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文档简介
1、汽车行业深度研究分析报告内容目录 HYPERLINK l _TOC_250042 、特斯拉CTC将推动汽车产业新一轮生产制造革命 81、特斯拉率先公布CTC方案,引领行业技术方向 9 HYPERLINK l _TOC_250041 2、特斯拉CTC顺应汽车产业发展规律 HYPERLINK l _TOC_250040 3、国内外相关企业正在加速跟进CTC布局 HYPERLINK l _TOC_250039 1.3.1、宁德时代布局电驱动,加速TC进程 HYPERLINK l _TOC_250038 1.3.2、比亚迪e 30平台实现动力系统“八合一”高度集成 HYPERLINK l _TOC_2
2、50037 1.3.3、ivian滑板底盘采用非承载式车身,有助于底盘标准化 HYPERLINK l _TOC_250036 1.3.4、美国anoo TC推动底盘模块化发展 HYPERLINK l _TOC_250035 1.3.5、LG公开TC专利,加快布局带动汽车动力总成 HYPERLINK l _TOC_250034 1.3.6、沃尔沃将自产电芯,推动TC方案落地 HYPERLINK l _TOC_250033 1.3.7、博世-本特勒联手开发模块化纯电平台 HYPERLINK l _TOC_250032 1.3.8、NP发布国内首个TC一体化电底盘 HYPERLINK l _TOC_
3、250031 1.3.9、众多厂商也在通过研发滑板式底盘不断探索底盘集成化 HYPERLINK l _TOC_250030 2、结构创新,成为动力系统性能提升的关键 HYPERLINK l _TOC_250029 2.1、电池系统集成化是新能源汽车生产制造革命的重要一环 HYPERLINK l _TOC_250028 2.2、提升系统能量密度、降低成本是电池结构创新的主要目标 HYPERLINK l _TOC_250027 2.2.1、特斯拉大模组引领行业TP技术发展 HYPERLINK l _TOC_250026 2.2.2、宁德时代TP合作广泛,多款配套车型已量产 HYPERLINK l
4、_TOC_250025 2.2.3、比亚迪刀片电池高安全性是亮点,将展开外供 HYPERLINK l _TOC_250024 2.2.4、蜂巢能源TP将逐渐进化迭代 HYPERLINK l _TOC_250023 2.2.5、国轩高科TM有利于推动模组标准化 HYPERLINK l _TOC_250022 3、TC将成为下一代新能源汽车的产业趋势 HYPERLINK l _TOC_250021 3.1、TP推动整车厂商深入介入电池包开发 HYPERLINK l _TOC_250020 3.2、整车厂开发TC优势明显 HYPERLINK l _TOC_250019 3.3、底盘厂商将借机切入TC
5、开发 HYPERLINK l _TOC_250018 、特斯拉CTC将为产业链带来历史级发展机遇 HYPERLINK l _TOC_250017 4.1、远期近万亿市场规模,国内底盘厂商和电池厂商将受益 HYPERLINK l _TOC_250016 4.2、热管理技术难度再提升,替代空间大 HYPERLINK l _TOC_250015 4.3、TC推动线控技术增量空间,看好替代 HYPERLINK l _TOC_250014 、CTC推荐标的 HYPERLINK l _TOC_250013 5.1、整车企-比亚迪(002594.SZ) HYPERLINK l _TOC_250012 5.2
6、、底盘系统集成领域 HYPERLINK l _TOC_250011 5.2.1、拓普集团(60168.SH) HYPERLINK l _TOC_250010 5.2.2、华域汽车(60074.SH) HYPERLINK l _TOC_250009 5.3、动力电池系统相关领域 HYPERLINK l _TOC_250008 5.3.1、宁德时代(30075.SZ【电新组覆盖】 HYPERLINK l _TOC_250007 5.3.2、亿纬锂能(30001.SZ【电新组覆盖】 HYPERLINK l _TOC_250006 5.3.3、科达利(00280.SZ【电新组覆盖】 HYPERLINK
