产业深度-一体化技术：实现智能汽车更高能效与产效的重要选择

目录汽车轻化”动业效 3“轻化”智汽降能耗提续的迫求 3材料结、艺方协同动车量化 4车身构件一化铸拓“量化”增空间 5三电统电一化动三系降重 6一体压拓汽“化”力间 7一体压是备材模具工的合用 7一体压助整轻化、效、成本 9特斯引，车商汽车部厂加入场 10一体压上下合研发整厂研采并行 12.12产业中铸商游延游作展深化下游战协体系 14“军竞赛” 14一体电：力车量化与好济性 16动力池展史电包精一化层递进 16一体电技原：块化集化交推进 16一体化电池应用：电池商与整车厂协同发力，CTP走向成熟，CTC/CTB整厂导 18风险示 20汽车“轻量化”推动产业增效“轻量化”是智能汽车降低能耗、提升续航的紧迫需求2.02025年、203020354.6升、3.22.02.0202510%203525%。200-300kg025年降低12035年降低35。2025年2030年2035年乘用车（含新能源）4.63.22025年2030年2035年乘用车（含新能源）4.63.22.0油耗（L/km）传统能源乘用车5.64.84.0混合动力乘用车5.34.54.0燃油乘用车降低10%降低18%降低25%纯电动乘用车降低15%降低25%降低35%轻量化系数数据来源：中国汽车工程学会车约35%Fp1=W*f，fW1%分别对ABC0.6%、0.7%0.9%10%，燃油消耗可降低8%，轻量化对节油的影响明显。图1：轮胎滚动阻是车阻力重要来源之一 图2：降低车重从降滚阻对节油效率影明显数据来源：吉利汽车研究院，极氪汽车（宁波杭州湾新区）有限公司新能源开发中心

数据来源：中国汽车工程学会，零碳汽车研究院1.5-4倍100kg3.7%。ID4.X83.4kWh2120kg14.6kWh/100km57.3kWh196014kWh/100km5%~8%4%~5%（CTPCTB零部件使用亦是当前产业正在整车制造端加速应用以降低车重的有效手段。图3：新能源汽车航整车重量较为敏感 图4：轻量化促进辆生产和使用成本的数据来源：吉利汽车研究院，极氪汽车（宁波杭州湾新区）有限公司新能源开发中心

数据来源：中国汽车工程学会，零碳汽车研究院材料、结构、工艺三方向协同推动整车轻量化车身轻量化的主要实现途径包括材料、结构、工艺三个方向。其中，材料轻量化是当前汽车轻量化的主流技术手段，在各类轻量材料中，铝合金的性价比最高。结构轻量化工艺轻量化中（）表2：汽车轻量化技术途径技术途径 种类 应用部件高强度钢 十字构件、轨、防撞杆等铝合金 转向节、副车架、控制臂等

镁合金转向盘、气门室覆盖、前段结构件碳纤维材料 车身、车顶、座椅骨架等形状优化涡轮增压器、进气管、排气管等形貌优化 后尾板、地板加强件、雨刮器支架激光拼焊板 前风窗骨架、A柱加强板、B柱等液压成型 门板加强筋、车顶侧梁、后保险杠等热成型 车身纵梁、发动机支架、侧面支架轻量化连接 门盖、前后地板、侧围支架等数据来源：头豹研究院201620252030表3：全球主要国家和地区汽车轻量化技术路线国家和地区 汽车轻量化技术路线中国 材料结构工艺协同发美国 以材料进步为驱动欧洲 瞄准多材料应用技术日本 材料和工艺实用化数据来源：AI汽车制造业车身结构部件：一体化压铸拓展“轻量化”增量空间车身是整车质量的重要组成部分。车身重量占整车质量的25%，车身轻S0.6%图5：哪吒S车身材料分布数据来源：汽车工程学报2019成型压铸为大型完整的铝制车身结构部件。一体化压铸技术省去了传统车身制造中大量焊接与组装流程，通过一体化压铸对车身进行减重将有效降低整车重量。如小鹏汽车使用前后一体式铝压铸车身使车身重量减少17%，一体化压铸是当前整车制造端实现轻量化的重要技术方向。图6：车身是整车量重要的组成部分 图小鹏通过一化压使得整车重量降低17%杂项,7%封闭件,8%内饰,12%底盘,23%

