當新能源汽車滲透率突破 40% 這一臨界點,中國汽車產業正經歷一場由材料革命引發的制造范式變革。鋁合金、高強鋼、碳纖維等輕量化材料的復合應用,導致傳統焊接技術應用難度增大,自沖鉚接(SPR)等冷連接工藝因此成為解決 " 異種材料連接 " 難題的關鍵技術。
與此同時,隨著小米 SU7 產線的曝光,其高速運轉的 SPR 設備引起業內外的高度關注。同時,固極智能作為專注于 SPR 領域,并是國內唯一突破多個主機廠量產應用的廠商,在 2024 年初獲得了小米產投的投資,預示著一場以車身 " 連接技術 " 為核心的國產替代浪潮已然拉開序幕。
汽車輕量化催生智造新戰場
在新能源汽車產業高速發展的強勁驅動下,中國汽車工業正經歷著前所未有的結構性重構。過去五年間,伴隨新能源汽車滲透率突破臨界點的關鍵轉折,整車輕量化作為破解續航焦慮、能耗優化及碳中和命題的核心密碼,已成為整車研發的戰略制高點。
就中國乘用車樣本調查結果顯示,車重每降低 10% 可帶來 7.5%~9% 的燃油效率提升,而純電平臺車型減重 10% 更可直接兌換 5.5% 的續航里程增長。這一能量轉換定律,在《新能源汽車產業發展規劃(2021 — 2035 年)》及《節能與新能源汽車技術路線圖 2.0》中,被量化為明確的輕量化技術指標。
材料科學革命率先在車身工程領域掀起浪潮,傳統鋼材的主導地位正逐漸被鋼鋁復合架構所撼動。近期,蓋世汽車通過調研了解到,當前我國高端新能源乘用車型中鋼鋁混合車身滲透率已突破 60% 大關,部分車型鋁材應用比例高達 40%。特斯拉 Model Y、蔚來 ET5 等車型通過鋁質車身部件與高強鋼框架的結合,成功實現減重 15%~20%。
與此同時,一體化壓鑄技術的崛起,進一步重構車身制造邏輯。特斯拉引領的一體化壓鑄技術將 Model Y 后地板 70 個沖壓件集成為 1~2 個超大壓鑄件,生產節拍從 120 分鐘壓縮至 180 秒,車身連接點數量銳減 70% 以上。這種 " 壓鑄島 " 工藝迅速引領了行業的效仿風潮,小鵬 G6 將壓鑄技術延伸至前后一體式,小米 SU7 更在后地板壓鑄件上實現了零件 72 合一,其尺寸比特斯拉大 17%,焊點減少 840 個,減重 17%。
多材料混合架構的普及背后,是一場連接技術的靜默革命。鋁合金的高導熱性、鎂合金的化學活性、碳纖維的各向異性,共同構筑了傳統點焊的 " 不可能三角 "。盡管大型壓鑄件與異種材料的連接點位被大幅精簡,但每個剩余連接點的強度與穩定性要求卻因此呈指數級增長。
技術悖論促使冷連接技術價值得到重新審視,SPR 與 FDS 技術由 " 備選方案 " 晉升為 " 不可或缺的核心工藝 "。以 SPR 技術為例,其通過伺服電機驅動鉚釘穿透待鉚接板材,在板材上下以相互鑲嵌實現連接,整個過程無需預沖孔,完美保留表面涂層完整性,連接強度高、密封性好,具備極強的材料適應性和工藝穩定性。而 FDS 技術在封閉腔體連接中展現獨特優勢,小鵬 G6 車頂縱梁、極氪 001 電池包與車身連接均使用了大量這一技術。
就蓋世汽車調研了解到,2024 年 SPR/FDS 冷連接工藝在高端豪華乘用車上得到了廣泛應用,捷豹 I-PACE 甚至用 SPR 完成了 87% 的異種材料連接。
展望未來,車身架構正呈現鋼鋁混合加局部壓鑄的混合模塊化設計形態。據業內預測,主流新型材料構成將穩定于鋼 40%+ 鋁 45%+ 復合材料 15% 的分布格局,這將對鉚接技術的精度、效率和可靠性提出更高要求,也將倒逼 SPR 與 FDS 等冷連接工藝不斷升級。
可以預見,在這場材料進化與技術變革并行驅動的浪潮中,誰能率先掌握并優化新型連接技術,誰就將把握新能源汽車輕量化賽道的未來主動權。
突圍技術封鎖:國產設備的逆襲之路
