汽车行业技术与产业链深度报告

1、 汽车行业技术与产业链深度报告混动赛道宽且长，自主龙头蓄势待发 报告综述政策+需求双轮驱动混动汽车高速增长。未来 15 年乘用车企业面临较大油耗压力（2035 乘用车新车油耗降至百公里 2.0L，节能车油耗降至 4.0L）， 纯电动车用户痛点短期难解决，渗透率暂不高，而纯油车受制于内燃机限 制难以进一步提升能效，致乘用车企业节能车降耗压力陡增，未来混动车 渗透率快速提升是必然趋势。据路线图 2.0 预测，未来五年混动车将高速 增长，2025 年有望近 1000 万台。混动车将加速替代纯燃油车：混动车具备用车成本低，动力性突出等优势，且新一代混动技术集成度高，采用专用发动机，可实现购买成本无限接

2、近燃油车。较纯电动车，混动车具备适用环境多，补能便利等优点。混动系统研发重点在于高效率发动机、混动系统硬件集成化与混动系统控制策略。混动车的发动机持续工作在高效区间，以达节油目的，动力部分的损失由电动机补偿。此外，混动车具备多种工作模式，灵活切换纯电、 串联、发动机直驱、并联模式以达到不同使用场景下能耗与动力的最佳表 现。头部自主车企推出新一代混动技术。比亚迪在混动领域具备积累，经济型混动技术平台和动力型技术平台齐发，经济型混动平台产品实现购买价与燃油车齐平，用车更省，耗电为主；其动力型平台产品凸显动力，搭载于 高端车型实现品牌向上。长城柠檬混动平台三套动力总成，追求全速域、 全场景效能最优，

3、使用两档变速器成本相对较高，或优先搭载于高配车型。混动格局变迁，自主品牌迎来宝贵机遇期。自主新一代混动技术参数不输合资，技术突破主要体现在高效发动机、混动系统集成度、纯电续驶里程三方面。从格局看，自主头部企业在混动赛道的主要对手是日系。凭借混动车节能与动力性双重优势，抢占纯油车份额，且有望基于新一代混动技 术打造特色产品，实现品牌价值上探。一、 政策+需求双轮驱动混动汽车高速增长1.1 政策之轮：油耗限值压力显著增加我们在 2021汽车业年度策略强品牌、赢未来中判断：随电池成本下降和混动技术成熟，2021-2022 年自主品牌和日系大量混动车将上市，相比燃油车有更强的动力、亏电油耗比同级燃油车

4、更低，成 本也有望逼近同级燃油车。混动车将迎来渗透率快速提升期。按节能与新能源汽车技术路线图 2.0的预测：2025年汽车新能源车辆渗透率 20%，混动车型年 销量提升至乘用车节能车年产销规模的 50%，则 2025 年混动乘用车销量将接近千万辆规模， 2020-2025 年复合增速 83%。乘用车油耗限值压力大：根据节能与新能源汽车技术路线图 2.0，2025/2030/2035年乘用车节能 车（燃油车+非插电混动车）新车平均油耗将降至 5.6/4.8/4.0L每百公里，纯燃油车型受限于内燃机 工作原理与机械结构限制很难进一步提升能效，混动车型占比不断提升成必然趋势。节能与新能源汽车路线图

5、2.0 指明远期空间：节能与新能源汽车技术路线图 2.0预测 2035 年我 国新车销售 4000万台，其中 50%以上为新能源车型（纯电动车占 95%以上），传统能源车辆全部为混动车型。截至 2020 年底我国新能源车保有量约 500 万台左右，渗透率仅 1.75%，且纯电动车短期无法解决 续驶里程短、用车不便等消费者痛点，这意味着乘用车企靠提升纯电车占比来应对双积分压力作用暂时有限，依靠节能车降耗是必然选择，而传统内燃机进一步降耗空间有限且成本较高，为应对双击分压力，混动车型渗透率必将迎来上升拐点，且长期提升空间大。明确碳达峰、碳中和时间点进一步推动汽车行业混动加速。2020 年 12月在

