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文档简介

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250015 电动车全新增量,市场空间广阔 5 HYPERLINK l _TOC_250014 电池盒是新能源汽车的全新增量 5 HYPERLINK l _TOC_250013 铝挤压+摩擦搅拌焊为主流,激光焊和 FDS 或成为未来方向 6 HYPERLINK l _TOC_250012 电池盒市场空间大,复合增速快 9 HYPERLINK l _TOC_250011 高投入+成本+技术,三大核心决定行业壁垒 12 HYPERLINK l _TOC_250010 投入:就近建厂比拼资金实力 12 HYPERLINK l _TOC_250009 成本:规模

2、化和上下游一体化 14 HYPERLINK l _TOC_250008 技术:焊接工艺和功能持续演进 15 HYPERLINK l _TOC_250007 自主替代,国内企业走向全球 17 HYPERLINK l _TOC_250006 行业以第三方企业为主 18 HYPERLINK l _TOC_250005 国内企业有望全球领先 19 HYPERLINK l _TOC_250004 投资建议:关注电池盒龙头企业 22 HYPERLINK l _TOC_250003 凌云股份:电池盒+热成型双轮驱动,业绩迎来拐点 22 HYPERLINK l _TOC_250002 敏实集团:外饰件龙头,电

3、池盒实力领先 23 HYPERLINK l _TOC_250001 华域汽车:智能电动打开长期空间 24 HYPERLINK l _TOC_250000 和胜股份:铝型材起家,电池盒新秀 25图表目录图 1:大众 MQB 底盘构架 5图 2:大众 MEB 底盘构架 5图 3:电池托盘的结构 5图 4:Model 3 电池包的重量分布 6图 5:铝挤压电池托盘 6图 6:铝挤压电池盒制作流程 7图 7:TIG 焊 8图 8:CMT 焊 8图 9:搅拌摩擦焊 8图 10:激光焊 8图 11:预计 2025 年中国新能源乘用车电池盒市场空间 162 亿元 12图 12:预计 2025 年海外新能源乘

4、用车电池盒市场空间 242 亿元 12图 13:资产周转率较低(黑线) 13图 14:毛利率下滑较为明显(黑线) 13图 15:凌云股份前期向瓦达沙夫增资 14图 16:产能利用率对重资产企业盈利能力敏感性较大 15图 17:比亚迪刀片电池 16图 18:宁德时代 CTP 电池 16图 19:散热系统与底板相连结构 17图 20:CTC 示意图 17图 21:本特勒汽车部门收入是主要收入来源(单位:百万欧元) 19图 22:本特勒带冷却系统电池壳参数 19图 23:海斯坦普白车身和底盘零部件收入约 60 亿欧元 19图 24:2021 年上海车展海斯坦普底盘产品 19图 25:瓦达沙夫收入保持

5、增长 22图 26:瓦达沙夫净利润受产品转型升级影响亏损 22图 27:保时捷 Taycan 产量爬坡 23图 28:宝马 IX3 销量爬坡 23图 29:敏实集团近年来收入增速放缓 23图 30:2020 年敏实收入结构 23图 31:敏实集团电池盒订单和规划 24图 32:华域汽车营业收入 25图 33:华域汽车归母利润 25图 34:华域皮尔博格电池配套情况 25图 35:和胜股份收入实现稳健增长 26图 36:和胜股份利润实现稳健增长 26图 37:和胜股份汽车业务收入占比提升 26表 1:三种加工工艺的优缺点 6表 2:各种连接方式优缺点 9表 3:海外车企新能源车远期规划及近期变动

6、 9表 4:基于碳排放逻辑下的欧洲新能源车销量测算(万辆,g/km) 10表 5:美国历史上关于油耗目标的政策变动 10表 6:CAF 民事罚款费率上调的时间线 11表 7:美国新能源车收税抵免历年变化以及拜登拟推行的政策 11表 8:主要电池盒企业部分产能布局 14表 9:不同方案下电池包的变化 16表 10:主要电池盒企业 18表 11:国内主要电池盒企业 20表 12:凌云股份获得的部分电池盒订单情况 20表 13:瓦达沙夫获得大众、福特等多个知名汽车厂商的订单 21电动车全新增量,市场空间广阔电池盒是新能源汽车的全新增量电池盒是新能源汽车中的全新增量。和传统燃油车相比,纯电动汽车省却了

7、发动机后,动力传动系统大幅优化。传统汽车一般采用发动机前置、同时驱动后置的构架,不可避免需要传动机构实现动力的传输。纯电动汽车采用电机驱动,电机的放置可以根据车型灵活调整,从而省去了传动机构。电池壳体是新能源汽车动力电池的承载件,一般是安装在车体下部,主要用于保护锂电池在受到外界碰撞、挤压时不会损坏。图 1:大众 MQB 底盘构架图 2:大众 MEB 底盘构架资料来源:大众官网,资料来源:大众官网,电池盒是电池包的“骨架”,是重要的安全件。电池盒结构系统主要由电池 PACK 上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成,可以看作是电池 PACK 的“骨架”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护

8、(防水防尘)的作用。其中电池箱下箱体(即电池托盘)承担着整个电池组的质量以及自身的质量,并且抵挡外部的冲击,保护电池模组及电芯,是电动汽车重要的安全结构件。图 3 是奥迪 e-tron 电池盒示意图,采用网格型(或蛋形纸盒)结构,以在框架和下盖(既提供保护又提供机箱完整性)内固定和保护电池模块。图 3:电池托盘的结构资料来源:汽车材料网,出于轻量化需求,电池盒材料从钢向铝演进。电池 Pack 各主要部件中,质量最大的是电芯本体,其次为 Pack 下箱体、上盖、BMS 集成部件等。对特斯拉 Model3 电池 Pack拆解后称量各部件质量进行质量统计,下箱体重量占到 6.2%,重量为 29.5K