事實上,盡管被定義為 " 新連接 " 工藝,但 SPR/FDS 工藝在汽車產業的運用遠比我們了解得久遠。早在上世紀 90 年代,奧迪全鋁車身框架的誕生便開創性地引入 SPR 工藝,這場被視為 " 材料連接革命 " 的技術浪潮,逐步奠定了歐美車企在輕量化連接技術領域的領先地位。
當全球汽車產業進入輕量化競速階段,這場技術革命卻在中國遭遇了獨特的產業時差。盡管產業方向早已明確,但截至 2020 年,我國單車用鋁量仍未能突破 190kg 的政策預期線,輕量化產業鏈的發展滯后與新能源汽車市場的迅猛增長形成了強烈對比。
深究掣肘根源,就蓋世汽車了解,早期國內 SPR 設備市場被 STANLEY-Tucker、Atlas Copco-Henrob、BOLLHOFF 以及 TOX 等歐美巨頭壟斷,FDS 領域更呈現 weber 與 Klingel 雙寡頭格局,核心技術封鎖導致設備采購、關鍵耗材成本居高不下,長達數月的工藝調試周期極大地阻礙了智能電動汽車平臺化開發的進程。
技術攻堅的復雜性遠超表面機械制造層面。以 SPR 工藝為例,其核心技術在于通過鉚釘形變控制算法與模具參數的精密耦合,實現鑄鋁、碳纖維等異質材料的高強度連接。盡管傳統進口設備以其穩定性著稱,但在應對國內車企日益增長的輕量化需求時卻顯得力不從心,尤其是鑄鋁鉚點易于開裂、超高強鋼連接性不佳等問題頻發,本土化解決方案的匱乏無疑加劇了這一困境。而 FDS 技術因涉及單面連接工藝和復雜型腔結構,更需突破德國企業在設備設計、工藝專利上的重重封鎖。
值得慶幸的是,經過長達數年的不懈努力和技術突破,本土冷連接設備企業終于迎來了蛻變的關鍵時刻。以固極智能為代表的創新力量,通過三次重大技術迭代,將自主研發的 SPR 系統從初代機升級為具備智能監控、數據分析和遠程運維的 3.0 版本。其固極群控技術,依托數萬組工藝數據庫支撐,實現設備狀態遠程監測、參數動態優化和故障預測,并可通過智能預測與合槍分析功能,實現了從工藝匹配到設備選型全流程的數字化賦能,加速產品落地并縮短設計周期。
近期,在主機廠應用中,固極智能通過持續優化鉚槍結構設計、開發適配新材料的鉚釘鉚模,成功將設備單臺鉚接壽命突破 200 萬次大關,成為首個達成百萬級應用的國產設備企業。這一成績背后,是固極智能基于大量的研發和工程人才及經驗積累,并通過技術成熟度曲線預判與產業生態位交叉分析,形成前瞻性戰略推演,一直走在正確的行業發展路徑上。
市場天平正在發生根本性傾斜。蓋世汽車調研數據顯示,經過多年努力,2024 年國內廠商 SPR 設備保有量已接近 10%。固極智能當年 SPR 設備出貨量激增 210% 至 165 臺套,在吉利、小鵬、長城等頭部車企產線與進口品牌已展開正面交鋒。
據蓋世汽車調研了解到,2024 年國內汽車領域 SPR 設備總出貨量約有 1000 臺套,其中固極智能以超 150臺套年出貨量占據近 15% 的份額。其中,國產廠商出貨量約 200 套,其在本土企業中占有率已突破 80%,在國內廠商中排名第一。
值得重點關注的是,該企業正以 " 智能化裝備 + 工藝創新 " 雙輪驅動模式,實現從從輕量化材料連接技術與高端加工凈化除塵系統向高端智能制造平臺企業的戰略躍遷。在汽車制造領域,企業構建起覆蓋全連接工藝的技術矩陣,同步延伸布局焊煙除塵系統、鋁合金打磨除塵工作站、一體化壓鑄環保除塵以及車身智能拆解線等智能制造配套體系,形成貫穿汽車制造全流程的工藝解決方案。目前其技術網絡已深度滲透汽車產業,服務涵蓋國內大多數整車制造企業及頭部零部件集團。
在鞏固汽車產業主航道的同時,企業依托自主可控的智能連接技術平臺,縱向深耕新能源汽車輕量化冷連接工藝,開發適用于 CTC 電池底盤一體化、多材料車身連接的創新解決方案;橫向鞏固汽車行業的同時向多行業拓展。此外,其位于上海的新生產基地即將開啟建設,竣工達產后產能將大幅提升,通過 " 垂直領域專業化 + 橫向產業協同化 " 的生態布局,該企業將逐步向全球領先的智能連接技術服務平臺進化,其技術溢出效應已輻射至海外市場,初步構建起全球化服務能力矩陣。 從技術封鎖到逆襲突圍,國產設備企業在 SPR 與 FDS 領域的崛起,不僅印證了自主創新的價值,更預示中國汽車產業在核心工藝裝備領域實現彎道超車的可能。當國產 SPR/FDS 設備在新能源汽車生產線批量應用時,一個由本土技術驅動的汽車制造新時代已然啟幕。
