汽车轻量化调研报告

调研背景2016年，中国汽车保有量达到2.9亿辆，随着中国汽车产量的不断攀升，能源短缺及环境污染已经成为制约我国汽车产业可持续发展的突出问题，低油耗、低排放的汽车成为节约型社会发展的需要，汽车轻量化可以降低能耗排放的同时满足人们日益增长的汽车消费需求。研究表明：当整车重量减轻10%时，时速时间缩短8%，二氧化碳排放量减少4.5%，制动距离减少5%，轮胎寿命提高7%，转向力减小6%。因此汽车轻量化问题已经受到国家、整车企业、研究单位的高度关注。在这种背景下，《汽车轻量化调研报告》重点对国内外56家整车企业展开调研，从整车企业所关心的轻量化材料、相关工艺、整体解决方案方向入手，剖析中国整车企业对于各种轻量化材料及工艺需求的发展现状及前景预测，并对整车企业技术工艺规范、采购行为特点进行深入分析，为轻量化材料企业、加工企业及整体解决方案企业提供有益的参考和帮助。参与《汽车轻量化调研报告》的国内外整车企业包含北汽、上汽、一汽、宝马、奔驰、丰田通用、比亚迪、吉利、三菱汽车、上海汇众、蔚来汽车、东风日产、菲亚特、长安等国内外知名企业，其中大部分企业均为国际、国内整车企业的领导品牌或者新锐品牌，在各细分市场取得了优异的成绩及占有率，均可代表各自市场的现状及发展趋势。本次调研报告针对整车企业对于轻量化材料的需求、加工工艺、整体解决方案等与企业主要的负责人、采购部门、设计研发等方面的人员进行深入沟通，掌握了一手资料。除此之外，我们还借鉴了国内外权威行业协会及研究机构公布的数字以加强对细分市场的判断，为最终的报告分析提供有力支持及佐证。特此致谢！汽车轻量化调研企业性质和规模被调研企业性质如下：国有企业和合资企业分别占到17%；民营企业占到44%；外资企业占到22%。22%17%17%44%外企国企合资民营被调研企业规模中：74%的企业规模在500人以上；13%的企业规模在201—500人9%4%13%74%100人以下101—200人201-500人500人以上汽车轻量化调研企业所在地80%的企业位于华东地区80%2%8%4%6%华东华南华北华中西部地区注：华东：（上海、江苏、浙江、安徽、山东、江西、福建）；华南：（广东、广西、海南等）；华北：（北京、天津、河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古）；华中地区：（河南、湖北、湖南等）；西部地区：（重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆）汽车轻量化参与调研人员工作职责4%24%60%6%2%0%4%企业管理采购设计/研发生产/制造市场/销售行政人员其他本次调研报告中参与调研的人员结构以设计、研发、采购人员为主，均是对汽车轻量化起到主导作用的一线人员及管理者。其中：被调研人员60%来自设计/研发部门，24%来自采购部门。88%7%5%乘用车生产企业（9座及以内的载人汽车）商用车客车生产企业（大、中、轻型9座以上的载人汽车）商用车卡车生产企业（自卸车、载货车、牵引车、挂车等载货汽车）整车企业产品类型88%的企业是乘用车生产企业，产品是9座及以内的载人汽车80%20%是否80%的企业生产新能源汽车需要特别说明的是，在本次调研报告中，88%参与调研的企业为乘用车生产企业，且目前计划或已经投产新能源汽车的企业占到80%。新能源汽车在能效排放和经济推动上比传统燃油车有着更大的优势，是未来汽车行业发展的主要方向，而轻量化对于新能源汽车的发展起到了主要推动作用，有助于缓解新能源汽车续航里程焦虑、提升运力及驾驶体验。整车企业主要在哪些部件上进行轻量化05101520253035底盘白车身和框架电子电器内饰/外饰2633512轻量化部件选择最多的是白车身和框架，其次是底盘。在本次调研中，超过43%的企业首选在白车身和框架进行部件轻量化。车身作为汽车的四大系统，约占整车质量的1/4—1/3，是整车轻量化的主要方面。车身轻量化水平的高低被誉为汽车整车轻量化技术水平高低的首要衡量标准。