铝合金是主流的轻量化材料,单车铝用量呈提升趋势。
汽车用铝合金主要包括铸造铝合金和变形铝合金,其中铸造铝合金占据主导地位,占汽车用铝量约 77%左右。铸造 铝合金主要用于制造新能源汽车发动机零部件、壳体类零件和底盘上的其他零件,如轿车发动机缸体、缸盖、离合器 壳、保险杠、车轮、发动机托架等几十种零件,轧制材、锻造材、挤压材等变形铝合金主要用于汽车车身,如发动机 罩、车顶棚、车门、翼子板、行李箱盖、地板、车身骨架及覆盖件。新能源汽车用铝合金的部件主要有车身、轮毂、 底盘、防撞梁、地板和电池包。 铝合金轻量化效果良好,成本适中,工艺成熟,适用于绝大多数汽车结构件,因此广泛应用于汽车各系统零部件。铝 合金是一种密度小、弹性好、比刚度 和比强度都较高的金属材料,而且这种材料的耐磨性能和耐腐蚀性能也较好, 通常还能够在成品报废时进行回收利用。由于这些优良的性能,铝及铝合金在早期就应用于汽车轻量化技术中,在汽 车领域应用特别的广泛。然而,由于其与钢材相比,强度和承载性能较差,限制了铝及铝合金的应用。特别是在汽车 强度要求较高的部位,铝及铝合金的强度难以保证汽车的抗撞击性能。此外,铝及铝合金对生产技术要求较高,如焊 接工艺、铸造工艺等,也是限制其应用的因素之一。

铝合金应用于车身时,可以大大减轻重量。铝合金减重率相比高强度钢材更加显著,一般铝合金零件经过一次减重, 效果可达 30%~40% ;制动系统与悬架等主要零部件经二次减重,效果可达到 50%。使用铝代替传统钢可以减轻 50% 的体重,使整车质量减轻了 30%。除了减轻重量外,车辆制造中还需要高强度、可焊接性和可成型性;铝合金在侵 蚀性工作条件下的性能远高于从传统钢获得的部件,是将腐蚀、强度和刚性等特性结合到同一产品上的最佳材料。例 如,本田 NSX 车身和外板由 210 公斤铝制成,特斯拉 ModelS 车身的大部分都是使用铝材料生产的。
铝合金材料广泛应用于新能源车的车身、三电系统及结构件。新能源汽车虽然取消了发动机系统,但铝合金仍广泛运 用于电池系统、电驱动系统、电控系统等新能源三电系统领域,且因需集成冷却系统,制造工艺上更加复杂。可适用 范围如下:(1)在电池系统领域,铝合金压铸件可以用于电池包壳体、电池模组前后端板、水冷板等方面。(2)在 电驱动系统领域,铝合金压铸件可以用于电机壳体、减速器壳体、水套箱体以及各类端盖等方面。(3)在电控系统 领域,铝合金压铸件可以用于逆变器箱体、控制箱体、高压配电盒体、车载充电机壳体及各类上下端盖等方面。与燃 油车相比,新能源汽车在车身、底盘结构件上更加积极采用铝合金压铸件。随着高真空压铸工艺、大吨位压铸机的发 展,铝合金压铸的结构件不断满足性能上的要求,使得该类产品在新能源车得以普及。
根据《节能与新能源汽车发展路线图》,我国未来单车用铝量将不断提高,预计 2025 年单车用铝量达 250kg,2030 年单车用铝量达 350kg。近年欧洲车身会议的展示车型中,大部分都应用了铝合金零部件,总体来看,中低端车主要 发展高强钢+结构优化,中高端车逐渐规模应用铝合金。从成本和技术复杂度考虑,铝合金防撞梁、发动机罩等零部 件是优先考虑的方向。在汽车轻量化材料中,铝合金材料综合性价比要高于镁合金、塑料和碳纤维复合材料,在应用 技术成熟度、安全性、循环再生利用等方面具有综合优势。随着铝合金工艺的逐步成熟,成本有望得到下降,单车用 铝量将逐步提升。
铝合金压铸件渗透率持续增长,促进提升一体压铸应用范围。随着人们对汽车节能环保的日趋重视,近三十年来汽车 产业呈现以铝代钢、代铁的趋势,全球汽车用铝合金压铸件市场快速增长。根据 Ducker Worldwide 的预测,铝制引 擎盖的渗透率会从2015年的48%提升到2025年的85%,铝制车门渗透率会从2015年的6%提升到2025年的46%。 具体反映在平均单车用铝量上,1980 年北美地区每辆车平均用铝量为 54kg,到 2010 年增长到 154kg,预计到 2025 年每辆车的平均用铝量将会达到接近 325kg。随着我国汽车产业的快速发展,铝合金车身和底盘结构件的大批量应用, 预计单车铝合金用量将增长一倍以上。因此,我国汽车铝合金压铸件市场的发展空间非常广阔,一体压铸应用领域有 望提升。

国内铝合金压铸行业格局尚未稳固,市场竞争较为激烈。目前掌握铝合金成型工艺的国内厂商主要有文灿股份、旭升 股份、拓普集团、广东鸿图、爱柯迪、嵘泰股份、派生科技和泉峰汽车等,市场集中度较低。文灿股份、广东鸿图等 是配套传统燃油车的同时,发展新能源汽车业务;爱柯迪的核心优势产品主要是汽车雨刮系统相关的中小件精密铝合 金零部件;旭升股份以新能源车业务为发展重心,早期打入特斯拉供应体系,核心优势产品是变速箱壳体等中大件精 密铝合金零部件;拓普集团的核心优势在于轻量化底盘系统,主要包括副车架、悬架、转向节等产品;嵘泰股份在转 向系统零部件、特别是电动助力转向器(EPS)壳体这一细分领域建立了较强的技术壁垒。
同行业可比公司积极扩充产能,应对快速增长的新能源汽车行业。随着我国汽车产业的发展,国内主要汽车铝合金压 铸件生产企业不断扩大大型压铸件产能,多家压铸企业开始布局一体压铸业务。文灿股份 2021 年向力劲集团采购包 括 9000 T 机型在内的 9 台大吨位压铸机,2022 年再次采购 9 台大型压铸机,包括 2 台 7000T、2 台 4500T、5 台 2800T-3500T 机型。广东鸿图 2022 年成功研制 6800T 新能源汽车超大型一体化铝合金后地板压铸结构件产品,并 计划与力劲集团联合研发 12000T 超级智能压铸单元。拓普集团 2021 年采购 21 台套压铸单元,包括 6 台 7200T、 10台4500T和5台2000T的压铸设备,2022年公司7200T一体化超大压铸后舱量产成功下线。爱柯迪现在拥有1250T、 1650T、2200T、2800T、4400T 等各种规格型号的大型压铸机,在新工厂计划导入 3500T、6100T 和 8400T 等大型 压铸机。汽车轻量化趋势所带来的良好行业前景也正在吸引新的竞争者加入,全行业竞争激烈。