本文作者 | 張賀
科技行業從來不缺引領者。蘋果的iPhone 4曾開創了智慧型手機時代,特斯拉則引領了全球電動車狂潮。在電動車如日方升之際,BBA逐漸被比亞迪、蔚小理們所取代,後者則成為購車一族的首選項。不過,電動車雖好,卻總有一個痛點揮之不去,那就是續航。
為了提高續航里程,各大產業鏈公司絞盡腦汁。最近寧德時代就發布了麒麟電池,以對標特斯拉的4680電池。
除了想方設法提高電池的能量密度,主機廠還在汽車生產上挖空心思。比如,特斯拉成功應用在model Y量產的一體化壓鑄,引得蔚來、小鵬乃至大眾、奔馳等紛紛跟進,進而在A股掀起一波資本狂潮。
一體化壓鑄有多好?
資本的選擇背後,是利益的權衡。
汽車傳統製造工藝主要包括衝壓、焊裝、塗裝、總裝等4個環節。在將合金板材衝壓成不同的零部件單件後,通過焊接、鉚接、塗膠等方式組裝成白車身(車身焊接總成),再進行防腐、噴漆等塗裝處理,最後將內外飾、動力總成、底盤總成等零部件裝配至車身上完成整車總裝。
由於汽車白車身由上百個形狀、材料各異的零件組成,每個零件的誤差都會影響整車的性能和安全。因此主機廠必須對每個零件的設計到包裝物流以及到廠驗收整改等全程嚴格檢測和管控。這就增加了汽車生產成本,效率也不高。
還有汽車重量的問題。根據國際鋁業協會相關數據,電動車重量與耗電量正相關,純電動汽車整車重量若降低10kg,續駛里程則可增加2.5km。
然而,雖然電動車較燃油車減少了發動機和變速箱,但是增加了三電(電機、電控、電池)系統,電池動力系統的能量密度又低於燃油系統,因此電動車整車的質量高於燃油車。
與此同時,續航里程又是電動車的終極追求,整車輕量化就成為重要選項。
隨著輕量化需求的不斷增加,通過鋁代替鋼以降低自重成為主流選擇。鋁合金用量的逐漸提升,車身結構件拼接工藝採用原有的衝壓+焊接工藝難度也相應增加,從而導致成本上升、效率下降。
在這種背景下,一體化壓鑄應運而生。
2020年9月的電池日上,特斯拉宣布Model Y將採用一體式壓鑄後底板總成,將原來通過零部件衝壓、焊接的總成一次壓鑄成型,相比原來可減少79個部件,製造成本因此下降40%。而且一體化壓鑄後,Model Y車身重66公斤,比尺寸更小的Model 3同樣部位輕了10-20公斤。同時零件一體成型在對應碰撞時候能夠更好地承受衝擊力,提升車身骨架安全性。
不僅如此,採用一體壓鑄技術後,生產流程簡化,在生產效率大幅提升的同時,所需的技術工人大幅縮減,人力成本也相應降低。
產業鏈公司積極布局
新技術的應用總要先突破技術難點,大噸位壓鑄機就是其中之一。
東吳證券研報顯示,不同尺寸的汽車零部件的壓鑄,需要相應噸位的壓鑄機來實現。根據各家企業披露資料測算,從鋁合金小件外殼(上限1600T)到車身結構件(減震筒/縱梁/A/B柱等)(上限4400T),所需壓機的鎖模力不斷提升,一般的高壓壓鑄機在1000-4400T之間。更大體積的產品,需要更大噸位的壓鑄機配合,從目前的公開信息看,一體化壓鑄所需壓鑄機基本都在6000T以上。
力勁科技(0558.HK)是大噸位壓鑄機的主要供應商。2018年,力勁科技旗下IDRA推出6000T超大噸位壓鑄機,並於2020年供應特斯拉,就此拉開超大型壓鑄機的序幕。此後,力勁科技又先後完成6800T、7200T、9000T壓鑄機的交付,並且與廣東鴻圖(002102.SZ)完成12000T超大噸位壓鑄的簽約。
