車身結構件對性能要求高,汽车可將零件個數由70個減少至1~2個;2022年Q1財報公布德州奧斯汀工廠生產的行业一體化壓鑄車身方案,製動性方麵。深度以下車體總成為例,报告
一體化壓鑄 :從ModelY一體化壓鑄後地板將零件數量由70個減少至1~2個後 ,特斯体化
一體化壓鑄:以Y為始 ,拉生德州工廠3月剛剛開啟量產 ,产制
一體化壓鑄件的造革技術壁壘主要體現在4個方麵:
1.大型壓鑄機:①係統複雜,焊接點數量減少超1600個。压铸相比傳統燃油汽車,汽车零件減少370個 。行业單位成本下降7% ,深度易造成焊縫性能下降、报告通常 ,特斯体化而高壓鑄造因效率高 、拉生白車身重量僅為215kg。粘合等工藝的需要。在有限空間內提升動力電池的質量/體積能量密度,再到80年代大眾的平台化 、將在該工廠引進一些新的、共4個模組,2018年~2021年,拉伸率 ,更具可持續性的技術和製造工藝,安全性 、)
特斯拉一體化壓鑄拓展至前地板。縫焊、
3.壓鑄模具:壓鑄在溫度 、涉及到底的技術包括:非承載式車身 、
4680CTC:將電池包集成到車體,上海超級工廠已有5台大型壓鑄設備用於生產,電池包搭載2170電芯,性能提升顯著。焊接點數量減少超1600個。較小的線收縮率和較小的凝固溫度區間 ,廣東鴻圖6800T底盤一體化結構件正式下線。其車身製造需要包括MIG焊 、純電動汽車整車重量每降低10%,加工零件壁厚小等特點,
造車新勢力搶先跟進一體化壓鑄
蔚來與文燦合作ET5一體化壓鑄車身後地板。搭載4680電芯的CTC方案的ModelY開啟交付 。每一次汽車生產革命的領導者均將在之後的市場競爭中占據明顯優勢。壓鑄機經曆氣壓壓鑄 、同時後備箱空間增加11L。2019(第十三屆)汽車輕量化大會中有數據顯示 ,武漢基地將建設一體化壓鑄車間 ,並直接與座椅連接 ,蔚來ET5采用一體化壓鑄後地板 ,目前壓鑄設備已發展為以壓鑄機/模具為核心 、
一體化壓鑄 :部件拓展至前地板 ,一體化壓鑄的汽車後地板產品成功下線。且壁厚通常隻有3mm,我們認為,經驗以及製造工藝都有很高的要求;②“設計—試驗—設計”周期長 ,成本下降;工時從2小時降至180s ,蔚來ET5采用一體化壓鑄後地板,冷室壓鑄、插混車型約+12~18% 。集成式電驅係統 、增加了前地板(前縱梁)的一體化壓鑄。據特斯拉電池日公布信息顯示 ,奔馳全球首發最新科研成果—VISIONEQXX ,車身後部的剛性得以大幅提高 ,以年產能50萬件的車身後地板生產線來計算 ,壓鑄成型大型的一體式結構零件。我們預計2025年一體化壓鑄車身市場規模有望達到215億元 ,通過單一鑄造工藝可將該吸能係統與部分或全部支撐結構集成 ,如需使用相關信息 ,輕量化加工製造技術 。並有望減輕20%的重量。並需要具有高延伸率及較高強度,德州工廠Q1開啟交付
特斯拉的CTC方案,其中,減輕整車質量、對理論、
(報告出品方/作者:國海證券 ,低壓鑄造與差壓鑄造多用於發動機 、零件減少370個,
沃爾沃將引入一體化壓鑄 。是最具性價比的輕量化材料 。
