2023年汽车轻量化中国市场研究报告.pdf

第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 1 汽车轻量化白皮书 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 2 作 者 修伟明 Partner&Co-founder,M2 Consulting 高梦群 Executive director,M2 Consulting 邢永强 Ananlyst，M2 Consulting 孙博睿 Analyst，M2 Consulting 汤尔昊 Analyst，M2 Consulting 王梧卜 Editor，M2 Consulting 季 晨 Analyst，M2 Consulting 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 3 概概 览览 .8 8 研究范围研究范围 .9 9 1、专业名词解释.9 2、研究范围界定.10 3、研究方法介绍.10 第一章第一章 中国汽车轻量化市场背景概述中国汽车轻量化市场背景概述 .1111 1.1 市场定义.11 1.2 市场发展历程.11 1.2.1 目标更加多元化：从单目标到双目标并行.11 1.2.2 衡量标准转变：从降低质量到降低汽车轻量化系数.13 1.2.3 汽车市场格局变化：从传统车企领军到新品牌实现突围.14 1.3.市场特点.19 第二章第二章 中国汽车轻量化宏观市场分析中国汽车轻量化宏观市场分析 .2020 2.1 政策环境分析.20 2.1.1 国家政策.20 2.1.2 各省政策.21 2.2 产业环境分析.22 2.2.1 经济环境.22 2.2.2 技术环境.23 2.2.3 生态环境.24 2.2.4 社会环境.24 2.3 产业链分析.26 2.3.1 产业链上游.26 2.3.2 产业链中游.28 2.3.3 产业链下游.29 2.4 驱动与制约因素分析.30 2.4.1 驱动因素分析.31 2.4.2 制约因素分析.32 第三章第三章 中国汽车轻量化主要实现途径中国汽车轻量化主要实现途径 .3434 3.1 材料轻量化发展现状分析.34 3.1.1 主流材料应用现状及分析.34 目 录 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 4 3.1.2 主流技术应用现状及分析.35 3.1.3 产业链结构与现状分析.35 3.1.4 主要布局企业分析.36 3.1.5 未来发展趋势.38 3.2 结构轻量化发展现状分析.39 3.2.1 主流技术应用现状及分析.39 3.2.2 未来发展趋势.40 3.3 工艺轻量化发展现状分析.41 3.3.1 主流技术应用现状及分析.41 3.3.2 产业链结构与现状分析.43 3.3.3 主要布局企业分析.49 3.3.4 未来发展趋势.51 第四章第四章 中国汽车轻量化市场创新举措分析中国汽车轻量化市场创新举措分析 .5252 4.1 创新材料应用与分析.52 4.1.1 镁合金的应用.52 4.1.2 工程塑料的应用.54 4.1.3 碳纤维的应用.54 4.2 创新技术的应用.55 4.2.1 增材制造的应用.55 4.2.2 仿生设计与仿生学的应用.55 4.3 创新工艺应用与分析.56 4.3.1 锁铆连接技术的应用.56 4.3.2.粉末注射成形的应用.56 4.3.3“点焊粘接”复合连接技术的应用.56 第五章第五章 中中国汽车国汽车市场投资现状及发展前景分析市场投资现状及发展前景分析 .5757 5.1 并购与投资情况.57 5.1.1 并购情况.57 5.1.2 IPO 情况.60 5.1.3 细分赛道下的汽车零部件投资情况.60 5.1.4 细分赛道下的整车制造投资情况.61 5.1.5 细分赛道下的汽车后市场投资情况.61 5.2 行业进入壁垒分析.62 5.2.1 技术壁垒.62 5.2.2 政策壁垒.63 5.2.3 生产规模壁垒.63 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 5 5.2.4 品牌壁垒.63 5.2.5 产品壁垒.64 5.2.6 策略壁垒.64 5.3 行业机遇与挑战分析.64 5.3.1 汽车行业发展机遇分析.64 5.3.2 汽车行业发展挑战分析.66 5.4 行业发展前景展望.67 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 6 图表 