不锈钢的新机遇：TeslaCybertruck

报告要点 1.TESLA Cybertruck不 锈 钢 车 身 技 术-不 锈 钢 的 新 机 遇。特 斯 拉在Cybertruck上尝试了使用不锈钢车身，颠覆了汽车工业普遍采用的钢 材或铝材冲压成型工艺。除了安全性提升，高强度的不锈钢也可以带来轻量化 和成本优化，省去了油漆涂装工艺。但是带来的问题是高强度的不锈钢加工 制造难度上升。特斯拉使用气弯冷成型工艺成功解决了这一难题，为不锈钢 在汽车行业的应用打开了一扇新的窗户。 2.新能源电机发展趋势-高电压和油冷方案的推广使用。目前新能源汽车电机的800V高压平台和油冷方案已经成为各家车厂新一代电机平台的发展方 向，中高端新车陆续开始匹配这种新的技术方案。这会进一步推进相关的材 料更新。 资料来源：Wind，聚源 3. LCP液晶高分子材料-低成本的绝缘材料在未来可能会占有一席之地。伴随着新能源市场的价格内卷愈演愈烈，如何使用低成本的方案制造消费者满意的车型是各家车企都在思考的问题。而LCP高分子材料良好的绝缘性能为其在电机中的使用带来了机会。特别是在一些价格竞争激烈的低价位车型上这种优势会更见明显。 内容目录 1.TESLA Cybertruck不锈钢车身技术-不锈钢的新机遇...................................................................31.1.特斯拉自研30X高强度马氏体不锈钢制造Cybertruck外骨骼车身...........................................................31.2.特斯拉不锈钢车身的制造工艺-气弯成型.................................................................................................31.3. Tesla不锈钢外骨骼车身在中国市场面临的限制.......................................................................................41.4.结论：不锈钢有可能会改变目前的车身制造工艺和相应的供应链格局.....................................................42.新能源电机发展趋势-高电压和油冷方案的推广使用.....................................................................43.成本更优的绝缘材料-液晶高分子材料有可能替代目前的芳纶绝缘材料.....................................5风险提示............................................................................................................................................................6 图表目录 图表1：特斯拉Cybertruck造型..............................................................................................................................................................................3图表2：特斯拉不锈钢零件气弯成型技术................................................................................................................................................................4图表3：五菱缤果驱动电机参数................................................................................................................................................................................5图表4：蔚来汽车第四代驱动电机参数....................................................................................................................................................................5图表5：液晶聚合物(LCP)分子结构.....................................................................................................................................................................5图表6：液晶聚合物(LCP) VS杜邦Nomex410芳纶绝缘纸-价格和性能差异................................................................................................6 1.TESLACybertruck不锈钢车身技术-不锈钢的新机遇 新不锈钢品种和气弯技术可能会颠覆现有车身系统供应链。