高端汽車用鋁合金材料向輕量化、一體化、高強度、高成型性方向發(fā)展

1、電動化+輕量化+一體化：汽車鋁加工需求迎來爆發(fā)

我們從電動化、輕量化、一體化三個維度出發(fā)理解鋁加工需求的井噴：首先電動化本身較燃油車新增的三電系統(tǒng)為電池鋁箔、電池托盤帶來高速發(fā)展 的需求空間，而電池對熱管理系統(tǒng)日益復(fù)雜的要求又為鋁熱傳輸材料打開市場；其次電動化為輕量化帶來巨大賦能：輕量化是新能源車提高續(xù)航里程的關(guān)鍵， 鋁無疑是目前最好的輕量化金屬。所以新能源車身結(jié)構(gòu)輕量化用汽車板、鋁擠壓材 是燃油車的 3-4 倍，當新能源基數(shù)達到一定比例后整體輕量化市場的彈性空間也隨 之打開；而一體化壓鑄從技術(shù)角度真正釋放了鋁輕量化成本高這一枷鎖，為鋁代鋼提供 了無限可能。

我們看好電動化、輕量化、一體化帶來的鋁加工大時代！根據(jù)新能源汽車核心 部件詳細梳理了三大賽道和 6 個最看好的鋁加工子品種：

1) 車身結(jié)構(gòu)輕量化：白車身——一體壓鑄用免熱處理合金；覆蓋件——汽車 鋁板；底盤和部分車身結(jié)構(gòu)件——鋁擠壓材；

2) 三電系統(tǒng)：電池鋁箔、電池托盤（嚴格意義上屬于擠壓材，因為應(yīng)用領(lǐng) 域不同單獨做區(qū)分）；

3) 熱管理系統(tǒng)：鋁熱傳輸材料。

1.1、鋁是目前輕量化最好的金屬，電動車時代大有可為

汽車輕量化是降低傳統(tǒng)能源車油耗和提高新能源車續(xù)航里程的關(guān)鍵。據(jù)統(tǒng)計， 汽車重量每下降 10% ，油耗下降 8% ，排放降低 4% 。而鋁合金又是輕量化材料首 選。工信部《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提出我國汽車輕量化單車用鋁目標：2025 年和 2030 年分別實現(xiàn) 250kg/輛和 350kg/輛。而根據(jù)國際鋁協(xié)數(shù)據(jù)，2020 年國內(nèi)傳統(tǒng)乘用車用鋁量僅約 138.6kg/輛，純電動和混動新能源乘用車單車用鋁分別為 157.9kg 和 198.1kg；此外根據(jù) Ducker Frontier 的數(shù)據(jù)，2020 年北美非純電動汽車的 單車用鋁量為 206kg，純電動汽車的單車用鋁量為 292kg，國內(nèi)汽車鋁滲透率還有很 大的提升空間。具體到一輛車各部分用鋁滲透率空間，國內(nèi)一輛燃油車用鋁上限已經(jīng)達到 501.7kg，是平均值的 4.2 倍。其中發(fā)動機、輪轂、傳動系統(tǒng)、熱交換等部件鋁的滲 透率普遍達到 80%以上甚至接近 100%。但在車身結(jié)構(gòu)上像四門兩蓋、懸架、副車 架等領(lǐng)域依舊以鋼為主，鋁的滲透率甚至只有 3%。新能源車要用更多的鋁。Ducker Frontier 統(tǒng)計 2020 年北美一輛純電動新能源車 用鋁較傳統(tǒng)能源車多 86kg。雖然少了發(fā)動機動力總成等部件，但多了三電系統(tǒng)包括 電池殼、電機外殼等用鋁的零部件。

1.2、鋁加工分類：鋁板帶箔、擠壓材、鑄造材和鍛造材

汽車用鋁合金主要包括 4 種鋁材：軋制板材、擠壓材、鑄造鋁合金和鍛造材。根據(jù)李龍在《鋁合金在新能源汽車工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望》中的介紹，目前各類鋁 合金在汽車上使用比例大致為: 鑄鋁 77% ，軋制材 10% ，擠壓材 10% ，鍛壓材 3%，和我們自己測算比例相當。

