汽车镁铝合金轻量化分析报告Word格式.docx
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3.3.目前国内尚无铝压延材大规模供货,市场空间巨大22
4.主要公司分析25
4.1.明泰铝业26
4.2.云海金属26
4.3.南山铝业26
4.4.亚太科技27
5.风险提示28
图目录
图1:
特斯拉ModelS采用全铝车身7
图2:
特斯拉ModelS车身重量分布7
图3:
2020年美国乘用车平均需要减重50kg8
图4:
铝、镁合金减重效果显著9
图5:
《路线图》对镁、铝合金轻量化应用给予高度重视10
图6:
镁合金牌号及成分一览12
图7:
镁合金优缺点鲜明12
图8:
镁瑞丁客户涵盖全球众多高端汽车品牌15
图9:
镁瑞丁技术先进,盈利能力强(单位:
万元)16
图10:
铝合金在汽车上应用广泛19
图11:
车用铝合金铝材具备诸多优势20
图12:
覆盖件和白车身是汽车铝轻量化的下一个目标21
图13:
白车身占汽车重量比重最大,达到28%21
图14:
采用铝合金材料能减轻白车身重量38.7%22
图15:
12款路虎揽胜铝车身减重420kg22
表目录
表1:
各国节能减排标准越发严苛5
表2:
近年我国节能减排、汽车轻量化政策频发6
表3:
新能源乘用车、混合动力乘用车应用补贴标准(万元)6
表4:
镁、铝合金密度更小,减振性能更好9
表5:
采用复合材料工艺流程大幅简化10
表6:
我国镁资源储量丰富,镁合金应用具备良好基础11
表7:
国外汽车厂家采用镁合金制造的汽车零部件13
表8:
2011-2016年中国镁市场供求平衡表(单位:
万吨)13
表9:
欧美车身用镁部件数量走在世界前列14
表10:
2016中国镁行业大事件15
表11:
近两年来制造业重大海外并购频发16
表12:
2030年轻量化发展目标17
表13:
路线图汽车轻量化相关指标及测算17
表14:
全球镁市场供求平衡表(单位:
万吨)18
表15:
国外ABS板(汽车车身薄板)产能建设详情23
表16:
中国铝压延板产能建设详情24
表17:
预测2020年我国汽车铝压延材需求量将达54万吨24
表18:
相关标的产能、汽车轻量化亮点简介25
表19:
重点覆盖公司盈利预测、估值情况25
1.节能减排渐严苛,镁铝合金受益轻量化发展
我们认为全球节能减排力度空前,近年我国相关政策频出且正不断落地实施,汽车轻量化市场放量速度或超预期。
而车身材料轻量化作为目前最为可行的节能减排手段,镁、铝合金又作为轻量化主力材料将深度受益于轻量化市场快速放量。
1.1.全球减排政策力度空前,各国纷纷提高减排标准
汽车尾气为大气污染的重要来源,目前全球对汽车减排要求逐渐严苛:
欧盟要求到2020年所销售的95%新车二氧化碳排放量不超过每公里95克,超出碳排放标准的车辆将受到每辆95欧元/克/公里(约合18600元/升/百公里)的罚金处罚。
其他国家诸如美国、日本等也纷纷提高了排放标准,而我国要求到2025年,汽车耗油标准将从6.9L/100km降至4L/100km,年均降幅将达5.0%。
各国节能减排标准越发严苛
1.2.节能减排政策频发,我国汽车轻量化市场有望逐步放量
近年我国节能减排政策路线逐渐明晰,相关政策文件频发不断。
从2012年的《乘用车燃料消耗量第四阶段标准》到2016年的《节能与新能源汽车技术路线图》,节能减排要求越发严苛,技术路线越发明晰,相关政策正不断落地施行。
2016年颁布的《中国制造2025规划》要求:
到2020年通过高强度钢、铝镁合金等复合材料在汽车上的应用,实现平均整车减重目标5%至20%。
而基于对汽车研发周期较长(一般为四至五年)的判断,我们推测为了在2020年能够达标,制造商理论上已经开始了针对轻量化的车型研发及制造,汽车轻量化市场在未来几年或便将开始放量,放量速度或超市场预期。
近年我国节能减排、汽车轻量化政策频发
补贴新政倒逼新能源汽车减重,其轻量化诉求更为明显:
新能源汽车作为节能减排重要贡献力量,其发展备受市场关注,而2017年出台的新能源补贴新政把整车重量作为重要参考标准:
“纯电动乘用车产品,按整车整备质量(m)不同,工况条件下百公里耗电量(Y)应满足以下要求:
m≤1000kg时,Y≤0.014×
m+0.5;
1000<
m≤1600kg时,Y≤0.012×
m+2.5;
m>
1600kg时,Y≤0.005×
m+13.7。
”整车重量越小,补贴门槛也会随之降低。
同时更低的车身重量也会带来更长的续航里程。
对新能源汽车而言,整车每减重100公斤,续航里程可提高3-5公里。
但由于其需要大容量电池,重量较同级别燃油车重数百公斤,而过重的体量制约了电动车的续航能力。
但削减电池重量则意味着要提高电池能量密度,这一难题目
前尚无良好解决方案。
故同传统车一样,车身轻量化也是目前新能源汽车的现实选择。
新能源乘用车、混合动力乘用车应用补贴标准(万元)
以全球电动车先驱特斯拉的代表车型ModelS为例,其采用了铝合金作为车身框架材料,并且在四门两盖上也采用了铝制车身板,从而控制了整体车重,给消费者带来了更好的驾驶体验。