1：专有名词及其释义.9 图表 2：中国新能源汽车销量及同比增速.12 图表 3：汽车降重 10%效果.13 图表 4：汽车轻量化系数等级定义.14 图表 5：2022 年中国品牌汽车销量前十五名企业集团销售情况.15 图表 6：Model S 与 Model 3 电池比较大小.16 图表 7：特斯拉电池连接技术.16 图表 8：Model S 电池壳.17 图表 9：特斯拉 Model 3 车身材质图.17 图表 10：其他车企新能源汽车轻量化部分应用.18 图表 11：2020-2022 近 3 年国家政策表格.20 图表 12：2020-2022 地方政策表格.21 图表 13：2022 中国居民人均消费支出占比（%）.23 图表 14：2017-2022 中国汽车轻量化专利申请量.23 图表 15：2022 年中国不同燃料类型汽车的污染物排放量情况（万吨）.24 图表 16：2020 年中国用户未购买新能源汽车的原因（%）.25 图表 17：2020 年中国用户会考虑购买新能源汽车的条件（%）.25 图表 18：中国汽车轻量化产业链全景图.26 图表 19：原材料供应相关企业一览.27 图表 20：汽车轻量化相关企业介绍.28 图表 21：年中国新能源汽车行业市场份额统计情况（%）.30 图表 22：上下游区域企业概览.37 图表 23：激光行业产业链示意图.43 图表 24：液压行业产业链.45 图表 25：工程机械关键配套件产品链条环节.46 图表 26：液压件应用领域市场占比情况（%）.47 图表 27：2017-2022 年中国液压（含液力）产品工业总产值.47 图表 28：一体化压铸较传统工艺的优势.51 图表 29：镁合金的减重效果（千克）.52 图表 30：镁合金加工性能.53 图表 31：世界各国菱镁矿储量.53 图表 32：碳纤维主要性能特点.54 图 表 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 7 图表 33：2020-2022 上半年中国汽车行业并购交易数量（个）.57 图表 34：2020-2022 上半年中国汽车行业并购交易金额（百万元）.58 图表 35：2020-2022 上半年中国汽车行业交易量级数量分布（个）.58 图表 36：2020-2022 上半年中国汽车行业交易轮次数量分布（次）.59 图表 37：2020-2022 上半年中国汽车行业各交易轮次金额分布（百万元）.59 图表 38：2020-2022 上半年中国汽车行业 IPO 企业数量（个）.60 图表 39：2022 年上半年中国汽车行业零部件领域热门赛道交易数量（个）.61 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 8 概 览 基于人民生活水平日益提高，汽车市场得以蓬勃发展。在汽车发展历程中，节能减排，提高性能等要求的出现进一步催化了汽车轻量化的发展，如今汽车轻量化市场正面临着巨大的发展机遇。汽车轻量化中国市场研究报告共分为 5 个章节，分别从中国汽车轻量化市场背景概述，中国汽车轻量化宏观市场分析，中国汽车轻量化主要实现途径，中国汽车轻量化市场创新举措分析，中国汽车市场投资现状及发展前景分析等五个方面对中国汽车轻量化市场进行了分析。报告简述汽车轻量化的相关名词定义，在概念上建立了对汽车轻量化的清晰认知，明确了彼此的差异，同时清楚界定了报告的研究范围。报告第一章解析了中国汽车轻量化的市场定义、中国轻量化市场发展历程、市场运行模式以及行业特点。本章指出了汽车轻量化市场的产业链以及相应企业，将历史演变趋势与现状相结合，研究了行业发展业态阐述了轻量化出现的必然性，同时概括其市场的主要运行模式及行业特点，全面解读了当下轻量化市场的基本情况。报告第二章从四个角度政策环境、产业环境、产业链、以及驱动与制约因素分析了汽车轻量化的宏观市场。本章指出近年来政策对行业培育力度持续提升，在经济、科技、生态与社会环境的促进下，为企业进行深一步的轻量化技术研发提供了更广阔的空间。解读产业链上游应用材料、中游的内外饰零部件等以及下游的整车工厂的现状。最后通过对驱动和制约因素分析，了解行业中影响轻量化市场发展的助力与阻碍。报告第三章以中国汽车轻量化主要实现途径作为切入点，研究了三个实现途径发展现状。本章在材料轻量化以及工艺轻量化发展现状中进行了主流材料、技术应用、产业链、企业布局以及未来发展趋势的分析与调研，结构轻量化由于是在软件上完成的，因此只有详细的技术介绍以及未来发展趋势分析。报告第四章介绍了中国汽车轻量化市场创新举措，分为创新材料、技术以及工艺三方面的应用分析。