9、G。电池包壳体是最原始的动力电池包壳体材料,一般采用铸造钢板焊接而成,强度高、刚性高,质量重。早期电动汽车如 Nissan Leaf、Volt 采用钢制电池箱体,但制约了电池 Pack 的能量密度,影响电动汽车的续航。目前比较多的采用的是铝合金电池盒,相较钢而言大幅减轻了重量。图 4:Model 3 电池包的重量分布图 5:铝挤压电池托盘12.30%6.20%3.30%11.10%4.30%62.80%下箱体上盖电芯其他BMS模组壳体及支架资料来源:纯电动汽车动力电池包轻量化技术综述1,资料来源:搜狐汽车,加工工艺年代优点缺点使用场景代表车型表 1:三种加工工艺的优缺点铝挤压+摩擦搅拌焊为主流

10、,激光焊和FDS 或成为未来方向相比压铸和冲压,铝挤压形成型材后再进行焊接是当前电池盒的主流工艺。1)冲压铝板焊接电池包下壳体拉延深度,电池包振动、冲击强度不足等问题,需要车企具备较强的车身、底盘集成设计能力;2)压铸方式的铸铝电池托盘采用整体一次成型,缺点在于铝合金在铸造过程中易发生欠铸、裂纹、冷隔、凹陷、气孔等缺陷,浇铸后产品密封性较差,而且铸造铝合金的延伸率较低,在发生碰撞后易发生变形;3)挤压铝合金电池托盘是目前主流的电池托盘设计方案,通过型材的拼接及加工来满足不同的需求,具有设计灵活、加工方便、易于修改等优点;性能上挤压铝合金电池托盘具有高刚性、抗震动、挤压及冲击等性能。延伸度以及震

11、动、冲击强 钢制多,铝制冲压需要车企具Tesla model 3冲压早期强度及刚性高,成本低不需要进行进一步的焊度不足易发生欠铸、裂纹、冷备较强车身、底盘集成设计能力Nissan Leaf、Volt(钢制)压铸中期接工序,综合力学性能 隔、凹陷、气孔等,碰撞强后易变形小能量电池包大众 Golf GTE 插电混动、 Audi e-tron 和 BMW X5 插电混动(铝制)挤压当前主流成本较低,能提供较大的强度及刚性需要复杂的焊接工艺目前主流用途宝马 IX3、大众MEB 等主流电动平台资料来源:新能源汽车电池托盘应用现状及发展趋势2,纯电动汽车动力电池包轻量化技术综述,李日步,王海林,吴东升,吴

12、天男,高文龙,周瑞华,(江吉智新能源汽车科技有限公司,工程技术中心,轻量化性能开发科),201907,汽车零部件新能源汽车电池托盘应用现状及发展趋势,谭锦红,2019 年中国铝加工产业年度大会暨中国(邹平)铝加工产业发展高峰论坛具体来看,铝挤压形成电池盒的流程为:将铝棒挤出型材后采用搅拌摩擦焊工艺成型下箱体底板,并与 4 块侧板焊接成型为下箱体总成。目前主流铝型材采用普通 6063 或 6016,拉伸强度基本在 220 240 MPa 之间,如果采用强度更高的挤出铝型材,拉伸强度可达到 400 MPa 以上,较普通铝型材下箱体能再减重 20%30%。图 6:铝挤压电池盒制作流程资料来源:Mar

13、klines,焊接技术也在持续升级,目前主流为搅拌摩擦焊。由于需要将型材拼接,焊接技术对电池盒的平整度和精度有很大影响。电池盒焊接技术分为传统焊接(TIG 焊、CMT),以及现在主流的摩擦焊(FSW),更加先进的激光焊、螺栓自拧紧技术(FDS)和胶接技术等。钨极氩弧焊(TIG 焊)是在惰性气体的保护下,利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝,从而形成优质焊缝。但随着箱体结构的演变,箱体尺寸变大、型材结构变薄、焊后尺寸精度要求提高,TIG 焊处于劣势。CMT 是一种全新的 MIG/MAG 焊接工艺,利用一个较大的脉冲电流使得焊丝顺利起弧后,通过材料的表面张力、重力和机械回抽,形成连续的焊

14、缝,具有热输入小、无飞溅、电弧稳定以及焊接速度快等优点,可用于多种材料的焊接。例如,比亚迪、北汽旗下多款车型所使用的电池包下箱体结构,多采用 CMT 焊接技术。图 7:TIG 焊图 8:CMT 焊资料来源:新能源汽车电池包关键连接技术3,资料来源:新能源汽车电池包关键连接技术4,传统熔化焊存在热输入大引起的变形、气孔、焊接接头系数低等问题,因此更高效绿色、焊接质量更高的搅拌摩擦焊技术开始大量被使用。FSW 是以旋转的搅拌针以及轴肩与母材摩擦产生的热为热源,通过搅拌针的旋转搅拌和轴肩的轴向力实现对母材的塑化流动来得到焊接接头。FSW 焊接接头强度高、密封性好,被广泛应用于电池包箱体焊接领域。例如

15、,吉利、小鹏旗下多款车型的电池包箱体均采用双面搅拌摩擦焊结构。激光焊是利用能量密度极高的激光束照射在待焊材料表面,使材料熔化并形成可靠的连接接头。由于激光焊设备前期投资成本高、回报周期长,以及铝合金激光焊接困难等原因,激光焊尚没有得到广泛应用。图 9:搅拌摩擦焊图 10:激光焊资料来源:新能源汽车电池包关键连接技术5,资料来源:新能源汽车电池包关键连接技术6,为了缓解焊接变形对箱体尺寸精度的影响,出现了螺栓自拧紧技术(FDS)和胶接技术等,其中比较出名的企业有德国 WEBER 公司和美国 3M 公司。FDS 连接技术是一种通过设备中心拧紧轴将电动机的高速旋转传导至待连接板料摩擦生热产生塑性形变

