一体压铸车身工艺具备极高经济性

特斯拉 Model Y 一体压铸后车身成本下降40%

2020年特斯拉电池日上，公司介绍称 Model Y 后车身结构件采用新型一体压铸工艺后，成本较冲压-焊接工艺降低40%，并且零件减少79个。一体压铸降低车体制造成本大幅降低，优化生产流程。

理论上可使全铝车身成本下降73%

1、 钢制焊接车身：合资品牌国产化的以钢制为主的主流 B 级车 焊接白车身成本大概在7000－7500元/台左右。

2、 钢铝混合焊接车身：2019年广汽蔚来发布的合创007采用钢铝混合车身打造，发布会介绍其车身成本为16529元。铝合金价格已从2019年底的1.5万上涨至近期1.7万元，可以大致推算采用焊接工艺的全铝车身造价在1.5 万－2万元/台左右。

3、全铝焊接车身：某外资品牌国产化全铝车身的 D 级车焊接白车身成本大概在4万元以上。国产的某款用铝量高于90%的 SUV 全铝车身制造成本在3万左右，加上四门两盖价格约4万。考虑到该款 SUV 白车身重量达350kg 偏重， 优化设计后，主流 B 级车全铝车身焊接白车身成本估算在3万元/台。

4、 压铸全铝车身：普通 B 级车钢制白车身重量通常在300－400kg，铝替代钢可使白车身重量降低30%－40%。以 D 级车的奥迪 A8 为例，其全铝架构的 D4 型号白车身重量在231kg。同时特斯拉下一代全铝压铸底盘较焊接底盘减重10%，可以大致推算出如果全部采用压铸工艺的 B 级车的白车身含车门大致重量在200－250kg。制造成本方面， 根据以压铸铝合金汽车零件为主业的文灿股份招股书所示，2017年铝合金压铸件成本大约在每公斤35元。当前铝价与 2017年类似，可大致算出全铝压铸车身理论成本在8200元/台左右，如果以满负荷产能利用率的生产，制造成本还有进一步下降空间。

对汽车制造产业链的优化改良作用亦显著

车身制造工艺流程简化，供应链环节整合。一体压铸工艺将取代传统车身结构件的组件冲压和焊接环节，特斯拉称其新一代全压铸底盘可减少370个零件，车门和前后两盖结构件也同样可用压铸工艺，零件数量锐减，车体制造流程大幅简化。同时，整车厂内原先复杂的机器人白车身焊接线也被大幅简化，仅需要将若干车身压铸组件和外覆盖件组装焊接即可。车体制造管理流程和所需人力也相应降低。

车身重量减轻，减少电池装机量，电池降本是钢换铝使车身材料成本增加的6.6倍。特斯拉新一代一体压铸底盘有望降低10%车重，对应续航里程增加14%。以普通电动车电池容量80kwh为例，若采用一体压铸车身减重并保持续航里程不变，则电池容量可减少约10kwh。以目前磷酸铁锂电池包成本800元/kwh 计算，则可降低成本8000元，电池节省的金额超过压铸全铝与钢铝混合车身材料差价的6.6倍左右。

一体压铸工艺可大幅减少涂胶工艺环节。涂胶是传统焊接白车身重要工艺部分，通常由机器人完成涂胶工艺。因点焊使钢板间存在缝隙，传统白车身涂胶主要起到密封防水、 增加车体强度、降低钣金件间的摩擦和震动的作用。改为一体压铸车体后，零件面积大幅增加，不在需要繁琐的涂胶环节弥补焊接钣金件间的缝隙，生产流程再次简化。

压铸废品、流道等可再次熔炼，材料利用率超90%，远高于冲压。传统冲压-焊接工艺，通常板材利用率仅为60%~70%，冲压剩余边料只得按废旧金属出售。而改为一体压铸后，因压铸时可反复熔炼，因此废品、压铸流道、边料等废料可返回熔炼炉再次利用。 压铸工艺对材料利用率在90%以上，远高于冲压工艺，再次降低生产商成本。

车身生产车间占地面积减少30%以上。相较于300多台机器人组成的白车身焊接线， 一体压铸工艺采用的压铸岛占地面积更小。特斯拉采用压铸工艺的新工厂占地面积节省 35%。同时因生产流程简化，原先由零部件厂供应的组件冲压、组件焊接环节取消，相关 场地同时不再需要，更进一步降低全产业链的用地面积。