ModelS的重量大约为2100Kg,其中铝合金车身占比17%,大约360kg。
特斯拉ModelS采用全铝车身
特斯拉ModelS车身重量分布
1.3.车身材料轻量化是目前最为可行的节能减排手段
一般认为汽车轻量化是节能减排的有效实现路径,相关研究表明,汽车自重每减少100kg,可以降低油耗0.5L/100km,CO2排放减少5g/km。
同时,车重每减少10%,轿车燃油经济性会提高6%,轻卡的燃油经济性会提高8%。
而轻量化实现途径分为结构设计优化、制造工艺创新以及车身材料的轻量化,前两者技术难度更大,减排效果更低,而车身材料轻量化则更具可行性及发展前景。
以美国为例,根据Duckerworldwide的计算,美国方面为了达成减排目标,平均整车质量在2020年需要相对2015年减轻54公斤,到2030年更是需要减重160公斤,若单靠结构设计优化恐难达减重目标,车身材料轻量化则更显实际。
2020年美国乘用车平均需要减重50kg
1.4.镁、铝合金综合性能优异,为理想轻量化材料
相对钢而言,铝合金的比重仅为其30%,为2.68g/cm。
当弯曲刚度相等时,铝合金的相对厚度为1.43,减重潜能为49%。
相关研究结果显示,若材料选用铝合金,那么车身将在同等情况下比低碳钢、铸铁等每千克少排放13~20千克温室气体;
而镁是当前广泛使用材料中质量较轻的金属,其比重仅为钢的1/4,为1.74g/cm,且其比强度和比刚度也较高,综合性能优异。
铝、镁合金减重效果显著
此外镁、铝两种合金弹性模量较低,因此在受相同外力冲击时,相较其他材料,镁、铝合金可吸收更多的振动冲击,起到减震、降噪的作用。
镁、铝合金密度更小,减振性能更好
若再结合先进加工工艺,制造成本将大幅降低。
根据福特公司2007年所做的研究称,实施“材料设计、结构设计、工艺设计并行工程”后,采用轻量化材料(镁铝合金等)可将零部件种类减为原来的8%,加工费用相对钢材降低60%,粘结费用相对焊接减少25%~40%。
同时,复材模具费只约占钢制件模具的10%~20%,成本节约更为显著。
采用复合材料工艺流程大幅简化
综上,镁、铝合金目前被认为是汽车轻量化的最理想材料,而国内来看,2016年颁布的《节能与新能源汽车技术路线图》也认为镁、铝合金将是10年内的主流轻量化材料。
《路线图》提出要重视先进制造及轻量化这类共性化技术,在2025年之前的两个阶段在用材方面以扩大铝、镁合金的用量为主,2020年单车用铝量达到190kg,用镁量达到15kg,较目前水平(2016年单车用铝量约为130Kg,单车用镁量不足1Kg)尚有较大提升空间。
《路线图》对镁、铝合金轻量化应用给予高度重视
2.国内镁合金应用方兴未艾,放量速度或超预期
2.1.我国镁资源储量丰富,镁合金应用具备良好优势
我国已探明菱镁矿储量34亿吨,居世界之首;
含镁白云石资源储量达40亿吨以上;
镁及镁合金应用具备良好资源优势。
我国镁资源储量丰富,镁合金应用具备良好基础
而目前国外工业应用较广泛的镁合金是压铸镁合金,主要有以下4个系列:
AZ系列Mg-Al-Zn;
AM系列Mg-Al-Mn;
AS系列Mg-Al-Si和AE系列Mg-Al-RE,我国铸造镁合金主要有如下三个系列:
Mg-Zn-Zr、Mg-Zn-Zr-RE和Mg-Al-Zn系列,变形镁合金有Mg-Mn、Mg-Al-Zn和Mg-Zn-Zr,镁含量大致都在90%以上。
镁合金牌号及成分一览
2.2.镁合金在汽车方面应用历史悠久,我国应用较为低端
世界范围内镁合金交通应用已有70多年历史,但因镁材料性能(耐蚀性较差)、生产工艺(易燃烧)和材料成本(价格高)所限,导致其并没像铝合金一样广泛应用。
车用镁合金主要为压铸件,发达国家已广泛使用但国内应用较少。
镁合金主要应用在发动机罩盖、方向盘、座椅支架、车内门板、变速器外壳等方面。
目前北美地区每辆汽车使用镁合3.8kg,日本为9.3kg,欧洲PASSAT和AudiA4上每辆车使用镁合金达到14kg,而国产汽车每辆用量平均不足1Kg。
镁合金优缺点鲜明
国外汽车厂家采用镁合金制造的汽车零部件
除用镁量较少外,我国车用镁产品大多为附加值低的初级产品。
我国在镁合金零部件抗腐蚀性方面的技术能力较差,同时加工成本偏高,种种原因限制了镁合金加工业的发展及在汽车领域的应用。
目前国内镁产品出口量占产量的50%左右,但大部分为低附加值的初级产品。
万吨)
而具体应用领域也印证我国镁合金技术落后事实。
镁容易腐蚀,在车身上的应用难度较高,而从欧美亚三个地区的车身用镁分布来看,美国在内部、机壳、动力总成、车身四大块的运用都较为广泛,日本和中国(亚洲主力汽车消费地区)在车身用镁方面则大幅落后于美国和欧洲。
欧美车身用镁部件数量走在世界前列
2.3.政策、外延双发力,我国有望打破镁合金应用僵局
政策方面,国家对于镁产业发展高度关注。
2016年10月18日发布的有色金属工业“十三五”发展规划中多方面提及镁行业,习主席也亲临青海,考察关注镁合金新材料等产业。
而2016年我国在镁合金领域取得众多突破,如世界首例镁合金电动客车在山东下线。
我们认为随着科研水平、技