深水區博弈:本土供應鏈的進階之戰
近年來,在全球經濟深度調整周期疊加產業變革浪潮中,中國汽車產業正經歷從規模擴張向高質量發展的關鍵躍遷。面對地緣政治博弈與技術封鎖風險、供應鏈重構壓力以及碳關稅等新型貿易壁壘,構建具備自主可控、安全可靠、競爭力強的現代化汽車產業體系,已成為關乎產業命脈的戰略命題。
在這一復雜局勢下,本土汽車冷連接設備企業迎來了前所未有的戰略機遇。依托對綜合生產成本的精準管控和供應鏈安全的自主保障,國產 SPR/FDS 設備持續攻克技術難關,正在重新定義行業競爭版圖。
仍以固極智能為例,繼 2023 年末受到小米產投、匯川產投等產業資本看好之后,近期斬獲榮獲 2024 年度上海市科技創新行動計劃 " 科技小巨人工程 " 獎,并即將完成由產業資本繼續領投的 B 輪融資,無疑印證了政府與市場對其實力和發展前景的高度認可。這種 " 資本注入 + 政策賦能 " 的模式,將為固極智能在技術創新研發中提供強勁動能,助力其實現從 " 國產替代 " 向 " 技術引領 " 的跨越,進而向著全球領先的裝備型企業宏偉目標加速邁進。
固極智能的成功不僅證明了本土供應鏈企業在降低生產成本方面的顯著優勢,更展示了其在保障供應鏈安全上為國內車企構筑堅實屏障的能力,從而吸引了大量訂單與合作意向。其中便包括叩開中國臺灣新能源車身輕量化領域的大門,實現 SPR 技術寶島應用的 " 零 " 突破。這種跨海峽技術輸出不僅驗證國產設備在熱帶海洋性氣候下的環境適應性,更標志著中國車身連接技術開始參與全球價值鏈分工。據產業渠道消息,固極智能 SPR 設備業務有望在今年延續過往增長勢頭,進一步鞏固其在本土車身連接設備市場的領先優勢。
與此同時,隨著國內外產業競爭的加劇和國際市場監管標準的日益嚴格,中國車企 " 走出去 " 已成為不可逆轉的發展趨勢。據蓋世汽車研究院預測,2025 年我國乘用車出口規模將較去年增加 54 萬輛左右,達到 550 萬輛,與此同時,同期我國自主品牌乘用車海外產能將突破 300 萬輛,形成中國車企出海的新力量。這不僅要求車企在產品質量和技術性能上與國際標準接軌,更迫使技術標準的輸出成為國際競爭的關鍵領域。
固極智能 SPR 設備服務中國臺灣車市、一浦萊斯 FDS 技術入駐現代蔚山工廠的案例,無一不彰顯本土裝備企業從規則遵循者向標準輸出者的戰略轉向。這種技術外溢效應不僅積累了寶貴的海外適配經驗,也將逐漸形成了面向全球市場的技術生態體系,為推動國內產業升級和輕量化材料連接技術的國際標準輸出提供了有力支撐。
據蓋世汽車調研了解到,2024 年全球市場中汽車領域 SPR 設備總出貨量約有 4300 臺套,其中固極智能已占據近 4% 的市場份額。
從長遠來看,本土供應鏈在經歷技術封鎖與市場競爭的雙重考驗后,正逐步走出依賴與追隨的發展階段,邁向自主創新和全球輸出的新征程。只有持續深化研發投入,優化產業協同,構建安全高效的供應鏈體系,才能確保在風云變幻的國際市場中穩居競爭制高點。當前的戰略機遇期,不僅要求設備企業提升自身綜合能力,更呼喚全行業協同作戰,共同破解技術瓶頸和供應鏈脆弱性問題,為中國汽車產業在全球化浪潮中搶占更多話語權與市場份額奠定堅實基礎。
結語:
中國新能源汽車在短短五年內,便完成了傳統車企需十五年方能達成的技術飛躍,車身連接技術的國產替代,其意義已遠遠超越了簡單的供應鏈安全范疇。這場由輕量化驅動的產業變革,正在繞過傳統技術路徑依賴,實現從跟跑到并跑的質變。隨著智能電動車的全球競爭進入 " 深水區 ",這場始于鉚接槍尖的產業革命,或將重構世界汽車智造的權力版圖。