一体压铸车身趋势下，压铸机和压铸模具成为核心造车装备

传统冲压-焊接白车身制造设备主要为压力机、冲压模具和工业机器人

在冲压环节分 为整车厂采购的外覆盖件压力机和零部件厂采购的车身结构件组件压力机。二者通过更换不同的冲压模具可实现多种外观尺寸冲压件生产。因外覆盖件尺寸通常大于800mm以上， 对应需要多台大型压力机组连续冲压成型，其上下料环节基本采用机器人自动化来实现。 而拼焊前的车身结构件小件尺寸通常不超过300mm，一般采用小型压力机和中小型机器人自动化生产系统。

产能40JPH外覆盖件冲压线单线投资3－4亿，结构件小件冲压线投资约2.5亿。目前业内单条外覆盖件连续冲压线效率在12spm左右（冲压12次/分钟）。一台整车外覆盖件数量通常在12－17件，加上模具更换时间，单条外覆盖件冲压线折算整车产能在40JPH左右（每小时生产40辆车）。一条产能40JPH外覆盖件连续冲压线 总投资额在3－4亿元，其中压力机约1.8亿、模具1.2亿、机器人自动化系统0.3亿，辅助设备0.2亿。零部件厂生产的车身结构件小件，相同产能冲压设备总体投资约为整车厂外覆盖件冲压设备投资的70%。

产能10万辆/年的冲压线设备投资2.5亿，估算全球冲压线设备总投资额2900亿元。单线产能40JPH的外覆盖件+车身结构件小件冲压设备投资总计约6亿元。若按每天生产20小时，一年工作300天计算，则对应产能10万辆/年的冲压线对应设备总投资额约2.5亿元。按照产能/产量余量30%计算，则中国年产2500万辆汽车对应冲压设备总投资额在806亿元，全球年产9000万辆汽车对应冲压设备总投资额在2900亿元。

产能50JPH白车身焊接线投资在4亿左右，配套组件焊接设备投资约0.8亿。零部件厂的车身结构件组件焊接通常采用2－3台机器人组成的点焊工作站完成生产。而整车厂的白车身焊接线为300台以上的大型工业机器人多工位连续焊接，工艺流程最为复杂，单线产能约50JPH。除机器人外，车体滚床线、电阻焊焊钳、车体夹爪夹具、涂胶设备也是白车身焊接线的重要组成设备。整车厂一条产能50JPH的白车身自动焊接线大约需要350－400台工业机器人，总投资额在4亿元左右。零部件厂主要将冲压成型的车身结构件小件焊接成组件，以2－3台机器人焊接工作站为主。相同配套产能焊接设备总体投资约为整车厂白车身焊接线投资的20%。

产能10万辆/年的冲压线设备投资2.1亿，估算全球冲压线设备总投资额1872亿元。单线产能50JPH的白车身焊接线+车身结构组件焊接设备投资总计约4.8 亿元。若按每天生产20小时，一年工作300天计算，则对应产能10万辆/年的冲压线对应设备总投资额约1.6亿元。按照产能/产量余量30%计算，则中国年产2500万辆汽车对应冲压设备总投资额在520亿元，全球年产9000万辆汽车对应冲压设备总投资额在1872亿元。

传统冲压+焊接工艺，年产10万辆车的产能设备总投资约5.2亿元。根据上述分析测算结果，采用传统冲压-焊接工艺年产10万辆车，整车厂的冲压和焊接投资额分别为1.9亿和1.7亿，零部件厂的冲压和焊接投资额分别为1.3亿和0.3亿，整车厂和零部件厂总投资约5.2亿元，整车厂的单位产能设备投资是零部件厂焊接投资的2.3倍。中国2500万辆年产能的相关冲压+焊接设备总投资额约1300亿元，全球9000万辆车年产能的相关 冲压+焊接设备总投资额约4680亿元。

压铸机和压铸模具成为一体压铸车身核心造车装备

一体压铸工艺将主要取代白车身、四门、后盖结构件的冲压和焊接环节。根据特斯拉现有一体压铸工艺和访谈相关产业专家，未来整车采用一体成型压铸工艺趋势下，除外覆盖件需要冲压外，其余车身、四门、后盖结构件的冲压和焊接环节均可被压铸工艺替代。 整车白车身焊接线大幅简化，仅保留最后一体压铸件和外覆盖件焊接环节。座椅内部结构件是否采用压铸工艺铝代替钢材目前还在探讨中。悬架件中的副车架、前横梁、摆臂等件若采用铝替代钢，通常会采用适应厚壁零件的低压铸造工艺。

