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我国专用车行业发展现状、生产规模及相关技术分析:轻量化设计迫在眉睫

在我国,根据国家标准GB/T 17350《专用汽车和专用半挂车术语、代号和编制方法》,专用汽车(special purpose motor vehicle )定义为:“装置有专用设备,具备专用功能,用于承担专门运输任务或专项作业以及其他专项用途的汽车。”

一、专用车行业发展现状

1、发展历程

自发展以来,我国专用车共经历了三个发展阶段,具体如下:

1)创立和起步阶段

在新中国成立初期,中国汽车工业初步建立,汽车供不应求,于是各省市纷纷利用汽车配件厂和修理厂仿制和拼装汽车,形成了中国汽车工业发展史上第一次“热潮”,专用车行业进入创立起步阶段。

2)全面发展阶段

20世纪80年代以后,中国专用车经历了几次起落后进入全面发展阶段。机械化生产水平得到提升,一批骨干企业引进国外先进技术,先进科技成果应用于专用汽车,有些企业还建立了专用功能测试基地,逐步完善测试手段,少数企业的生产线已接近国外水平。

3)高速发展阶段

目前,我国专用车行业呈现高速发展的行业趋势。在吸收国内外先进技术的同时进行自主创新,提升自身实力;不仅如此,中国专用车制造商十分重视市场调研和合作开发市场急需和性能更先进的产品。例如:2003年开发出大批防控“非典”专用车投放市场以及2020年开发出的新冠疫苗专用冷链运输车等。

2、发展模式

目前我国专用车发展模式如下:

1)主机厂纵向发展模式

根据观研报告网发布的《中国专用车行业现状深度研究与未来前景分析报告(2022-2029年)》显示,随着中国市场经济建设的快速发展,自2000年开始,专用汽车行业进入飞速发展时期。在此期间,专用汽车产销量明显上升,专用汽车产量占普通载货车产量的比例大幅上升近40%。在这种背景下,底盘生产企业、经销商和非汽车行业资本大量向专用汽车行业进行转移。其中,一汽、东风、重汽等大的主机厂均已建立起自己的专用汽车生产企业,使专用车企业与底盘生产企业形成纵向一体化的链条关系。

2)改装厂横向兼并模式

在市场竞争日益激烈的背景下,部分底盘生产企业和专用车生产企业意识到必须集中精力在各自擅长领域内做专做强才能各自提高效率,在市场竞争中胜出。由此发展出横向兼并重组的趋势,具体的形式如双方合资建厂,并购,各自发挥优势。

3)典型企业发展模式

中集集团是横向兼并和规模化经营的典型企业,自2002年起,中集集团开始进入专用车制造领域,目前已形成了年生产各类专用车5万辆的产能,初步实现了专用车生产基地合理布局、市场分布广泛、中美互动的业务框架和战略态势。中集车辆在专用车行业的逐步壮大,也标志着中国专用汽车制造业开始有了大规模的企业集团。

3、发展规模

1)生产企业规模

截止2021年我国专用车行业在产企业超1500家,保持持续增长。企业主要集中在山东、湖北、河北、江苏四省,四省生产企业数量占据全国近半壁江山,专用车产业区域聚集效应凸显。

截止2021年我国专用车行业在产企业超1500家,保持持续增长。企业主要集中在山东、湖北、河北、江苏四省,四省生产企业数量占据全国近半壁江山,专用车产业区域聚集效应凸显。

资料来源:观研天下数据中心整理

2)产量规模

2021年,我国专用车行业产量约为276.04万辆,在全球需求不振的情形下,产量出现了明显的下滑。

2021年,我国专用车行业产量约为276.04万辆,在全球需求不振的情形下,产量出现了明显的下滑。

资料来源:中国汽车技术研究中心,观研天下数据中心整理

3)生产规模分布

目前我国全国主要的专用车生产基地:十堰、随州、龙岩、梁山、铁岭、长春。

我国的专用车基地众多且分布十分广泛,西有湖北十堰、湖北随州,南有福建龙岩,往东有山东梁山,往北有辽宁铁岭、吉林长春等。由于区位、历史和当地政策各异,各大专用车基地发展速度和方向也各不相同。但总体而言,湖北随州、福建龙岩、山东梁山、辽宁铁岭这四个专用车基地对整个专业车行业的影响较大,可以称得上是我国专用车行业的“领头羊”。

其中四大专用车基地中梁山最为特殊。梁山是一个农业县,发展工业可以说要啥没啥。即便如此,我们不能不感叹人的力量是无穷的。梁山最初得以发展靠的却是拳铺镇上几个略懂一些电气焊修理的农民,他们从制造拖拉机拖斗开始慢慢开始生产全挂车和半挂车。由于挂车生产的门槛相对较低,一时间当地的挂车厂遍地开发。家庭式的作坊发展挂车产业毕竟力量有限,政府积极引导,让梁山的挂车产业发展更加规范。环境好了,一些大企业的子公司纷纷来此落户,中集东岳、宇通等大集团的加入加速了梁山挂车市场的全面发展。与此同时,梁山作为挂车生产的聚集地,由于产品结构单一,导致梁山地区整个挂车市场产品同质化水平相当严重,市场竞争环境不断恶化。

