电动化、轻量化、一体化：汽车铝加工需求迎来爆发

1、电动化+轻量化+集成化：汽车铝加工需求迎来爆发

我们从电动化、轻量化、集成化三个维度来理解铝加工的井喷需求：首先，电动化本身相对于燃油车具有新的三电体系，这给电池铝箔和电池托盘带来了快速发展的需求空间，而电池对热管理系统日益复杂的要求，则开辟了铝传热材料的市场； 其次，电动化给轻量化带来了巨大赋能：轻量化是提高新能源汽车续航里程的关键，而铝无疑是目前最好的轻量化材料。 金属。 因此，新能源汽车车身结构轻量化采用汽车覆盖件和铝型材的用量是燃油汽车的3-4倍。 当新能源基数达到一定比例时，整体轻量化市场的弹性空间也将打开； 而一体化压铸将从技术角度出发，真正释放铝轻量化高成本的束缚，为铝替代钢提供无限可能。

我们看好电动化、轻量化、集成化带来的铝加工伟大时代！ 基于新能源汽车核心零部件，详细梳理了三大赛道和六大最有前景的铝加工子类别： 1）轻量化车身结构：白车身-一体式模具热处理合金-铸件; 覆盖件——汽车铝板； 底盘及部分车身结构件——铝挤压材料； 2）三电系统：电池铝箔、电池托盘（严格来说都是挤压材料，因为针对不同的应用领域分别区分）； 3）热管理系统：铝传热材料。

1.1. 铝是目前最好的轻质金属，在电动汽车时代潜力巨大。

汽车轻量化是降低传统能源汽车油耗、提高新能源汽车续航里程的关键。 据统计，车重每减轻10%，油耗降低8%，排放降低4%。 铝合金是轻量化材料的首选。 工信部《节能与新能源汽车技术路线图》提出我国自行车轻量化铝目标：2025年、2030年分别达到250公斤/辆、350公斤/辆。 据国际铝协数据显示，2020年国内传统乘用车用铝量仅为138.6kg/辆左右，纯电动和混合动力新能源乘用车每辆用铝量分别为157.9kg和198.1kg分别; 另外，据Ducker Frontier数据显示，2020年北美地区非纯电动汽车每辆车的铝消耗量为206kg，纯电动汽车为292kg。 国内汽车铝材渗透率仍有很大提升空间。

具体到汽车各部件的铝渗透率，国内燃油汽车用铝上限已达到501.7公斤，是平均值的4.2倍。 其中，发动机、车轮、传动系统、热交换器等零部件的铝渗透率普遍达到80%以上甚至接近100%。 但在车身结构方面，如四门两盖、悬架、副车架等区域，仍以钢材为主，铝材的渗透率甚至只有3%。

新能源汽车使用更多的铝。 据Ducker Frontier统计，2020年北美一款纯电动新能源汽车比传统能源汽车多用了86公斤铝。 虽然发动机动力总成等部件较少，但三电系统的铝制部件较多，包括电池壳、电机外壳等。

1.2. 铝加工分类：铝板、铝箔、挤压材、铸造材、锻造材

汽车用铝合金主要包括轧制板、挤压材、铸造铝合金和锻造材四种铝材。 据李龙在《铝合金在新能源汽车行业的应用现状及前景》中介绍，目前汽车上使用的各种铝合金比例大致为：铸铝77%、轧制材料10%、挤压材料10% 。 %，锻造材料3%，相当于我们自己计算的。

2、细分繁荣赛道精选：免热处理合金、汽车铝板、铝型材、电池铝箔、电池托盘、铝传热材料

2.1. 轻量化车身：一体压铸免热处理合金、汽车铝板、铝型材

轻量化对于新能源汽车增加续航里程、降低电池成本的重要性不言而喻。 我们看好： 1）白车身——可热处理合金一体式压铸：2020年9月22日特斯拉电池日发布会上，马斯克表示特斯拉Model Y将采用一体化压铸生产后车身板总成，将使下车身总成重量减轻30%，制造成本降低40%。

同时，特斯拉计划使用三个大型压铸零件来组装整个下车身总成，取代原来的 370 个零件。 最终，汽车总重量可减少10%，续航里程可增加14%。 一体化压铸采用简单、一体化的工艺模式，彻底解决轻量化成本高的痛点，同时大幅提高生产效率，大大打开汽车铝合金的空间。 刚刚达到0-1阶段，正在向1-10发展，而且由于该技术仅投入实践2年，我们认为还有进一步降低成本和减轻重量的空间。 长长的斜坡和厚厚的积雪。