16、后,自攻螺丝并螺栓连接的冷成形工艺,通常配合机器人使用,自动化程度高。在新能源电池包制造领域,该工艺主要应用于框架式结构箱体,配合胶接工艺,在保证足够连接强度的同时实现箱体的密封性能。例如,蔚来某款车型的电池包箱体就采用了 FDS 技术,3-6新能源汽车电池包关键连接技术,胡大武,张桂源,曹鹏程,顾伟,徐红勇,张阳阳,洪晓祥,吉华,金属加工(热加工),202008表 2:各种连接方式优缺点并已经量化生产。虽然 FDS 技术优势明显,但是也有其缺点:设备成本高、焊后凸起以及螺钉造价昂贵等,另外使用工况也限制了自身的应用。连接方式优点缺点传统熔化焊相对热输入小、无飞溅、电弧稳定以及焊接速度快变形、

17、气孔、焊接接头系数低摩擦搅拌焊焊接接头强度高、密封性好精度一般激光焊精度更强、变形小前期投资成本高、回报周期长螺栓自拧紧技术(FDS)精度更强、变形小,可以在框架式结构箱体使用设备成本高、焊后凸起以及螺钉造价昂贵资料来源:新能源汽车电池包关键连接技术7,地区车企/全球排名全球规划车型/平台规划表 3:海外车企新能源车远期规划及近期变动电池盒市场空间大,复合增速快海外新能源汽车政策稳定并有望加码,而困扰海外放量的车型问题也有望伴随未来两年车企规划落地而得以解决, 2020 年起海外市场已经进入“政策+车型”双向上的景气周期。以大众为代表的欧系车企,新能源汽车拐点将至。政策方面,欧洲政策持续加码,

18、其中影响最大的是碳排放考核,根据欧盟规定,2021、2025、2030 年欧洲乘用车平均碳排放需分别降至 95、81、59g/km,而 2018 年欧洲乘用车平均碳排放达到 120.4g /km,连续两年有所上升。欧盟对碳排放考核严格,根据欧盟法规规定,未达到预定目标的车企将面临高额罚金,每额外一克的 CO2 每公里排放处以罚款 95 欧元/台。车企及车型方面,在政策倒逼以及产业长期趋势推动下,海外车企巨头均提出远期新能源车车型及销量规划,2019 年以来包括大众、福特、丰田在内的车企更是上调了原有规划。到 2025 年,每年生产200300 万辆电动汽车, 电动车专属 MEB 平台预计未来十

19、年,总销量超 2200 万辆(原计划 8 年生命周期 650 万辆);2028 年欧洲大众(3)宝马奔驰(10)沃尔沃占总销量的 20%25%;新增 2030 年 40%电动车销量目标到 2025 年,新能源车销量占公司总销量的 15-25%到 2022 年,所有车型都提供电动款,到 20 年 Smart 品牌则全部纯电动化19 年全部车型配电动机并发布首款 EV,25 年电动车销量累计超 100 万辆推出 70 款 EV 车型(原计划 2025 年前 50 款)到 2025 年,提供 25 款电动车型(含 12 款 EV)拥有 SPA 和 CMA 两大平台,正在研发电动车专属平台 MEP,覆

20、盖全系车型美国通用(4)2026 年全球纯电动汽车销量规划为 100 万辆2020 年新能源车(含HV)销量占总销量2021 年推出专门的电动汽车新架构,支持 20 款以上新能源车型的开发福特(6)日韩雷诺-日产(2)1025%(新增:欧洲 2022 年底前电动车销量超过燃油车)到 2020 年,日产旗下有超过 20%的车辆将实现零排放的目标计划 5 年投资 310 亿人民币研发 13 款电动车(新增:2019 年在欧洲发布 8 款电动车,2024 年前再推款)2022 年前将发布 12 款纯电动车;日产与雷诺、东风成立合资公司易捷特7 新能源汽车电池包关键连接技术,胡大武,张桂源,曹鹏程,顾

21、伟,徐红勇,张阳阳,洪晓祥,吉华,金属加工(热加工),202008丰田(1)2025 年新能源车(含HV)年总销量达到 550万辆(原计划于 20302020 年初之前推出超过 10 款纯电动车;2025 年燃油车车型全部电动化年),其中 EV/FCV 合计100 万辆起亚(5)2020 年前累计推 9 款新能源产品,新能源车(含到 2020 年累计推 28 款新能源车型,包括 18 款 PHV,8 款 EV 和 2 款 FCVHV)销量占比超过 10%2030 年实现 15%为零排本田(8)放(EV 及 FCV)车辆,混动车(HV/PHV)占 50%资料来源: Marklines,insid

22、e EVs,从趋势上看,欧洲渗透率在 2021 年依旧有所抬升,但整体车市存在波动,故综合判断欧洲新能源车销量在 180-200 万辆,延续 40-60%增长。2022 年车市恢复与特斯拉本地化生产或成为增量。表 4:基于碳排放逻辑下的欧洲新能源车销量测算(万辆,g/km)碳排放约束2017A2018A2019A2020A2021E2022E汽车总销量1,5781,5621,5431,2351,2961,426CO2 达标值95%的 95g9595低排放倍数2.001.671.33车型碳排放-汽油车123.4125.9123.4120.9118.5EV13.520.734.171.3110.2

23、144.7PHEV13.115.619.354.877.185.7新能源车销量26.636.353.5126.1187.3230.5渗透率2%2%3%10%14%16%增速36%47%136%49%23%资料来源:欧洲环境署,Marklines,美国三大政策预期叠加,下半年成为落地观察窗口。2021 年美国新能源车销量在低基数下有望恢复性增长,特斯拉、传统车企均将成为增量贡献,全年有望冲击 55-60 万辆。与之同时,下半年将成为美国新能源车政策落地的观察窗口,主要的政策变化有三:一是油耗经济性标准的上调,美国在 2011 年落地了汽车油耗考核的目标,2017-2025年(二期)CAF 标准落