目前车身轻量化主要包含：车身轻量化设计、轻量化材料应用技术、车身轻量化制造工艺技术。整车企业目前所使用的轻量化材料铝/镁/钛合金原材料是使用最多的轻量化材料，其次是高强钢，复合材料排在第三位。在汽车减重方面，接近42%的企业看好铝/镁/钛合金原材料，尤其是铝合金在乘用车方面的使用，因其资源广、质量小、可再生利用、节约资源、具有良好的工艺性、吸收冲击性能好、耐腐蚀、易回收等特点，是综合性很好的轻量化材料之一。镁合金由于受成本和成型技术的限制，目前用量还十分有限。汽车零部件常用镁合金主要有AZ系、AM系、AS系、AE系四大系列，应用广泛的仍然为铸造镁合金。钛合金同样由于加工条件复杂，成本较昂贵而限制了其在汽车上的应用。受成本控制，铝/镁/钛合金尚未在自主品牌汽车上进行大规模应用。对未来5年轻量化材料增长速度的预测轻量化材料的增长速度依次为：铝/镁/钛合金-复合材料-高强钢-工程塑料对于未来轻量化材料的发展速度，铝/镁/钛合金如预期，成为整车企业认为增长速度最快的轻量化材料。复合材料虽然制造成本、研发成本高，但随着复合材料市场的不断成熟与发展，或成为汽车轻量化未来发展的领导者。高强钢由于具备高性价比，且可保证汽车安全性，在现在乃至今后相当长的时间内，都将是汽车的基础材料。对高强钢感兴趣的加工设备/成型工艺010203040冲压滚压液压成型热成型工艺冷成型工艺锻压加热设备冷却设备金属切割其他31141224141187131排在前三位的是：1.冲压2.热成型工艺3.滚压和冷成型工艺目前汽车用材组成中，钢仍然占很大比重，主要以合金结构钢和高强钢为主，主要用于汽车发动机、传动系统、悬架系统的主要构件及汽车车身内外板和车身结构件。从调研样本中得知，对于钢的加工设备及成型工艺排名前三位的依次是冲压工艺、热成型工艺、滚压和冷成型工艺。对于高强钢本身所涉及到的难以成型、且高强度下易引起塑性下降、不稳定、精度差且材质本身过重均有提到。发展瓶颈：电化学腐蚀高强钢的成型及模具开发高强钢的成本减重比相对弱可制造性相对较弱与铝合金的连接在整车中轻量化比例有限对铝/镁/钛合金感兴趣的加工设备/成型工艺051015202530262517162316712231排在前三位的是：1.热冷成型工艺及相关设备2.连接技术及相关设备3.铸造工艺和轻量化解决方案相关企业镁/铝/钛合金是汽车轻量化技术路线中的重要材料之一，其中尤其以铝合金及镁合金尤为突出，铝合金因其良好的成形性、抗时效稳定性、烘烤硬化性、抗凹性、光鲜性及涂装工艺性被作为轻量化材料的首选。但是其本身的强度低，改善成型性能及价格高也是阻碍其快速发展的首要问题。镁合金由于密度小、阻尼性能好、铸造流动性好因此有着良好的应用前景，目前在北美及欧洲被广泛应用。但对于国内整车企业来说，由于受成本和成型技术的限制，目前主要应用在变速箱壳体以及铸造镁合金零件方面。发展瓶颈：成本高成型工艺、连接工艺的开发强度差，易变形铸铝车身结构零件供应商较少连接设备昂贵、工艺限制较多技术应用在汽车行业还未形成完善标准铝板材的冲压仿真分析和设计对工程塑料感兴趣的加工设备/成型工艺05101520模具注塑成型1318目前国内整车企业对于工程塑料的应用主要集中在车身的内外饰上，如车门内板、顶棚、防撞条、扶手、车窗等。相比相同的金属件可以减重40%，且能耐腐蚀和轻微碰撞，并具有更大的造型自由度。今后，工程塑料的重点发展方向是开发结构件和外装件。对复合材料感兴趣的加工设备/成型工艺02468101268120302321100排在前三位的是：1.树脂传递模塑成型技术RTM2.湿法模压3.注塑发展瓶颈：成本昂贵制造质量控制不够成熟无法回收工艺技术不成熟复合材料在汽车中的应用越来越广泛，目前主要用于车身内、外饰及车用管材、带材及车身部件。阻碍复合材料汽车领域广泛应用的关键因素是材料和制作成本。未来，要快速提升复合材料在我国汽车行业中的应用水平，需要复合材料供应商、零部件生产商及汽车主机厂共同努力，提高复合材料的应用技术成熟度。