汽車輕量化可顯著改善新能源汽車各項性能,2021年11月 ,德州奧斯汀超級工廠ModelY車身前地板(前縱梁)一體化壓鑄也將實現量產。可以對特斯拉CTC有整體的方向性認知 :①電池包上蓋與車輛結構如座椅直接連接在一起,動力性 、這種能量吸收係統廣泛應用於汽車碰撞結構 。車身結構件尺寸大 、每一次汽車生產革命的領導者均將在之後的市場競爭中占據明顯優勢。可以顯著降低生產成本 。免熱處理是關鍵 。效用性、技術應用不斷拓展。2022年預計將超540萬輛。能夠使車輛續航裏程增加14%,其他外圍設備輔助的壓鑄島 。新能源汽車的輕量化發展成為必然。平均續航裏程將增加5~8% 。強塑積高出30%以上,一體鑄造工藝使車身後地板重量降低30%,保證了整車碰撞等性能達到更高維度 。一體化壓鑄以高壓壓鑄為基礎 ,新能源乘用車銷量分別為:111332萬輛;2021年新能源乘用車滲透率為15.5% 。一體化壓鑄的ModelY車身前後地板,是適用於鋁合金的高效加工工藝 。
滑板底盤成為推動CTC和一體化壓鑄中長期發展的重要推動力 。實現15~20%的減重 ,模塊化生產,密度以及價格等多方麵綜合優勢明顯 ,單位投資下降8% 。
壓鑄分為冷室壓鑄和熱室壓鑄 :冷室壓鑄主要應用於大型零部件的製造,大幅減少零部件數量,焊接使用量,目前4680CTC已經在德州奧斯汀工廠量產落地 。於1904年以壓鑄連杆軸承的形勢最先應用於汽車工業中 。並且鋁的熱膨脹係數高易導致零件變形大 。成型方案 、目前廣東鴻圖已進入小鵬汽車的配套體係 ,降低製造成本。底盤區域 ,整個車身後部是由一塊獨立完整的鋁合金鑄件形成。鋁合金車身結構件滲透率有望持續提升 。隨著工藝/材料/設備等重點技術突破,劉虹辰)
一、可以看到在德州超級工廠中工人將ModelY座椅與4680CTC電池包直接連接 ,合金表麵氧化層汙染電極的問題 ,一體化壓鑄可顯著提升生產效率、仍以奧迪A8為例,
4680CTC:率先公布具體方案 ,ModelS/X上市時,我們選取若幹品牌下幾款車型的不同動力版本進行整備質量的對比測算,ET5采用一體化壓鑄後副車架;2)小鵬汽車攜手廣東鴻圖,過往十年,風險成本大 。提升續航裏程,特斯拉4680CTC方案(CTV),引領行業技術方向
特斯拉在2021年6月公開了一份名為INTEGRATEDENERGYSTORAGESYSTEM的專利,一體化壓鑄的汽車後地板產品成功下線。
報告節選:(本文僅供參考,2021年7月該項目正式啟動,但因電池能量密度(約0.0.3KWH/KG)低於燃油(12KWH/KG以上) ,工藝參數 、可將前後地板零部件數量從171個減少至2個 ,CTC方案具有減少支撐件 、工人將從120人降至30人;零部件數量從370個降至2~3個,
一體化壓鑄車身市場規模有望於2025年突破200億元。此外,其中包括一體化壓鑄 。合作方TechCast™高強韌性免熱處理鋁合金材料可以避免因熱處理帶來的零件尺寸變形及表麵缺陷等問題,工藝複雜度遠高於以電阻焊為主的鋼製白車身 。
續航裏程提升訴求倒逼汽車輕量化發展 。5台壓鑄機即可滿足60萬件年產能。如汽車零部件 、專利中詳細闡述了4680StructuralBattery(CTC)電池係統集成技術 。因采用全鋁車身 ,采用高壓壓鑄更高效 。本次7200T壓鑄機生產的超大型結構件長寬分別近1700mm和1500mm ,202025年CAGR達132%。生產的部件內部不需要額外連接,
傳統主機廠:1)奔馳全球首發最新科研成果—VISIONEQXX,汽車輕量化的主要途徑有結構優化設計 、顛覆傳統衝壓焊接工藝 ,對比多種金屬合金和複合材料,整個開發周期縮短1/3。我們認為,相比燃油車,核心提要
汽車產業約每四十年出現一次生產製造革命,差壓鑄造等。鋁合金在性能、整車可減重10% ,計劃通過一套固定在中心的模具以及四套可以移動的模具,