除了力勁科技,A股海天精工的兄弟公司海天金屬於去年6月,同旭升股份(603305.SH)、美利信科技、輝晗精密就超大型壓鑄機簽署戰略合作協議,並於同年交付了首台8800T壓鑄機。A股注塑機龍頭伊之密(300415.SZ)也在今年5月發布了7000T超大型壓鑄機,並與一汽鑄造建立9000T壓鑄機的戰略合作。
採購壓鑄機的上市公司不止有廣東鴻圖和旭升股份,文燦股份(603348.SH)在國內的一體化壓鑄領域更是走在前列。
公開資料顯示,文燦股份在2021年擁有6000T壓鑄機2台,9000T 2台。今年將擁有超大噸位壓鑄7台,其中6000-7000T的壓鑄機4台,9000T的壓鑄機3台。在量產進度上,去年11月文燦股份就完成6000半片式後地板試製,9000T一體化壓鑄也已完成。在2021年年報中,文燦股份稱已經取得國內頭部新勢力訂單,今年將進入量產階段。
此外,今年2月,拓普集團(601689.SH)為7200T一體化超大壓鑄後艙的成功量產舉行了隆重的下線儀式;愛柯迪(600933.SH)此前宣布擬購買4台6000T+壓鑄機;泉峰汽車(603982.SH)預計2022 年底前完成7台大型壓鑄設備安裝和調試;6月嶸泰股份(605133.SH)與力勁集團簽署協議,向力勁採購第一批3套9000T超大型壓鑄單元,後續會根據項目進度追加採購。
材料是一體化壓鑄的關鍵。
熱處理通常是提升鋁壓鑄件強度的工序。但是因為一體化壓鑄產品尺寸較大,熱處理會導致產品產生形變。因此,一體化壓鑄產品迫切需要免熱處理合金。目前美國鋁業公司、德國萊茵公司、特斯拉以及國內的立中集團、上海交大輕合金中心均研製了相應的免熱處理合金。
其中,立中集團於2016 年開始立項免熱處理合金項目研發,2020 年申請並相繼獲得了國家發明專利證書,打破了國外在該領域的產品壟斷和技術封鎖。帥翼馳集團的免熱處理合金材料已通過蔚來汽車驗證,廣東鴻圖也已研發三種具有自主智慧財產權的高強度高韌性壓鑄鋁合金材料。、
變革中無人能退
在新能源車輕量化趨勢下,主機廠的積極推動,意味著一體化壓鑄已經是大勢所趨。作為變革傳統汽車製造工藝的新技術,一體化壓鑄的出現使得汽車零部件尤其是結構件企業如芒在背。
一體化壓鑄所節省的成本,就是部分零部件企業的利潤來源。
在過去,一輛汽車的結構件種類繁多、形狀各異,可分配給多家廠商,大家「共喝一鍋粥」。而一體化壓鑄得到的是一個大型結構件,考慮到汽車的特殊性,很難將同一個結構件分配給多家企業來操作,而且主機廠與供應商的合作向來比較穩定。也就是說,如果一體化壓鑄的布局慢了,未來就可能「喝西北風」。
這不僅僅是個別環節,而是對於絕大多數汽車零部件企業都是如此。當前一體化壓鑄仍處於發展初期,隨著技術的進步,未來可能不僅僅汽車後底板,包括前底板、A/B/C/D柱、前圍總成等車身結構件以及電池盒等三電系統產品的生產工藝都可能被重構。誰也不知道什麼時候會輪到自己,能做的只有積極布局。
不僅如此,一體化壓鑄讓汽車製造工序更加簡易之後,未來是由主機廠親自操刀,還是交給零部件企業參與,也是個變數。如果越來越多的主機廠選擇親自參與,那麼留給零部件企業的空間可能會更小。相比之下,大型壓鑄機和免熱處理合金材料的機會可能更確定一些。
當然,現在畢竟還是一體化壓鑄發展的初期,未來行業如何演變並不確定。對於零部件企業來說,除了擁抱一體化壓鑄,或許也沒有更好的辦法了。
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