摘要

新能源汽車更需要輕量化以緩解“電動化”與“智能化”帶來的車輛質(zhì)量增加問題。實現(xiàn)輕量化的主要技術(shù)路徑包括結(jié)構(gòu)、材料和工藝的改進。

10月以來，關(guān)系到新能源汽車產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展的兩份重要文件《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》及《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0版》相繼發(fā)布，文件指明了中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、目標、任務和具體路徑。

其中在發(fā)展規(guī)劃中，明確提出純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公里目標，百公里電耗目標一方面提升了對車企及電池企業(yè)的技術(shù)要求，另一方面也對新能源汽車輕量化提出新要求。

欲實現(xiàn)“輕量化”，可以從哪些層面著手？材料篩選、工藝改進or設(shè)計優(yōu)化？產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)應該怎么做，如何抓住當中市場機遇？

高工產(chǎn)研電動車研究所（GGII）通過大量的實地調(diào)研與電話調(diào)研，推出《2020年新能源乘用車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品輕量化分析報告》，通過從乘用車輕量化驅(qū)動因子、發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、技術(shù)路徑、成熟案例等方面分析，以期為業(yè)內(nèi)人士給出答案。

報告第一章概述新能源乘用車輕量化市場現(xiàn)狀及前景，讓讀者從宏觀上認識輕量化的驅(qū)動因子、發(fā)展路徑、發(fā)展現(xiàn)狀和未來前景。

傳統(tǒng)燃油車主要由發(fā)動機、底盤、車身、電氣設(shè)備等四大部分組成，與傳統(tǒng)汽車相比，純電動汽車用電源系統(tǒng)和驅(qū)動電機等新結(jié)構(gòu)取代了發(fā)動機。純電動汽車主要包括動力系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、底盤、車身、輔助系統(tǒng)等。

相較于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車更需要輕量化以緩解“電動化”與“智能化”帶來的車輛質(zhì)量增加問題。實現(xiàn)輕量化的主要技術(shù)路徑包括結(jié)構(gòu)、材料和工藝的改進。

2019年中國新能源汽車銷量超過100萬輛，在新車銷量中占比接近5%，實現(xiàn)輕量化未來存在巨大的經(jīng)濟效益。

第二章詳細介紹新能源乘用車主要部件輕量化的發(fā)展路徑，提升動力系統(tǒng)電池能量密度與實行電驅(qū)動總成輕量化可以實現(xiàn)車身輕量化。

2013年松下動力圓柱電芯能量密度為240Wh/kg，到現(xiàn)在部分頭部電池廠電芯能量密度已經(jīng)超過300Wh/kg。其中最主要的是正極材料技術(shù)的進步，尤其是高克容量三元高鎳正極的市場化應用正不斷推進，且硅基負極技術(shù)亦不斷突破，薄型隔膜材料以及更薄銅箔、鋁箔、結(jié)構(gòu)材等產(chǎn)品也在加速進步與迭代。

電池能量密度主要提升路徑

數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）

在電驅(qū)動總成方面，通過將驅(qū)動電機、逆變器，減速器三個部件一體化、集成化，可以實現(xiàn)輕量化、高效、小型化，同時降低成本，在一定程度上可以釋放更多空間、利于整車布置。

長安、上汽榮威、比亞迪和蔚來等已實現(xiàn)“三合一”電驅(qū)動方案，而博世（BOSCH）、博格華納（BORGWARNER）、采埃孚（ZF）等國際零部件巨頭則推行將電機、電控、減速器及功率電子模塊等部件與傳統(tǒng)車橋相結(jié)合，已達到成本更低、效率提升的效果。

報告第三章介紹新能源乘用車結(jié)構(gòu)設(shè)計輕量化的實現(xiàn)路徑。

傳統(tǒng)乘用車結(jié)構(gòu)設(shè)計通用的輕量化方案包括拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、以及形貌優(yōu)化。在新能源乘用車方面，增加了電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計輕量化。

通過對電池系統(tǒng)配件合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如電芯尺寸設(shè)計和電池重新排布以放置更多電芯，提升電池系統(tǒng)能量密度。如今年熱度很高的“刀片電池”，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，減少模組，減輕電池包重量，使系統(tǒng)能量密度得到提升。

寧德時代CTP、CTC技術(shù)亦有異曲同工的效果，其他企業(yè)也在不斷嘗試新的技術(shù)路線，期望在輕量化上取得突破。

第四章主要介紹新能源乘用車輕量化材料應用市場現(xiàn)狀、市場前景、技術(shù)趨勢和代表供應商等。

車身在乘用車中質(zhì)量占比約30%，底盤占比約25%。汽車車身的主要材料是鋼鐵，占比超過50%。雖然鋼鐵制造技術(shù)成熟，具有強度高、耐磨性好等諸多優(yōu)點，但是密度卻遠高于鋁鎂合金以及碳纖維材料等，不利于未來輕量化發(fā)展訴求。

2020年全球汽車領(lǐng)域?qū)μ祭w維材料的需求達萬噸級別，隨著節(jié)能與新能源汽車發(fā)展，未來對碳纖維材料的需求將呈現(xiàn)快速增長趨勢。

此外采用高強度鋼，也能起到降低車重的作用。近幾年高強度鋼、超高強度鋼在新車中使用量占比已達50%-70%，如日本三菱某SUV車型車身70%的構(gòu)件采用高強度鋼。

報告第五章主要介紹一些全球知名乘用車企業(yè)輕量化案例。

如豐田、本田、特斯拉、大眾、通用、寶馬、比亞迪等，以便讓讀者詳細了解全球代表性車企在汽車輕量化上所采取的一些措施、未來的技術(shù)探索等。

第六章主要對上述進行總結(jié)，并結(jié)合當中衍生的技術(shù)與新市場，分析潛在投資機會，同時分析市場風險與建議。

高工產(chǎn)研電動車研究所（GGII）推出《2020年新能源乘用車產(chǎn)品輕量化發(fā)展分析報告》，以期為行業(yè)內(nèi)企業(yè)、投資機構(gòu)、第三方研究機構(gòu)等全面了解中國新能源乘用車輕量化市場提供有價值的市場信息及趨勢預判。

本報告對中國汽車特別是新能源乘用車輕量化市場做了較全面梳理和深入研究，掌握了大量的行業(yè)一手數(shù)據(jù)。除一手調(diào)研信息和數(shù)據(jù)外，國家統(tǒng)計局、工信部中機中心、保險上牌數(shù)據(jù)、高工鋰電數(shù)據(jù)庫等權(quán)威數(shù)據(jù)源也共同構(gòu)成本報告的數(shù)據(jù)來源基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)范圍說明

●本報告數(shù)據(jù)更新至2019底，部分數(shù)據(jù)更新至2020年9月。

●本報告數(shù)據(jù)以中國大陸地區(qū)數(shù)據(jù)為主，少量涉及全球其他地區(qū)數(shù)據(jù)。

●本報告部分數(shù)據(jù)來自于實地調(diào)研、電話調(diào)研，與企業(yè)及行業(yè)真實數(shù)據(jù)可能存在一定差異。

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