6、气候雄心峰会上发表题为继往开来,开启全球应对气候变化新征程的讲话表明中国将“力争 2030 年前 二氧化碳排放达到峰值，努力争取 2060年前实现碳中和”。随着我国汽车行业技术进一步成熟，汽车领域碳排放法规将进一步严苛。为实现碳中和，欧盟通过了碳排放法案，设定了全球最严格的汽车碳排放目标，2021年起所有在欧 盟范围销售的乘用车碳排放不得高于 95g/km，相当于汽油车每百公里油耗 3.24L，超出碳排放标准 的车辆将受到 95 欧元/g 的罚款。欧洲在纯电动、混动车型推广领域已迈入补贴与惩罚机制并行阶段。为满足严苛碳排放要求混动车型切换必不可少。对于海外汽车集团而言，大众集团宣布到 2050

7、 年实现碳中和，戴姆勒集团计划 2039 年实现碳中和，2030 年要让插电式混合动力车型+纯电动汽车占到其总销量的 50%以上。中国也通过“双积分政策”实现惩罚机制，推动企业进行混动车型切换。根据经修订后将于 2021 年实施的乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法，插电式混合动力车型单辆仍可为车企提供 1.6个正积分，相当于续航里程在 214km的纯电动车辆。混动车型销售有利于企业正积分维持。我国混动技术整体水平已有较好发展，2019 年插电式混合动力乘用车 B 状态(储能装置处于运行放电结束的最低荷电状态)油耗达 4.3L/100km，相比乘用车平均水平节油 25.9%，提

8、前实现技术路线图 1.0 版 5L/100km 的能耗目标。自主品牌各企业根据自身产品规划与技术积累推出了不同构型的混动技术产品，长城、比亚迪等品牌新一代混动技术产品将于 2021年开启投放，以实现对纯燃油车的逐步替代。1.2 需求之轮：省油+动力性兼具，快速替代纯燃油车在省油方面，一台混动车具备不充电只加油、不加油只充电、油电混用这三种使用方式。其中不加 油的纯电模式最节能，经济性最好。不充电只加油的模式补能最方便，便利性最好。油电混用模式 的经济性、便利性介于两者之间。经测算，使用一台售价 10 万元的插电混 A 级轿车 5 年（日平均行驶里程 30km），在不充电只加油 的使用模式下比同

9、级别纯燃油车节约约 0.7 万元，油电混用模式下节约油费约 0.9 万元。日平均行驶里程越长，使用纯电行驶的里程越多，混动车型为消费者节约的油费越多。除丰田、本田外，其它合资品牌混动车往往采取在已有燃油动力系统基础上直接加装电机、电池、 电控的方式实现混动，混动系统集成度较低，这带来了高昂的成本增加，使得这些合资品牌车型混 动车比其同级燃油车贵 2-5 万。最新一代混动技术将发动机、电动机、变速箱、电控系统作为整体进行设计，发动机（不需要追求 高功率，结构简化）和变速箱（档位数量减少，机械结构简化）大幅简化，显著降低成本。以比亚迪 DM-i 系统为例，通过全系搭载自产磷酸铁锂电池+发动机针对性

10、优化设计+取消双离合变速箱显 著地降低了混动车动力系统的成本，在国家对于新能源汽车减免购置税和插电混补贴的优惠政策支 持下，可在 A 级车实现插混车整车落地价与现有燃油车型保持一致，还能在全生命周期节约油费， 做到“购买平价、使用更省”，大幅提升混动车型竞争力。短期来看，新能源车购买补贴将于 2022年之后退出，仍有两年窗口期，现行补贴及购置税优惠支撑 混动车型通过购买平价完成早期渗透。不考虑混动车用车体验差异，仅从使用成本角度考虑，新能 源车购买补贴退出以后，混动车型的节油表现可支持新车购买价高于同级别燃油车1 万元左右。长期看，随着油耗法规日趋严格，为提升油耗表现，燃油车型发动机设计势必进

