新能源车的发展带来轻量化需求

轻量化需求带来的车身材料变革。新能源车由于动力系统由燃油向电驱动的转变，三电系统特别是电池的重量较大，使得新能源车的整车重量要大于燃油车，所以新能源车有迫切的轻量化需求，由此带来了轻质铝合金在汽车制造中的使用占比大幅增加。但由于铝合金单价较高，在车身选择铝合金完成轻量化目标的同时其物料成本却大幅上升，带来了一定的成本压力。

传统燃油车车身以钢为主。汽车工业从大规模批量化生产以来，便开始大量使用钢铁材料，这主要得益于其价廉、机械性能高和易于加工的优点，因此市场上传统的燃油车无论是结构类零部件还是功能性的零件，都大量使用了不同种类的钢铁材料。

传统燃油车中，奥迪A8曾经使用过全铝车身结构，而目前依然采用全铝车身工艺的车型是捷豹的XFL。从捷豹XFL的数据来看，采用了全铝车身设计方案之后，其整备质量大约是1.8吨，官方显示减重效果在20%-40%之间。

高端传统燃油车品牌使用全铝车身构造对于消费者的驾驶体验而言，并没有实质性的提升或者改变，因此在传统车时代，全铝车身减重更多的是高端车制造的噱头。

在传统车领域，钢材仍然是车身材料的主流选择，轻质的铝合金材料更多是在价格40万以上的部分豪华车型的特定零部件上有所应用。

新能源车三电系统的重量增加带来了车身轻量化的迫切需求。新能源车的能源方式发生转变，由原来的燃油发动机加传动系统的模式更替为目前的三电系统，而受限于电池能量密度有限的问题，电池组的重量增加导致了新能源车的整车质量要高于原来的传统燃油车。我们以同级别的两款B级车为例进行说明。从表2的数据可以看出，同样作为B级车的比亚迪汉和大众迈腾，传统燃油车迈腾的重量只有1.6吨，而比亚迪汉则达到了近2.2吨的重量。对于同级别车型而言，新能源车和燃油车的车身、底盘和内外饰等总成系统的重量是类似的，说明新能源车增加的大约600kg的重量主要来自于三电系统。

图表：新能源车比传统燃油车重量增加

资料来源：工信部

为了将整车重量控制在一个合理的范围，在新能源车的设计中，车企往往通过以铝代钢的方式来实现轻量化。

各家车企在选择轻量化材料完成其轻量化目标的同时，也带来了造车成本的上升。我们根据目前车用钢材和铝合金的市场单价，从材料本身的成本差异角度做了以下分析。在制造同样的一个汽车冲压零部件时，如果采用铝合金作为原材料，假设其原材料用量是10kg，那么如果改成采用钢材作为原材料，钢材的使用量大约是18kg，单纯原材料增加的成本大约是138元，而整体零件减重了8kg，基于这个比例，计算得知每减重1kg，增加的成本大约是17.26元。当然这仅仅考虑了原材料替换带来的成本增加，而替换铝合金后带来的制造成本的上升尚未考虑在内。由此可见选用轻量化材料虽然带来了整车重量的降低，同时也带来了成本的大幅提升。

新能源车的技术进步和价格竞争正在改变目前的钢铝选材的格局。随着电池技术的不断进步和三电控制系统的不断优化，电池包能量密度不断提升，同时钢铁材料技术也在不断进步，为车身的轻量化提供了更多的选择。目前新能源车市场渗透率在不断提高，随之而来的价格竞争不断加剧。车企在做新车型设计时可能会考虑在部分零件上用钢重新替代一部分铝，降低物料成本压力。

按照2023年国内新能源车辆销售数据，依价格区间进行统计，由图表数据可知，销量占比最大的三个价位段分别是10-15万，15-20万和20-25万，这三个价位的乘用车2023年销量合计为1324万辆，占2023年中国乘用车销售量的61%，因此10-25万价位段的乘用车是整个乘用车市场的主流销售区间。而新能源纯电车在这个区间的2023年销量只有237.6万台，其渗透率仅仅有18%，尚有80%的增量空间可以开拓。而要想在这个竞争激烈的存量市场中撬动市场份额，价格竞争无疑是有力的武器，因此如何降低车辆的成本是摆在每家车企面前的课题。

马氏体高强钢的高强度特性和远低于铝合金的价格使其成为潜在的轻量化替代材料。近些年，随着钢铁行业高强钢技术的逐步成熟和其在汽车领域的应用的推广，高强钢在汽车轻量化的工作中扮演者越来越重要的角色。在这个背景下，各家钢铁材料供应商也研发出了新一代的马氏体高强钢产品来满足市场需求。

宝钢发布了2GPa超薄吉帕钢，其最高强度达到了2000Mpa，并与东风柳汽紧密合作，将这种材料用于一体式双门洞大门环的设计方案中。这种方案减少了7个零件，轻量化效果＞10%，这个产品的发布意味着国产材料在这一领域突破了以往外资企业垄断的局面，国产材料可以做到平行替换。

VAMA发布了Usibor1500和Usibo2000两个牌号的高强钢，与原来传统冷成形钢种相比，可实现减重30%至50%。其在保险杠、防撞梁、电池包底部护盾以及一体式冲压门环等领域均已有了广泛的应用。