本章指出在创新材料方面，镁合金未来的应用趋势、部分新型材料的研发让材料市场迎来新的发展机遇；创新技术市场中，基于轻量化减重的升级改造需求，增材制造以及仿生技术将会带动新一轮的技术改革；从创新工艺层面看，锁铆连接、粉末注射成形、“点焊粘接”复合连接技术等将会成为市场的工艺应用主流。考虑到汽车轻量化市场与汽车整体市场深度绑定关系，报告第五章立足于汽车市场投资现状及发展前景，从五个维度探究了市场投资与并购情况，总结政策、技术、生产规模、品牌、产品与策略六大方面的行业进入壁垒，归纳电动化、联网化、共享化和国际化为汽车行业带来的机遇，分析了当下汽车行业面临的三大行业挑战：缺芯，技术迭代以及安全问题。并展望了其未来发展的发展趋势。第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 9 研究范围 1、专业名词解释专业名词解释 图表图表1：专有名词及其释义：专有名词及其释义 专有名词专有名词 释义释义 汽车轻量化汽车轻量化 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。车身扭转刚度车身扭转刚度 车身在受到外力时抵抗弹性形变的能力。STAF STAF（Steel Tube Air Forming）是一种新型的可大幅度降低车身框架重量的成形系统。STAF 是一种新型的管材热风吹制工艺，它结合了挤压和吹制两种工艺。热冲钢板工艺热冲钢板工艺 热冲压成形技术，是将硼钢钢板（初始强度为 500700MPa）加热至奥氏体化状态，快速转移到模具中高速冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于 27/s 的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。超高强度钢超高强度钢碾压碾压成成型工艺型工艺 高强度钢板的热冲压成形工艺的基本流程是：落料预成形加热冲压成形去氧化皮激光切边冲孔防锈处理，并在冲压成形和保压定形阶段同时进行板件淬火。PP+EPDM+TD30 车用改性聚丙烯塑料，增韧，30%滑石粉填充，主要用于汽车大部件有保险杠、仪表板护板、门板、立柱等部件。SPR SPR（Surface plasmon resonance）被称为表面等离子体共振，是一种物理光学现象，SPR 技术可用于生物分子间结合特异性的分析、浓度定量、结合动力学和亲和力分析以及热力学分析，能够实时检测 DNA 与蛋白质之间、蛋白质分子之间、药物与蛋白之间、核酸与核酸之间、抗原与抗体之间以及受体与配体等生物分子之间的相互作用。FDS FDS 热融自攻丝技术可用于异种金属或同种金属的连接。目前铝车身中大量使用该工艺。CMT 焊焊 冷金属过渡焊接技术（cold metal transfer，CMT）是一种无焊渣飞溅的新型焊接工艺技术。正负极材料正负极材料 锂离子电池常用的正极材料有锰酸锂，钴酸锂，磷酸铁锂以及三元材料等，常用的负极材料包括碳材料及硅基材料等。隔膜隔膜 隔膜是电解反应时，用以将正负两极分开防止在电解池中直接反应损失能量的一层薄膜。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。膜电极膜电极 膜电极组件（MEA，Membrane Electrode Assembly）又称膜电极，是燃料电池发电的关键核心部件，膜电极与其两侧的双极板组成了燃料电池的基本单元燃料电池单电池，由极板、气体扩散层、催化层、质子交换膜组成。热轧冷轧热轧冷轧 热轧是结晶温度点以上的轧制，冷轧是结晶温度点以下的轧制。单体电芯单体电芯 单体电芯由电极和电解质组成，构成蓄电池组的基本单元，被称之为单体电芯，又叫做单体蓄电池。拜耳法拜耳法 拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。1887年由奥地利工程师卡尔约瑟夫拜耳发明，其基本原理是用浓氢氧化钠第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 10 溶液将氢氧化铝转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。转向节转向节 转向节（Steering Knuckle）又称“羊角”，是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏地传递行驶方向。转向节的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。