2、細分景氣賽道優(yōu)選：免熱處理合金、汽車鋁板、鋁擠壓材、電池鋁箔、電池托盤、鋁熱傳輸材料

2.1、車身輕量化：一體壓鑄用免熱處理合金、汽車鋁板、鋁擠壓材

輕量化之于新能源車提高續(xù)航里程、降低電池成本的重要性不言而喻，我們看好：

1）白車身——一體壓鑄用免熱處理合金：2020 年 9 月 22 日的特斯拉電池日發(fā)布會上，馬斯克稱特斯拉 ModelY 將采用 一體壓鑄生產(chǎn)車身后底板總成，下車體總成重量將降低 30%，制造成本下降 40%。同時特斯拉計劃用 3 個大型壓鑄件拼接成整個下車體總成，替換掉原來的 370 個零件。最終可以實現(xiàn)汽車總重量降低 10%，續(xù)航里程增加 14%。一體壓鑄采用簡約集成的工藝模式，徹底解決輕量化成本高這一痛點，同時大 大提升生產(chǎn)效率，極大打開車用鋁合金空間。目前剛剛實現(xiàn) 0-1 的階段，向 1-10 發(fā) 展，而且因為技術(shù)實踐僅僅才 2 年，我們認為本身還有進一步降本和減重的空間， 長坡厚雪。

2）覆蓋件、底盤和部分車身結(jié)構(gòu)件——汽車鋁板、鋁擠壓材：新能源車這兩種鋁材用量是傳統(tǒng)車的 3-4 倍，原因在于汽車鋁板、鋁擠壓材因 為較好的強度和抗沖擊性能多用在車身結(jié)構(gòu)上。但傳統(tǒng)車車身結(jié)構(gòu)材料仍以鋼為 主，目前鋁用量較小。新能源車的出現(xiàn)因為對續(xù)航里程的要求，極大增加了軋制 材、擠壓材的使用空間。

2.2、三電系統(tǒng)：電池鋁箔、鋁制電池托盤

三電系統(tǒng)是新能源車特有部件，所以細分領(lǐng)域鋁材用量增速快，且有技術(shù)迭代 下單 GWH 價值量提升的趨勢，我們看好：

1、電池鋁箔：作為電池正極的載流體，動力電池市場對電池鋁箔需求激增。同時還要關(guān)注未來儲能市場的拉動，以及鈉離子電池中的鋁箔需求將會是鋰電池的 2-3 倍，因為鈉不和鋁反應(yīng)負極也可以使用鋁箔，且鈉電池能量密度偏低所以單位 GWH 鋁箔用量會增加。我們統(tǒng)計下來 1gwh 三元、磷酸鐵鋰和鈉電池用鋁箔量平均 值分別為 350 噸、450 噸和 900 噸。

2、鋁制電池托盤：電池托盤嚴格意義上講也是擠壓材的一種，因為是新能源 車特有部件我們單獨列出來分析。電池托盤作用是承載保護模組，主要包括鋁型材 焊接和鋼板沖壓焊接兩種，沖壓鋁板焊接電池托盤具有非常好的輕量化效果，相對 于鋼材在不降低剛度的前提下，能減重 40%。2021 年鋁制電池托盤滲透率達到 50%，我們認為未來滲透率將進一步提高，同時主機廠也在開發(fā)研究一體壓鑄鋁托 盤的方案。CTP 電池方案因為去模組化，對電池托盤本身的精度和散熱方面提出了更高的 要求，整個電池托盤技術(shù)方向?qū)?FSW（攪拌摩擦焊接）轉(zhuǎn)向第二代 FDS（螺栓自 擰緊技術(shù)），同時第二代無模組電池托盤因為集成度、性能要求更高，單車價值量 將從原先的單車價值 1500-2000 元提高到 3000 元以上。