采购涉及的部门有哪些获取信息的部门企业数工程部4开发部2研发部10采购部12技术部3项目部2产品部3材料部1质量部2设计部2技术部2生产制造部2总经办1提交申请部门企业数工程部2研发部4采购部7技术部3产品部2设计部2决策审批部门企业数管理层4研究部4采购部10使用部门1产品部2工程1质保部3规划部1事业部1生产制造部2操作采购部门企业数采购部21本次调研对整车企业的采购进行了环节细分，分别就获取信息、提交申请、决策审批、操作采购4个重要环节进行调研。通过样本量分析，可以看出，在整车企业内部，对于采购起主导作用的主要集中在研发和采购两个部门。05101520253035地域选择成品率品牌知名度售前/售后服务交货保证能力技术支持供应商实力规模价格研发能力质量管控2224111219212135供应商的选择上首要考虑因素选择供应商时考虑前4位的因素有：质量管控、研发能力、价格、供应商实力规模整车企业在考核供应商的诸多因素中，最主要的“质量管控”占比超过90%，其次依次为“研发能力”和“价格”。可以看出：“价格”已经不是整车企业最为关注的核心因素。关键核心部件的质量直接影响到整车企业的市场占有率、乃至整个品牌形象。研发能力，是提高最终产品如何轻量化的核心因素。05101520253035日本德国英国美国法国韩国意大利2835516311目前轻量化技术最为领先的国家在汽车轻量化过程中，美、日、欧等国通过完善汽车产业的法律法规、加强知识产权保护，采取鼓励创新的税收政策，推广汽车技术等措施，一直走在行业的前端。被调研者认为轻量化技术最为领先的前三个国家依次是：德国日本美国051015202530第一季度第二季度第三季度第四季度按项目进度546262整车企业制定下一年的工作计划时间如图可以看出，整车企业制定下一年的采购计划主要集中在第四季度。极少数企业指出：制定计划根据项目进度来制定。01234567一季度二季度三季度四季度按项目进度55567整车企业采购时间如图可以看出，整车企业的采购行为依据企业自身的特点，在每个季度均有发生，各个季度采购区别不大，有7家企业指出采购按项目进度进行。整车企业项目运作周期整车企业根据项目运作的技术难易程度、预算、投产数量等客观因素决定项目运作周期。大多数项目运作周期以一至三年居多，占到.62%；其次是三至五年，占到19%。024681012143个月以内3-6个月6-12个月12个月以上根据需求6131074整车企业采购周期如图所示：整车企业在立项后，采购从计划到最终购买经历3-6个月的企业数量最多，比重接近32%；其次是6—12个月。其中大中型企业受采购流程，考核周期等因素可能时间更长。减少0%不变8%10%以下19%10%-30%50%30-50%4%50%以上15%根据项目4%增长92%整车企业对于轻量化的采购预算目前，国内整车企业轻量化进入快速发展期，轻量化在所有调研企业中所占比重持续增长。在本次调研中，92%的企业表示：2018年对于轻量化材料的采购预算增加，其中50%的企业增长幅度为10%-30%。0102030很有帮助较有帮助一般没帮助271150010203040很有帮助较有帮助一般没帮助32750现场演示实物展示整车企业对于轻量化相关产品的了解渠道更倾向于现场展示及实物展示。从直观上获悉相关产品的性能及参数，直观对产品的加工工艺和技术进行评估。现场演示和实物展示更加生动、更富有感染力，更容易刺激购买行为的产生，因此展会无疑是企业进行多种轻量化材料、半成品及成品展示的最好平台。整车企业理想的轻量化呈现方式0102017141200102030762530102030221840技术讲座产品宣传资料案例分析整车企业理想的轻量化呈现方式传统的宣传模式及交流平台，如技术讲座、案例分析受众面较小且人群单一，市场活跃度及有效性在呈平均化分布。宣传资料由于缺少直观性，大多数整车企业只是作为获悉信息的基本渠道。国内轻量化展会现状25%75%有无75%的人员不知道或认为国内没有可推荐的轻量