三电系统三电系统 三电系统指的是电动车的电池、电机、电控 2、研究范围界定研究范围界定 根据国家统计局发布的国民经济行业分类国家标准第1号修改单（GB/T 4754-2017），汽车轻量化所属行业为汽车制造业，行业代码为“C36”。3、研究方法介绍研究方法介绍 报告撰写过程中，M2基于大量行业二手研究报告并采访了部分主流汽车轻量化生产企业、设备供应商、材料供应商、技术研发机构、ODM 企业、OEM 企业等市场参与者，获取了部分产品、技术及市场实时信息；同时结合公司多年的行业经验积累，对行业未来的发展趋势及产品的应用前景做出了预测。第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 11 第一章第一章 中国汽车轻量化市场背景概述中国汽车轻量化市场背景概述 1.1 市场定义市场定义 汽车轻量化是指在保证汽车安全性、舒适性及操稳性基础上，通过结合轻量化技术以及应用多种不同的轻量化材料制造技术，降低汽车自身重量到较小的目标值，从而实现节能减排的目标，提高汽车的经济性、动力性。汽车轻量化产业主要包括产业上游原材料冶炼以及提供、中游零部件加工以及下游的整车厂客户。其中汽车轻量化的产业链核心基础为原材料冶炼与提供。应用在汽车轻量化领域的原材料有五种，分别为高强度钢、铝合金、镁合金、改性塑料以及碳纤维复合材料，主要代表公司有以高强度钢为业务的首钢集团、以生产铝合金为主的顺博合金、镁合金加工公司云海金属、改性塑料生产公司金发科技以及碳纤维复合材料公司 HRC 等公司。原材料主要经过三道工序，首先是材料冶炼厂进行粗加工后，紧接着由原材料生产商进行更精度的提纯，形成合金半成品，最后由零部件加工公司进行加工成适合终端应用的汽车零部件。中游的零部件加工公司主要有泉峰汽车、文灿压铸股份、今飞凯达等，下游则是以长城汽车为代表的整车企业。在如此长的产业链条中，每个环节都有术业专攻的企业，各企业以自身核心优势为切入点逐步向汽车轻量化产业链渗透并拓宽业务范围，积极构建生态圈。1.2 市场发展历程市场发展历程 随着汽车市场的发展，汽车轻量化的目标有所增加，从单目标“节约能源”到“汽车性能+节约能源”双目标并行。其次是技术转变从降低质量的技术到汽车轻量化系数技术的出现。最后是市场格局的变化从传统车企领军到新品牌实现突围。1.2.1 目标更加多元化：从单目标到双目标并行目标更加多元化：从单目标到双目标并行 石油危机出现，节能需求提出轻量化要求石油危机出现，节能需求提出轻量化要求 回顾汽车轻量化的发展历史，起初汽车轻量化的目的是节约石油能源。在 20 世纪 70 年代爆发的全球石油危机，油价飞涨迫使世界各国通过减轻汽车质量来实现节油，于是汽车行业诞生了汽车轻量化概念，并因此带来了汽车技术发展的一次飞跃。1977年美国乘用车的平均自重为 1,651 公斤，1982 年降低到 1,275 公斤，降幅约 23%。在此之后，为满足安全、排放、舒适性、可靠性、智能化等要求，车内各种配置不断增加，使得车辆的自重又开始缓慢回升，为轻量化技术发展带来了新的动力。现如今随着电动汽车的不断普及汽车行业的不断发展，由于新能源汽车受续航里程的限第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 12 制，汽车重量是影响的关键因素，因此除了节能减排的需求外，又面临新的问题如何提高汽车续航里程以及操作灵活性等性能需求逐渐成为汽车轻量化的新目标。新能源汽车逐新能源汽车逐渐普及，性能需求推动轻量化发展渐普及，性能需求推动轻量化发展 质变撬动需求，新能源汽车渗透率有望迎来加速提升。新能源汽车产业正处于从政策驱动向供给端驱动转变的关键时刻：政策端国家补贴延长两年至 2022 年，同时 2020 版“双积分”政策落地明确最新积分要求，长效激励机制逐步完善；供给端爆款车型密集上市为核心驱动力，类比智能手机发展史，爆款车型的出现将推动行业从导入期迈入成长期，从 2.0 时代迈入 3.0 时代。其中 2022 年中国新能源汽车销量为 688.7 万辆，预计 2025 年有望提升至约 1100 万辆。图表2：中国新能源汽车销量及同比增速 资料来源：公开数据整理，觅途咨询研究&分析 77.7 125.6 120.6 136.7 352.1 688.7 1,137.6 53.3%61.7%4.0%10.9%83.9%93.4%22.5%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%0200400600800100012002017201820192020202120222025E新能源汽车销量(万量）同比增长百分点（%）第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 13 1.2.2 衡量标准衡量标准转变：从降低质量到降低汽车轻量化系数转变：从降低质量到降低汽车轻量化系数 根据实验表明，汽车整车重量降低 10%，燃油效率可提高 6%-8%，寿命增加 50%，动能节省 10%，刹车距离减少 5%等。