11、一步复杂化，推动 燃油车型价格上涨。随着节能减排要求加严，燃油车型加收排放税也存在潜在可能。同时，随着补 贴退坡（补贴要求混动车型纯电续航里程大于 50km，需要大容量电池），搭载小容量电池的混动车 型将推出，电池成本可进一步下降，与规模效益共同带来成本下降，最终实现购买平价。从加速表现看，混动车型有电机助力，能够输出更高的功率，加速更快。比亚迪、长城混动新品的 百公里加速时间都能快于合资品牌燃油车型 2-3s，同时优于合资品牌高功率（280TSI）车型的加速 表现。高速运行时能够显著感受到混动车型的加速性能优势。1.3 需求之轮：缓解里程焦虑、混动车使用便利上远优于纯电车混动车型的发动机废热

12、可用于冬季保暖，用户冬季用空调无焦虑。利用发动机废热进行热管理，在 冬季进行电池加热（电池加热可保证续航里程）可无需使用电池电量。不会出现纯电动车型在冬季 续航里程大幅缩减的问题（一部分电池能量被用于电池加热和座舱取暖，未能用于行驶）。从根本上 解决消费者使用纯电动车型中，在冬季“不敢开空调”、“续航里程大幅缩减”的痛点。以理想 ONE 为例，通过热管理系统实现发动机、电池组和空调三套循环系统间热量的传递和利用， 在冬季充分利用发动机废热，能够在-10C环境下将续航里程衰减控制在 5%之内，混动车型在冬 季可用性方面的优势，使其在高海拔、高纬度地区推广具有突出意义。混动车型充电是可选选项，而不

13、是纯电车型的必须选项。混动车型主要通过加油补能，加油远比充 电方便快捷。相较于电动车型快充 30-60分钟的充电时间，混动车型加油只需要 5-10分钟，混动车 型具备补能网点密度高、补能速度快的优势，能解决消费者“充电耗时长”、“充电桩排队”的痛点。二、 混动技术趋势走向多模式混合2.1 混动技术原理：通过电机对发动机输出的动力“多退少补”混动系统本质上是通过电机系统的调速匹配，让发动机始终保持在高效运转区间，实现降低油耗的 目的。内燃机在不同转速和输出扭矩下将燃油转换成动能的效率不同，内燃机万有特性图内的蓝色 部分为高效工作区间，对应低油耗，红色区域对应低效工作区间，对应高油耗。 在内燃机输

14、出过多动力时通过发电机将动力转化为电能暂时储存，当内燃机输出动力不足情况下由 电动机补充动力。通过对动力的“多退少补”使发动机一直工作在高效率区间，以达到节油的目的。因此，混动系统 研发的关键要素之一就是打造专门的高热效率发动机。相比普通发动机可为了热效率放弃动力性， 一般使用自然吸气方式，采用高压缩比来实现高热效率，动力部分的损失，由电动机来补偿。汽车混动系统包括储能元件（油箱和动力电池）和能量转化部件（发动机和电动机）。其中发动机只 能将燃油转化为动力，而电动机可以将电池的电能转化为动力，或做发电机使用将动力转化为电能 存储进电池。电动机和发动机都能通过传动机构为车轮供能。2.2 混动技术

15、趋势：双电机+串并联模式基于上述的原理，一台混动汽车往往拥有串联模式、纯电模式、发动机直驱模式、并联模式四种工 作模式。根据该辆混动车处在不同使用环境，切换适合的工作模式。串联模式：车辆只由电动机驱动。发动机只向发电机提供动力，不向车轮提供动力。需要独立 的发动机和电动机，发电机为电池充电，电动机使用电池和/或发电机提供的电能将其转化为动 力传动到轮胎。该模式的优势是结构较为简单，且发动机可以一直工作在最高效的工作区间。缺点是发动机不能为轮胎提供动力，同时因为能量转化过程中存在损失，以及高速行驶中因功 率需求高，发动机很难维持最高效的工作区间，高速油耗高。纯电模式：只由电动机驱动车辆。此模式下