辽宁铁岭处于我国东北地区,丰富的水资源和煤炭资源大大降低了铁岭的专用车生产成本。铁岭所处的地区是我国著名的东北老工业基地,军需工业比较发达,这为铁岭发展军需工业提供了技术和市场。目前,在规划专用车生产基地方面,铁岭市走差异化道路,避开沈阳和长春的激烈竞争。合理分布专用车、工程机械类车辆、乘用车和零部件的产生比例。

二、专用车行业相关技术情况

工艺装备对提高专用汽车产品的生产质量至关重要,受到了专用汽车企业领导层的高度重视,纷纷不惜重金采购先进的工艺设备,我国的专用汽车产品生产制造水平有了明显提升。目前,大部分专用汽车企业都装备了智能化焊接机、焊缝检测机、数控切割机、水下等离子切割机、数控折弯机、数控剪板机、整车喷砂喷丸机等先进的机电工艺设备,工艺水平已接近世界先进水平。

目前我国专用汽车行业已有6%左右的企业建立了完整的产品研发体系,具备独立的系列化产品开发能力。大部分专用汽车企业采用开发软件进行模块化仿真设计,如Auto-CAD、Por/E、CATIA等,大大提高了研发质量和缩短了开发周期。但是,我们还应该清醒地看到,目前我国专用汽车产品研发还处于较低水平,模仿设计痕迹比较明显,技术雷同现象突出,并没有实现质的转变。

1、专用车行业技术活跃度

1)专利申请数量变化情况

通过搜索“专用车”,目前我国“专用车”专利申请数量呈现快速增长态势,2020年达到了1370项。

通过搜索“专用车”,目前我国“专用车”专利申请数量呈现快速增长态势,2020年达到了1370项。

数据来源:观研天下数据中心整理

2)有权专利数量变化情况

目前我国“专用车”有权专利数量不断增长,2020年有权专利数量达到了1160项。

目前我国“专用车”有权专利数量不断增长,2020年有权专利数量达到了1160项。

数据来源:观研天下数据中心整理

2、专用车行业专利类型分析

从专用车行业专利类型来看,发明、实用新型、外观设计占比分别为26.3%、50.9%以及21.8%。

从专用车行业专利类型来看,发明、实用新型、外观设计占比分别为26.3%、50.9%以及21.8%。

数据来源:观研天下数据中心整理

3)专用车行业技术领先企业

我国专用车行业专利申请数量top10

企业

专利申请数量(项)

江苏悦达专用车有限公司

247

安徽开乐专用车辆股份有限公司

164

徐州海伦哲专用车辆股份有限公司

141

中集车辆(集团)有限公司

139

扬州中集通华专用车有限公司

134

中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司

115

三河市新宏昌专用车有限公司

108

东莞中集专用车有限公司

77

深圳中集专用车有限公司

69

四川宝石机械专用车有限公司

63

数据来源:观研天下数据中心整理

2、专用车行业新技术发展动向

目前,国产专用车从技术角度而言,仍然无法与国外著名品牌相比,产品同质化现象十分严重。大多数企业只能生产中型普通专用车、其他类型的专用车产量较少且功能简单。高技术含量、高附加值、高可靠性的国产专用车不多,主要还是要靠进口在才能满足市场需求。

此外,底盘企业与专用车企业严重脱节,关键部件无法自主生产,导致专用汽车底盘十分匮乏。目前,国内市场上生产出的大部分专用车基本上是技术含量低、售价低的劳动密集型的普通专用车,如:低吨位自卸车、半挂牵引车、罐车、邮政车等,长此以往,严重影响我国专用车行业的结构调整和产业升级。

在我国,专用车将会向以下几大方面发展:

a. 向重型化方向发展。重型专用车经济效益好、功率大、强度高,中、小型专用车无法替代。

b. 向一车多用化方向发展。为提高专用车的适应性,满足各种特殊需要,专用车功能由单一向多功能方向发展是必然趋势。尤其是随着公、铁路运输格局的变化,在未来,通用型厢式车的发展空间更大。

c. 向新材料、新技术和微电脑应用方向发展。新材料、新技术在专用车上得到广泛应用。如:采用GRP〔玻璃纤维增强塑料)替代金属材料制造冷藏车厢体,具有强度高、质量轻、寿命长等优点;微电脑已广泛用于发动机控制、自动变速、专用装置动力传递、电器故障诊断等方面。使专用车的使用价值逐渐扩大,技术性能明显提高。

d. 向整车轻量化方向发展。整车结构设计日趋优化,铝合金、高强度钢等复合材料将得到广泛应用。

e. 向标准化设计应用方向发展。产品结构标准化,以尽量少的内部变化组合成适度的多样化产品或产品的多样化组合,减少采购成本、简化生产流程、提高产品质量、降低生产成本,提高生产效力。

f. 在功能、结构、外观上注重个性化和人性化设计。随着对专用车产品高新技术含量和附加值的要求越来越高,一些能够满足特殊功能要求的专用车底盘被开发研制。无论是液压举升装置、排料卸料装置、计量测量装置、机械作业装置,还是制冷保温装置、安全防护装置、自动控制装置、作业监视装置,还是各类缸、泵、阀、仪表等总成,或是各种箱体、罐体等车身结构,均在专用车上得到广泛应用,在一定程度上满足了新形势下用户对专用车产品的多样化需求。专用车越来越注重在功能、结构、外观上进行科学、合理的设计,注重个性化和人性化设计。

