《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对整车轻量化系数提出了分阶段的明确下降目标,在此政策驱动下,一体化压铸作为铝合金轻量化的关键工艺,具备加速渗透的基础逻辑。该工艺通过大吨位压铸机将多个分散的铝合金零部件高度集成、一次成型,省去焊接与组装流程,既契合铝合金替代钢铁的轻量化方向,也回应了节能减排与续航提升的双重诉求。
政策为何推动铝合金与一体化压铸
汽车轻量化的大势,来自政策与市场的双重驱动。对燃油车而言,轻量化直接服务于节能减排:汽车整体质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3—0.6L,每公里减少8.5克CO₂排放。对电动车而言,轻量化与续航强相关——电动车重量减少2kg约可提升1.5%续航,减重150kg则可提升约12%的续航里程,在“里程焦虑”背景下需求更为迫切。
2020年发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》由汽车工业协会对整车轻量化系数提出明确要求:
| 车型 | 2025 | 2030 | 2035 |
|---|---|---|---|
| 燃油乘用车 | 整车轻量化系数降低10% | 降低18% | 降低25% |
| 纯电动乘用车 | 整车轻量化系数降低15% | 降低25% | 降低35% |
| 客车 | 整车轻量化系数降低5% | 降低10% | 降低15% |
在轻量化材料中,铝合金被认为是性价比最高的选择:相比高强度钢,其比强度高、密度较小、减重潜力大;相比镁合金,成本较低、成型工艺与连接方式更成熟;相比碳纤维,具备价格优势,且储量大、耐腐蚀、回收利用率高。
一体化压铸的工艺逻辑
传统车身由300—500个零部件组成,焊接点位高达4000—6000个。铝合金表面氧化层熔点较高,传统焊接难以满足连接要求,往往需要引入多种新型连接方式,增加了工艺难度与制造成本,也在一定程度上限制了铝合金的应用。
一体化压铸正是对这一环节的变革。以特斯拉Model Y为例,其采用一体式压铸后地板总成,车身结构稳定性和轻量化得到大幅优化,同时减少近1000次焊接工序,节省约20%的生产成本。按广发证券测算,铝一体化压铸的全车身底板,综合成本已接近钢制焊接车身,并低于钢铝混合焊接车身,具备较强的经济性。
正因如此,蔚小理等造车新势力率先跟进,福特、沃尔沃等传统主机厂也逐步转型。一体化压铸技术预计将率先在新能源汽车上应用。
常见问题
轻量化政策的要求是否会直接加速一体化压铸渗透?
政策为轻量化设定了明确的系数下降目标,而铝合金是达成目标的重要材料路径,一体化压铸则是铝合金车身结构件成型的代表性工艺。两者方向一致,因此政策构成一体化压铸渗透的驱动因素之一,实际节奏还取决于主机厂的产线切换与工艺成熟度。
一体化压铸主要减少了哪些制造环节?
它将原本多个单独、分散的铝合金零部件重新设计、高度集成,通过压铸机一次成型为完整的大零部件,从而省略焊接与组装流程。以Model Y后地板总成为例,减少近1000次焊接工序,并节省约20%生产成本。
哪些企业已经布局一体化压铸?
特斯拉已实现后地板一体化压铸批量生产;蔚来开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料,ET5车身后地板相关部件将采用一体式铸造成型;小鹏武汉工厂加入了一体化压铸工艺车间;沃尔沃投资改造工厂引入铝制车身部件一体式压铸工艺;大众德国沃尔夫斯堡新工厂也将引入该技术。产业链上游涉及大型压铸机、模具与免热合金材料,中游为铝合金压铸厂,下游以汽车主机厂为主。