如果使用不锈钢车身，原 有的冷冲压模式可能会被取代。 1.1.特斯拉自研30X高强度马氏体不锈钢制造Cybertruck外骨骼车身 Cybertruck车身外覆盖件大量使用了tesla自研的不锈钢材质，据tesla公布的信息来 看，这种不锈钢材料是全新研发的一种3系不锈钢（30X），与目前已知的3系不锈钢种类中 的任何一个牌号都不相同。Steel Dynamics是这种新型不锈钢材料的供应商之一。从车身设计 的“外骨骼”理念来看，这种不锈钢材料应该具备较高的强度和良好的韧性，以使其能够在 提供充分的强度安全保证的同时，也能提供较好的加工性能。 不锈钢外骨骼的设计理念与传统车身有较大的区别。首先外覆盖件用不锈钢后强度增 加，相应的车身结构强度要求可能会相应的降低，那么原来像车门防撞梁等结构类零件可能 会降低要求，成本减少。所以虽然外覆盖件因使用不锈钢导致成本增加，但是车身结构成本 可能会下降，另外Cybertruck取消了车身外观涂装工艺也会带来成本的下降。最终整体车身 成本可能保持不变或者有所下降。 1.2.特斯拉不锈钢车身的制造工艺-气弯成型 Cybertruck外板造型非常有特点，基本没有传统车企外覆盖零件中的拉延特征,拼接位 置基本以平直的拼接线条为主，整张材料基本就是在特征线的位置做了弯折工艺，从造型判 断材料本身应该没有太多明显的减薄过程,降低了零件成型难度。这与不锈钢本身特点相关，其高强度决定了不可能像加工普通的深冲钢一样对其进行冲压拉延，通过折弯工艺进行车身 造型是一个比较好的选择。同时Cybertruck没有涂装工序，无法使用油漆涂层遮盖外板零件 的表面瑕疵，这就对零件加工工艺提出了较高要求。Cy bert ruck在设计时应该考虑到了这 点 ，其在不锈钢外覆盖零件的加工中采用了一种全新的空气折弯技术，既完成了零件特征线的 加工过程，又保证了零件A面外观的平整性要求。从图表2看到，A面与模具接触的位置使 用了气弯工艺来避免外观表面的损伤，保证外观美观要求。另外，为了保证特征线的弯折角 度和弯折成型需求，弯折处应该是通过某种手段预先做了一定深度的切割，这样会降低弯折 成型的难度。 资料来源：特斯拉中国官方网站，五 矿证券 研究所 从上图整体造型可以看出，整个车身工艺主要是折弯工艺，不同零件之间的分缝线以 直线条为主，外观面基本没有弧形突起，没有拉延成型痕迹。这种技术方案可以有效降低不 锈钢的 成型制造难度，提高零件成品率。 资料来源：Raddit，Y outube，五矿证券研究所 1.3.Tesla不锈钢外骨骼车身在中国市场面临的限制 利用不锈钢直接做车身，不锈钢的高强度特性可以减少结构件的使用量，有利于轻量 化，同时不锈钢材料的耐蚀性能可以省去传统汽车制造业中涂装这一工序，又会减少一部 分成 本。但是这种外骨骼设计车身在具备高强度特性的同时，能否满足行人碰撞保护要求存疑 ，因此其推广可能会收到法规方面的限制。目前特斯拉中国官方网站并没有将Cybert ruc k上架售卖。 1.4.结论：不锈钢有可能会改变目前的车身制造工艺和相应的供应链格局 虽然目前不锈钢在车身外覆盖件领域的批量应用只有tesla的Cybertruck，但随着不 锈钢车身设计和加工技术的成熟以及行业接受度的提高，这种轻量化且节省成本的技术方案 依然有可能成为一种新的技术路线用于车身制造。我们认为有必要关注这个应用方案的行 业进 展，特别是具备不锈钢车身加工技术的相关企业。 2.新能源电机发展趋势-高电压和油冷方案的推广使用 新能源车电机的冷却方式按照冷却介质的不同可以分为风冷、水冷和油冷几种。而目 前应用比较多的是水冷和油冷。其中油冷方案因为冷却介质可以直接流通于电机内部其冷却 效率最高，目前越来越多的被用于高功率电机上。 从蔚来汽车和小鹏汽车官网了解到，蔚来汽车、小鹏汽车等车企已经将电机升级到油冷系 统，并且是基于800V以上的高压平台开发。蔚来汽车更是将电驱平台升级到925V高电压 平台，这款永磁同步电机峰值功率高达340kw，功率密度4.3kW/kg，采用了3D喷淋油设计进行冷却。电机能够达到这种高功率水平，高效的冷却方式功不可没。整体趋势来看，高 端车型电机会朝着更高功率和更高电压平台的方向发展，且逐步由原来的水冷方式向油冷方式转变 。 而低端车型主打性价比，可能会继续沿用水冷方案，甚至部分电机直接用风冷方案降低成 本。图表3列出了几款风冷或水冷驱动电机的参数。其中水冷方案的电机，其峰值功率5 0k w，峰值转速9500r/min。低功率下采用低成本的水冷方案也可以满足散热要求。 新能源车驱动电机涉及相关的原材料主要有无取向电工钢、绝缘材料以及更加轻量化 的电机壳体几个方面的更新迭代。 资料来源：蔚来汽车官网，五矿证券 研究所 3.成本更优的绝缘材料-液晶高分子材料有可能替代目前的芳纶绝缘材料 液晶高分子（Liquid Crystal Polymer，LCP）材料是一种新型的高分子材料，在熔融 态时一般呈现液晶性。因为这种材料具有高流动性和绝缘性，从技术角度有可能取代目前的 芳纶纸应用于电机绝缘方向。 液晶聚合物(LCP)分子结构：这是一种基于4-羟基苯甲酸和相关单体的部分结晶芳 香族聚酯。LCP是一种具有独特分子结构的芳香族热塑性塑料，由在熔融阶段以有序方式排 列的大而刚性的分子组成，形成液晶结构。 资料来源：EuP Group.官网，五矿证券研究所 从成本角度看，LCP材料的价格一般在50-80元/kg左右，而目前常用的电机绝缘材 料是芳纶纸，其价格分布在200-1000元/kg，LCP对比芳纶纸具有明显的价格优势。从绝缘 能力考虑，我们对比了杜邦公司的Nomex410芳纶纸材料和LCP液晶材料的介电击穿电压，LCP比芳纶纸高大约38%，LCP材料具有更高的介电击穿电压。从新能源厂家的角度考虑 ，在目前激烈的市场竞争环境下，能否使用更低成本的材料实现同样的性能要求，是一种有 效的降低成本的解决方案。LC