在双碳目标的引领和智能汽车产业大变革的推动下，未来汽车工业将迎来一场低碳生态革命。全球汽车产业正加速融合电动化、网联化、智能化、轻量化等先进技术，推动传统汽车向 转型升级。实施先进轻量化技术以降低整车重量、提升动力电池续航等核心技术的创新发展成为全球 实现碳达峰、碳中和目标的必然趋势和战略“制高点”。

01 机动车保有量大国，能源和环境问题将更加突出

根据公安部统计，截至2023年9月底，全国机动车保有量达4.3亿辆，其中汽车3.3亿辆， 1821万辆，其中纯电动汽车保有量1259.4万辆，占 总量的77.8%。今年上半年新注册登记 312.8万辆，占汽车新注册登记量的26.6%，同比增长41.6%，创历史新高。

汽车保有量的增加不仅直接导致石油资源的大量消耗，同时对空气质量也产生了严重影响。汽车尾气中含有大量的有害物质，如二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等，这些物质在大气中积聚，形成了雾霾和空气污染。尾气排放成为了一个不可忽视的问题。

根据生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2022)》显示，2021年，全国机动车四项污染物排放总量为1557.7万吨。其中，一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）排放量分别为768.3万吨、200.4万吨、582.1万吨、6.9万吨。汽车是污染物排放总量的主要贡献者，其排放的CO、HC、NOx和PM超过机动车排放总量的90%。

图源：中国移动源环境管理年报(2022)

其中，汽车、低速汽车、摩托车CO排放量分别为693.5万吨、2.3万吨、72.5万吨，占90.3%、0.3%、9.4%；汽车、低速汽车、摩托车HC排放量分别为182.0万吨、2.9万吨、15.5万吨，占90.8%、1.5%、7.7%；汽车、低速汽车、摩托车NOx排放量分别为568.5万吨、8.8万吨、4.8万吨，占97.7%、1.5%、0.8%；汽车、低速汽车PM排放量分别为6.4万吨、0.5万吨，占92.2%、7.8%。

更重要的是，尾气排放带来的空气污染影响着人类的身体健康。根据美国健康效应研究所给出的研究报告，在2019年，全球因室内外空气污染暴露导致667万的过早死亡，在导致死亡的众多因素中，大气污染暴露排在第四位，PM2.5暴露降低全球人口近1年的平均预期寿命。因此，PM2.5暴露已经被确定为一个重大的健康风险来源和公共卫生问题。他们认为，去除化石燃料（煤炭、石油和天然气）的排放，可避免全世界100多万人的过早死亡风险，降低PM2.5浓度暴露水平，对于保护公众健康意义重大。

02 节能减排+续航迫切需求，倒逼汽车轻量化

我国为应对空气污染等问题，严格制定了乘用车燃料消耗量标准法规，对乘用车燃料消耗量及二氧化碳的排放、颗粒物等相关指标提出了严格的要求。要实现节能降耗，汽车企业可以通过发展 、调整产品结构、研发高效驱动系统、汽车轻量化等多种方式。

在“双碳”目标下，政策对于汽车燃油消耗量做出了规定。2020年10月，中国汽车工程学会牵头组织编制的《节能与 技术路线图2.0》发布，对各种类型的汽车每百公里油耗提出了要求，预计在2030年，我国 会占到总销量的40%，乘用车百公里油耗达3.2L。从燃油车角度来看，汽车的平均油耗与整车质量呈正相关，汽车轻量化对于降低传统车的油耗具有积极促进作用。

对于 来说，尤其是纯电汽车，虽然它们在行驶中不会产生尾气排放问题，但车辆的续航能力却成为了消费者在购买时需要考虑的，而且也是制约 发展的重要因素。虽然里程焦虑问题可以通过提升电池密度解决，但提升电池能量密度必须靠新的技术才能实现，而短期时间内也很难有较大突破。

当然，也可以通过增加电池组数量的方式提高续航里程，但电池数量的增加，势必会增加车身重量，反而会降低续航里程。

所以现阶段，减重成为了车企的共识。根据中国乘用车样本调查结果显示，车重每减少10%，油耗就会降低7.5%-9%，尾气排放也会随之有相应的降低；电动汽车车重每减轻10%，续航里程就会提升5.5%。

03 汽车制造大变革，一体化压铸成为新趋势

在汽车轻量化发展中，政策的推动功不可没。2020年汽车工业协会发布《节能与 技术路线图2.0》中要求，燃油乘用车整车轻量化系数于2025、2030、2035年降低10%、18%、25%，纯电动乘用车整车轻量化系数降低15%、25%、35%，客车整车轻量化系数降低5%、10%、15%。汽车轻量化可以在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低尾气污染。

从目前国际通行的研究方向来看，轻量化主要可以通过结构轻量化、工艺轻量化、材料轻量化方式实现。相较于结构和工艺的轻量化，材料轻量化带来的效果更为立竿见影。

就拿传统汽车车身材料举例，钢材的比重最大，约为64%，想要实现轻量化设计多以用铝合金、镁合金、碳纤维等低密度材料替代钢材，其中铝合金材料性价比优势最为突出，以易于成型，成为众多车企轻首选的轻量化材料。根据信达证券的测算，2030年电动车、燃油车的铝渗透率将分别达到56%和44%。

奥迪A8白车身结构材料分布

在车身工艺冲压环节中，冲压利用压机对钢板进行施加压力，使其模具中成型，冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成我们所谓的“白车身”。虽然为了减重需要可以“以钢换铝”，但车身零件多、焊点多，工艺繁杂且成本高。根据相关数据，一辆车大约由300-500个零部件构成，焊接点位更是高达4000-6000个。

与传统汽车制造工艺相比，一体化压铸技术是一种铝合金高压铸造技术，其本质是采用特大吨位压铸机，将多个单独、分散的零部件高度集成，压铸一次成型为几个大型铝铸件，从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接组合的方式。这种方式不仅能够降低车身重量，达到节能减排的效果，更能降低成本。

一体化压铸的 MODEL Y（图右）与 MODEL 3(图左)对比

特斯拉就率先使用了这种技术，Model Y车型的后底板总成系统已经成功采用一体化压铸技术实现快速铸型。不仅如此，特斯拉在后底板的基础上，增加了前地板（前纵梁）的一体化压铸，将前后底板的零部件数量从171个减少至2个，焊点数量减少了1600+个。相比传统方式，车身系统节省重量超10%。另外，得益于一体化压铸技术，使得车辆续航增加14%，成本降低40%。

除特斯拉外，国内造车新势力如蔚来、理想、极氪、小鹏等纷纷跟进，目前实现一体化压铸车型除了有特斯拉Model Y，还有蔚来ET5、极氪009、高合HiPhi Y、小鹏G6，此外据传理想首款MPV车型MEGA也将采用一体化压铸技术。与此同时，传统汽车厂商如丰田、沃尔沃、大众、奔驰等同样加速一体化压铸产业化进程。

一体化压铸技术正逐渐改变汽车制造行业的传统生产模式，成为未来汽车制造的重要发展方向，这种新型制造技术将为汽车制造业带来革命性的变革。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，我们有理由相信，一体化压铸技术将在未来的汽车制造行业中发挥出重要的作用，推动汽车制造业的可持续发展。