2024年汽车零部件行业技术水平及技术特点
思瀚产业研究院    2024-01-02

1、行业技术水平

由于我国汽车零部件行业起步较晚，一段时期以来，行业内对于技术研发的投入不足，较为依赖引进国外技术，导致行业内企业自主开发设计能力相对较低，大多数国内企业不具备基础开发、同步开发、系统开发和超前开发能力，整体技术实力偏弱，与国外成熟企业存在一定差距。

经过多年的发展，我国汽车零部件行业的技术水平和研发能力得到了较大幅度的提升，已崛起一批具有自主开发设计能力且规模较大的零部件企业。目前，我国汽车零部件企业已具备向各类型汽车整车制造商提供零部件的能力，能够满足整车配套日益增长的需求。部分零部件企业已拥有较强的技术水平与同步开发、模具设计、规模生产能力，其产品成功跻身于国际汽车零部件供应链。

2、技术特点

铝合金汽车零部件根据种类的不同，主要采用铸造工艺和挤压工艺两种成型技术。铸造工艺是利用压力将铝合金液体高速压入精密金属模具腔内，液体在压力作用下冷却凝固而形成铸件。挤压工艺是对放置在模具型腔内的金属坯料施加强大的压力，迫使金属坯料产生定向塑性变形，从挤压模的模孔中挤出，从而获得所需的断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零部件。挤压成型工艺技术水平主要体现在高性能铝合金新材料、先进加工工艺、轻量化终端产品设计三个方面，具体如下：

（1）高性能铝合金新材料

在汽车发展史上，普通钢铁材料在汽车中占有统治地位。而在汽车轻量化过程中将使用轻量化材料来代替传统普通钢材料，目前主要使用的轻量化材料有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。从下表中可以看出，铝合金材料的综合性价比要高于高强度钢、镁合金、碳纤维复合材料等。由于其工艺成熟，生产效率高且比较容易适应汽车结构件对性能、价格、质量稳定性和供货响应等多重因素的要求，铝合金材料成为当前应用最广泛的轻量化材料。

铝合金是铝的质量分数大于 50%的合金，有 1-9 系列合金产品。铝合金按照加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金，变形铝合金又分为挤压铝合金、轧制铝合金和锻造铝合金。目前，铝合金铸造工艺主要用于形状复杂的结构件和壳体件，如发动机零部件、壳体类零件等，但其机械性能相对不高，不能满足部分车身结构件和汽车底盘的要求。

随着轻量化技术的发展及新能源汽车对轻量化要求越来越高，挤压铝合金在车身零件及结构件的应用越来越广泛，将更多的应用在保险杠、门槛梁、电池托盘以及车身骨架等。其中，以乘用车的前后保险杠最具有代表性，应用挤压铝合金制造汽车零部件既可以满足抗冲击、吸能的要求，又可有效地减少构件的重量。

汽车用铝合金挤压型材较其他成型方式，具备以下特点：

1）在挤压过程中，被挤压金属在变形区内获得比轧制、锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态，因此挤压可充分发挥被加工金属的塑性，可用于加工轧制锻造无法加工的难变形金属，同时可用于制作各种空心或实心的复杂截面构件。

2）由于铝型材几何截面可变，经过机加工后的构件刚度高，可提高车身的刚性、提高车辆动态控制特性。

3）由于铝型材截面可控制，可提高构件的功能集成程度，降低构件数量，同时通过截面匹配还可实现焊接精确定位。

4）具有挤压效益的产品，在淬火时效后，纵向强度性能远比其他方法加工的同类产品要高。

（2）先进加工工艺

汽车零部件主要加工工艺有弯曲工艺、机加工工艺、连接工艺。而汽车零部件具有非标准定制品的特点，在对汽车零部件特别是铝合金零部件进行加工时，通常需要针对产品设计、研发相应的加工设备，以解决产品加工精度、提高加工后产品性能的问题。

（3）轻量化终端产品设计

汽车零部件制造是一个复杂的过程，不仅前期规划、设计、开发，还包括后期匹配、生产、验证。随着汽车向轻量化、低碳环保方向发展，下游行业对汽车零部件的要求越来越高。未来，汽车零部件的开发深度将不断加深，在满足汽车安全性的同时，要求可以集成多种功能。在物联网、大数据、智能传感器等技术的推动下，铝合金材料及汽车零部件生产也将向智能化方向发展。

汽车零部件轻量化设计能够有效的降低汽车零部件的重量，不仅可以提高新能源车的续航里程，也能提升燃油车的节能减排效果。若要对汽车零部件进行有效的轻量化设计，就必须基于先进的设计方法。

结构设计是进行产品开发必不可少的一个环节，新的结构优化设计方法是融合材料学、结构力学、计算力学、数学、有限元法、优化理论以及其他工程科学于一体的设计方法。新的结构优化设计方法基于多学科理论，利用计算机虚拟出零部件的结构，它的优点是周期短、成本低、效率高、准确性高，设计出的结构件具有较高的安全性能，且结构件的重量轻。如广泛应用汽车领域的整体车身结构和车架。这些整体式结构件具有减重效果显著、缩减装配工序的周期和工作量、较高的比强度和比刚度、较高的抗疲劳性能等优点。