2.3、熱管理系統(tǒng)：鋁熱傳輸材料

新能源汽車熱管理系統(tǒng)的單車價值量相比于傳統(tǒng)車熱管理系統(tǒng)提高一倍。因為 電池工作特性增加了熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性：在電池組層面，溫度的不一致會導(dǎo)致狀 態(tài)與參數(shù)的不一致，并隨著時間推移加速惡化，從而嚴重影響電池包的使用性能、 循環(huán)壽命及安全性。因而電池的熱管理系統(tǒng)一方面需要確保電池工作在最優(yōu)溫度區(qū) 間內(nèi)（不能過熱，也不能過冷），另一方面需要保證單體間的溫度均勻性，從而防 止電池組一致性的惡化。

新能源車鋁熱傳輸材料較傳統(tǒng)車單車 10kg 基礎(chǔ)上，增加 10-15kg。新能源車熱 管理系統(tǒng)除和燃油車共用的空調(diào)等熱管理零部件以外，還增加了電池和電機的冷卻 回路（包括 Chiller、冷卻板等）、PTC 加熱器等，價值量較燃油車增加了近一倍， 一套完整的新能源汽車整車熱管理系統(tǒng)的成本在 7000-11000 元不等。鋁熱傳輸材料 主要增量在電池的水冷板部位。寧德麒麟電池水冷板用量提高一倍。

6 月 23 日寧德時代官方發(fā)布 CTP3.0 即麒 麟電池，系統(tǒng)能量密度達到 255Wh/kg，體積利用率 72%，續(xù)航里程超過 1000 公 里。其中熱管理方面將原先的隔熱墊、水冷板、橫縱梁三合一，提高集成效率；同 時麒麟電池首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)，換熱面積擴大到 4 倍，我們預(yù)計水冷板的需求 量將擴大到 2 倍。

3、市場空間、行業(yè)格局分析

3.1、一體壓鑄用免熱處理合金：長坡厚雪

市場空間：我們預(yù)計 2025 年是行業(yè)的第一波爆發(fā)期，市場空間達到 209 億 元，到 2030 年有望達到 2000 億。

1）絕大部分車企和壓鑄廠商于 21 年下半年和 22 年上半年開始布局一體壓鑄 產(chǎn)業(yè)，時間較為集中，我們認為按照時間推演，23 年會有一批壓鑄試件下線，再經(jīng) 過一年的整車試驗，24、25 年是這一批企業(yè)量產(chǎn)車型的集中爆發(fā)期。

2）目前開發(fā)一體壓鑄的車型仍以電動車一二線龍頭企業(yè)的中高檔車型為主， 我們認為經(jīng)過 5 年以上的技術(shù)積淀，一體壓鑄會逐漸向三、四線車企和中低檔車型 滲透。同時傳統(tǒng)車企也會熬過轉(zhuǎn)線的陣痛期采用一體壓鑄技術(shù)。行業(yè)競爭格局：下游技術(shù)持續(xù)迭代，先發(fā)優(yōu)勢顯著 高延伸率和免熱處理的壓鑄合金是一體壓鑄的技術(shù)關(guān)鍵。其技術(shù)難點主要在：

1、專利配方的保護；

2、車身功能要求強度、延伸率大幅提高；

3、有害元素的控 制等。

我們認為免熱合金的壁壘主要在于下游技術(shù)持續(xù)迭代：技術(shù)方向上鑄件會更 大，形狀更復(fù)雜，同時為了進一步降本減重，鑄件厚度要更薄，都對材料不斷提出 更高性能要求，材料企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢顯著。

3.2、汽車鋁板&鋁擠壓材：新能源車輕量化賦能

汽車鋁板、鋁擠壓材的核心需求增長邏輯是在更看重輕量化的背景下，新能源 車這兩種鋁材用量是傳統(tǒng)車的 3-4 倍，隨著新能源車的逐步滲透，我們預(yù)計到 2025 年國內(nèi)汽車鋁板和鋁擠壓材市場將分別達到 504 億元和 342 億元，2021-2025 年復(fù) 合增速分別為 26%和 24%。汽車鋁板是鋁板帶中加工難度的王冠：主要難度包括：