24、地,2025 年轻型车整体考核目标提升至 48.7mpg(碳排放 101g/km);2020 年 3 月 31 日,特朗普政府放宽了乘用车油耗和 CO2 排放标准,将2026 年油耗考核目标降至 40.1mpg。拜登拟提高燃油经济性标准,将较奥巴马时期更为严苛。该政策目前由美国环境部拟定,预计在 7 月会有初步版本落地。表 5:美国历史上关于油耗目标的政策变动制定年份政策周期考核年目标-EPA 工况2010 年 4 月2012-2016 年34.1 英里/每加仑,每英里碳排放 250g(155g/km)2012 年 8 月2017-2025 年48.7 英里/每加仑,每英里碳排放 163g(1

25、01g/km)2020 年 3 月至 2026 年2026 年目标 40.1 英里/每加仑当期欧盟 NEDC 法下碳排放目标为 2021、2025、2030 年 95、80.8、 59.4g/km,WTLP 法提升约 20%注:可参考的碳排放水平拜登承诺-不低于奥巴马政府时期制定的标准资料来源:CAF,二是油耗经济性罚款标准也将上调。当前 CAF 民事罚款费率为 55 美元每加仑、每辆车,2015 年奥巴马即通过国会将费率上调到 140 美元,由于特朗普政府期间多次政策调整,始终未得到执行,目前最新方案为 2022 年开始调整;根据测算,罚款率提升或增加每年 10 亿美元的合规成本,故也将推动

26、美国传统车企加快电动车布局。时间线政策变动表 6:CAF 民事罚款费率上调的时间线1997 年开始执行 CAF 违规民事处罚标准调整为每辆车、每加仑罚款 55 美元2015 年奥巴马政府和国会通过法律,要求罚款金额增长跟随通货膨胀,同年国家公路交通安全管理局(NHTSA)给出的方案中罚款为每辆车、每加仑 140 美元2016 年汽车创新联盟提出重新审议,核心是认为罚款率提升估算会增加每年 10 亿美元的合规成本;NHTSA 发布最终规则,同意不追溯,并从 2019 年起执行调整后的方案2019 年特朗普提出中止 CAF 民事罚款费率上调,2020 年 8 月被美国第二巡回上诉法院驳回2020

27、年 10 月汽车创新联盟提交请愿书,希望推迟民事罚款率提升至 140 美元的方案推迟到 2022 年开始执行2021 年 1 月特朗普任期最后几天,批准了 NHTSA 提出的民事罚款费率上调推迟到 2022 年的申请2021 年 1 月加州、纽约等 15 州起诉 NHTSA,反对将增加费率执行期推迟到 2022 年的决定2021 年 3 月拜登政府称 NHTSA 正在审查 CAF 处罚调整,计划在六个月内完成审查;拜登政府并不完全倾向于立即执行资料来源:CAF,三是美国新能源车税收抵免有望上调。根据现行规定,美国单一车企的前 20 万辆新能源车可享受税收抵免最高 7500 美元,销量达到后将实

28、施退坡(特斯拉、通用于 2019、 2020 年相继退坡)。2021 年拜登在基础设施计划中提出了 1740 亿美元电动车扶持计划,其中 1000 亿美元为税收抵免加码,此前据路透社报道,单车税收抵免上限有望抬升至 1 万美元。若该政策最终落地,则将显著提升美国车企尤其是特斯拉的经济性。政策变化政策内容表 7:美国新能源车收税抵免历年变化以及拜登拟推行的政策前期出台基准补贴(税收抵免)上限为 7500 美元,车企销量达到 20 万辆后,T+12 个季度退坡 50%,T+34 季度退坡 50%, 此后完全退出车企变化特斯拉、通用先后达到 20 万辆,2019 年下半年单车税收抵免分别为 1875

29、、3750 美元美国众议院议员提交2019 年可再生能源增加和能效法案(草案,表决后暂未通过),拟将车企的税收减免累计销量上2019.12 提案限提高至 60 万辆;此外还有关于二手车(2024 年前转手价低于 2.5 万美元,且车型发布 2 年后购买的二手车给予 2500美元税收抵免)、重型车(生产商 10%的投资税务补贴)税收抵免的规定拜登电动车计划基础设施计划包含 1740 亿美元电动车扶持计划,包括 1000 亿美元的消费者电动车退税、150 亿美元电动车基建、200亿美元电动车校车拨款、250 亿美元电动车公交拨款以及 140 亿美元其他电动车税收优惠。资料来源:CAF,inside

30、 EVs,纯电动汽车持续放量,新能源汽车电池盒市场空间快速扩容。基于国内和全球新能源车销量预计,我们通过假设新能源电池盒平均单车价值计算新能源汽车电池盒的国内市场空间:核心假设:1)2020 年中国新能源乘用车销量为 125 万辆,根据三部委印发的汽车产业中长期发展规划,合理假设 2025 年中国新能源乘用车销量达到 634 万辆,海外新能源乘用车产量达到 807 万辆。2)2020 年国内纯电动汽车销量占比 77%,假设 2025 年销量占比达到 85%。3)铝合金电池盒及支架渗透率维持在 100%,单车价值为 3000 元。测算结果:预计到 2025 年中国和海外新能源乘用车电池盒市场空间

31、约 162亿元和 242 亿元,2020-2025 年复合增速分别为 41.2%和 51.7%。图 11:预计 2025 年中国新能源乘用车电池盒市场空间 162 亿元图 12:预计 2025 年海外新能源乘用车电池盒市场空间 242 亿元18016014012010080604020201900E24.928.857.877.7100.3128.8161.7 12资料来源:Wind,资料来源:Wind,高投入+成本+技术,三大核心决定行业壁垒投入:就近建厂比拼资金实力电池盒行业是一个重资产行业,其特征体现在固定资产周转率低、毛利率受产能利用率影响大。我们对长江乘用车零部件指数分类,将其划分为