汽车质量减轻不仅降低了油耗，而且带来了汽车驾驶安全性以及驾驶舒适性等其他方面的改善，因此降低汽车质量的技术成为了企业主要研发汽车轻量化的技术之一。图表3：汽车降重10%效果 资料来源：造车网，艾尔西咨询，觅途咨询研究&分析 目前，在减重技术中主要有三种：一是树脂减重。在这方面较为典型的案例为，利用使用树脂减重，“SIENTA”的外装减轻 35。丰田的 MPV“SIENTA”汽车的外饰件“推拉门导轨罩”通过树脂化，大幅减轻了重量。这种树脂材料为 KANEKA 开发的聚合物合金“JP-F”系列，是由聚碳酸酯（PC）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）组成的聚合物合金（PC/PET 合金），适合作为汽车的外饰件。二是与异种材料结合，比如东洋纺开发出了适合与金属实施异种材料接合、强度和刚性出色的玻璃纤维增强聚酰胺（PA）“GLAMIDEJF-30G”。这种树脂高密度填充了玻璃纤维，可与铝合金等金属直接强力接合。该公司将充分利用其树脂部分具有高强度、高刚性的特点，力争在汽车车体骨架和转向构件等领域投入实用。通过替换部分钢制部件实现轻量化。三是加工法减重，住友重机械工业开发出了可以减轻汽车车身、车架等车体部件的制造系统“STAF（Steel Tube Air Forming）”。将钢管放入冲压机的模具后，通过通电加热、注入高压空气、成型、淬火的顺序进行加工。通过使用这次开发的控制系统，可以高精度加工第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 14 出带凸缘的连续异形封闭截面。在强度相同的条件下，将汽车车体部件更换为 STAF 构件，与过去的结构相比，重量可以减轻约30。而且无需钣金冲压加工所需的冲切和修边，只需要在成型后切断端部即可，成品率可提高至90左右。通过凸缘的一体成型可以减少部件数量，大幅降低成本。成本可以比液压成形减少 5，比热压减少 30。随着材料科技和制造工艺的进步，汽车轻量化的趋势也越来越明显。汽车工业为了研究汽车的轻量化水平，还提出了汽车轻量化系数指标来进行衡量：汽车轻量化系数 L=白车身（无门盖、无前后风挡玻璃）质量1000/（车身扭转刚度四轮间正投影面积）。图表4：汽车轻量化系数等级定义 控制指标 水平分析 高水平 较好水平 一般水平 轻量化系数 L BIW（白车身骨架）L2.5 2.53.5 白车身（带开闭件）L3.5 3.54.5 资料来源：北汽，【理论基础】车辆轻量化系数详解，觅途咨询研究&分析 白车身轻量化系数（Light Weight Index of BIW）的概念首先由宝马公司提出，是目前被汽车行业普遍接受的一个评价白车身轻量化水平的指标，数值越小，表示轻量化水平越高。由计算公式可知，若要减小轻量化系数，可以通过降低白车身重量、提高扭转刚度或增大脚印面积来实现。2020 年，工信部发布节能与新能源汽车技术路线图 2.0文件提到“在汽车轻量化领域，从关注车辆整备质量的降低转向了关注整车轻量化系数的降低。”1.2.3 汽车市场格局变化：从传统车企领军到新品牌实现突围汽车市场格局变化：从传统车企领军到新品牌实现突围 传统汽车传统汽车 VS 新势力在不同领域的表现新势力在不同领域的表现 2022 年在中国品牌汽车销量前十五名企业集团中，比亚迪排名第一，销量为 186.35 万辆，同比上升 153.5%;排名第二的是一汽大众，销量为 182.36 万辆，同比下降 1.84%;吉利汽车排名第三，销量为 143.29 万辆，同比增长 7.9%。第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 15 图表5：2022年中国品牌汽车销量前十五名企业集团销售情况 资料来源：中国汽车工业协会，觅途咨询研究&分析 在汽车市场中，大众、长安等仍然是主力市场，新型车企较为弱势，市场份额占比较小，但在 2022 年销售情况中比亚迪能实现突围代表着新能源汽车正逐渐被人们所接受，随着燃油汽车市场的萎靡，新能源汽车市场，新品牌逐渐一扫颓势出现了新局面。同样，汽车轻量化市场中，新能源汽车也比传统车企表现更加优秀。