车身,25%动力总成,25%数据来源：中国汽车工程学会， 数据来源：小鹏社区三电系统：电池一体化推动三电系统降重电池部分轻量化是实现新能源整车轻量化的重要突破方向。三电系统是新能源汽车的核心，而额外的三电系统使新能源整车较传统燃油车增加200-300kg20%-28%CTC20%14.5%1010%图8：在当前整车轻量化趋势下，一体化电池技术应用趋势明确数据来源：零跑汽车发布会一体化压铸拓展汽车“轻量化”潜力空间一体化压铸是设备、材料模具和工艺的综合应用一体化压铸由特斯拉在2019年7月发布的“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”中提出。该技术的主要内容为将可移动的四套模具放在四个方向，一套固定模具放在中心，可移动的模具通过液压装置驱动，与中心的固定模具贴合，形成一个完整的封闭空间。铝合金金属液分别从四个可移动的模具浇注口压入模具空腔，铝合金在空腔内流动、凝固，最终形成大型的一体式压铸结构零件。4时间参数。图9：压铸机压射置原理 图10：常见压铸装备锁装置数据来源：国汽战略院 数据来源：国汽战略院速度参数包括压射速度、填充速度和内浇口速度。压射速度指压室内金属液被压射冲头推动的速度，在压铸过程的慢速封口阶段称为慢压射速度，在填充阶段和增压保压阶段称为快压射速度，前者速度稳定可以有一体化压铸的技术壁垒主要体现在大型压铸机、免热处理材料、压铸模具和压铸工艺方法上。5000T的6000T；过；；一体化压铸助力整车轻量化、高效率、低成本一体化压铸取代传统车身制造过程中的冲压和焊接环节，减少车身制造所需要的零部件数量。传统车身主要为钣金焊接结构，制造工艺分为冲压、焊接、涂装、总装等四大环节。一体压铸工艺取代传统冲压和焊接环节，同时大幅简化白车身焊接线。与传统压铸相比，一体化压铸带来更轻量化和更安全的车身、规模量产效率提升和制造成本降低。图一体化压铸较传冲压焊接制造效率高 图12：一体化压铸较传冲压焊接制造成本低数据来源：头豹研究院 数据来源：国汽战略院减少工序、提高零部件复用性，一体化压铸技术大幅提升整车的规模化量产效率。制造工序的简化直接带来生产效率的提升，ModelY通过一Model37011-23-5M995%70%00795%表4：一体化压铸与传统制造工艺对比传统汽车制造 一体化压铸工厂生产成本

传统冲压焊接工艺需数十台冲压机、模具、焊接夹具等

需要3-5台大型压铸机、少量辅助机和模具原材料回收 回收率低于70% 材料回收利用率达95%以上国内主流焊装工厂通常配备人力成本

200-300工人

以智能化车间为主，工人较少生产效率 制造时间1-2小时 制造时间3-5分钟一体化压铸将整车精度提升至微米级别，为激光雷达、高清摄整车精度

像头等高精密测量仪器上车提供基础数据来源：盖世汽车研究院，头豹研究院，一体化压铸还带来安全性和空间利用率提升等额外优势。一方面，由于一体化压铸部件不存在焊点、焊缝，车身扭转刚度更高，因而在遭遇碰撞时不会出现冲击导致车体被撕裂的情况。另一方面，考虑到一体化压铸件受损后维修成本高昂，国内车企往往会额外增加防撞梁、多段式碰撞分区等安全防护设计，整车安全性将因此得到进一步提升。此外，一ET530%。图13：极氪009针对压铸后端铝车身设计额外的四段式碰撞分区