16、混动车型和纯电车辆并无区别。此模式往往只针对 低速起步等特别能发挥纯电模式特性的场景。部分具有良好充电条件的消费者对此模式有额外 需求。但由于混动车同时还搭载油箱及发动机，布置空间有限，电池容量一般偏小，此模式下 续航里程与能效表现不如一辆纯电动车。发动机直驱模式：只由发动机机驱动车辆。发电机（可由电动机充当）根据情况发电，为电池 充电。针对部分车速区间（60-100Km/h）的定速巡航工况这类最体现发动机经济性的使用场景， 由于没有串联模式所需的额外能量转化步骤，直驱模式油耗表现最佳。并联模式：发动机和电动机同时驱动车辆。往往是需要急加速（超车）或是超高速巡航的情况 下，在车辆对扭矩或功率有

17、较高需求的场景下采用。是输出功率最高的模式，在此模式下，若 电池容量充足，在输出同样高功率的前提下，混动车型能耗显著低于燃油车型。就应用场景而言，四种模式各有侧重，城市用车场景下，串联模式因不受电池剩余电量影响，节能 效果好。同时，通过串联模式为车辆电池补能可以保持车辆电池电量，降低消费者找桩充电的焦虑， 提升使用体验。但串联模式需要两个电机，分别承担发电机和驱动电机的职能，会带来成本的提升。 系统是否拥有两台电机，是能否使用串联模式的前提。此外，由于一辆混动车的四种混动模式的优势应用场景各有不同，能够使用多种混动模式协同工作 是混动车型在全速度区间保持优良驾驶体验和节油性能的关键。例如理想

18、ONE 的车型就只是单一的串联模式，城市道路油耗表现出色，但在高速工况油耗表现不佳。一台混动车的驱动模式多样，各模式适用场景各不相同，因此混动车型的研发难点有 1）硬件方面： 如何实现多种模式并将动力总成集成在有限空间内；2）软件层面：不同模式间切换控制策略。混动 车型研发的难度集中在高效率发动机、混动系统硬件集成化和混动系统控制软件三方面。三、 技术换代，头部自主车企推出新一代混动技术3.1 比亚迪 DM-I、DM-P 双平台齐发比亚迪 2008年推出第一代 DM 技术，2013年推出第二代 DM 技术，2018年推出第三代 DM 技术， 是我国插混乘用车的开创者。公司于 2020年发布第四

19、代混合动力技术双平台战略：DM-（I Dual Model intelligent）和 DM-P（Dual Model powerful）。其中 DM-i 平台主攻经济性，百公里油耗低至 3.8L，百公里加速 7.3 秒。DM-p 平台主攻动力性。DM-i 和 DM-p 均能实现四种典型的混动工作模式。 DM-p 混动系统的核心技术在于基于此前三代 DM 平台开发带来的系统控制经验，实现五大模式的协 同工作。DM-p 混动系统在汉 DM 上搭载，已在销售中。DM-i 超级混动是以电为主的混动技术，大功率电机驱动，大容量动力电池供能为主，发动机为辅的 电混架构。1)双电机 EHS 电混系统。三档

20、峰值功率；峰值扭矩 316Nm/325Nm;最高转速 16000rpm。2)骁云-插混专用高效发动机。发动机做“减法”，聚焦工况热效率。热效率高达 43.05%。3)DM-i 超级混动专用功率型刀片电池。单体数量少：整个电池包只有 10-20节刀片电池；结构简化： 零部件减少 35%以上。纯电续航里程最高达到 125km，支持直流快充和交流慢充。DM-i 混动系统搭载于秦 Plus、宋 Plus、唐，将于 2021年 3月上市，覆盖轿车、SUV、MPV 车型。 其中秦 Plus 55KM 尊贵型车型补贴后预售价格为 10.78 万元。DM-I 混动技术平台车型主要优势：1） 享受免除购置税补贴

21、后，DM-i 车型几乎与燃油车型同价: 全系搭载磷酸铁锂电池+发动机针 对性设计优化+LGBT自供，从而降低成本。2） 高配车型续航里程长于市面上现有的混动车型。3） 节能表现突出：轿车、SUV 车型综合油耗分别低于 4L/100km、4.5L/100km，优于目前市 场上插混车型 5-6L 油耗表现 。DM-P 混动技术平台车型主要优势：1） 具备极佳的动力性。以汉为例，具备 321kW 的最大功率，和电机带来的 650Nm 的最大 扭矩。2） 通过后桥（P4）电机使车辆无需传动轴获得四驱效果，动态性能表现好。3.2 长城柠檬 DHT 混动系统追求全速域最优2020 年 12月 15日长城发