32、变速箱、冲压件、底盘结构件、发动机、轮毂、内外饰、汽车电子、轻量化、热管理和通用件十个细分行业,其中冲压件、轻量化和底盘结构件与电池盒本质相似,均为以金属为原材料,通过某种加工工艺使其变形为可用的材料。通过对比,这三者固定资产周转率相较于其他行业较低(图 12中黑线所示,2019、2020 年毛利率在行业下行期下滑幅度较为明显。图 13:资产周转率较低(黑线)6.005.004.003.002.001.000.0020162017201820192020变速箱冲压件底盘结构件发动机轮毂 内外饰汽车电子轻量化热管理通用件资料来源:Wind,图 14:毛利率下滑较为明显(黑线)31.0%29.0%

33、27.0%25.0%23.0%21.0%19.0%17.0%15.0%20162017201820192020变速箱冲压件底盘结构件发动机轮毂 内外饰汽车电子轻量化热管理通用件资料来源:Wind,注:为排除会计准则变更影响,用毛利率-销售费用率代替原本的毛利率变化重资产行业决定了前期资金投入大。2018-2020 年,凌云股份累计向瓦达沙夫增资 12.1亿元,利润端受前期投入较大影响,2020 年仍有一定亏损,亏损 1.9 亿元。 图 15:凌云股份前期向瓦达沙夫增资4.343.923.874.44.34.24.143.93.83.73.6201820192020资料来源:公司公告,电池盒体积

34、大,重量重,需要与主机厂或电池厂商就近建厂。根据特斯拉 Model 3 拆解数据,电池盒下箱体重量在 29.5KG,占到电芯的 6.2%,因此需要和在主机厂附近就近配套,国内主要电池盒企业如凌云、敏实等均在配套主机厂附近建有工厂。表 8:主要电池盒企业部分产能布局企业地区配套客户凌云股份海外保时捷沈阳华晨宝马涿州长城、奔驰宁德小鹏、广汽敏实集团浙江安吉日产、大众、奔驰、宝马等咸宁塞尔维亚沈阳华晨宝马和胜股份中山广汽江苏溧阳宁德华达科技江苏溧阳上汽时代等华域汽车上海新能源汽车头部企业资料来源:公司官网,公司公告,成本:规模化和上下游一体化由于电池盒前期高投入,因此产能利用率对其尤为重要。用 20

35、20 年和 2016 年的变化相比较,以每一单位的周转率变化带来的毛利率的变化来衡量企业盈利能力相对于产能利用率的敏感性,可以看出轻量化、冲压件和底盘结构件的影响均较大。由此可见,规模化和订单的先发优势对于电池盒企业尤为重要。 图 16:产能利用率对重资产企业盈利能力敏感性较大资料来源:Wind,采取上下游一体化策略,可以大幅降低成本。以福耀玻璃为例,其整合浮法玻璃原材料产线,降低了生产成本。浮法玻璃作为汽车玻璃主要原材料之一,占汽车玻璃总成本的三分之一以上。公司对原 2008 年放水停产的福清三线建筑级浮法玻璃生产线,自 2009年 10 月启动技术改造,升级改造成汽车级优质浮法生产线,公司

36、于 2010 年 9 月完成对重庆万盛浮法玻璃有限公司股权的收购,以快速实现汽车级浮法玻璃的生产能力。截至 2015 年底,公司浮法玻璃自给率超过 90%,大大降低了公司生产成本。对于电池盒行业来说,铝合金型材是进行焊接的核心原材料,打通上游一方面可以节约成本,另一方面也可以满足行业发展要求。目前主流铝型材采用普通 6063 或 6016,拉伸强度基本在 220240 MPa 之间,如果可以采用强度更高的挤出铝型材,如 Constellium 的 HSA6、性能超过 AA6611 的材料,拉伸强度可达到 400 MPa 以上,减重效果和强度都更好。技术:焊接工艺和功能持续演进电池盒的难度在于型

37、材的焊接工艺。根据 2021 年中国车身大会上,敏实集团工艺高级工程师梁军强发表的“多厚度组合铝合金焊接研究”的主题演讲,指出电池盒的工艺难在焊接,因为型材的厚度断面都不一样,每个地方厚度有很多组合,包括薄板和厚板、薄板和薄板、底板和横梁、水冷板跟横梁之间都有巨大厚度差异,因此焊接上非常难控制热输入。其次,电池盒产品大、焊道多、焊道长,要求焊道小。敏实针对这些问题,研发了焊接规范同步摆动技术、SAWP 低热输入技术、P-Stitch 鱼鳞纹焊接技术、P-MIX焊接技术、厚板高速焊接无飞溅技术、AC 交流脉冲工法、1.6mm 焊丝高效焊接应用等七个工法。电池包的变化也会带来电池盒的工艺变化。当前

38、,电池包布局朝减少结构件,增加带电量的方向发展。电池包有三种路线,分别为当前的电池模组,无模组(CTP),以及 CTC电池集成方案。CTP 为无模组方案,减少或去除电池“电芯-模组-整包”的三级 Pack结构。目前有两种不同的技术路线:以比亚迪刀片电池为代表的彻底取消模组的方案;以宁德时代 CTP 技术为表的小模组组合成大模组的方案。CTC 是直接将电芯集成在地板框架内部,将地板上下板作为电池壳体,是 CTP 方案的进一步集成,完全使用地板的上下板代替电池壳体和盖板,与车身地板和底盘一体化设计,从根本上改变了电池的安装形式。图 17:比亚迪刀片电池图 18:宁德时代 CTP 电池资料来源:无模

