汽车轻量化产业概况
思瀚产业研究院    2023-02-02

汽车轻量化是指汽车在保持原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能不降低，且汽车本身造价不被提高的前提下，有目标地减轻汽车自身的重量。汽车轻量化是设计、材料和先进的加工成形技术的优势集成，是汽车性能提高、重量降低、结构优化、价格合理四方面相结合的一个系统工程。

（1）节能减排政策推动轻量化发展

随着人们对汽车节能减排的日趋重视，各国对于燃油车油耗和排放法规日益严厉，2017 年 4 月工业和信息化部、国家发展改革委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划》明确提出“到 2020 年，新车平均燃料消耗量乘用车降到 5.0 升/百公里、节能型汽车燃料消耗量降到 4.5 升/百公里以下、商用车接近国际先进水平，实施国六排放标准，新能源汽车能耗处于国际先进水平；到 2025年，新车平均燃料消耗量乘用车降到 4.0 升/百公里、商用车达到国际领先水平，排放达到国际先进水平，新能源汽车能耗处于国际领先水平。

”在此背景下，通过汽车轻量化降低能耗成为各大车企应对节能减排目标的技术路径，汽车质量减轻不仅降低了油耗，而且带来了汽车驾驶安全性以及驾驶舒适性等其他方面的改善，随着消费者对汽车驾驶需求增加，轻量化带来的经济性、安全性、舒适性将更加迎合消费者需求，轻量化优势更加明显。

（2）新能源汽车轻量化需求增加

近年来新能源汽车行业蓬勃发展，国内电动车市场产销量逐年攀升。2020年 11 月 2 日，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》，提出到 2025 年，实现新能源汽车销量占当年新车销量约 20%，到 2035 年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，2035 年我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平，质量品牌具备较强国际竞争力。全球其他主要汽车工业国也均在加大新能源汽车研发、生产投入，并制定了燃油车禁售时间表。

新能源汽车搭载三电系统和大量智能化设备，相对传统能源汽车增重较大。同时基于目前的电动车供能和储能技术，续航里程偏短以及充电不便带来的续航焦虑仍是新能源汽车产业面临的重要问题。在此背景下，通过轻量化技术的应用，减轻汽车重量、增加续航里程对新能源汽车有着更重要的意义。

（3）轻量化主要技术路线

汽车轻量化技术主要手段包括选用轻质材料、优化结构设计和选择先进制造工艺等。优化结构设计和先进制造工艺带来的减重效果相对较小，因此目前轻量化研究的主要方向是轻质材料，包括高强度钢、铝合金、塑料和碳纤维复合材料等。

①铝合金在汽车轻量化技术中的应用

铝合金规模化应用于汽车始于 20 世纪 70 年代，目前已成为用量仅次于钢材和铸铁的汽车材料。全球铝材消费的 12%-15%以上用于汽车工业，部分发达国家已超过 25%。随着技术工艺的提升，以铝代钢正在成为全球范围内汽车轻量化的潮流。

数据来源：1、《Aluminium penetration in cars》， Ducker Worldwide for European AluminiumAssociation；

2、《2020 North Ameriac Light Vehicle Aluminum Content and Outlook》， Ducker Frontier forTheAluminumAssocaiton.

根据国际铝业协会发布的《中国汽车工业用铝量评估报告（2016—2030）》，2018 年我国新能源汽车的平均铝消耗量约为 141.5 千克，燃油车平均铝消耗量约为 118.7 千克，与美国、日本等发达国家相比，我国汽车的铝用量还有较大差距。根据中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图》，2020 年我国单车用铝目标为 190 千克，2025 年单车用铝目标为 250 千克，2030 年单车用铝目标为 350 千克。随着汽车产量的增长及汽车单车用铝量的提升，铝合金零部件将在汽车轻量化推进过程中获得更大的市场空间。

汽车用铝合金的加工工艺主要有铸造铝合金和变形铝合金，其中铸造工艺又分为重力铸造和压力铸造。铝铸件在汽车零部件系统中拥有十分广泛的应用。

汽车铝压铸件是指用压力铸造的工艺方式成形的零部件。压铸是最主要的汽车用铝零部件制造工艺，是利用压铸机对熔化的金属施加高压使金属熔液注入压铸模腔内凝固而形成铸件的铸造方法。铝合金压铸产品具有材质轻巧、耐磨性强、机械强度高、传热及导电性好、可承受高温、外表美观、节能高效等诸多优点。在汽车领域广泛应用于发动机系统、传动系统、转向系统、制动系统、悬架系统、车身系统等。根据 Ducker Worldwide 对北美铝合金市场需求的统计，在各种铝合金加工工艺中，压铸市场份额高达 41%-59%1，远高于其他铝合金工艺。

②塑料在汽车轻量化技术中的应用

塑料件在汽车上有十分广泛的应用，按照汽车零部件的应用场合，汽车的塑料零部件主要可分为内饰件、外饰件、功能件和结构件。目前，汽车内饰件已基本实现了塑料化，大部分的外饰件和部分发动机周边部件、电器件等也已实现塑料化。

塑料具有重量轻、易加工等优点，在耐用性、强度、抗划伤、抗磨性等方面均有良好的表现。汽车用塑料从 20 世纪 80 年代进入高强度、质量轻的材料体系，90 年代向功能件、结构件方向发展，随着汽车轻量化趋势的发展以及技术的不断成熟，汽车塑料产品应用逐渐增多，在汽车生产中的用量及占比不断提升。

汽车塑料零部件的制造工艺较多，一般根据不同零部件的功能及材质使用不同的制造工艺，如内饰件的制造工艺主要包括搪塑成型、聚氨酯喷涂、模内转印（IMD）、模内嵌膜（INS）、注塑等，外饰件的制造工艺包括注塑、吸塑、吹塑、挤出成型等。报告期内，纽泰格主要采用注塑和吹塑工艺生产汽车内外饰塑料件及功能件。

汽车塑料零部件的市场容量一方面取决于汽车整车产销量，另一方面取决于汽车塑料零部件的单车用量。汽车轻量化发展使塑料作为原材料在汽车零部件领域被广泛采用，从内装件到外装件以及结构件，均可见塑料制件的大量应用。随着汽车轻量化进程的加速，塑料在汽车中的应用将更加广泛。发达国家平均每辆轿车的塑料使用量在 1981 年为 68.4 千克，1986 年为 78.2 千克，1991 年为 94.4千克，2008 年为 128 千克，目前平均每辆轿车的塑料用量为 140-160 千克。

目前，发达国家已将汽车用塑料量的多少，作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。根据测算，2020 年我国车用工程塑料市场消费量约为 157 万吨。同时，根据行业现状以及 6%的年复合增速预测，至 2027 年我国车用工程塑料消费量或达 238 万吨3。

编辑：如皋

来源：纽泰格 思瀚