风口,布局汽车轻量化!铝行业必读深度长文!(一文详解政策、技术、细分龙头公司)

1评论 2018-09-11 16:56:00 来源:上海有色网 300494还有几个涨停板?

  SMM 9月11日讯:近年来,“汽车轻量化”已成为业界炙手可热的话题。无论是各种相关政策的实施还是行业的热议度,都在表明,未来汽车轻量化将是一种必然趋势。轻量化是新能源汽车快速发展的基石。近年新能源汽车发展迅猛,2017年12月,新能源电动汽车月产量为12.5万辆,同比增长89.39%。2017年新能源汽车全年产量68.3万辆。根据《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》,预计到2020年,我国将累计推广新能源汽车500万辆。

  近年来我国新能源汽车产量

  何为汽车轻量化?

  汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。实验证明,汽车质量降低一半,燃料消耗也会降低将近一半。由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。

  汽车轻量化的优点:

  汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量。汽车轻量化有以下优点:

  第一,轻量化可以通过减轻车辆的质量来减少新能源汽车的惯性,使汽车的运动状态更容易改变,进而提升汽车的加速性能、制动性能和操控性能,有利于应对危急情况。

  第二,根据轻量化技术领域的相关研究,重量的减轻可以增加续航里程。如纯电动汽车整车重量若降低10kg,续驶里程可增加2.5km。

  第三,在装备等条件一致的情况下,只改变质量,新能源汽车的能耗会随着质量的减轻而减少,可以在一定程度上达到节省电力、燃料等的结果。

  轻量化时代将加速进行

  我们知道,轻量化是继续降低油耗的额手段中最为重要的一项。今年4月“双积分政策”落地。要求到2020 年车企平均油耗降低到5L/100km。基于当前水平,未来油耗平均年降幅需要达到7.1%,然而过去4 年中油耗的平均年降幅仅为3.8%。距离要求还有很大的差距。未来汽车轻量化将会加速进行。

  近年国产乘用车平均油耗变动趋势

  除此之外,从2018年起,国家对于接受补贴车型的续航里程要求有了明显提高,补贴标准的区间的划分也更加细致:续航里程低于150公里的纯电动车型不再享受补贴;而续航里程高于350公里的纯电动车型,将享受比2017年更多的补贴。未来国家对于接受补贴车型的续航里程要求将逐步升高,国家政策将成为整车企业提升续航里程的主要驱动力之一。然而,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。

  近年新能源汽车续航里程补贴趋势

  汽车轻量化三大途径

  汽车轻量化作为一个系统化的工程,并不是简单地针对某个零件的单独减重,局部重量的变化在很大程度上会影响汽车的其他部位,因此汽车轻量化是指在汽车制造过程中集设计、制造、材料技术等一起的系统性工程。在对汽车进行轻量化设计时,主要有以下三个途径:

  材料轻量化材料轻量化即通过使用轻量化材料来达到减轻新能源汽车质量的目的。目前,应用于新能源汽车的轻量化材料主要是有高强度钢、合金、镁合金、碳纤维等。例如,奇瑞新能源公司推出的新一代纯电动微型车小蚂蚁(代号eQ1)采用了“全铝空间结构+全复合材料外覆盖件”的组合形式,车身采用高强度镁铝合金应用比高达93%以上,全铝车身较传统汽车减重40%的同时车身刚性提高了60%以上;大众宝来通过更改材料减轻重量104.2kg,占总减重的41%。零件小型化后减轻重量144.1kg,占总减重的57%。

  奇瑞eQ1

  结构轻量化 轻量化的另一手段就是在汽车零部件概念设计、初始结构设计、产品工程设计及样车制造过程中做相关结构的分析和优化,或去除零部件的冗余部分、或减少搭接(如花边形设计)、或改变结构,在不影响车身强度和安全性能的基础下尽量减少对零件的使用,有用则保留,无用则放弃,使车内布局达到最佳的效果,以实现对汽车零部件的精简化、整体化和轻质化。

  制造工艺轻量化为进一步达到减重降本的目的,除了开发应用轻量化材料外,一系列适应这些新材料的先进工艺,如热成型、激光焊接、液压成型、差厚轧制、径向锻造、半固态成型等应运而生。

  铝合金底盘作用突出 轻盈伴“侣”有保障!

  在众多轻量化处理中为什么需要重点关注底盘铝合金轻量化零部件?目前在国内外车身轻量化的研究越来越多也越来越深入,但是对于底盘轻量化的研究却很少。但是底盘的轻量化对整车的性能起着举足轻重的作用,影响操作稳定性和舒适性。未来对于汽车的油耗法规越来越严格,所以应该花大力气去研究底盘的轻量化。只有车身和底盘都进行了轻量化设计才能达到整车的最大轻量化!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。

  1、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)簧下质量中的主要轻量化机会

  汽车各系统轻量化性价比对比

  所以底盘系统(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最高的领域,将成为轻量化下半场的主力

  2、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:

  底盘(转向节)与车身(结构件)铝合金轻量化投入产出对比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。

