（报告出品方：中信建投证券）
一、汽车轻量化势在必行，铝压铸工艺优势显著1.1“碳中和”目标驱动汽车行业向绿色转型，轻量化助力实现节能降耗目标
汽车尾气污染持续威胁环境，“碳中和”驱动节能减排势在必行。截至 2021 年底，我国机动车保有量达 3.95 亿辆，同比增长 6.18%，年增量始终保持在两千万辆左右，中长期看仍具有较快增速。高机动车保有量使 得机动车尾气污染严重。机动车排放的氮氧化物、挥发性有机物分别达 595/196 万吨，占全国排放总量的 33.3%与 19.3%。因此，在“蓝天保卫战”和“双碳”政策驱动 下，汽车减排、低碳化发展形势较为紧迫。
燃油乘用车整体降耗目标不断提升，新能源汽车助力节能减排潜力显著。按照 2020 年 10月正式发布的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》规划，2020-2035年我国乘用车百公里油耗年均降幅逐步提高，减排压力逐年 增加。然而依据国家部委发布的 2016-2019 年度《中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分核算情况 表》，可计算得到 2016-2019年传统能源乘用车新车实际平均百公里油耗分别为 6.88L、6.77L、6.62L 及 6.46L， 始终高于达标油耗 6.7L、6.4L、6L、5.5L。但受新能源汽车销量持续提升影响，乘用车总体新车平均百公里油耗低于达标值，且拉动幅度越来越大。由此可见，新能源汽车具有较大节能减排潜力，随着新能源汽车渗透率的逐步提高，可以进一步缓解汽车行业的节能减排压力。
技术路线图明确新能源发展目标，2035年节能与新能源汽车销量占比各 50%。为进一步推动汽车低碳化进 程，《节能与新能源汽车技术路线图（2.0 版）》提出“汽车产业碳排放总量先于国家碳排放承诺于 2028 年左右提前达到峰值，到 2035年排放总量较峰值下降 20%以上”和“新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业实现 电动化转型”等愿景目标。具体里程碑目标如下：至 2035 年，节能汽车与新能源汽车年销量各占50%，汽车产 业实现电动化转型；氢燃料电池汽车保有量达到 100 万辆左右，商用车实现氢动力转型。
全球电动化趋势不断提速，新能源汽车渗透率持续超预期。国际能源署（IEA）数据显示，2010-2020 年， 随着各国政府加速电动化转型，汽车行业全面向“新四化”进军，全球新能源汽车实现年销量“十连增”, CAGR 约 81%，新能源汽车（纯电 插混）渗透率由 0.01%上升至接近 4%。进入 2021年以来，中国、欧洲作为全球前两 大新能源汽车市场，销量表现持续超预期。2021 国内新能源汽车累计销量 352.1 万辆，同比 158%，渗透率达 14.2%，提升 8 个 pct，首次突破两位数。同时期欧洲新能源汽车销量达 214.2 万辆，同比 70%，渗透率达到 14.6%， 提升 6 个 pct，延续了 2020 年以来超高景气表现；美国新能源汽车销量达 65.2 万辆，同比 101%，渗透率达到 4.3%，提升 2 个 pct，预计 2022 年有望达到 8%。
车重制约降耗、续航能力提升，轻量化需求顺应而生。电动车动力系统包括电池、电机和电控三大系统， 通常占整车总质量的 30~40%，在动力电池能量密度的现有水平下，电动车以及广义新能源汽车的动力系统质量与空间占比显著高于传统燃油车，车重高于传统燃油车 5~25%，未来搭载智能网联相关配置后，车重会进一步 上升。以广汽丰田品牌的 C-HR 及其纯电车型 C-HR EV 为例，纯电车型的整备质量高于燃油版本 18.27%。目 前，由于电驱动系统过重、配套成熟度不高等问题，电动汽车的实际续航能力被严重制约，成为影响消费者购车决策的重要因素。因此通过减轻整车重量以提高汽车续航能力成为解决该问题的热点技术路线，电动汽车的 轻量化需求随之诞生。