1、認證周期很長，一 般在 4 年以上；

2、質(zhì)量性能要求很高，包括產(chǎn)品一致性；

3、工藝精細流程長，生 產(chǎn)工藝極窄，合金比例、熱軋冷軋、表面處理等多個環(huán)節(jié)精細度要求高等。

當前國 內(nèi)市場主要由 3 家企業(yè)壟斷：南山鋁業(yè)、諾貝利斯和神戶制鋼，同時我們認為潛在 競爭者未來幾年內(nèi)很難形成批量生產(chǎn)。而南山鋁業(yè)是國內(nèi)競爭者中唯一具備持續(xù)大 規(guī)模擴產(chǎn)能力的企業(yè)。汽車鋁擠壓材的難點主要為材料、結(jié)構(gòu)、焊接工藝等。同時汽車認證周期較 長，要通過質(zhì)量管理體系審核即指按照汽車行業(yè)通行的 IATF16949 體系，還包括跑 車實驗等。亞太科技有顯著的份額優(yōu)勢，占國內(nèi)份額的 30%以上。

3.3、電池鋁箔：動力電池必備組件之一，儲能&鈉電池打開市場空間

電池鋁箔作為新能源車特有組件，本身增長彈性大。疊加儲能又一萬億賽道和 鈉電池會用到更多的鋁箔，我們測算全球電池鋁箔市場將達到 236 億元，2021-2025 年復(fù)合增速為 43%。電池鋁箔行業(yè)集中度高，鼎勝新材占據(jù)全球市場接近 40%的份額。電池鋁箔加 工難度在于電池內(nèi)部安全性能的考究，對材料的強度和公差要求遠大于普通鋁箔。很多廠商需要雙零箔的精軋技術(shù)積淀來轉(zhuǎn)產(chǎn)。但目前雙零箔盈利又很豐厚，電池鋁 箔相較雙零箔雖然加工費高但成品率低，行業(yè)平均只有 60%，轉(zhuǎn)產(chǎn)不一定劃算。我 們看好下半年電池裝機量提升行業(yè)供不應(yīng)求。

3.4、電池托盤：動力電池重要的保護部件

電池托盤也是新能源車特有組件，增長彈性大。同時 CTP 去模組化帶來技術(shù)上 轉(zhuǎn)變和單車價值量的提升，將從 1500-2000 元提高到 3000 元以上。我們測算國內(nèi)市 場將從 2021 年的 34.4 億元提高到 2025 年的 166.3 億元，年復(fù)合增長率 48%。行業(yè)格局方面，2021 年國內(nèi) CR5 在 43%，其中和勝股份市占率 17%左右。同時 和勝股份在 2020 年在行業(yè)內(nèi)率先配合客戶成功開發(fā)第二代無模組（CTP）電池托 盤，通過整合電池托盤各功能組件，大幅度提升集成效率，緩解了電動汽車的里程 焦慮，會更多搶占高端市場份額。

3.5、鋁熱傳輸材料：解決動力電池更高的熱管理需求鋁熱傳輸材料的增長看點：

1、新能源車由于電池的存在熱管理更為復(fù)雜，所 以鋁熱傳輸材料單車用量從 10kg 提高到 20-25kg；

2、寧德 CTP3.0 麒麟電池首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)，換熱面積擴大到 4 倍，我們預(yù)計水冷板的需求量將擴大到 2 倍。

我們測算全球鋁熱傳輸材料市場將從 2021 年 279 億元增加到 2025 年的 431.5 億 元，年復(fù)合增長 12%。行業(yè)競爭格局：鋁熱傳輸材料因為小批量，多批次的特點，需要企業(yè)很強的精 細化管理能力。同時行業(yè)集中度非常高，前三家企業(yè)華峰鋁業(yè)、格朗吉斯和銀邦股 份占據(jù)了全球市場份額的 43%，華峰鋁業(yè)一家就占了 20%的份額。我們認為鋁熱傳 輸材料需求端受益新能源車和麒麟電池技術(shù)迭代的雙重拉動，而供給端受管理和設(shè) 備產(chǎn)能爬坡時間較長等因素短期難以放量，將面臨短缺局面。