7、 l _TOC_250005 5.4、热管理系统 HYPERLINK l _TOC_250004 5.4.1、三花智控(00205.SZ) HYPERLINK l _TOC_250003 5.4.2、银轮股份(00212.SZ) HYPERLINK l _TOC_250002 5.5、线控底盘系统伯特利(603596.SH) 5.6、推荐旭升股份、爱柯迪等铝合金精密压铸件企业 HYPERLINK l _TOC_250001 6、重点关注公司及盈利预测 HYPERLINK l _TOC_250000 7、风险提示 图表目录图1:汽车生产效率的提升路径 8图2:特斯拉TC方案正式对外公开展示 9图
8、3:特斯拉INTEGTED ENEGYSOAGE SYSTEM专利中“大模组”方案T”方案 图4:特斯拉动力电池系统与电芯技术共同进化 图5:特斯拉TC方案大幅提升生产效率 图6:特斯拉整车及动力电池工厂布局 图7:2019Q-221Q3特拉毛利率与同行业对比 图8:2016Q-221Q3特拉自由现金流情况(百万美元) 图9:汽车生产线组装效率提升路线 图10:200-220年丰田净利率与同行对比() 图1:207-220年丰田毛利率与同行对比() 图12:大众汽车MQB平台示意图 图13:大众平台模块化发展路线 图14:特斯拉ModelY后车身结构件采用一体压铸 图15:特斯拉一体压铸带来生
9、产效率的大幅提升 图16:宁德时代动力电池系统集成技术路线图 图17:比亚迪e 3.0电动平台 图18:ivian滑板式底盘平台 图19:ivian现有车型 图20:非承载式车身路线 图21:承载式车身示意图 图22:anoo电底盘的模块化拓展 图23:LG公开TC方案 图24:LG电子和Magna的ePowertrain的合作 图25:LG集团和通用在oltEV上的战略合作 图26:沃尔沃电池系统集成化路线 图27:沃尔沃TC技术方案 图28:博世-本特勒合作开发的电动平台 图29:博世-本特勒合作开发电动平台的模块化应用 图30:苏州柯尼普推出的国内首个TC一体化电动底盘 图31:磷酸铁/
10、三元锂月度装车量对比(Mh) 图32:磷酸铁锂和三元锂月度装车量占比对比 图33:宁德时代系统集成技术成组发展技术路线 图34:201-221年动力电池系统能量密度最高的车型 图35:35539-50电池模组进化 图36:TP与传统结构的区别 图37:中国电动汽车动力电池结构创新进展 图38:电池包集成化对零件数量和成组效率的影响 图39:各公司在动力电池结构创新方面的进展 图40:特斯拉Model 3电池包的大模组布局(上)特斯拉Model 3大模组结构爆炸图(下) 图41:宁德时代TP技术 图42:宁德时代TP合作品牌及车型 图43:传统电池包内部结构 图44:比亚迪刀片电池包组装 图45
11、:比亚迪刀片电池针刺实验对比 图46:针刺实验示意图 图47:首款搭载比亚迪刀片电池的车型-汉EV 图48:蜂巢能源TP在成组效率、空间利用率、零部件数量方面的优势 图49:蜂巢能源TP的低成本优势 图50:国轩TM技术:卷芯-单体电芯 图51:国轩TM技术:未装配至铝壳中的电池 图52:车企和电池厂商之间三种传统合作模式 图53:未来在TP开发应用上的三种车企 图54:电池厂商在TP和TC上的布局门槛 图55:极氪001最高续航里程712km 图56:小鹏7最高续航里程706km 图57:美国初创电动车企Canoo底盘 图58:美国初创电动车企Rivian打造的底盘 图59:未来整车厂商可能
12、的三种生存模式 图60:科技企业布局的轻资产运营的整车企业与电池企业底盘企业之间可能的合作模式 图61:国内新能源汽车销量(万辆)及渗透率预测 图62:国内新能源汽车和纯电动汽车销量预测(万辆) 图63:传统燃油汽车“三大件” 图64:传统燃油汽车底盘结构 图65:电动汽车底盘结构 图66:我国TC市场规模预测(亿元) 图67:单体电池热失控引发相领单体的热失控 图68:209年全球汽车热管理供应商市场份额 图69:新能源汽车电池热管理系统价值构成(元) 图70:我国新能源汽车热管理市场规模预测(亿元) 图71:我国新能源汽车线控底盘市场规模预测(亿元) 图72:比亚迪在新能源汽车领域的高度一
13、体化布局 图73:201-221H1拓普集团主营业务收入(亿元) 图74:20211拓普集团业务营收占比 图75:201-221H1华域汽车主营业务收入(亿元) 图76:20211华域汽车业务营收占比 图77:201-221H1宁德时代动力电池装机量全球占比 图78:201-221H1宁德时代动力电池装机量国内占比 图79:201-221H1宁德时代研发人员数量及占比 图80:201-221H1宁德时代研发费用及占比 图81:201-221H1亿纬锂能营收(亿元)及增速 图82:201-221H1亿纬锂能主营业务营收(亿元) 图83:201-221H1科达利营收(亿元)及增速 图84:201-