我们测算若实现全底盘和全车身压铸，单套压铸岛投资区间在1.5－2.5 亿。压铸机锁模力吨位大小取决于所压铸材料投影面积大小。当前特斯拉已实现的 Model Y 车后部区域采用6000吨级压铸机实现生产。根据行业调研信息做合理推断分析，若实现全底盘压铸，我们分析有 A\B 两种压铸机选型方案。A 方案可以采用2台6000吨压铸机分别生产车体前后部，车体中部由1台8000吨级压铸机生产，按现在市场价估算含周边设备的压铸岛投资约1.5－2亿。B 方案可以采用2台8000吨压铸机实现生产，投资也在1.5－2亿。 若要实现全车压铸，则需要另增加一台8000吨级压铸机实现 A\B\C柱和顶盖的一体压铸， 总投资约2－2.5亿，或采用更激进的将整车底板用一台压铸机完成，则需要1.5万吨级压铸机，目前尚无该规格设备，价格估算需要2－3亿。

压铸机产能约12万件/年，全车结构件一体压铸需要从2000－8000吨多种规格。根据压铸机行业专家调研信息，5000吨以上超大型压机单次工作循环在180s 左右。若按每天生产20小时、一年工作300天计算，则单台压铸机产能在12万件/年。根据现有技术推算，全车体结构件压铸需要3台8000吨级压铸机，单车4个侧车门结构件压铸需要 4000 吨级压铸机，尺寸较大的尾门需要采用6000吨压铸机。座椅结构件如果也采用一体压铸工艺，两个前座、后排单座的靠背和底座分别需要3000\2000吨压铸机，后排双连座椅靠 背和底座则需要2台4000吨压铸机生产。

全车结构件年产能10万辆所需压铸设备投资5.5亿，全球年产5000万辆汽车对应压铸设备总投资额达2775亿元。根据上文压铸机规格、数量，结合与压铸机行业专家调研设备市场价格，我们认为按照产能/产量余量0%计算，对应年产能10万辆车的压铸机+辅机组成的压铸岛，车身+车门总投资约4.3亿，含座椅压铸则设备总投资为5.5亿。按照2030年新能源车销售占比40%估算，中国年产1000万辆汽车对应压铸设备总投资额在426亿，含座椅则达到555亿元。全球年产5000万辆汽车对应压铸设备总投资额在2134亿，含座椅则市场空间达到2775亿元。

全车结构件年产能10万辆所需压铸模具投资1.2亿，全球年产5000万辆汽车对应压铸设备总投资额达578亿元。大型车身结构件压铸模具价格约为对应规格压铸岛价格的1/5－1/4。我们认为按照产能/产量余量30%计算，对应年产能10万辆车的压铸模具总投资约0.9亿，含座椅压铸则设备总投资为1.2亿。按照 2030 年新能源车销售占比40%估算，中国年产1000万辆汽车对应压铸设备总投资额在89亿， 含座椅则压铸模具市场达到116亿元。全球年产5000万辆汽车对应压铸设备总投资额在445亿，含座椅则压铸设备市场空间达到578亿元。上述市场空间计算未考虑单线备用模 具、多车型需要多套模具以及模具损耗的影响，实际压铸模具市场规模要明显大于计算值。

一体压铸工艺单位设备投资额高于传统冲压-焊接工艺36%，但总体看仍然大幅节约造车成本。根据上述市场空间计算结果，同样年产10万辆车，采用传统冲压-焊接工艺时， 冲压+焊接环节的设备总投资约5.2亿。若整车全部采用一体压铸工艺，相对应环节设备 总投资在7.1亿，高于传统冲压-焊接投资额 36%。一体压铸设备投资额虽然高于传统焊接工艺，但若把多出的1.9亿金额均摊在年产的10万辆车上，单车成本在1900元，远低于冲压+焊接钢铝混合车身和一体压铸车身的差价（8700元/车），也远低于压铸后车身减重10%带来的电池减少的成本（8000元/车）。