  3、上下游产业助力

  上游方面: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,平均利用率接近89%。

  近年我国电解铝月度开工率及产量

  另一方面,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。

  除此之外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%。

  铝合金与钢铁原材料价格指数对比

  下游方面:下游需求强劲。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。另外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,最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。

  和替代品相比优势明显:我们知道有多材料都可以做到轻量化,比如镁合金,高强度钢,碳纤维等。但与铝合金相比,这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。

  4、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。

  铝合金底盘零部件行业的进入壁垒

  5、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,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。

  轻量化汽车相关企业介绍

  本文就4家主要从事轻量化汽车相关企业进行系统介绍:

  拓普集团(601689.SH):底盘轻量化产品协同发展优势即将显现

  拓普集团的铝合金汽车零部件业务主要包含锻铝控制臂及铸铝、锻铝转向节/羊角。自从2015 年量产以来,拓普集团的铝合金控制臂业务持续快速发展,CAGR近50%,2017 年营收3.6 亿元,我们测算其在国内市场的份额为38%。

  公司的铝合金控制臂产品单车价值高,且能够与公司主营的减震衬套(NVH 产品)组成控制臂总成,甚至进一步与公司的轻量化转向节产品装配成悬架模块。拥有直接提供模块化产品给整车厂的能力,一方面能够提升零部件厂商的业务灵活度,使公司在向整车厂争取新项目过程中具有明显的优势;另一方面也相当于提升了在产业链中的集成度,降低开发时间和开发成本。

  公司在吉利、通用、上汽乘用车等客户处不断斩获NVH 零部件大额订单。近年来,吉利、上汽乘用车以及广汽乘用车等公司重要客户不断探索产品升级,而铝合金转向节、控制臂是实现驾驶性能、NVH 性能提升的重要手段之一。,因此,拓普的控制臂、转向节业务也有望稳定增长。与此同时,公司已经成为特斯拉、蔚来和比亚迪的新能源车辆的轻量化悬架零部件供应商,未来有望获取新能源快速增长的红利。

  伯特利(603596.SH):轻量化转向节领导者

  伯特利是铝合金转向节领域的领导者,2017年实现销售额5.3亿元,占公司总营业额的22%,近3年CAGR超过100%。我们测算其在国内市场的份额为18%。

  伯特利从事铝合金转向节制造的子公司-伯特利萨克迪,位于山东威海,年产能500万件转向节,目前正在增能到1000万件的过程中。伯特利萨克迪工厂贴近其主要客户-上汽通用的东岳工厂(位于烟台),有利于节省物流成本和维护成本。伯特利的铝合金转向节已经应用在了通用全球的E2XX平台(别克君越、凯迪拉克XT5、雪佛兰迈瑞宝等车型)、通用D2UX平台(别克昂科威、别克威朗等)、福特汽车及沃尔沃等主流平台。近年转向节业务连续获得通用东岳工厂的重要奖项,表明公司已经充分融入通用供应链。

  铝合金转向节是公司主营的盘式制动器总成上的一个重要零部件。公司可以单独销售给整车厂或制动系统制造商,也可以将其集成在自家的制动器总成上,增强产品的竞争力。根据公开资料,公司客户涵盖了通用全球、上汽通用、福特、沃尔沃、长安汽车、北京汽车、吉利汽车、上汽集团、奇瑞汽车等主流乘用车厂商。

  广东鸿图(600933.SH):压铸铝合金零部件领导者,有望受益于马太效应

  公司是国内铝压铸行业的龙头,汽车行业产品贡献了公司90%的营收和利润。具体业务包括发动机、变速箱缸盖罩、变速器壳体等,主要客户既包括通用、克莱斯勒、本田这样的国际车企,也包括上汽乘用车这样销量快速增长的自主品牌,还包括特斯拉这样的新能源领军企业。

  随着铸铝产品市场需求的增长,公司前期布局的南通、武汉工厂产能利用率将显著提升,业绩有望迎来爆发。若东风本田2018年销量延续快速增长(2017年同比增长28.1%)的势头,公司的武汉工厂今年有望提前实现扭亏。

  力劲科技(0558.HK):压铸机业务尽享轻量化零部件红利

  公司是全球最大的压铸机生产商,主营用于铝合金零部件生产的冷室压铸机。截至2017年9月底的四个季度,公司压铸机业务营收为20.9亿,2016年市场份额为16%。公司主要客户包括广东鸿图、文灿股份等铝合金压铸零部件龙头,以及旭升股份等新兴新能源车辆零部件供应商。相对于其他国内品牌,力劲科技的压铸机在对产品性能与质量要求都比较高的汽车零部件行业中,应用更为广泛。

  公司布局高端压铸设备业务,收购了意大利高端铸造机制造商意德拉。意德拉公司制造了世界上吨位最大(5000吨)的压铸机。公司同时在经营注塑机和加工中心业务,其中注塑机业务近年增长速度较快。

  公司在全球拥有8个主要生产基地,分布于全国5个省份以及中国台湾和意大利,在20多个国家设有超过60家销售办事处和服务中心。公司拥有自己的零部件制造工厂,可以降低上游供求形势对公司成本的影响。

责任编辑:Robot RF13015
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