39、组技术在新能源汽车动力电池中的应用与研究8,资料来源:无模组技术在新能源汽车动力电池中的应用与研究9,表 9:不同方案下电池包的变化传统方案CTP 方案CTC 方案基本概念电芯模组电池包车身电芯电池包车身电芯车身空间利用率低高,电池包内利用率增加高,地板内空间利用率增加集成方案先电池本身集成,再安装到车上先电池本身集成,再安装到车上电池包有独立上盖/车身地板作为电池上盖(方案二)电池电量/增加 10%-15%方案二再增加 5%-10%电池是否承载载荷否否是可维修性可单独更换模组只能更换电池包只能更换电池包/更换电池包且重新密封资料来源:CTC 集成技术在电动汽车电池布置中的应用10,CTP 对

40、电池盒的碰撞要求和散热要求更高,电池盒焊接工艺以激光焊和 FDS 更优。以宁德时代 CTP 技术为例,电池组由至少两个大模块组成,每个模块通过紧固件连接到电池托盘上,最后将电池组固定到不同的横梁上。传统的三层结构的电池组提供了额外的一层保护,防止碰撞, CTP 技术去除了电池组的侧梁,电池将直接承受碰撞的影响。包装框架采用直接挤压铝制成,增加强度。上下壳体中部填满导热胶,在电芯侧壁与壳体之间设有压力或温度传感器,用于检测电池的形状变化和温度变化。因为对精度和硬度要求更高,宁德时代 CTP 的电池盒为框架承载式结构而非底板承载式结构,因此激光焊和 FDS 焊接技术更适合用于 CTP 技术。水冷系

41、统与电池托盘融合设计也是目前正在开发的一种方案,替代了外置冷却系统的设计,可以提高电池的散热效率。具体方式为将散热系统与底板连接形成一整体底板,再将其用搅拌摩擦焊方法与框架连接。8-9无模组技术在新能源汽车动力电池中的应用与研究,朱小燕,科技与创新,2020,vol.15CTC 集成技术在电动汽车电池布置中的应用,张涛,科学技术创新,202102图 19:散热系统与底板相连结构资料来源:新能源汽车电池托盘应用现状及发展趋势11,当前 CTC 电池集成方案存在多种技术难点,且电池防护是核心,仍需要电池盒厂商相关技术。CTC 是直接将电芯集成在地板框架内部,将地板上下板作为电池壳体,因此取消了电池

42、壳体,需要重点解决电池与车身的安装方案,电池的防水密封方案,电芯的封装方案,电池冷却方案,以及如何解决电芯作为结构件承载载荷的问题,最后还要考虑电池的可维修性。无论采用哪种技术方案,电池碰撞防护是核心,仍旧需要安装防护栏,需要用到目前电池盒厂商的相关技术,只是产品可能发生变化。图 20:CTC 示意图资料来源:Marklines,自主替代,国内企业走向全球新能源汽车电池托盘应用现状及发展趋势,谭锦红,2019 年中国铝加工产业年度大会暨中国(邹平)铝加工产业发展高峰论坛表 10:主要电池盒企业行业以第三方企业为主新能源汽车电池盒以第三方企业配套为主。目前,生产新能源汽车电池盒的企业主要包括两类

43、:第一类是外资底盘企业,如本特勒、海斯坦普;第二类是给国内的第三方供应商,如华域汽车、凌云股份、敏实集团、和胜股份等。由于电池盒作为重资产制造业,车企大规模自配经济性较低,电池盒以第三方供应为主。在具体供应时,如果电池 PACK由车企自行完成,那么车企会选择第三方企业供应电池盒;如电池 PACK 由电池厂完成,那么电池企业会选择第三方企业供应电池盒。目前行业内多由电池厂向车企供应电池模组,车企自行完成电池 PACK,因而电池盒也多由车企直接进行采购。公司自主/外资简介凌云股份自主敏实集团自主和胜股份自主华域赛科利自主本特勒外资海斯坦普外资公司是中国兵器工业集团公司下属的河北凌云工业集团有限公司

44、控股的上市公司,公司产品涵盖汽车零部件和市政工程塑料管道系统。2015年 9 月,公司收购德国 Waldaschaff Automotive GmbH 100%股权,通过全资子公司瓦达沙夫掌握铝合金电池盒核心技术,获得保时捷、宝 马、奔驰、长城汽车、广汽新能源、北汽新能源等多家车企的电池盒订单。公司成立于 1992 年,现已成为中国乘用车零部件市场中车身结构件、饰条及汽车装饰件的优秀供货商,为许多世界知名的国际汽车制造商提供产品。敏实积极布局铝电池盒业务,在英国、美国及中国等多地规划建设铝电池盒生产线。目前已获取包括大众 MEB、宝马、戴姆勒、本田、日产、雷诺、福特、沃尔沃、PSA 集团及捷豹

45、路虎等在内的多个主要汽车品牌的电池盒订单,跃居全球最大的铝电池盒供应商之一。公司战略规划未来实现铝电池盒业务的百亿营业额目标。公司是专注铝合金及其制品研究开发和生产加工的高新技术企业,是中国工业铝挤压材十强企业。2018 年公司已成功开发新产品动力电池托盘,并与比亚迪、吉利、广汽新能源、孚能科技、宁德时代等国内新能源汽车及动力电池行业领先企业建立合作关系,共同开发各种型号的产品,部分产品已于 2018 年下半年逐步实现小批量生产。成立于 2004 年,由华域汽车、上汽香港共同出资组建而成,致力于大型汽车覆盖件冲压模具的研发制造,已获得某新能源头部企业上海国产车型电池盒订单。本特勒集团(Bent