图14：一体化压铸后底板使蔚来ET5后备箱空间增加了11L 数据来源：太平洋汽车 数据来源：汽车之家特斯拉引领，整车厂商与汽车零部件厂商加速入场一体化压铸技术201920212019202020204月宣布从IDRAModelY2021年：20215130kg；202110202112ET5。图15：特斯拉后车身由70个零件精简为1个零件 图16：蔚来ET5后底板将54个零件集成为1个数据来源：特斯拉公告 数据来源：蔚来2022年：2022112000TVISIONEQXX459000T8ET510Cybertruck9000T2023203年302345表5：一体化压铸技术正在国内新能源产业快速应用中车企 车型 上市时间 一体化压铸使用情况ModelY 2019年3月 后底板Cybertruck2023Cybertruck2023年11月后车身0092022年11月后车身极氪001FR2023年10月车身中段0072023年12月后车身小鹏G62023年6月前后一体式压铸车身X9预计2024年1月问界M92023年12月后车身蔚来ET52022年8月后底板高合HiPhiY2023年7月后舱理想Mega预计2024年后地板骨架小米SU72024年3月后底板数据来源：各公司官网与发布会，一体化压铸上中下游合作研发，整车厂自研与采购并行2）图17：当前一体化压铸产业链及主要代表企业数据来源：各公司官网，头豹研究院，压铸周刊产业链上游：免热处理铝合金材料是关键壁垒。对于大型结构件而言，传统压铸件所用来增强产品性能的热处理将带来二次热胀冷缩会使得Al-SiAl-MgAl-Si图18：国内外主要免热处理材料生产商数据来源：各公司官网，头豹研究院，压铸周刊，佐思汽研6000TSUV16000T6000T以（20000T20000TB图19：汽车底盘可以被成三份分别压出 图20：国内外大型压铸生产商数据来源：晚点LatePost 数据来源：各公司官网，佐思汽研，压铸周刊2023201980到2023年5月其自研的一体化车身结构件压铸模具自重已达到250吨。图21：国内大型压铸模具生产商与整车厂合作密切数据来源：各公司官网，头豹研究院，压铸周刊略协同体系8000T12000T上压铸机。压铸环节流程繁复，需要高精度的传感器控制抽真空过程。文灿股份、拓普集团和广东鸿图均与车企建立合作，在经验积累和订单货取上有先发优势。图22：中游压铸厂商深化上下游战略协同体系数据来源：各公司官网，盖世汽车研究院，压铸周刊备竞赛”2020+中地板、下车体一体化压铸总成：一汽一体化压铸超级工厂规划新建9000TE802和EHS9CTCCIB+16000T2-3个大30%40%图23：下游整车厂正加速布局一体压铸技术数据来源：各公司官网，佐思汽研6000要避免大型铸铝件热处理后易形变的问题需使用免热处理铝合金材料，对使用的原材料研发要求高。应用一体化压铸技术需要非常高的研发、图24：国内智能汽车产业正掀起一体压铸机“军备竞赛”最大锁模力哪吒 吨（研发中）小鹏 12000吨小米 9100吨问界 9000吨特斯拉 9000吨

图25：小鹏使用12000吨压铸机实现国内唯一前后一体压铸车身量产极氪极氪7200吨数据来源：哪吒汽车，小米汽车发布会， 数据来源：小鹏社区一体化电池：助力整车“轻量化”与更好经济性动力电池发展历史：电池包精简一体化的层层递进电动车动力电池发展历史可以简要分为1.0时代的标准化模组、2.0时代的CTP大模组技术和3.0时代的CTC技术三个阶段：VDA标准TMCeloe模组CTM模式40-50%65-75%2.0时代；2019年9CTP电池包量产搭载于北汽EU5CTP15%-20%50%200Wh/kgCTPCTC和CTB3.0202269CTPCTC2020915kg20234CIB另一种方向的CTB2022566%。一体化电池技术原理：模块化与集成化的交相推进一体化电池（CTP、CTC、CTB）技术提高电池包，乃至整车空间利用率。提升电池包空间利用率主要通过提高电池包集成度实现，当下主要的一体化电池技术为：C（CeloPac—（大模组PCTPCTP图26：CTP将电芯直接组成模组并直接集成于电池包上，绕过中间模组环节

图27：相较于4680系统，CTP3.0版本的麒麟电池性能大幅提高数据来源：芝能汽车 数据来源：宁德时代官网C（CeloBo，电芯—车身：TB该技术在CTPCTBCTPCTB+120mm77.8%CTB150kWh1200kmCTBCTB刀片电池、小米汽车CTB图28：比亚迪CTB将电池“三明治”结构进化为整车“三明治”结构

图29：小米汽车CTB技术使电池包体积效率达到77.8%数据来源：比亚迪官网 数据来源：小米汽车公众号C（eloCas（—CCTCCTMCTCCTCCTC图30：CTC技术将电芯车身进行一体化设计 图31：特斯拉CTC方案彻底取消传统的模和电池包设计数据来源：零跑汽车发布会 数据来源：IT之家熟，CTC/CTB整车厂引导CTP202310CTP57202350%202129.6%132023CTPCTP3.02019180+Wh/kg1.0图32：部分电池商及整车厂CTP布局数据来源：各公司官网，佐思汽研宁德时代较早布局，产品迭代走向成熟。宁德时代的CTP1.0技术采用CTP2.0技术通过Pack