14、221H1科达利主营业务营收(亿元) 图85:201-220三花智控主营业务收入(亿元) 图86:银轮股份在新能源汽车上的产品布局 图87:201-221H1银轮股份热交换器业务营收(亿元)及占比 图88:201-221H1伯特利营收(亿元)及增速 图89:201-221H1伯特利主营业务营收(亿元) 图90:伯特利一体式(One-box)线控制动系统WCBS 图91:铝铸件在底盘中的应用(凯迪拉克T6) 图92:铝铸件在动力电池系统中的应用 表1:近年各厂家推出的滑板式底盘平台 表2:线控制动的主要供应商及产品 表3:国内外线控转向产品方案 表4:拓普集团与TC相关的产品 表5:华域汽车与T
15、C相关的产品 1、 特斯拉 TC 将推动汽车产业新一轮生产制造命在过去的100 多年中,汽车产业的发展离不开生方式的变化及生产力的升汽车生产由手工作式产发展为流水线大量产,再发展为多品种批 量”的精益化生产方式,再进一步发展为如今平台化、模块化的生产方式,这 一系列进化演变的始终目标于提高生产效率,并平衡市场的多样化需求。而在 每一次的进化中能够率先发起变革的企业,也将在后续的市场竞争中占据明显 优势。特拉odel Y 车身构采一压工艺相传冲焊工 艺,本降0零减少79 个生效幅提而TC 方将电 池系统集成的角度进一步加深电池系统与电动车动力系统、底盘的集成,减少 零部件数量,提升生产效率。未来
16、,特斯拉 CC 与一体压铸技术将相辅相成,共同推进汽车工业产率的进一步大幅提。CC 是特斯拉从电池系集成角度为汽车工带的一场生产制造革。拉TC 技将池统车辆盘成大降车重增电续里, 减少零部件数量,提升生产效率。目前,特斯拉 C 方案已经正式对外展示标志着 CC 已经非常接近应用落地,这将是特斯拉带来的新一轮生产制造革 命,为行业内各大汽车厂商和供应商指明了 CC 未来的发展方向,对整个汽 车产业均具有极为要意义。图:汽车生产效的升路径资料来源:特斯拉官网,大众汽车官网,汽车之家,搜狐汽车,华昊企管,国海证券研究所1.1、 特斯拉率先公布 CTC 方案,引领行业技术方向特斯拉在 2021 年 6
17、 月公开了一份电池系统的专利,专利名为 NGD ERY SRE STE,利为US 2021015957 A,利详阐述了680 Sucual Baey(C电系集成术。斯于01年0月在德国柏林工厂举办参观活动,并首次对外展示了 480 Sucue Bay(T整设思路案与利露本致。图:特斯拉C方案式对外公开展示资料来源:中国电池,国海证券研究所根据利公披的容,以特拉CC整体方性知:在拉TC 方的体结上电包盖车辆构座直连在 一起,成为乘员座舱地板的结构;电芯之间填充树脂材料,特斯拉认为这一 方面可以提供热保护,另一方面可以为电芯提供结构性支撑:在与“大模组”方案的对比中,CC 方案具有减少支撑件、减轻
18、整车质量、提升整体电池容量 等优。总结斯INTERTED ENERY SORAE SYSTEM(专利号US 2210557 A1专利年10 在超级厂开示相信息特拉680 SucualBaey(CTC)方案主要有以下几个特点:电池包上盖与电芯粘接在一起,并与座椅等车辆结构件集成,成为乘员舱地板的结构;电芯上下和电芯之填充树脂材料,起到热保护和结构性支撑的作用;由于单个电芯所承受的流增,案将前铝丝接为Busbr 连,利母引将连和电池管理系统的采集板直接连接在一起;在热失控管理的方面,相比于之位于方置的2 泄阀CC方在池侧配了8个压电芯间的蛇形管布置与车桥方向平行,通过减少蛇形管长度而减少流阻,增加
19、冷却均性。图:特斯TTDNYSESSE专利中“大组”方案“C”方案资料来源INTEGRTED ENERYSORAE SYSTEM专利号US 01/1967A1,国海证券研究所特斯拉动力电池系统的进化伴随着其电芯技术的迭代。Modl SX 上市时,电池包载1850芯传统案局共416个模Mdel 3市,电池包载210 芯大模方布共4 模组目,用载80电的C案的Modl Y样已对展,组结被底消电的迭代为动力电池系统的进化奠定了基础,一方面是因为单体电芯体积越大,电池容量越大,电池包中所需的电芯数量越少,从安全性等角度才能够跳出“电芯-模组AK”分级架构,实现对电芯的直接管理;另一方面是因为电芯体积越