3、专用车行业新材料发展动向

1)铝合金在专用车上的应用

变形铝合金在专用汽车上主要用于车门、车身面板、保险杠、发动机罩、车轮的轮辐、轮毂罩、轮外饰罩、制动器总成的保护罩、消声罩、防抱制动系统、热交换器、车身构架、座位、车箱底板等结构件以及仪表板等装饰件。车身板件材料铝合金,不仅质量轻、强度高、抗裂性能好,而且成型性能好,在汽车上得到了广泛的应用。专用汽车铝轮毂因为质轻、散热性好,并具有良好的外观,而逐渐取代了钢轮毂。铝合金也可广泛应用于汽车的其它部位,如:美国通用汽车公司用铝板制造Smure乘用车保险杠增强支架,福特公司用铝板制造Lincoln Town乘用车保险杠增强支架。汽车悬挂件也应用了铝合金材料,有效减轻了相应零部件的质量,提高了汽车行驶的平顺性、稳定性。此外,铝合金也广泛用于汽车空调系统,如日本用铝合金做汽车散热器和冰箱散热器。

目前,我国专用汽车生产量继美国、日本、德国之后,居世界第四位。而在汽车铝化率方面,我国的技术还相对比较落后。当前发达国家汽车上铝材的使用已达138kg,铝化率达12%,而我国汽车上铝材的使用与国外差距很大,平均用铝量仅为60kg,铝化率不到5%。因此,我国专用汽车铝合金市场的发展前景非常广阔。

汽车轻量化实质上就是零部件轻量化。采用锻造铝合金车轮,可以很大程度减轻车的自重。比如,一辆拖挂40t的重卡和半挂车运输系统,一共有22个牛轮,加上前后备胎共有24个。如果钢质车轮换成锻造铝合金车轮,重量可减轻近600kg。不仅如此,由于铝合金材料具有散热好和防止轮胎橡胶老化的特点,装上锻造铝合金车轮的卡车、客车、挂车可节省26%的轮胎消耗。由此可见,节能减排的效果多么明显。

近几年,铝合金罐车已呈现出一定的发展势头。国内部分改装企业采用铝合金材料,研发了不同车型和不同用途的铝合金罐式专用车。车型包括利用二类底盘改装的单车铝合金罐体、半铝和全铝半挂罐车等。基本用途涵盖了加油车、运油车、化工液体运输车和散装物料运输车等车型。

2)不锈钢及高强度钢材料的应用

对汽车采用高强度热轧板的生产情况分析中发现,在专用汽车生产中,高强度热轧板应用非常多,而且对钢板的强度也提出了非常明确的要求。我国在热轧板的生产上有了很大的突破,热轧生产线技术已经升级换代,并实现批量生产。但是,有个别的专用汽车采用冷轧板的方式,这些钢板只有少数生产高强度钢板的企业可以提供。高强度钢板的应用范围与国家治理超载的力度有很大联系,在一些治理超载成功的地区,专用汽车的轻量化设计也会更加成功。在一些工程作业类的专用汽车中,汽车运行的环境非常恶劣,对高强度钢板的要求也更加具体。现在,我国不同的钢生产企业可以生产不同类型的高强度钢板,它们的功能看似相近,但是性能和适用范围却不同。小批量生产专用汽车需要的高强度钢板存在一定的难度,会导致钢板生产成本上升。在钢板材料切割、成型和焊接工艺中,如果缺乏经验,会导致钢板的强度下降。

4、专用车轻量化设计迫在眉睫

随着汽车保有量的增加,能源、公害和安全成为汽车工业所面临的三大问题,其中能源问题最为突出。实现汽车的轻量化,提高燃油经济性是汽车节能最有效的途径之一。受到能源和环境保护的压力,世界汽车工业很早就开始了轻量化研究。作为有效的节能手段,汽车轻量化技术已经成为汽车工业发展的重要研究课题之一。汽车轻量化是国家节能减排战略的紧迫需要,更成为车企和全行业提高核心能力的现实需求。轻量化技术无论对传统汽车,还是新能源汽车,都是一项基础的共性技术。目前,轿车的轻量化设计已经成为设计中所必需考虑的因素,但在重车领域特别是专用车领域目前还没有形成定性的设计思维。汽车轻量化设计是通过降低汽车自身的重量,从而提高输出功率、降低噪声,提升操控性,可靠性,进而提高车速、降低油耗、减少废气排放量来达到提升安全性的目的。其关键技术在于轻质材料的应用与发展,结构轻量化设计及优化,新型制造及生产工艺技术。(WWTQ)

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