以特斯拉为例，作为新能源汽车领域领军企业，特斯拉在新能源汽车的轻量化方面持续加码，拥有极为深厚的技术基础，在多方面对其旗下车型进行轻量化。（1）电池密度：特斯拉电池能量密度的提升赋予了 Model 3 更长的续航能力，且应用单个容量更大的 2170 电池还可降低电池数量的使用数量，从 Model S 的 7000 多节降低到Model 3 的 4416 节，电池节数的下降使特斯拉质量进一步减重。186.35182.36143.29139.04132.08117.01114.84109.84106.75100.590.283.4683.9279.275.17020406080100120140160180200各品牌汽车销量（百万量）第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 16（2）电池连接工艺：特斯拉电池模组里的电池连接方式比起传统的电阻焊有着质的改变，与 Model S 相比，Model 3 上将正负极连接片从一整片铝片连接变成了布局在电池组两侧，将两面铝片结合成了单面铝片，减少铝片使用量，降低电池重量。图表6：Model S与Model 3电池比较大小 资料来源：第一电动，觅途咨询研究&分析 图表7：特斯拉电池连接技术 资料来源：特斯拉专利，觅途咨询研究&分析 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 17（3）电池包结构：减少模组使用，相较于 Model S 车型（电池包分为 16 个小模组），Model 3 长续航版的电池包则只有 4 个模组，更少的模组意味着更少的电池包内部隔断、电池组 BMS、线束和散热管路接口；电池壳结构变迁，与 Model S 专门设置电池壳保护电池不同，Model 3 的电池组安装位置基本覆盖了乘员舱，利用车身底部高强度钢结构保护电池，电池包结构组件只用于承载电池包自身重量，相较 Model S 电池包减重 125KG。（4）轻量化材料：目前铝合金和高强度钢仍然是轻量化材料的首选。车身支架上，特斯拉 Model S 采用了全铝合金车身有效地降低了车身重量，Model 3 由于考虑到自身定位与成本控制更多采用了高强度钢。2019 国产 Model 3 采用钢铝混合车身，铝材占比下降至 21%，超高强度钢占比上升至 15%；在高压导线上，特斯拉使用高压铝导线，较相同载流量的铜导线相比减重 21%，且成本更低。图表8：Model S电池壳 资料来源：第一电动，觅途咨询研究&分析 图表9：特斯拉Model 3车身材质图 资料来源：汽车之家，觅途咨询研究&分析 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 18（5）车身结构：特斯拉采用了不同的车身设计，Model 3 取消了空气室下板，由塑料件代替下板流水，减重效果达 40%；车门无窗框设计相比于冲压窗框减重 65%；车门内板、前后车门内板不等料厚设计，优化车门下沉，可实现减重效果。（6）先进工艺使用：特斯拉不同部分的零件使用了不同的先进工艺，在碰撞吸能的位置（如前纵梁、A 柱、B 柱、后纵梁等）采用热冲压钢板工艺，提高了强度且减轻了重量。Model 3 在侧碰吸能的位置如车地板横梁采用超高强度钢辊压成型工艺，比冲压件减重 17%以上。其他车企加速布局轻量化其他车企加速布局轻量化，传统车企加码轻量传统车企加码轻量化化 近年来，除了新能源汽车造车新势力，传统车企也逐步进入新能源汽车赛道。同时凭借本身在造车方面的技术积累和资金优势，传统车企在新能源汽车轻量化方面也有着亮眼的表现。（1）大众：大众在其全新的新能源汽车平台 MEB 中使用全新的车身布局，将电池与电机融入车身底架，采取平板式电池模组放置于车轴两侧，同时采用铝合金材质作为电池壳保护电池，减少电池包重量推动轻量化。（2）吉利：作为国内重要的整车厂商，吉利也十分重视轻量化。使用以塑代钢技术，采用薄壁化保险杠，采用高性能材料，在保证保险杠刚性的条件下，将前后保险杠壁厚降到2.5mm，实现单车减重约 1kg。