拥抱轻量化材料与连接工艺革新
汽车轻量化，是在确保车辆强度与安全性能不受影响的前提下，最大限度降低整车整备质量，以此增强汽车的动力表现，减少燃料耗费，降低排气污染。实验数据显示，当汽车质量减少一半时，燃料消耗量也会随之降低近一半。出于环保与节能的需求，汽车轻量化已成为全球汽车产业的发展趋势。它并非一个单一的概念，而是需要汽车产业链上下游协同的系统工程。
PART 01核心目标与市场规模
TARGETS AND MARKET SIZE
汽车轻量化核心目标包括：①节能减排。降低整车质量能减少行驶中的能量损耗，进而降低燃油或电力消耗，减少二氧化碳等污染物排放。②提升性能。轻量化设计可优化车辆的加速能力、制动效果和操控稳定性，增进驾驶体验。③延长续航。对于电动汽车来说，轻量化能明显增加续航里程，缓解用户的里程焦虑。
汽车轻量化在2024年全球市场规模目前达到838亿美元，预计2029年增至1147亿美元，年复合增长率约8.2%。其中按照材料细分：铝合金占比34.6%，碳纤维复合材料增速最快（年复合增长率22%）
依据国际铝业协会（IAI）的统计，当整车重量每减少 100 公斤时，车辆每百公里就能减少二氧化碳排放 800 至 900 克。数据统计，每减重10%可提升燃油车油耗效率6%-8%，延长新能源车续航里程10%-15%，同时减少碳排放约5%-7%。由电驱动新能源汽车电池的重量偏高，导致新能源车的整车更重，因此新能源汽车对轻量化的需求也就更为急切。
PART 02实现轻量化的技术途径
TECHNICAL APPROACHES
01结构轻量化
随着未来汽车各种自动驾驶技术的发展，结构的轻量化如复合结合结构、空间框架设计，不再单纯仅仅追求“轻”，而是迎接更多关于汽车被动安全、续航里程、可持续性的挑战。近年来拓扑优化和仿生设计技术日益成熟，其中出现的CTC设计，打破了三电系统与底盘系统的分离，实现集成。
02材料轻量化
铝合金应用最为成熟，2022年单车用量达180kg，仍将保持主导地位，但增速放缓至10%左右；碳纤维复合材料虽然目前常见于高端车型，但受益于成本下降，增速将达25%；镁合金因资源优势和性能提升，有望实现30%的高速增长。未来，异种多材料混合的应用将成为主流。
03工艺轻量化
包括压铸成型工艺和连接工艺。随着新材料应用涌入新能源汽车产品设计，这些材料如高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等的性能、材质特点各异，导致部分传统的连接工艺受到挑战，特别是钢-铝、碳纤维-铝合金等混合材料的连接，因此也倒逼连接工艺的轻量化。目前常见的连接工艺有：SPR（自冲铆）、无铆连接、FDS(热熔自攻丝)。
PART 03产业链格局
INDUSTRY CHAIN
汽车行业上游主要是高强度钢、铝合金、塑料等原材料生产制造商。中游涉及汽车零部件制造企业，如鹿盘系统、动力系统、车身系统及内饰系统部件制造商，下游主要是整车企业和汽车后市场行业。而金属连接技术是轻量化材料应用的核心支撑，直接影响减重效果与制造效率，应用于产业链中游、下游环节。
