2022年汽车行业轻量化发展趋势分析 特斯拉引领车身结构件一体化压铸

1. 一体化压铸：车身部件的铸铝化及集成化

工艺特点：通过大吨位压铸机制造大型铝制零部件，主要指汽车车身结构件一体化加工，将原本设计中多个单独、分散的小 件经过重新设计高度集成，再利用压铸机进行一次成型压铸成完整大零件（省略焊接及组装流程）。此外，新能源车三电系 统等多合一壳体也可引入一体化压铸技术来实现集成制造。适用范围：目前大型一体化压铸主要适用于乘用车下车身（包括后地板、前地板及前机舱）以及白车身

图：车身结构件可一体化压铸部件

2. 应用趋势：特斯拉引领，新势力跟进

造车新势力：当前一体化压铸变革主要应用于新能源汽车型开发，特斯拉率先采用一体化技术，蔚来、小鹏、理想 紧随特斯拉布局一体化压铸 。传统车企： 传统“冲压+焊接”模式认为主流，切换速度仍比新能源车企业慢，做出样件要耗时半年以上。2022年2 月沃尔沃是第一家公告拟投资一体式压铸工艺的传统车企

3. 特斯拉：后地板率先量产，增效降本显著

特斯拉是目前唯一实现后底板一体化压铸量产的主机厂。2020年9月22日，马斯克在特斯拉电池日发布会上介绍称Model Y 将采用一体式压铸后地板总成，铸造零件可以从此前的70个简化到2个，未来可能会合为1件。车身结构稳定性和轻量化得到 大幅优化，同时还减少近1000次的焊接工序，节省约20%的生产成本； 后地板率先一体化压铸原因：1）后地板碰撞受损的几率小，安全性能要求相对其他下车体稍低；2）6000T大型压铸机可以 满足后地板制造条件，更大零部件设备在研；3）一体化压铸后地板较传统焊接工艺刚性更优，可更好兼顾底盘操纵性能

4. 特斯拉：布局材料工艺设备，加州及上海工厂已量产

材料开发：2015年12月，特斯拉开发出独家的用于一体式压铸技术的铝合金配方，使得特斯拉的铝合金压铸零件，稳定性更加优异， 压铸后不需要热处理，可直接进入下一工序 。工艺研发： 2019年7月，特斯拉发布新专利“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”，提出了一种车架一体铸造技 术和相关的铸造机器设计 。设备升级：与大型压铸设备头部供应商IDRA合作，采购大型一体式压铸设备，其可以提供最大6218吨的锁模力。2020年8月，特斯拉 的弗里蒙特工厂安装IDRA的OL6100CS大型一体式压铸设备。随后半年，OL6100CS一体式压铸设备陆续在得州、柏林、上海安装。 2021年3月16日，特斯拉Cybertruck的奥斯汀工厂向IDRA购买了8000吨一体式压铸机，可压铸前地板等下车身部件。

5. 特斯拉：前机舱及前地板逐步量产，新工厂成布局重点

应用范围：2021年10月，在柏林工厂开放日，特斯拉展示了 Model Y 的车身压铸机及对应模具，压铸出的 Model Y 前机舱+前地板+后地板组合成车身，可替换由370个零件组成的整个下车体总成，重量将进一步降低10%，对应续航 里程可增加14% 。进度预计：后地板2020年量产，前机舱预计2022-2023年量产，前地板预计2024-2025年量产，下车身总成预计2025- 2027年，白车身预计2027-2030年。

图：特斯拉前机舱+前地板（CTC）+后地板组合成车身

6. 国内新势力：蔚来量产在即，小鹏完成打样

蔚来一体化压铸布局：2021年10月18日，蔚来宣布成功验证开发了可用于制造大型压铸件的免热处理 材料，全新材料将会应用在蔚来第二代平台车型上。12月18日，蔚来在NIODay上发布，全新车型ET5的 车身后地板相关部件将采用一体式铸造成型，使车身后地板重量降低30%，同时后备箱空间增加11L 。小鹏一体化压铸布局：武汉工厂加入了一体化压铸工艺车间，武汉工厂将引进一套（条）以上超大型压 铸岛及自动化生产线。2022年1月18日，小鹏宣布布局12000吨超级智能压铸单元，以及新能源汽车一体 化前舱总成、一体化后地板总成和一体化电池托盘等关键和核心轻量化部件等项目

7. 趋势研判：轻量化及提效降本需求推动一体化压铸

减重：特斯拉计划用2-3个大型压铸件替代原先370个零件组成的下车体总成，重量将降低30% 。降本：特斯拉后地板替换的成本下降在20%左右；实现下车身一体化后，制造成本下降40%。提效：采用了一体式压铸后地板总成的Model Y，用1-2件大型压铸件替换了原来的70个零件，焊点大约 由700-800个减少到50个。制造时间由传统工艺的1-2小时缩减至3-5分钟，可实现在厂内直接供货

8. 趋势研判：后地板、前机舱及前地板一体化压铸逐步推进

行业趋势：新能源汽车在轻量化及提效降本要求驱动下，车身结构件朝着薄壁、高性能、大型化等方向 发展，铝加工工艺替代钢制钣金件冲压+焊接，铝压铸零部件从小件演变为集成化大件。传统结构件：减震塔、前后纵梁、 ABC 柱接头及门框等零部件从钢制钣金件替换为铝压铸件。 一体化压铸件：下车体（后底板、前机舱、前地板及电池托盘等）及上车身（白车身）实现集成一体化 压铸制造，对应单车价值量及大型压铸机吨位持续提升。

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