图表10：其他车企新能源汽车轻量化部分应用 车企车企 车型车型 轻量化应用轻量化应用 效果效果 比亚迪比亚迪 秦 Pro EV 驱动三合一，高压三合一，一块 DiLink旋转屏，一块整合了仪表、空调、音箱、智能钥匙等 10 多项控制模块高度集成的“多合一”车身控制器 驱动三合一和高压三合一实现前后相比分别减重 25%，整个整车减重 40 公斤；而车身控制域实现多合一之后也比之前减重 25%-35%，成功减重高达300 公斤 北汽新能源北汽新能源 LITE 铝合金框架车身、碳纤维顶盖一体化设计、PHC 发动机盖、镁合金弯管成型、镁合金压铸仪表板横梁、全塑外覆盖件 轻量化方向优化，实现 65Kg 减重效果 爱驰爱驰 U5 用“上钢下铝”结构设计，翼子板采用PP+EPDM+TD30 材料，底盘部分大量采用铝合金，大量应用了航天级高强连接工艺，包括 SPR、FDS、CMT 焊等 翼子板材料使用实现减重 32.8%资料来源：汽车之家，觅途咨询研究&分析 第一章 中国汽车轻量化市场背景概述 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 19 1.3.市场特点市场特点 目前汽车轻量化的主要参与者为汽车设计及制造商，主要汽车设计及制造商纷纷开始向上游扩张，产业链整合趋势日趋明显。汽车轻量化从最初分散化、高端化、单一化的特点逐渐呈现出于集约化、普及化、多元化特点。轻量化的发展受到智能网联、节能减排、性能提升等多重需求牵引，通过全产业上下游深度合作，在轻量化材料应用、制造工艺、结构优化、零部件研发领域多面发力，使轻量化应用车型更加普及，其中新能源汽车细分市场将有望率先取得突破。目前，不少车企不仅与汽车零部件供应商合作，还与碳纤维材料制造商建立合作关系以为其开发专用的新型碳纤维产品。如日产汽车、本田汽车与东丽公司联手开发汽车车体用新型碳纤维材料，赢创同江森自控、雅各布塑料、东邦特纳克斯公司共同研发碳纤维增强塑料轻质材料，东丽与戴姆勒达成共同研发协议为梅赛德斯-奔驰研发碳纤维复合材料部件等。日本东丽、三菱、帝人，美国赫氏等碳纤维行业巨头动作频频，布局覆盖航空航天、汽车轻量化等未来主要应用市场。第二章 中国汽车轻量化宏观市场分析 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 20 第二章第二章 中国汽车轻量化宏观市场分析中国汽车轻量化宏观市场分析 2.1 政策环境分析政策环境分析 轻量化是目前市场上主流的汽车节能减排方法之一，为了推动轻量化市场的进一步发展，近些年，中国在政策方面加强了对轻量化市场的支持，出台了更多的相关规划与方案，把部分社会效益转化为对轻量化企业的支持。只有这样才能发挥汽车企业提升轻量化水平的积极性，更好推动新能源汽车的健康发展。2.1.1 国家政策国家政策 近年来，国家有关部门出台了一系列法律法规和政策，促进汽车轻量化零部件行业的快速发展。2022 年 1 月由中华人民共和国中央人民政府发布的国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见中，明确指出要加快新能源动力电池及材料研发生产基地建设，有序发展轻量化材料、电机电控、充换电设备等新能源汽车配套产业。2021 年 6 月中华人民共和国工业和信息化部发布的汽车产品生产者责任延伸试点实施方案中，要加强绿色产品研发，增加低油耗、低排放及新能源汽车生产比例，加快推进整车及零部件轻量化技术研究与应用。图表11：2020-2022近3年国家政策表格 发布时间发布时间 发布发布单位单位 政策名称政策名称 主要内容主要内容 2 2022022 年年 8 8 月月 国家市场监督管理总局 “十四五”认证认可检验检测发展规划 在新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等产业领域，推动建立健全高水平质量认证制度，促进新技术、新产品、新业态成熟应用。2 2022022 年年 5 5 月月 国家税务总局 支持绿色发展税费优惠政策指引 推进电池制造、建材等行业绿色化改造、促进节能节水环保、支持新能源车船使用、鼓励污染物集中安全处置等方面实施了一系列优惠政策,不断改善空气、水环境质量,有效管控土壤污染。2 2022022 年年 4 4 月月 中央人民政府 关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见 指导新能源汽车企业加快构建系统、科学、规范的安全体系,全面增强企业在安全管理机制、产品质量、运行监测、售后服务、事故响应处置、网络安全等方面的安全保障能力,提升新能源汽车安全水平,推动新能源汽车产业高质量发展。2 2022022 年年 1 1 月月 中央人民政府 “十四五”节能减排综合工作方案 提高城市公交、出租、物流、环卫清扫等车辆使用新能源汽车的比例,实施汽车排放检验与维护制度,加强机动车排放召回管理。2 2021021 年年 1 11 1 月月 人力资源和社会保障部 中共中央国务院关于深入打好污染防 治 攻 坚 战 的 意见 深入实施清洁柴油车（机）行动,全国基本淘汰国三及以下排放标准汽车,推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。