1 多管齐下轻量化,材料应用是关键
目前,材料、结构设计、制造工艺的轻量化是实现汽车减重的三条主要途径: 材料应用轻量化:目前市场上轻量化材料多样,每种材料有其不同的特性及优缺点,多材料一体化设计理论和方法将成为汽车材料轻量化的一大趋势。 结构设计轻量化:一方面是通过优化车身的空间结构减少车身的零部件数量以及尺寸,另一方面通过研究开发新的设计方法,对车身造型和制造技术进行创新。 制造工艺轻量化:主要指轻量化车身材料制造和连接的新工艺。一方面通过各种成型工艺将材料锻造为所需的形状,另一方面能尽量减少车身的材料消耗、减少零件数量。
对比三种轻量化途径,制造工艺和结构设计的轻量化具有天花板,难以大幅度的提高减重效果;从另一方面来看,制造工艺的轻量化实质上是以轻量化材料为基础开展的工艺创新,因此轻量化材料的应用是最终实现汽车轻量化的核心。
2 市场空间巨大,轻量化材料发展可期
中国轻量化材料市场广阔。一方面,对比国外发达国家,中国的轻量化技术起步晚,平均整车质量更大,以国外的轻量化材料占比作为标杆,中国发展的空间还很大;另一方面,受益于政策的驱动,中国新能源汽车行业的快速发展将带动轻量化的需求,促使车企往轻量化方向前进。
经过测算,中国在未来 3 年轻量化材料市场规模将逼近 5000 亿元,其中仅在新能源汽车领域就将拥有 350 亿元市场规模。对于先进高强度钢,《节能与新能源汽车技术路线图》中给出的规划是至 2020 年,强度 600MPa 以上的 AHSS 钢应用达到 50%。以 1100kg 的平均车重计算,先进高强度钢的单车用量约为 550kg。
按照 8000 元/吨的单价,在 2020 年传统汽车和新能源汽车产销量分别实现 3000 万辆和 200 万辆目标的情况下,先进高强度钢的规模将在传统汽车市场和新能源汽车市场分别达到 1320 亿元和 88 亿元。
对于铝合金和镁合金《,路线图》中给出的规划是至2020年单车用量分别达到190kg和15kg。按照铝合金 4 万元/吨、镁合金 10 万元/吨的市场价格计算,2020 年金属合金的市场空间超过 2700 亿元,其中新能源汽车领域达到 180 亿元。
对于塑料及复合材料,对比各个国家的情况来看,德国已经达到了单车 300-365kg,占到整个汽车的 22.5%;美国、法国是 220-249kg,占比 16.5%;日本是 126-150kg,占比 10%左右;中国大约是 90-110kg,占 8%。按照至 2020 年,我国新能源汽车产量 200 万辆、平均整备质量 1100kg、增强塑料用量占比 15%估计,需求量将达到 33 万吨。以 2 万/吨的单价测算,仅在新能源市场中的空间就高达 66 亿元,相比 2016 年全年增加近 55 亿。按照 2020年 3000 万辆的汽车总规划量,在整个汽车市场的规模达到 990 亿元,逼近千亿。
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