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汽车轻量化发展是必然趋势,铝合金材料将崛起

发布时间:2019-09-02 14:10:22
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在国务院办公厅印发的《对于放慢开展流通促成商业生产的意见》中提到,要开释汽车生产后劲,施行汽车限购的地域要联合实践状况,探究推广逐渐放宽或勾销限购的详细措施。有条件的中央对购买新动力汽车给予踊跃反对。

从政策指引看,将来汽车行业或迎来复苏。目前整个汽车行业通过渠道库存大幅去化,行业库存曾经在近几年的底部,随着去库存根本完结,加库周期或受政策安慰开启。行业景气派无望回暖。

而随着我国环保政策力度的一直加大,汽车行业的燃油排放规范也更加趋于严苛。

据工信部规则,我国汽车二氧化碳排放规范将从2015年的155g/km降到2020年的112g/km;而国际乘用车企业燃料耗费从2015年的6.9L/km降到2020年的5.0L/km。

不过从汽车行业以后特点看,假如单纯依托设计的优化已不能满足环保上低耗与减排的要求,所以从行业开展趋向上看,汽车车身的轻量化已成为将来开展的必经之路。

汽车二氧化碳排放规范
  相关研究表明,车身重量与排放有一定联系。若燃油汽车质量每下降10%,油耗将下降8%,排放将下降4%,车辆质量每下降100kg,二氧化碳排放将减少5g/k。美国铝业协会剔除,车重若每减轻25%,能使汽车加速的时间从原来的10s减少到6s,轻量化的汽车在较低的牵引负荷状态下将会表现出同样的或者更好的性能。

车身重量与排放
  该观点新能源汽车领域一样适用。因为新能源车的电池与燃油比能量差距巨大,电池组重量一般会比燃油发动机重量高2倍以上,目前电动商用车的电池系统重量通常占车辆总重的 10%~15%,而乘用车占比高达20%~30%,这直接导致电动汽车相比传统燃油车会增重30%~40%。但如果纯电动汽车整车重量能降低10%,那么平均续航里程将会增加 5%~8%,同时损耗成本也可相应下降。

所以,无论从传统汽车的减排还是从新能源汽车增加续航的发展趋势看,轻量化都是一个有效的手段。

目前看,镁、铝合金是汽车进行轻量化的两大理想材料。据美国铝学会报告,如果汽车每使用0.45Kg铝型材,可使车身减重1Kg。以白车身为例,如果将铝合金代替钢和高强度钢,其车身重量为230kg,最高可减重40%。不过镁合金在减重上性能更优,由于其重量约为铝合金的2/3,仅为153kg,其减重比例可超50%。

汽车进行轻量化
  不仅体现在重量上,镁合金还具备密度小,比强度、比刚度高,抗震、易回收和易加工等优势。对比等质量且具有近似界面构件的各金属比刚度,镁合金是钢的18.9倍,铝合金的两倍有余,位列三大轻量化金属的首位。

所以,镁合金材料或许是汽车轻量化最为直接的有效解决方式。

但是目前世界镁产量整体下降(我国产量最大,但受制于环保限产),用全镁合金替代整个白车身不现实,但部分、逐步替代的思路仍然可行。

当前镁合金制造成本的逐步下降,而加工工艺也有所突破,使其应用领域越来越广,需求也有增加,不过目前汽车市场仍是其保持增长的主要推动力。虽然2018年我国汽车行业受多方因素影响产销量同比下降,且增幅回落。但是新能源汽车仍保持快速发展,产销量保持高速增长态势。据中汽协数据显示,新能源汽车2018年产销分别完成127万辆和125.6万辆,同比分别增长59.9%和61.7%。所以未来镁合金在汽车领域仍有较大需求空间。

新能源汽车销量
  据2016年统计数据显示,我国的汽车平均用镁量约3kg左右,相较于北美的汽车平均用镁量在10kg相距甚远。目前我国汽车用镁还主要停留在汽车方向盘领域,未来仪表盘支架、汽车轮毂、汽车大灯支架等潜在的渗透空间巨大。

据我国汽车轻量化技术路线规划看,2020年、2025年和2030年中国单车用镁量需要分别达到15kg、25kg和45kg。若2030年单车用镁量需要达到45kg(2016年仅3kg),2030年汽车用镁量有望达到172万吨。

我们用倒推的方法测算,白车身全铝合金重量约为230kg,减重效果40%左右,则采用高强度钢的白车身重量约为383.3kg(230/0.6)。单车用镁量若为45kg,则占比为11.7%(45/383.3),大于碳纤维用量。从产量看,全球镁产量主要在我国,而由于环保限产,所以整体产量肯定小于铝合金,因此白车身用料主要以铝合金为主。

但从增长性看,2030年单车用镁量较2016~2020年初步规划将增长3倍(45/15),而铝合金用量增长不到2倍(350/190)。

所以从增长幅度和占比看,汽车轻量化将大幅带动镁合金及相关镁金属产业快速增长。机会较为确定。

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