新能源汽车的发展带来的钢铝用材的新变化
思瀚产业研究院    2024-09-12

新能源车的技术进步和价格竞争正在改变目前的钢铝选材的格局。随着电池技术的不断进步和三电控制系统的不断优化，电池包能量密度不断提升，同时钢铁材料技术也在不断进步，为车身的轻量化提供了更多的选择。

目前新能源车市场渗透率在不断提高，随之而来的价格竞争不断加剧。车企在做新车型设计时可能会考虑在部分零件上用钢重新替代一部分铝，降低物料成本压力。

电池能量密度持续提升，轻量化要求降低

电池包能量密度提升缓解了电池包壳体严苛的轻量化需求。从 2017 年开始，新能源车电池包技术进入快速更新迭代的赛道。由数据可以发现，电池包能量密度从开始的 100Wh/kg 逐步上升，到 2022 年已经达到 180Wh/kg 左右的水平。这主要得益于电池包设计优化、单体电池能量提升以及电池包壳体轻量化等几个方面的综合作用。

由于电池包能量密度的提升，也带来了电池包重量的降低。我们以市场上常见的 60KWh 的电池包为例，对比了电池包能量密度提升前后理论上电池重量的变化。在电池包容量 60KWh 固定不变的前提下，2017 年某款车的电池包能量密 度大 约是102Wh/kg,推算得知其对应的电池包总重量是 590kg，而到 2022 年某车型的电池包能量密度达到近 189Wh/kg,推算对应的电池包总重量是 318kg，整体电池包理论重量可以降低272kg，理论计算结果显示，因电池包能量密度提升带来的减重效果明显。

电池包重量的演变和发展

电池包整体重量不断下降。我们收集了从 2020 年以来，市场上搭载 50KWh 电池容量的相关车型的数据，这类车型的续航普遍在 400-450km 左右，从 2020 年以来，在续航里程不断增加的前提下，电池包的重量却在逐步下降。

2020 年的秦 D1 的续航在418km，其电池包容量 54KWh，重量 383kg。而到 2024 年，同级别的 MINI COOPER SE续航达到了 452km，而其电池包容量 51.5KWh，重量只有 339kg，电池包重量降低了 44kg。

综合以上分析，因为电池能量密度提升而带来的电池包重量下降，这个结果在一定程度上缓解了新能源车轻量化的压力，车企以往不计成本的单纯依靠车身材料的轻量化实现减重的需求压力降低，可能会转向更加合理的选材方案来平衡轻量化和成本之间的关系。

新能源汽车的蓝海市场-在低价位上拼成本

价格竞争力是车企能否打开市场销量的关键因素。按照 2023 年国内新能源车辆销售数据，依价格区间进行统计，由图表数据可知，销量占比最大的三个价位段分别是 10-15 万，15-20万和 20-25 万，这三个价位的乘用车 2023 年销量合计为 1324 万辆，占 2023 年中国乘用车销售量的 61%，因此 10-25 万价位段的乘用车是整个乘用车市场的主流销售区间。

而新能源纯电车在这个区间的 2023 年销量只有 237.6 万台，其渗透率仅仅有 18%，尚有 80% 的增量空间可以开拓。而要想在这个竞争激烈的存量市场中撬动市场份额，价格竞争无疑是有力的武器，因此如何降低车辆的成本是摆在每家车企面前的课题。

高强钢技术进步带来了新的降本

希望马氏体高强钢的高强度特性和远低于铝合金的价格使其成为潜在的轻量化替代材料。近些年，随着钢铁行业高强钢技术的逐步成熟和其在汽车领域的应用的推广，高强钢在汽车轻量化的工作中扮演者越来越重要的角色。在这个背景下，各家钢铁材料供应商也研发出了新一代的马氏体高强钢产品来满足市场需求。

宝钢发布了 2GPa 超薄吉帕钢，其最高强度达到了 2000Mpa，并与东风柳汽紧密合作，将这种材料用于一体式双门洞大门环的设计方案中。这种方案减少了 7 个零件，轻量化效果＞10%，这个产品的发布意味着国产材料在这一领域突破了以往外资企业垄断的局面，国产材料可以做到平行替换。VAMA 发布了 Usibor® 1500 和 Usibor® 2000 两个牌号的高强钢，与原来传统冷成形钢种相比，可实现减重 30%至 50%。

其在保险杠、防撞梁、电池包底部护盾以及一体式冲压门环等领域均已有了广泛的应用。新一代的马氏体高强钢对比上一代高强钢在机械性能上有了质的飞跃。其抗拉强度达到了上一代高强钢的 3 倍，是目前常用的 6061 铝合金材料强度的 5 倍左右。这为高强钢钢在汽车轻量化领域的进一步应用打下了基础。

为了对比以钢代铝之后的金属零部件的重量和成本变化，对于原来采用 3.2mm 厚度铝合金板制造的冲压零件，对应的选取 1.5m m 后续的马氏体高强钢进行替代。零件造型尺寸完全不发生变化的前提下，用 1.5mm 厚度的钢替代铝制零件后，其重量会增加36%，而单纯材料的成本降幅可以达到54%。如果换用 1.2mm的钢来替代铝，那么重量增加是 9%，而成本下降 63%。说明在轻量化领域，使用新一代马氏体高强钢替代目前价格较高的铝合金已经成为一种可能的方案。

国内钢厂对于铝硅镀层热成型钢的技术突破以及带来的成本降低

铝硅镀层热成型马氏体钢的专利限制拉高了材料价格。此专利一直掌握在世界钢铁巨头安塞乐米塔尔公司手里，在国内以专利授权的形式由 VAMA 进行生产销售，价格较高，对于使用方而言成本压力较大。宝钢在 2017 年发布了关于带镀层的钢制热冲压产品及其制造方法，在一定程度上取得了突破。我们收集了近几年 VAMA 发布的 Usibor®1500 以及同级别宝钢材料 BR1500HS 的价格，其中宝钢 BR1500HS 应该没有镀层，参考价格时应予以考虑再增加镀层的成本。从价格走势和对比可以看出，即使再增加一部分镀层成本，宝钢材料依然具备较大的价格优势。

更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告、产业规划、园区规划、商业计划书、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。