46、eler)于 1876 年成立于德国,是一家历史悠久的家族式集团公司,旗下设有四大构成部分,即:汽车工业,钢/管,机械工程和配送中心。2018 年 3 月,本特勒宣布本特勒汽车部门 Benteler Automotive 在德国Schwandorf 工厂举行了扩建工程的动工仪式。将 把工厂的生产、占地面积扩大至 1.5 倍,为知名整车厂生产电池托盘。扩建工程于 2018 年底竣工,2019 年投产。海斯坦普是欧洲主要的底盘金属零部件供应商。2020 年公司白车身及底盘收入 60.45 亿欧元(对应人民币约 485.1 亿欧元)。2020 年海斯坦普为日产 e-NV200 配套电池盒,2021

47、年为 Fiat 500 EV (意大利产)配套电池壳体。资料来源:公司公告,Marklines,BUSINESS INSIDER,本特勒主要产品包括汽车底盘、结构件、发动机及排气系统零部件、e-mobility 相关零部件。2020 年公司汽车部门收入为 56.7 亿欧元(对应人民币约 454.7 亿元)。公司主要由汽车部、金属/管路和物流部三个部门组成,其中汽车部门主要有 3 大品类的产品,包括了底盘及模块业务部门、结构件和发动机及排气系统零部件。2020 年,本特勒进一步加快自 2018 年以来的重组,并在电动出行和轻量化解决方案领域实施有针对性的项目,从而将其扩展为增长领域。目前本特勒参

48、与多款纯电动车(EV)的开发,还获得了新订单。该公司已为多家汽车制造商量产纯电动车电池托盘。2020 年,本特勒进一步扩大该增长领域,最近其扩建位于德国施万多夫的轻质结构件工厂并为德国汽车制造商生产电池托盘。2021 年上海车展,本特勒展示了带冷却系统的电池壳样品,采用了铝挤压、MIG 焊和粘胶密封的技术。图 21:本特勒汽车部门收入是主要收入来源(单位:百万欧元)图 22:本特勒带冷却系统电池壳参数6,8006,6006,4006,2006,0005,8005,6005,4005,2005,000201820192020汽车部资料来源:公司年报,资料来源:Marklines,海斯坦普是欧洲主

49、要的底盘金属零部件供应商。2020 年公司白车身及底盘收入 60.45亿欧元(对应人民币约 485.1 亿元)。海斯坦普主要面向小型乘用车配套车身骨架件,为 50 个品牌、800 多款车型供应,其主要业务包括三个领域:白车身和底盘零部件、机械零部件和模具,其中海斯坦普白车身和底盘零部件收入占比 80%以上。2020 年海斯坦普为日产 e-NV200 配套电池盒,2021 年为 Fiat 500 EV (意大利产)配套电池壳体。2021 年上海车展,海斯坦普展出了含 CTP 电池托盘系统、一体式热冲压地板、软区技术、MPDB 碰撞管理系统、纯电动平台前副车架、纯电动平台前下控制臂、翻转式弹簧臂、

50、五连杆后副车架、一体式防撞梁、铝制后副车架、动力电池托盘系统(水冷式电池)。图 23:海斯坦普白车身和底盘零部件收入约 60 亿欧元图 24:2021 年上海车展海斯坦普底盘产品8,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,0000201520162017201820192020白车身及底盘(百万欧元)资料来源:公司年报,资料来源:Marklines,国内企业有望全球领先企业技术和布局客户电池盒收入(订单)表 11:国内主要电池盒企业电池盒是电动车新兴赛道,中国企业有望成长为全球领先的供应商。中国电动车发展迅速,和传统燃油车相比对于海外而言有弯道超车的优势。国际巨头

51、虽然在技术储备上较为丰厚,但本土企业兼具贴近市场和低成本量大优势,和国际巨头在新赛道上属于同一起跑线发展,未来本土优质企业产业地位有所提升。国内企业做电池盒的新进入者较多,但如第二部分分析,电池盒是一个需要高投入,规模化和一体化降低成本,技术工艺要求高的行业,目前从国内企业来看,凌云股份、敏实集团、和胜股份获得较多车企电池盒订单,处于行业第一梯队。凌云股份轻量化结构件,铝制托盘,上盖板 保时捷、宝马、长城、奔驰等敏实集团型材到托盘大众 MEB、日产、宝马、奔驰等亿和胜股份电芯-模组-PACK 结构件均有布局 CATL、广汽、比亚迪等客户 2020 年电池盒下箱体产量 14 万支,下箱体收入约2

52、.5收到孚能科技(镇江)有限公司新能源汽车电池箱体祥鑫科技精密冲压件孚能科技江苏恒义汽配(华达)熔铸、型材挤压、焊接上汽时代等具备柔性轧制板、激光拼焊板、补丁产品的定点通知,根据客户预测,此次获得的定点项目量产时间为 2021 年 4 月,生命周期为 10 年,预计项目销售总额约 9.3 亿元人民币。公司 2020 年生产新能源汽车电池托盘 12 万只,市场占有率 10%左右。根据公司战略规划,预计 2021年电池托盘销量达到 30 万只,2022 年电池托盘销量达到 50 万只,2025 年电池托盘销量达到 100 万只,销售额达到 20 亿元左右,市场占用率达到 16%左右。华域汽车板等复

53、杂车身热成形结构件技术的自主开发制造能力新能源汽车头部企业威唐工业精密冲压件VINFAST取得了VINFAST 某车型电池箱体总成的项目定点,该项目预计生命周期为 5 年。金鸿顺在超高强度钢冷冲压模具、真空助力器壳体多工位精密模具、底盘超长高强度零件模具和异形管件复杂成型模具等领域竞争力强上汽大众、上汽通用公司主要与上汽通用、上汽大众同步开发新能源电池盒托架总成,项目已进入量产。目前,公司已与大陆汽车等著名跨国汽车零部件供应商共同开发以铝合金为原材料的真空助力器壳体和电池盒盖冲压技术,应用于沃尔沃及奥迪部分车型。资料来源:各公司公告,凌云股份通过收购掌握电池盒核心技术,获得众多豪华品牌客户认可

