很高的疲劳强度。
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铝合金的疲劳强度不如球墨铸铁。然而经过合理 CAE 后的铝合金转向节,通过几何 尺寸上的优化,完全可以满足承受载荷的要求。传统上转向节由球墨铸铁材料经过铸 造、机加工工艺制成。每个安装有独立悬挂的车轮均对应 1 个转向节,A 级 SUV 的 每个转向节重约为 5kg。平均每应用一个铝合金转向节,车重可以降低 2kg 左右。如 前文所述,转向节铝合金轻量化的全周期边际投入产出比(生命周期油费降低/零部 件成本上升)为 33.3,是性价比Z高的轻量化领域之一。
近年多数豪华品牌已经在多个车型上应用铸铝材质的转向节以减轻簧下质量。我们所 调查的豪华品牌车型中,铝合金转向节的渗透率达到了 93%。普通品牌车型铝合金 转向节的渗透率仅有 21%,近年却有许多车型正逐渐切换为铝合金转向节。结合豪 华、普通品牌对应的市场份额,推测 2017 年中国市场配有铝合金转向节的乘用车约 为 615 万辆,市场总份额 26%左右,对应市场容量约为 40 亿元。
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到 2025年中国乘用车市场的铝合金转向节的渗透率有望达到当前豪华品牌的渗透率 水平,即 90%左右。届时将对应 51 万吨的铝合金用量,以及 174 亿的市场容量。相 对 2017 年,市场容量的绝对增量为 134 亿元,CAGR=20%。
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铝合金转向节的主要工艺为铸造、机加工和装配。国内主要的铝合金转向节厂商包括:
伯特利 2017 年铝合金转向节产量约 350 万件,业务营收为 5.33 亿元。根据对铝合 金在国内转向节市场渗透率的估计,伯特利的市场占有率在 13%左右,为市场龙头。
拓普集团在其主营的 NVH产品线上深度绑定吉利,在杭州湾吉利基地附近建厂生产 铝合金转向节,有望成为沃尔沃、领克和吉利品牌多种车型的铝合金转向节供应商。
上海汇众的主要客户中,上汽乘用车、上汽通用、上汽大众 2017 年和今年以来销量 增幅明显,未来转向节业务有望随着通用和大众车型的稳定增长而扩张。
3.3.2 铝合金悬架系统——控制臂市场
控制臂是底盘悬架系统的重要二级零部件,连接转向节与副车架,近似于人的小臂和 小腿。控制臂的尺寸和综合力学性能对车辆的操控、安全等性能有非常重要的作用。
早期的控制臂多采用铸铁、铸钢或钢板冲压焊接制成。随着计算机辅助设计与制造 (CAE、CAM)技术的提高,铝合金在强度上的劣势可以被经过优化的造型和制造 技术所弥补。锻造和铸造铝合金控制臂正在逐步替代钢和铸铁控制臂。
悬架系统主要分为麦弗逊、双叉臂、多连杆和扭力梁四种形式。其中麦弗逊、双叉臂 和多连杆为独立悬架,各自对应不同形式的控制臂,并都可以采用铝合金材料。扭力 梁为非独立悬架,主要应用在小型车上,没有控制臂。
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麦弗逊、双叉臂和多连杆三种形式悬架的典型控制臂重量分别为每个车轮 10kg,18kg,21kg。采用铝合金材料制成的控制臂,可以在原有基础上减重 40%。
在豪华品牌车上,根据我们对 2017 年中国市场销量排名前 15 车型的调研,铝合金 控制臂的渗透率已经达到 48%。豪华品牌车型的前悬架为麦弗逊、双叉臂和多连杆 三种形式并存,后悬架主要是多连杆。豪华车型上双叉臂和麦弗逊悬架的控制臂以铝 合金材料为主。