2）覆盖件、底盘及部分车身结构件——汽车铝板及铝型材：新能源汽车用铝量是传统汽车的3-4倍。 原因是汽车铝板和铝型材尺寸比较小。 强度和抗冲击性能好的多用于汽车车身结构。 但传统的汽车车身结构材料仍以钢材为主，目前铝材用量较少。 新能源汽车的出现，由于续航里程的要求，使得轧制材料、挤压材料的使用空间大大增加。

2.2. 三电系统：电池铝箔、铝电池托盘

三电系统是新能源汽车特有的组成部分，因此该细分市场用铝量增长迅速，且随着技术迭代，GWH订单金额有不断增加的趋势。 我们看好： 1、电池铝箔：作为电池正极的载液，动力电池电池铝箔的市场需求激增。 同时也要关注未来的储能市场，钠离子电池对铝箔的需求量将是锂电池的2-3倍。 由于钠不与铝发生反应，负极也可以采用铝箔，钠电池的能量密度较低。 每单位GWH的铝箔用量将会增加。 据我们统计，1GWh三元、磷酸铁锂、钠电池平均用铝箔量分别为350吨、450吨、900吨。

2、铝电池托盘：严格来说，电池托盘也是挤压材料的一种。 由于它是新能源汽车特有的部件，我们将其单独列出来进行分析。 电池托盘作为承重保护模块，主要包括铝型材焊接和钢板冲压焊接。 冲压铝板焊接电池托盘具有非常好的轻量化效果。 与钢材相比，在不降低刚度的情况下，可减轻40%的重量。 。 2021年铝电池托盘渗透率将达到50%，我们相信未来渗透率将进一步提升。 与此同时，整车厂也在开发和研究集成压铸铝托盘的解决方案。 由于CTP电池方案的去模块化，对电池托盘本身的精度和散热提出了更高的要求。 整个电池托盘技术方向将从FSW（搅拌摩擦焊）转向第二代FDS（螺栓自紧技术）。 同时，由于第二代无模块电池托盘的集成度和性能要求更高，自行车的价值将从原来的1500-2000元的自行车价值增加到3000元以上。

2.3. 热管理系统：铝传热材料

新能源汽车热管理系统的单车价值较传统汽车热管理系统提高了一倍。 因为电池的工作特性增加了热管理系统的复杂性：在电池组层面，温度不一致会导致状态和参数不一致，并随着时间的推移加速劣化，从而严重影响电池组的性能、循环寿命和安全性。电池组。 性别。 因此，电池热管理系统一方面需要保证电池在最佳温度范围内运行（不会过热或过冷），另一方面需要保证电芯之间的温度均匀性，防止一致性恶化。电池组的。

新能源汽车用铝导热材料比传统汽车重10-15公斤。 新能源汽车的热管理系统除了与燃油车共用的空调等热管理部件外，还增加了电池和电机的冷却回路（包括冷水机、冷却板等）、PTC加热器等，以及其价值几乎高于燃油车。 一套完整的新能源汽车热管理系统成本翻倍，从7000元到11000元不等。 铝传热材料的增加主要在电池的水冷板。 宁德麒麟电池水冷板使用量翻倍。 6月23日，宁德时代正式发布CTP3.0麒麟电池。 系统能量密度达到255Wh/kg，体积利用率72%，续航里程超过1000公里。 热管理方面，将原有的隔热垫、水冷板、横竖梁合二为一，提高集成效率。 同时，麒麟电池首创电芯大面积冷却技术，将热交换面积扩大至4倍。 我们预计水冷板的需求将扩大至2倍。

3、市场空间及行业结构分析

3.1. 用于一体式压铸的免热处理合金：长坡上的厚雪

市场空间：我们预测2025年将是行业第一波爆发，市场空间达到209亿元，预计到2030年将达到2000亿元。 1）大部分车企和压铸厂商开始布局压铸行业综合表现在21下半年和22上半年，且时间相对集中。 我们认为，按照时间推演，一批压铸试件将在2023年下线，然后经过一段时间的车辆测试后，2024年和25年将是大规模压铸试件的集中爆发期。 -该集团公司生产的模型。 2）目前，一体化压铸开发的车型仍以一二线电动车龙头企业的中高端车型为主。 我们相信，经过5年多的技术积累，一体化压铸将逐步渗透到三四线车企和中低端车型中。 与此同时，传统车企也将渡过换线的阵痛期，采用一体化压铸技术。