各類輕量化材料中,後處理等方麵要求更高 ,6800T底盤一體化結構件下線;3)高合汽車攜手拓普集團,續航裏程增加14%,特斯拉引領當前新革命。以45萬輛年產能的工廠來算,其中,變速箱係統,文燦6000T超大型壓鑄島成功試模,
高壓壓鑄是適用於鋁合金材料的高效加工工藝
高壓壓鑄是適用於鋁合金材料的高效加工工藝。
在特斯拉2021年Q4財報中,低壓鑄造 、純電動車型重量約+19~32%,研發不斷突破
布局一體化壓鑄鋁合金專利,
一體化壓鑄 :傾力布局 ,但鋁金屬導熱係數大 ,從福特流水線生產到豐田精益生產,與CTC電池係統集成方案高度契合;高度集成後,以滿足安全性能(碰撞測試)要求和零件連接要求 。
2.材料配方:合金熔液需具備良好的流變性能、在ModelY後地板的基礎上,結構件性能及尺寸製約鋁合金材料在汽車中的應用
鋁合金車身的製造工藝複雜度遠超鋼製車身。電池包搭載18650電芯 ,筆記本殼體等。“三合一”等集成式電驅係統成為必需;高度集成智能化模塊,插混版增加約12~18% 。
國際傳統主機廠跟進一體化壓鑄
奔馳發布一體化壓鑄成果,以鋁代鋼可使白車身降重約1/但是鋁金屬①導熱係數大 ,通訊基站冷卻部件等;熱室壓鑄則廣泛應用於小型電子或3C產品的生產,平均續航裏程將增加5%-8%。加工工序從9道下降至2道;配套人工也相應削減 ,高集成度使車輛降重10% ,與傳統工藝相比,憑借4680CTC和一體化壓鑄兩項重要技術創新,
壓鑄工藝持續進步與革新
壓鑄工藝起源於1885年 ,
二、不代表我們的任何投資建議。小批量”的精益生產 ,需要以集中式EEA為基礎 ,每四十年左右出現一次生產製造革命 。材料方麵,4.工藝方法 :高速充型特征易導致鑄件失效,高度集成智能化模塊。
近幾年眾多國內外廠商陸續推出自研的滑板底盤 ,其中描述了一種既堅固又具有出色延展性的鋁合金,
鋁合金是當前性價比最高的車身輕量化材料
汽車輕量化的實現主要通過輕質材料的運用 。白車身通常可降重1/3左右 。
新勢力傳統主機廠跟進一體化壓鑄 :
新勢力:1)蔚來攜手文燦股份,
新能源汽車自重大 ,新能源汽車重量大導致續航裏程受到嚴重影響 。技術正在逐步走向成熟。再創新高。
連接工藝 、純電版重量增加約19%~32%,持續推動車身輕量化進階
一體化壓鑄:傾力布局 ,比如USB接頭 、螺栓連接、一體化壓鑄可大幅減少衝壓、加工零件壁厚小,因此,2021年11月,遠程激光焊等在內的14種連接工藝 ,高壓壓鑄效率高 、同時後備箱空間增加11L 。當前的主要汽車輕量化措施主要是采用輕質材料。2020年特斯拉公布ModelY一體化壓鑄後地板方案 ,根據特斯拉財報信息,
一體化壓鑄在汽車中的應用可進一步擴展 。2022年1月 ,
鋁合金最具性價比,在汽車車身中的運用越來越多,電機和電池包外殼等更多車身之外的零部件將來均可采用壓鑄工藝製造。其中包括一體化壓鑄工藝 。流動性高於同級別材料15%以上、以奧迪A8為例,雙方同步開發一體化壓鑄零部件 。用於ModelY後地板的生產。通過調整強度、
◼蔚來與文燦合作ET5一體化壓鑄車身後地板 。新能源汽車雖減少發動機、
新能源汽車三電係統增重較大。為了提升能源效率 、特斯拉申請了“集成吸能鑄件”專利,特斯拉無論在電芯還是pack上都在持續引領行業的發展。
新能源汽車續航提升倒逼車身輕量化發展
新能源乘用車銷量持續高增,並直接與座椅連接,請參閱報告原文 。單位成本下降7% ,一體化壓鑄能夠更好匹配底盤工藝提升的需求。沃爾沃將對其瑞典工廠投資100億瑞典克朗,一體鑄造工藝使車身後地板重量降低30%,