22、布柠檬 DHT（Dedicated Hybrid Transmission，专用混合动力变速器） 混动技术平台，柠檬混动 DHT 采用双电机混联拓扑结构，可实现 EV 行驶、混联驱动、串联驱动、 能量回收、怠速停机等各种工作模式，通过控制系统智能切换实现各种驾驶场景下动力与油耗的平 衡。追求实现全速域、全场景效能最优的全新混动技术。可实现 HEV 和 PHEV 两种动力模式，动 力总成体现高集成度，将 2 个电机控制器、1 个多模混动变速箱、1 个混动专用发动机、2 个电机、 1 个集成 DC-DC 组成七合一动力系统。长城柠檬 DHT 主要在动力性上发力，对于车重较大的 SUV 车型在零百加

23、速成绩表现出色。我们预计将优先布局在现有中高端燃油主销车型上，柠檬平台车型或将出现低配为燃油/HEV 车型，高配为 PHEV 车型的产品布局。长城柠檬 DHT混动系统追求全速域、全场景效能最优。即在城市工况、中高速工况、高速大负荷工 况三大不同速度、不同加速减速需求的工况下均能通过合适的驱动模式来提升混动车型节能效果。 主要通过控制策略、发动机具备两个档位这两方面来实现上述诉求：1）控制方面。针对电机、发动机匹配进行优化，能够通过电机辅助实现变速箱无滑磨情况下让发动机介入，实现高平顺性。2）发 动机具备多档位接入混动系统，能使发动机+变速箱的组合获得更宽的高效运转区间，使得发动机在 更广的行驶

24、速度范围里能以最高效率工作。3.3 比亚迪 VS 长城，技术路线一致，方案定位各有侧重长城和比亚迪新一代混动技术的共性在于均使用双电机+多模式混合方案，能够实现四大模式协同工 作，并且能够通过电机的辅助，使车辆获得较好的驾驶平顺性。两者的差异主要体现在定位上，比亚迪 DM-i、DM-p 混动系统分别在成本控制和动力性上发力。大量自供零部件助力 DM-i 降本，与燃油同价。大幅简化发动机(无轮系，无涡轮增压)，电池、 LGBT自供。高功率电机的电驱后桥体现 DM-p强动力性：电驱后桥最大功率 180kw，最大扭矩 330Nm。 长城混动系统更注重全面发展：发动机两档变速器提升能耗表现，但增加了成

25、本。可选的纯电后桥可搭载于旗舰车型：可搭载最大功率 135kW 轮边扭矩 250Nm 的电驱后桥， 构成组合整车功率的 320kw 的四驱混动系统。两家自主品牌混动系统开发的定位差异体现了各自品牌基因的差异：比亚迪在三电领域具备长期的技术积累，使得大幅度压缩成本和进行大功率混动总成设计成为可能， 因而推出 DM-i 系统，针对追求极致节能的用户。得益于比亚迪 542 战略，消费者对于比亚迪拥有 “5.9s 破百”的品牌形象基础，因而推出 DM-p 系统，针对追求动力性的用户。长城由于旗下车型几乎全部为 SUV 车型，油耗表现天然不占优，但拥有高端品牌 WEY，能够承担 相对较高的整车价格，因此

26、选取成本相对更高(多了两档变速器）、控制更复杂、但油耗表现更好(两 档变速器能大幅扩大发动机的最高效工作区间）的方案。兼顾动力性和燃油经济性。四、 混动格局变迁，自主品牌迎来宝贵机遇期4.1 自主品牌新一代混动技术突破，与合资品牌同台竞技随着比亚迪 DM-I、DM-P 以及长城柠檬 DHT 技术平台的发布，自主品牌混动车型在技术参数上与 合资品牌同一起跑线上。自主品牌的技术突破具体现在 1)高效率发动机、2)混动系统集成化平台化、3）纯电续航里程三个方 面上。1）高效发动机：由于混动车型需要尽可能让发动机处于高效的工作区间，并且发动机起步功率不足 的问题可通过电动机驱动弥补。因此为最大化发动机