行业竞争格局：下游技术不断迭代，先发优势显着、延伸率高、无需热处理的压铸合金是一体化压铸的关键技术。 技术难点主要在于：1、专利配方的保护； 2、身体机能要求强度和伸长率显着增加； 3.有害元素的控制等。我们认为无热合金的主要障碍在于下游技术的不断迭代：在技术方向上，铸件将变得更大、形状更复杂。 同时，为了进一步降低成本和重量，铸件的厚度将越来越薄，这一切都将对材料不断提出更高的性能要求。 材料企业先发优势显着。

3.2. 汽车铝板及铝型材：新能源汽车轻量化赋能

汽车铝板及铝型材的核心需求增长逻辑是，在更加重视轻量化的背景下，新能源汽车用铝量是传统汽车的3-4倍。 随着新能源汽车的逐步渗透，我们预计到2025年国内汽车铝板和铝挤压材料市场规模将分别达到504亿元和342亿元，从2021年起复合增长率分别为26%和24%到 2025 年。

汽车铝板是铝板带加工难度之冠：主要难点包括：1、认证周期很长，一般在4年以上； 2、高质量和性能要求高，包括产品一致性； 3、精细工序长，生产流程极其狭窄，在合金配比、热轧冷轧、表面处理等诸多方面要求精度高。 目前国内市场主要由南山铝业、诺贝丽斯、神户制钢所三大公司垄断。 同时，我们认为潜在竞争对手在未来几年内很难形成量产。 南山铝业是国内竞争对手中唯一一家有能力持续大规模扩产的企业。

汽车铝挤压材料的难点主要是材料、结构、焊接工艺等，同时汽车认证周期长，通过质量管理体系审核意味着遵循汽车行业流行的IATF16949体系，也包括跑车实验。 亚太科技份额优势显着，占据国内份额30%以上。

3.3. 电池铝箔：动力电池必备部件之一，储能&钠电池开拓市场空间

电池铝箔作为新能源汽车的独特部件，具有很大的增长灵活性。 再增加万亿的储能和钠电池将使用更多的铝箔。 我们预计全球电池铝箔市场规模将达236亿元，2021-2025年复合增长率达43%。电池铝箔行业集中度高，鼎盛新材占全球市场近40% 。 电池铝箔加工的难点在于电池内部安全性能的考究。 对材料的强度和公差要求比普通铝箔大得多。 很多厂家需要双零箔整饰技术的积累来转产。 不过，双零箔目前利润非常丰厚。 与双零箔相比，电池铝箔加工成本较高，但成品率较低。 行业平均水平仅为60%。 转换生产可能不符合成本效益。 我们看好下半年电池装机量将增加，行业将出现供不应求的情况。

3.4. 电池托盘：动力电池的重要保护部件

电池托盘也是新能源汽车特有的部件，具有很大的增长灵活性。 同时，CTP去模块化将带来技术变革，提升自行车的价值，将从1500-2000元提升到3000元以上。 我们预计国内市场规模将从2021年的34.4亿元增长至2025年的166.3亿元，年复合增长率达48%。 从行业结构来看，2021年国产CR5占比为43%，其中和盛股份市场份额约为17%。 同时，和升科技于2020年在行业内率先与客户成功开发第二代无模组（CTP）电池托盘。 通过集成电池托盘的功能组件，大大提高了集成效率，缓解了电动汽车的续航焦虑。 它将抢占更多高端市场份额。

3.5. 铝传热材料：解决动力电池更高的热管理需求

铝传热材料增长亮点： 1、新能源汽车由于电池的存在，热管理更加复杂，因此每辆车的铝传热材料用量从10kg增加到20-25kg； 2、宁德CTP3.0麒麟电池首款电芯采用大面散热技术，热交换面积扩大至4倍，我们预计水冷板的需求将扩大至2倍。 我们预计全球铝传热材料市场规模将从2021年的279亿元增长至2025年的431.5亿元，复合年增长率为12%。

行业竞争格局：由于铝传热材料具有小批量、多批次的特点，企业需要较强的精细化管理能力。 同时，行业集中度非常高。 排名前三的企业华峰铝业、格兰奇斯和银邦占据了全球43%的市场份额，仅华峰铝业就占据了20%。 我们认为铝传热材料需求端将受益于新能源汽车和麒麟电池技术迭代的双重拉动，而供给端则受制于管理及设备产能爬坡时间较长等因素短期内难以放量，将面临供不应求的局面。

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