特斯拉生產製造革命 :4680CTC+一體化壓鑄。車身後部剛性大幅提高 ,根據專利中公開披露的內容,目前,上海工廠已裝配5個大型壓鑄機 ,從20世紀10年代福特流水線生產,一體化壓鑄能夠更好匹配底盤工藝提升的需求 。鋁合金材料滲透率受限 。特斯拉正在引領汽車產業新一輪的生產製造革命。
滑板底盤成為推動CTC和一體化壓鑄中長期發展的重要推動力
滑板底盤是當前汽車行業最重要的革命性技術之一 ,雙衝頭壓鑄等技術突破 ,加速技術應用
特斯拉使用的壓鑄機GigaPress由力勁科技生產,續航裏程增加14%,
小鵬汽車攜手廣東鴻圖布局一體化壓鑄。時間成本高;③造價高昂,模具更複雜。根據特斯拉公告顯示,鉚接 、提高總裝生產效率 。2022年3月新能源乘用車滲透率已達24.7%,底盤的結構更加複雜,
特斯拉一體化壓鑄技術持續突破。
特斯拉吸能係統將與支撐係統集成 。一體化壓鑄後地板單車可節約成本300元。遠高於衝壓焊接鋼製車身時60%-70% 。從而減少對包括點焊、
4680CTC :正式上車ModelY ,文燦6000T超大型壓鑄島成功試模 ,滑板需要搭載非承載式車身結構和線控底盤;為了便於上裝,CTC的落地將顯著提高其總裝生產效率。
4680CTC:特斯拉電池技術始終作為行業創新的標杆
特斯拉引領動力電池創新趨勢。依托兩項革命性技術,壓力鑄造主要分為高壓鑄造 、輕量化材料應用、其最大的特點是上下車體解耦 ,2019(第十三屆)汽車輕量化大會中有數據顯示,2019年7月 ,此外,特斯拉認為這一方麵可以提供熱保護,是未來的重要方向 。與CTC電池係統集成方案高度契合;高度集成後 ,純電動汽車整車重量每降低10%,專利名為“用於結構部件的壓鑄鋁合金”,2022年新能源乘用車銷量將超540萬輛。成為乘員座艙地板的結構;②電芯之間填充樹脂材料,成本大幅下降 。報告摘要:
特斯拉引領新一輪生產製造革命 :4680CTC+一體化壓鑄
汽車百年工業史,提升整體電池容量。再到大眾平台化模塊化生產,
一體化壓鑄 :德州工廠量產,減重15~20%的 。續航裏程提升倒逼車身輕量化發展。占地約1500畝 ,工序大幅減少。底盤不能占據過多縱向空間 ,一體化超大壓鑄車身後艙下線 ,到50年代豐田“多品種,合金表麵氧化層汙染電極等問題;②熱膨脹係數高易導致零件變形大。將引進一套以上超大型壓鑄島及自動化生產線。規劃產能10萬輛 ,相比傳統衝壓焊接工藝 ,滑板底盤是當前汽車行業最重要的革命性技術之一,研發不斷突破
特斯拉在其四大汽車工廠均部署了6000噸級大型壓鑄機-GigaPress。引領了行業的大模組CTP方案;目前,傳統衝壓焊接工藝和一體化壓鑄工藝的成本分別為6.3億元和4.8億元 ,另一方麵可以為電芯提供結構性支撐;③在與“大模組”方案的對比中,從而大幅縮短整車研發周期。鋁合金性價比最高 。對全工藝要素均有較高要求。將電池包集成到車體,若采用鋁合金替代鋼材 ,特斯拉發布新專利,三電係統增重較大。主要體現在環保性、
2022年2月高合汽車與拓普合作的一體化超大壓鑄車身後艙下線。相比於燃油版車型,線控底盤 、易造成焊縫性能下降 、鏈接點數量下降減少,結構複雜,相比同級燃油車,真空 、有望減重20%;2)沃爾沃將對其瑞典工廠投資100億瑞典克朗引進新技術和製造工藝,單位投資下降8%。目前德州奧斯汀工廠的方案可將前後地板零部件數量從171個減少至2個,底盤的結構更加複雜,相比傳統衝壓焊接工藝零部件減少169個 ,占地麵積相比於傳統衝壓焊接工藝的生產設備能夠節省35% 。並實現軟硬件解耦;在有限空間內提升動力電池的質量/體積能量密度,