54、。Waldaschaff Automotive GmbH(简称“瓦达沙夫”)成立于 1937 年,自成立以来与各大汽车主机厂如奥迪、保时捷、宝马、福特及兰博基尼等保持着良好的客户关系。瓦达沙夫主要产品类型为轻量化铝制零件包括铝制保险杠系统、电池盒、车门框及组合件、铝制型材结构件及仪表盘支架。2015 年 9 月,凌云收购德国瓦达沙夫 100%股权。凌云通过全资子公司瓦达沙夫掌握铝合金电池盒核心技术,获得保时捷、宝马、奔驰、长城汽车、广汽新能源、北汽新能源等多家车企的电池盒订单。表 12:凌云股份获得的部分电池盒订单情况时间配套项目2017 年 7 月获得保时捷纯电动跑车 J1(Taycan)车

55、型电池盒项目定点2017 年 11 月获得宝马汽车IX3 车型电池盒项目配套权,为国内获得的首个高端量产车型电池盒项目,该项目将在 2020 年实现量产2018 年长城电池盒实现量产,宝马电池盒顺利交样,并新增宝马 I20、奔驰、奥迪和大众平台电池盒项目定点。获得北京奔驰指定车型电池盒项目定点,获奔驰指定车型电池盒等产品2019 年项目定点,获得公司被选为上汽通用 BEV3 平台电池盒体横梁等零件开发/制造的供应商。资料来源:公司公告,瓦达沙夫拥有尖端轻量化技术和铝、钢集成制造工艺,获得大众、宝马等知名厂商的认可。瓦达沙夫的主要产品为汽车金属零部件,包括车门、后挡板、引擎盖组件和结构件等,在汽

56、车轻量化铝合金制造领域技术较为领先,其客户包括德国大众汽车集团(主要服务于奥迪、保时捷、斯堪尼亚)、福特、通用、宝马等知名汽车厂商。凌云股份收购瓦达沙夫后,公司在铝合金轻量化汽车零部件产品方面的加工技术得到快速的提升,并获得了宝马、奔驰等高端车型在国内的配套资质。研发方面,凌云股份以瓦达沙夫研发团队为核心设立欧洲研发分中心,形成同步研发体系,可以覆盖到国内分子公司。表 13:瓦达沙夫获得大众、福特等多个知名汽车厂商的订单客户车型产品产品阶段预计产品生命周期FordC519窗框零件量产初期2018-2024 年TowerVS30框架量产初期2018-2027 年AudiAU 516电池零件量产初

57、期2018-2026 年BMWG2x (GER)保险杠预备生产期2018-2025 年BMWG2x (MEX)保险杠预备生产期2019-2026 年PorscheTaycan 仪表盘支架 预备生产期 2019-2026 年 PorscheTaycan 电池盒 预备生产期 2019-2026 年 BMWi20电池盒 建设期 2021-2029 年资料来源:公司公告,凌云股份激光焊技术领先。2015 年 1 月 8 日在人民大会堂举行的国家科学技术奖励大会上,由凌云股份与华中科技大学、华工激光、神龙汽车、武汉法利莱等单位共同自主研发的“汽车制造中的高质高效激光焊接、切割关键工艺及成套装备”项目,荣

58、获国家科技进步一等奖。该项目历经十二年技术攻关,在全球汽车制造技术史上创下 5 个首创,实现多项关键技术创新,其中多个技术参数超越国际标准,共获发明专利 26 项,实用新型 39 项,软件著作权 2 项,形成地方和企业标准 3 项,打破国外垄断。敏实集团在电池盒方面进展迅速,客户和产能迅速布局。公司成为大众最大的电动车平台 MEB 在欧洲区域的战略供货商;同时,公司还与宁德时代展开合作;此外,公司也获得了宝马、日产、雷诺等多个客户。产能方面,公司在 2020 年在塞尔维亚设立两间工厂分别展开电池盒及铝件生产线的布局,目前完成多间厂房的建设并对多条大型挤出线进行安装调试;在捷克,公司已完成电池盒

59、工厂的厂房确认及设备规划工作;在中国,公司新增成都、沈阳电池盒工厂,并于咸宁设立囊括电池盒及金属饰条产品的生产工厂。 2020 年公司电池盒业务收入 9571 万元。投资建议:关注电池盒龙头企业凌云股份:电池盒+热成型双轮驱动,业绩迎来拐点凌云股份获得较多车企电池盒订单,处于行业第一梯队。凌云股份通过收购掌握电池盒核心技术,获得众多豪华品牌客户认可。Waldaschaff Automotive GmbH(简称“瓦达沙夫”)成立于 1937 年,自成立以来与各大汽车主机厂如奥迪、保时捷、宝马、福特及兰博基尼等保持着良好的客户关系。瓦达沙夫主要产品类型为轻量化铝制零件包括铝制保险杠系统、电池盒、车

60、门框及组合件、铝制型材结构件及仪表盘支架。2015 年 9 月,凌云收购德国瓦达沙夫 100%股权。凌云通过全资子公司瓦达沙夫掌握铝合金电池盒核心技术,获得保时捷、宝马、奔驰、长城汽车、广汽新能源、北汽新能源等多家车企的电池盒订单。受益电池盒逐步放量,瓦达沙夫收入显著增长,受前期投入较大影响,利润端仍呈亏损状态。2020 年瓦达沙夫收入 15 亿元,相较于 2019 年 9.0 亿元和 2018 年 7.3 亿元显著增长。电池盒需要大量资本投入,2018-2020 年,公司累计向瓦达沙夫增资 12.1 亿元,利润端受前期投入较大影响,2020 年仍有一定亏损,亏损 1.9 亿元。图 25:瓦达

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