被低估的“一體壓鑄”:電動車革命的關鍵工藝?
繼特斯拉之后,蔚來、小鵬、大眾都開始引入一體壓鑄技術,而這種技術究竟是什么?在本文中見智研究將詳細分析一體壓鑄技術會用在制造汽車的哪些環節中,對于產業鏈上游的材料和設備需求又有怎樣的變化,以及市場競爭格局。
一體壓鑄技術是特斯拉在2019年首次提出的,并且在2020年Model Y的后地板生產上應用了這種技術,具有明顯的減重效果。在采用一體化壓鑄技術生產后將后地板原有的80個沖壓焊接零件集成為一個部件,使得生產的后地板實現減重10%。更值得關注的是,成本還下降了40%。
這就要進行詳細觀察一體化壓鑄技術的生產,為什么能達到降本減重的效果。一體化壓鑄其實就是用單個大型鑄件代替多個小型組裝零件。這里面有三個關鍵點:
第一、簡化生產流程
原有汽車的生產方案中,要將幾十個、幾百個零部件進行組裝焊接。一方面是所需零部件種類復雜、且數量多,生產這些零部件尚且需要成本和時間。另一方面,組裝流程復雜且耗時,需要300多臺機器人來完成焊接組裝和涂膠。而采用一體化壓鑄后,只要通過壓鑄機和模具,就可以一次成型的實現指定部件的鑄造,大大簡化了生產流程的復雜性。
第二、架構變化使得硬件的性能大大提高
一體化壓鑄相比于組裝來說,密封性更強,可以做到無間隙,也就使得鑄件具有更高的抗扭剛度,在抗擊打能力方面具備更好的效果。此外在長期使用過程中,減少零部件磨損老化需要維修和替換的煩惱。
第三、輕量化的關鍵在于材料
一體化壓鑄使用的是鋁合金材料替代原有的鋼材。如果是1.5噸的乘用車,使用鋁合金材料相比于鋼材可大致減輕重量30%。而減重無論是對于燃油車還是新能源車來說都是利好。對于燃油乘用車來說,減重15%可以減少5%左右的油耗;對于新能源車來說,大約可以減少10%的電能消耗。所以在經濟適用性方面,鋁合金材料被看作是現階段輕量化的最佳材料之一。
了解了一體壓鑄的方案和優勢之后,再來看一下眾多車企的布局和應用進展。
特斯拉最早應用在Model Y 的后地板中,此后,蔚來、小鵬也相繼開展一體化壓鑄技術的生產。
蔚來在ET5中使用了一體化壓鑄用于生產車身后地板,減重30%,后備箱空間增加7L。
小鵬汽車也開始引入一體化壓鑄工藝生產線,并開始建設一系列一體壓鑄工藝車間,預計將用于2023年發布的新車型生產中。
大眾汽車也要開始引入一體壓鑄技術建設全新工廠,用于生產首批Trinity純電動車。
此外,眾多車企也開始了一體壓鑄的布局,詳細進展如下:
除了車身結構件可以采用一體化壓鑄,在電池包、電機殼體上、底盤結構件都可以采用這種技術,目的是減重和增加抗扭剛性。
對于一體化壓鑄工藝來說,壓鑄機是關鍵設備。同時,從壓鑄機的下游需求來看,汽車同樣是第一大來源,占到70%以上。
而此前的壓鑄機的需求更多的是小噸位,在4500噸以下。隨著特斯拉引領下的電池車身一體化的設計開始應用后,大型壓鑄機的需求明顯提升。對應前、后底板和電池底座的壓鑄機噸位在6000T-12000T之間,而一體化下車身也要使用10000T以上的壓鑄機用于生產。相較于之前的壓鑄機重量明顯提高,一體化壓住技術催生了對大型壓鑄機的需求。也就是說未來想要建設一體化壓鑄生產線車間,必須要采購大型壓鑄機。
目前,一體化壓鑄工藝應用屬于起步階段,在汽車中使用的普及度還比較低,滲透率僅有12%,截止21年設備的規模僅有85億元,但是隨著電動化汽車的發展,相比生產工藝的優化以及一體化壓鑄技術的廣泛應用只是時間問題。預計一體壓鑄的滲透率到 2030 年將達到 84%,全球市場規模約600億元,一體壓鑄技術使得全球壓鑄機市場在未來十年呈現持續高增長勢態。
目前來看,車企也開始紛紛進行采購或計劃采購大型壓鑄機,根據券商的數據顯示,截止5月份,文燦股份已經獲得蔚來、理想的采購訂單,6000T與9000T的一體化后地板試制已經完成,規模量產在即,2022年公司將具備超大噸位壓鑄7臺,6000-7000T的壓鑄機4臺,9000T的壓鑄機3臺;廣東鴻圖6800T壓鑄后地板已經完成試制,12000T將布局前機艙;拓普集團21年完成協議采購6臺7200T壓鑄機等。
總結:一體壓鑄技術將成為未來汽車生產制造的重要工藝,無論是從降低成本、優化繁瑣工藝來說,還是從減輕汽車重量、增加續航里程方面,都表明這種工藝相較于傳統工藝的具備很大的生產優勢。而一體壓鑄技術所帶動的是對大型壓鑄機和鋁材的需求提高,由于這種工藝的普及度還很低,所以行業的發展處于起步階段,隨著眾多車企對一體壓鑄工藝的認可和相關產線的建設,將加大對相關設備和材料的需求。
來源:被低估的“一體壓鑄”:電動車革命的關鍵工藝?|見智研究;華爾街見聞,此文章僅供參考,如涉及作品版權問題,請與我們聯系,我們將在第一時間協商版權問題或刪除內容!