轻量化可全面提升降耗和续航效率，是节能减排的有效手段之一。在节能减排和新能源汽车长续航里程持 续提升的需求下，汽车轻量化是目前最直接且有效的手段。电动汽车与燃油车的整备质量每减少 10%，续航里程均增加 6-8%，尾气排放量和能耗将减少 6-8%。此外，在保证安全强度的前提下，汽车重量越轻，加速时间越短，车身动态响应更灵活，制动 距离、车身震动和噪音也会减少。随着消费者对汽车驾乘体验要求的不断提高，轻量化带来的经济性、安全性 和舒适性等方面的提升将更加迎合消费者的需求，采取轻量化技术的车企的竞争优势将更加凸显。因此通过轻 量化方案来提升节能和电动汽车的降耗和续航能力已成为当前的优先选择。
1.2 轻量化技术多点突破，铝压铸工艺综合占优
材料、工艺、设计多点突破，三大举措相辅相成。目前实现轻量化的路径主要包括材料、工艺和设计三个 方向。1）轻量化材料：采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维材料等轻量化材料代替普通钢材料，通过降低 用量或降低密度实现减重；2）轻量化工艺：发展一体化压铸、激光拼焊、液压成形、轻量化连接等制造工艺， 通过减少零部件或连接件用量实现减重；3）轻量化设计：通过计算机自动化设计软件和力学理论对现有零部件 进行尺寸优化、形状优化、拓扑优化实现产品减重。其中，材料轻量化是工艺和结构轻量化的基础，根据轻量 化材料的选用，工艺与结构在其基础上进行进一步减重设计；同时针对工艺与结构减重的技术发展，还可以进 一步拓展不同的轻量化材料的应用范围。轻量化三大举措彼此相辅相成，共同发展。
铝压铸工艺综合优势突出，一体化压铸趋势逐步凸显。在不同的轻量化材料中，铝合金的性能、密度、成 本和可加工性等综合优势突出，与多种金属合金和碳纤维相比是极具性价比和技术成熟度的轻量化材料。在制 造工艺中，高压压铸产品在高压下成型，具有致密性高、产品强度及表面硬度高、表面光洁度好等优势，适合 生产复杂、薄壁的各类结构件。当前汽车技术迭代和产能提升需求不断加速，铝压铸方案综合优势明显。随着 新型铝合金材料和大型压铸设备的研发攻关不断取得突破，车企和压铸厂商已经开始陆续布局大吨位压铸机， 一体化压铸技术的成熟度快速爬坡。随着大吨位压铸机的落地投产，采用一体化压铸技术生产大型车用结构件 的趋势将更加清晰。一体化压铸技术可以生产更加复杂的结构件，从而为轻量化设计提供更可靠的生产工艺。（报告来源：未来智库）
2.1 铝合金具备综合优势，单车用铝量提升显著
钢铝车身是当下主流方案，铝合金中长期增量优势明显。根据现有工艺与成本因素，高强度钢和铝合金占 据了轻量化市场较大份额。高强度钢的材料成本因强度不同范围跨度大，工艺技术成熟，同时在抗碰撞性能方 面较铝、镁合金具有明显的优势，多用于白车身上的结构件、安全件上。高强度钢通过提高自身强度性能减少 车身钢材用量来实现轻量化。铝合金的优势在于本身密度比钢低，且优良的金属性质使其可以更好地将材料减 重与工艺、结构轻量化结合起来，综合减重。随着轻量化趋势、技术和材料的不断进步，铝合金将成为轻量化 市场最主要的材料。《节能与新能源汽车技术路线图》中规划了我国轻量化分阶段目标，2025 年与 2030 年单 车铝合金将分别达到 250kg、350kg，用量将大幅超越高强度钢。镁合金减重效果优于铝，一般应用于内饰和传 动零部件；目前主要受限于镁自身化学性质活跃、加工生产成本高昂，价格高于铝 2-3 倍，无法普遍应用于大 众车型。碳纤维复合材料减重率最优，还具有耐腐蚀性以及良好的可加工、可设计性；但碳纤维目前受限于制 造加工成本与难度高、回收再利用率低等因素，价格高达 120 元/kg 以上，多应用在赛车、超跑等豪华轿车中。
铝合金减重率和性价比兼顾，单车用铝量提升显著。相比于轻量化的其他材料——高强度钢、镁合金和碳 纤维，（1）从成本看：铝合金材料价格略高于高强度钢，远低于镁合金与碳纤维材料；（2）从减重率看：铝 合金密度为 2.8g/cm3，减重率在 40%~50%之间，仅弱于碳纤维和镁合金，大幅强于高强度钢；（3）从工艺难 度看：铝合金相关工艺已十分成熟，生产效率较高，铝压铸、铝压延、铝挤压、铝锻造工艺已实现大规模应用； （4）从回收率上看：铝合金的回收率最高，广泛应用可推动再生铝产业发展，符合当前节能减排迫切需求，同 时也可进一步降低上游原材料成本。综合上述在高比强度、高减重率、防腐性能优异等优势，铝合金材料在汽 车上的用量逐年增长。 2016-2019 年，中国乘用车单车用铝量方面，燃油车、纯电动车、混动车单车用铝量增幅分别为 15.7%、33.6%、 28.1%，且纯电动汽车单车用铝量增速明显高于传统燃油车。