普通品牌车型上,目前铝合金控制臂的渗透率仅有 2.7%,成本是主要的原因。普通 车型的前轮主要是麦弗逊悬架,后轮除了多栏杆悬架以外,近半数采用了不能使用铝 合金材料的扭力梁悬架。然而近年随着对更好的燃油经济性和操控的追求,铝合金控 制臂在普通品牌上的应用发展较快,大众速腾帕萨特,日产轩逸逍客奇骏,现 代朗动等主流车型都不同程度地应用了铝合金控制臂。
铝合金控制臂的主要制造工艺为锻造、铸造、机加工、装配,单车价值在 500~1000 元。单车铝合金控制臂替换可以减重 13.1kg,所带来的额外成本为 447 元。然而, 这个轻量化变更使车辆在整个生命周期中节约的燃油费用高达 2718 元
随着轻量化的深入,我们预计未来铝合金控制臂将被应用在全部或绝大多数豪华品牌 车型中。普通车型上铝合金控制臂的渗透率将在 2020 年达到 16%,即美国乘用车市 场当前的水平,在 2025 年达到 30%。铝合金控制臂在全市场渗透率提升的其他驱动 力包括豪华品牌份额的不断上升,以及不适用铝合金的扭力梁悬架份额的下降。
我们预计到 2020 年,单车铝合金控制臂的平均用量将从现在的 1.1kg 提升到 4kg, 并在 2025 年进一步提升到 6.9kg。按照豪华车份额到 2025 年提升到 15%的预计, 届时将对应 24 万吨的铝合金用量,以及 82 亿的市场容量。相对 2017 年,市场容量 的绝对增量为 72 亿元,CAGR=30%。
3.3.3 铝合金悬架系统——副车架市场
副车架是前后车桥的骨架和主要组成部分。悬挂和转向系统通过它与车身相连接,相 当于人的肩与髋关节。副车架能够阻隔振动和噪声,减少其直接进入车厢的比例。
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随着铝合金加工和连接工艺的成熟,钢制副车架可以用铝合金来替代。副车架的传统 生产工艺是先将钢板冲压变形成为副车架组件,再通过二氧化碳气体保护焊等工艺焊 接成形。单个钢制副车架的重量为 15~25kg,采用铝合金材料制成的副车架,可以 在原有基础上减重 40%。
铝合金副车架目前在国内乘用车市场的渗透率仅为 2.2%,在国内多种中高档车型上 已经批量应用。而在普通车型上广泛应用的障碍主要在于成本和供应商的集成能力。 副车架是总成件,需要通过焊接、铆接等工艺把多种通过不同工艺制成的次级零部件 连接起来,工艺复杂,成品率低,导致总成本偏高。另外铝合金副车架对空间占用大, 影响其他零部件的空间布置(相对于钢材,由于要保持强度不变,铝合金产品的体积 较大)。因此铝合金在副车架上的渗透率低于转向节、控制臂等单体零部件。
铝合金副车架行业的进入壁垒相对较高,低成本、上游零部件供应商通常不具备打破 壁垒的能力。铝合金副车架的复杂性导致其需要通过复杂的试验验证,才能量产供货。 同时,由于副车架运输不便,副车架供应商的工厂必须安排在整车厂附近以降低运输 和质量成本。通常只有已经作为系统供应商为主流整车厂配套底盘系统(如悬架、制 动)等的零部件供应商,才有能力开发铝合金副车架。
然而,由于铝合金副车架减重效用明显,轻量化所对应的效用也非常明显。
即使按照到 2025 年铝合金副车架渗透率达到 20%的保守估计,届时将对应 21 万吨 的铝合金用量,以及 91 亿的市场容量,相对 2017 年增量为 83 亿元,CAGR=36%。
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国内主要的铝合金副车架厂商包括:
国产乘用车的副车架主要是进口或者由跨国公司在国内的子公司提供。上海皮尔博格 作为华域汽车的子公司,为上汽集团的自主品牌及其合资公司车型提供一部分的铝合 金副车架。铝合金副车架的单车价值在1500 元左右。万安科技作为车桥总成供应商, 其铝合金轻量化汽车底盘模块化基地也已于 2018 年年初正式投产。拓普集团也有铝 合金副车架产品正在开发中。
3.3.4 铝合金制动系统零部件市场
铝合金在制动系统中的应用主要是在盘式制动器的制动钳壳体上。制动钳壳体用于安 装、保护制动活塞和制动摩擦片,充纳制动液,并与制动钳支架配合,确保能够精密 控制制动摩擦片的运动轨迹。
由于制动钳壳体对于材料强度的要求没有制动支架等其他制动系统零部件高,铝合金 是很好的轻量化替代品。当前多数制动钳壳体采用球墨铸铁材质,经过铸造、机加工 的工艺制成。每个前制动钳壳体重量约为 2.5kg,后制动钳壳体重量约为 1.5kg,采 用铝合金材质可以减重 40%左右。由于后轮制动钳壳体重量低,成本低,目前一些 中高端车型的后轮制动钳壳体已经采用了铝合金材质。
铝合金制动钳壳体目前在国内乘用车市场的渗透率仅为 2%左右,但性能与制造工艺 并不构成铝合金制动钳壳体的应用阻碍。过往铝合金渗透率不高的主要原因是制动系 统(Tier1 供应商提供)市场集中度低,竞争激烈,Tier1 供应商没有动力主动大规模 应用成本较高的铝合金制动钳壳体。在对零部件成本不敏感的跑车和高端豪华品牌 (如保时捷)领域,意大利厂商 Brembo 作为铝合金制动钳的主要供应商已经有了长 久的供货经验。随着轻量化推动力的不断加强以及 Tier1 市场集中度的提升,铝合金 的市场渗透率将快速提升,未来铝合金制动钳壳体的需求将出现放量。
按照到 2025 年铝合金渗透率达到 70%的估计,届时将对应 25 万吨的铝合金用量, 以及 63 亿的市场容量,相对 2017 年增量为 62 亿元,CAGR=60%。
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铝合金制动钳壳体制造商一般作为 Tier2/3 供应商,通过系统供应商(Tier1),车桥装 配厂(Tier1 或整车厂自营)供给整车厂。对于制动系统来说,通常 Tier2/3 没有设计 和验证的能力,仅负责制造。Tier1 负责设计、验证以及产业链上下的沟通协调,与 整车厂直接签订合同,在产业链中的附加值较高。
法资企业百炼作为行业龙头,占有中国市场的大部分市场份额。宁波科达近年铝合金 壳体业务快速发展,2017 年销量 0.35 亿元,近 3 年 CAGR=168%,是广汽乘用车、 菲亚特克莱斯勒、吉利等主流车企的供应商。
Tier1 一般作为制动钳壳体的设计方,用铝合金制动钳壳体装配成制动器总成供给整 车厂。Tier1 供应商中,华域汽车与大陆汽车合资的上海汽车制动系统有限公司以及 亚太股份近年铝合金制动器的市场份额较大,覆盖了多个主流车企。
4. 其他铝合金轻量化市场:关注下游需求
铝合金在其他汽车系统中的应用主要分三类:各种功能模块(如电机、热管理系统、变速箱、动力总成)的外壳和托架;轮毂,
车身结构件、覆盖件。
前两者中铝合金的主要形式为压铸零部件,车身上应用的主要形式为铝挤压和冲压铝 合金。
4.1 压铸类铝合金轻量化零部件市场集中度提升
压铸铝合金零部件市场未来的增长将主要来自于乘用车产销量的增长。在多数压铸类 铝合金零部件的应用场合,铝合金的渗透率已经很高,达到 80%以上。甚至在转向 机壳体等领域,一些厂商已经在研究利用更加轻质的材料,如碳纤维和塑料来替代铝 合金。铝合金在压铸铝轮毂行业的渗透率也已经很高,市场竞争充分。
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国内主要的压铸铝合金零部件厂商包括:
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由于市场已经较为稳定,技术成熟,压铸铝合金零部件厂商之间的竞争将加剧。随着 国内乘用车市场增速放缓,汽车零部件供应商的高运营杠杆对利润的影响将逐渐加大。
行业 CR5 在过去 4 年间从 19.5%快速上升到 25.5%,而行业按毛利计的 CR5 在过 去 4 年间更是从 21.5%快速上升到 29.7%。随着汽车零部件进口关税的降低,较为 固定的市场容量叠加激烈的国内外厂商竞争,未来市场营收和利润将进一步向市场份 额靠前的厂商倾斜。
4.2 车身铝合金零部件不确定性高
车身结构件和覆盖件目前主要仍以普通钢材、高强度钢材为主,铝合金的渗透率不足 3%。随着轻量化的深入,铝合金的应用有望显著增长。然而,车身设计变更涉及到 的范围很广,总成本高,乘用车企业在变动车身主要材质时需要做的考量远多于轻量 化底盘单个零部件。同时,车身轻量化的相对效用也没有底盘等簧下质量轻量化高。 随着成本相对较低的高强度钢在车身结构件上应用的推广,未来可能有更多的整车厂 选择钢铝混合车身,全铝车身推广的不确定性将会越来越高。
目前车用铝材市场中,诺贝丽斯等跨国巨头已经推出了成熟的产品,国内企业作为后 发,追赶的难度较大。未来铝合金车身零部件的设计与制造可能分散到整车厂、零部 件供应商以及铝材供应商等多个环节。
4.3 铝合金压铸设备市场将受益于下游需求提升
铝合金压铸工艺所采用的专用设备与传统的钢铁铸造设备差异很大,不能通用。铸铁 生产线的供应商均不能生产铝合金压铸生产线。由于铝水密度低,流动性不如铁水, 许多铝合金零部件在铸造时只能采用专用的压铸设备以避免出现浇不足、砂孔和缩松 等缺陷。相对于传统的重力铸造生产线,压铸生产线对流体、系统集成等方面都有更 高的要求,之前被国外企业所垄断。
轻盈伴“铝”:铝合金底盘零部件主打汽车轻量化下半场-有驾
近年国内如力劲科技(0558.HK)、伊之密(300415.SZ)等上市公司,在市场上取得了 突破,2016 年分别取得了 16%和 6%的市场份额,居国产品牌第一、二位。此外, 注塑设备巨头海天集团(1882.HK)下属新事业部门——海天金属于 2017 年正式发 布了铝合金压铸设备,并在当年就取得了 1 亿的销售额。
来自汽车行业的需求占到了国内铝合金压铸机市场的 70%。因此,力劲和伊之密两 家企业近年来压铸机业务的营收与中国铝合金汽车零部件行业总产值相关性很大。
压铸设备对压铸产品的质量和产能起决定性作用。通过对压铸机的主要用户:铝合金 压铸件生产商的调研可以发现,被压铸件生产商公布在官方网站上作为生产设备展示 的国产品牌只有力劲和伊之密,印证了力劲与伊之密的中高端地位。
过去,压铸铝合金设备和零部件市场的集中度都很低。随着压铸铝合金汽车零部件市 场集中度的提升,市场份额将逐渐向有动力、有能力配置优质压铸设备的零部件供应 商集中。但是这同时意味着客户的议价能力也会提升,只有优质压铸设备供应商才能 获得更多的机会,随铝合金汽车零部件市场快速发展。
综上所述,下游铝合金压铸产品的大发展,以及未来下游集中度以及专业度的提升, 将为国产中高端品牌压铸机带来加速发展的土壤。当前市场占有率较高,产品范围广 泛的品牌将会受益。

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关键词:铝合金,底盘件,金属模涂料

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