27、效率，混动车型往往采取阿特金森（米勒循环） 循环发动机，其最大的特点是通过进气门延迟关闭，实现气缸做功行程大于压缩行程。对自主品牌而言，比亚迪研发成果已经落地，推出了骁云-插混专用发动机，其热效率可达 43%。长 城柠檬 DHT也采取了专用发动机，发动机参数达到合资品牌水准。吉利目前正在进行高热效率发动 机研发。上汽集团插混发动机更专注于动力性，混动车型采用“蓝芯”1.5TGI 缸内中置直喷涡轮增 压发动机。比亚迪、长城混动专用发动机已在峰值功率、热效率等指标上优于合资品牌。2）混动系统集成度。比亚迪、长城汽车的混动方案实现了双电机与发动机的协同工作、混动系统多 合一总成化，与丰田、本田混动系

28、统达到了相似的高集成度。并且，混动技术平台化,能对混动与插 混展开适配。比亚迪 DM-I系统能适配高低容量两种电池，长城柠檬 DHT系统可覆盖 12-45kWh电 池，集成电机功率 100-130kW，高配车型将加装电驱动后桥，可实现整车 320kW 的高功率输出。 吉利、上汽产品相较于通过改装现有燃油车型，在发动机与变速箱之间增加电机实现混动的大众 PHEV 系统，系统更为复杂、集成度更高。3）纯电续航里程方面。对于插电混动车型中，更长的纯电续航可以满足具备良好充电条件、消费者 更高出行半径的需求，同时也能最大限度降低用车能耗成本。纯电续航里程方面，长城柠檬 DHT混 动平台 200km 功

29、率纯电续航里程优势最大，考虑其 45KWh电池带来成本提升，将优先搭载于中高 端车型的高配款上，其次是比亚迪 DM-I 高配版车型达到 120km。4.2 格局展望：技术领先，自主混动将快速渗透自 2017 年以来，普通混合动力和插电式混合动力乘用车销量稳步上升，2020 年销售 48 万台，占 乘用车总销量的 2.45%。相对于纯电动乘用车 100 万销量，4.95%的渗透率仍有一定差距。 过去混动车渗透率偏低的原因主要有：1）混动车型价格相对偏高，相对于同级燃油车型往往存在 2-5万元价差；普通混合动力汽车无补贴 及免牌照优势，插电式混合动力汽车享受补贴后与同级纯电动车型价格重叠甚至高于纯

30、电动车型。在电动车补贴时代，纯电动车型补贴后价格低于插混车型，影响了消费者选择。以 2017年荣威 ERX5 （RX5 纯电版）和 eRX5（RX5 插混版）为例， 2017 款豪华版厂商指导价为 20.88/20.99 万元， 考虑中央+地方补贴后售价为 14.28/17.61 万元，插混车更贵。进入 2021年，价差过大情况有所好转。以荣威旗下产品 i6MAX为例，其燃油车/插电式混合动力的 官方指导价分别为 10.68-12.58/ 13-15万元（2021年国家补贴后）。而定位相近的纯电车型 R汽车 ER6 的官方指导价范围为 16.28-20.08 万元，其 2021 年国家补贴后约 14.5-18.3 万元。2）混动技术壁垒的存在，市面上可选混动车型有限限制了消费者的选择。从混动市场发展历史看，2017 年，混动车型市场仍处在起步早期，销量主要由自主品牌的比亚迪 DM3.0车型（唐宋秦），上汽第一代 EDU车型 eRX5 贡献，以及丰田普通混合动力车型雷凌、卡罗 拉两款车型贡献。2018 年开始欧系品牌，特别是宝马、大众等德企品牌加入 PHEV 竞争，推出宝马 5系 PHEV、帕萨 特 PHEV 等 P2 架构车型，在限购城市凭借品牌效益与牌照优势，销量得以大幅增长，逐步蚕食自