第二章 中国汽车轻量化宏观市场分析 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 21 2 2021021 年年 1 10 0 月月 工业和信息化部 2030 年前碳达峰行动方案 大力推广新能源汽车,逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比，推动城市公共服务车辆电动化替代,推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。2 2021021 年年 9 9 月月 商务部 商务部关于进一步做好当前商务领域促消费重点工作的通知 加快推动汽车由购买管理向使用管理转变,破除制约汽车购买使用障碍,释放汽车消费潜力。支持新能源汽车加快发展,会同相关部门深入开展新能源汽车下乡活动。2 2020020 年年 1 10 0 月月 国务院办公厅 新能源汽车产业发 展 规 划（2021-2035 年）开展正负极材料、电解液、隔膜、膜电极等关键核心技术研究,加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关,加快固态动力电池技术研发及产业化。资料来源：公开资料整理，觅途咨询研究&分析 2.1.2 各省政策各省政策 除了国家层面出台政策外，各省市也相继出台了相关政策促进汽车轻量化行业的发展。2022 年 3 月由山西省工业和信息化厅发布的山西省有色金属企业改造提升 2022 年行动计划中，提出培育有色金属加工及精深加工企业，着力发展节能环保建筑铝材、工业铝型材、汽车轻量化零部件。黑龙江省人民政府发布的黑龙江省中长期科学和技术发展规划（20212035 年）中，明确提出要推进新能源汽车轻量化的技术研究和系统开发。江苏省工业和信息化厅发布的江苏省“十三五”汽车产业发展规划中，提出要大力推进动力电池技术创新，重点开展动力电池系统安全性、可靠性研究和轻量化设计，加快研制动力电池正负极、隔膜突破低阻零部件、轻量化材料与激光拼焊成型技术，大幅提高小排量发动机的技术水平。天津市工业和信息化局发布的天津市制造业高质量发展“十四五”规划中，提出开展镁铝合金薄板产业化制备技术攻关，加快轻量化镁铝合金材料在汽车车身、底盘、轮毂等领域应用。图表12：2020-2022地方政策表格 发布时间发布时间 省份以及省份以及发发布布单位单位 政策名称政策名称 主要内容主要内容 2 2022022 年年 1 10 0 月月 上海市发展和改革委员会 上海市“十四五”节能减排综合工作实施方案 持续推进工业节能“百一行动”和清洁生产，推广船舶、汽车等大型涂装行业低挥发性产品应用或减量化技术 2 2022022 年年 1 10 0 月月 重庆市人民政府 重庆市建设智能网联新能源汽车零部件供应链体系行动计划（2022-2025 年）加快铝合金底盘系统及轻量化车身应用,推动纤维复合材料在汽车内饰及车身上应用,增强汽车轻量化材料供应能力。2 2021021 年年 6 6 月月 湖北省商务厅 浙江省自由贸易发展“十四五”规划 建立关键零部件国际国内双回路供应政策体系,前瞻布局符合材料、海洋新材料、汽车轻量化材料等新兴领域。第二章 中国汽车轻量化宏观市场分析 2023 年汽车轻量化中国市场研究报告 22 2 2021021 年年 1 1 月月 湖南省工业和信息化厅 湖南省新型合金产业 链 三 年 行 动 计 划（2021-2023 年）以航空航天、轨道交通、海洋工程、汽车轻量化等用轻合金为重点发展方向,加快中信戴卡铝轮毂及合金铸件项目、湘投金天钛带卷、薄板及钛焊管项目、晟通科技交通运输用铝合金及铝箔项目、中创空天航空航天用铝合金、稀土新材料高性能稀土合金项目,东方铳业中间合金项目建设,推动一批应用领域广泛的新型轻合金材料产业化。2 2020020 年年 1 10 0 月月 广东省人民政府 广东省发展汽车战略性支柱产业集群行动 计 划（2021-2025年）围绕传统燃油汽车轻量化和节能技术,新能源汽车的电机、电池和电控系统,智能网联汽车的感知、控制、执行系统,汽车检测和测试场地等领域,开展汽车产业“建链、补链、强链”专项行动。资料来源：公开资料整理，觅途咨询研究&分析 2.2 产业环境分析产业环境分析 在产业环境中主要进行了经济、技术、生态以及社会环境的分析，在经济环境中，人们的交通支出越来越大，越来越注重低碳的需求，倒逼企业进行轻量化技术研究，虽然中国的汽车销量在下降，但汽车轻量化依