20、大,其外壳的结构性能越强,在车辆实际运行时能够抵抗更强的外力,因此靠灌以窝粘在起的60芯身起了对体结支作。图:特斯拉动力池统与电芯技术共同化资料来源:特斯拉letrek,第一电动网INTEGRTED ENERY SORAE SYSTEM(专利号US 01/1967 1,国海证券研究所特斯拉CC方的用为车降低0重加14航程减少3个零,位本降,位资降8,幅提汽生制的率。图:特斯拉C方案幅提升生产效率资料来源:特斯拉国海证券研究所突破产能瓶颈,超级工厂正在为特斯拉高速发展打牢产能基础。Gaacoy 是特斯拉生产制造革命的核心,除了位于美国加州的弗里蒙特工厂外,特斯拉共有 3 座负责整车生产的超级工厂
21、,分别为已投产的上海超级工厂(Gga 3)建设的国林级厂Gga )美德超级厂还一座TD 超级工厂正在规划中。特斯拉汽车市场需求旺盛,目前采用以产定销的模式。超级工厂在生产制造端的持续创新带动了生产效率的持续提升,不断突破产能瓶颈。据13报,弗蒙和海级厂的计产能过100万台根乘会据今年10月斯国车实现量4391辆这味着上海超级工厂的动态产能或已达到 65 万辆。我们预计,221 年特斯拉销将到1辆保平每年050左的化速。另外,还有负责电池生产的美国内华达州超级工厂(Gga 1,目前已成为全球 产能高电工之。根公信,拉2019 收大Har Syses公,一制精密量及池产备的司在际场以 精密计量泵、
22、注液系统及电池制造系统而著名;同年,特斯拉还收购了全球知 名的储能和电力输送解决方案制造商 Mwel,补充自身干电极技术和预锂化 技术特对Har和Mxel的收加了60电的发度并进 了其更快和更大规模的生产,充分体现了特斯拉对未来发展布局的高度前瞻性。图:特斯拉整车动电池工厂布局资料来源:特斯拉公告,特斯拉官网,国海证券研究所特斯拉生产制造革命下,毛利率优势明显,自由现金流持续为正。特斯拉毛利率相同具明优,202Q3 单度利达26.6,中车业务毛率 30.,比 01Q3 长 84pc特毛利断升不其在生产制造端的持续创新。特斯拉在 202020 年连续两年、22Q22013连续 6 个季度实现自由
23、金流为正,也说明了其价值创造能力的不断提升,离不生制端持创新生效和本改善。图:2092013特斯拉毛利率与同行对比图 8:201620213 特斯拉自由现金流情况(百万美元)特斯拉特斯拉车销业务蔚来小鹏理想戴姆勒长城4%.%3%.%.%.8.%.%.%.%.%.%2%.%1%0%2,001,001,00500-50-1,00-1,00-2,00资料来源:ind,各公司公,国海证券研究所资料来源:ind,特斯拉公,国海证券研究所1.2、 特斯拉 CTC顺应汽车产业发展律福特流水线改变了手工作坊型生产方式,效率大幅提升、成本大幅下降。在福特发明流水线之前,汽车工业完全是手工作坊型的,每装配一辆汽车
24、要 78 人工小时,这一生产效率远远不能满足巨大的市场需求,因此使汽车成为了一种奢侈品。1913 年,福应用创新理念发明流水线生产方式,第一条流水线每辆T型车组时由原的2小时8分缩至0钟生效提高8在191925间共产过150汽车效的升带了成本的大幅下降,汽车的价格下降了一半至每辆 20 美元,一个普通工人作 不到四月就以购辆 T 车,汽也从渐实现及。前现汽 车工的车装间为530分,斯当前够实现2钟辆组,其柏林超级工厂的规划目标更将白车身组装效率进一步提升至 45 秒辆。我认为,在特斯拉 CC 方案及一体化压铸技术带来的新一轮生产制造革命中,生产效率将进一步升。图:汽车生产线装率提升路线资料来源
25、汽车制造业发展历程及趋势,国海证券研究所丰田精益生产方式迎合市场多样化需求,带动生产效率的进一步提升。当社会进入市场需求多样化发展的新阶段,工业生产变相应的向多品种、小批量的方 向发展,福特式的单品种、大批量的流水生产方式的弱点逐渐显现。为了更好 适应社会的发展,日本丰田汽车提出精益生产管理方式,这是二战后日本汽车 工业遭到“资源稀缺”和“多品种,少批量”的市场制约的产物。这一生产模式消除 了形成浪费的要素,通过消除流动障碍,能够有效降低库存、提升库存周转率、缩短生产周期,进步高生产效率、降低产本。即使是在被应用几十年后,精益生产管理模式仍然在丰田公司中发挥重要作用。在 202020 年之间,
26、虽然丰田在毛利率上并不比通用、福特、大众更有优势但是净利率明显高于三家竞争对手(08 年丰田因刹车门”影响收到重创,后经 历多逐恢可田在用出制的先水。图:20200年丰田净利率与同行对比()图:20200年丰田毛利率与同行对比()丰田通用福特大众158.5710 7.06.837.78.47 6.98.807.1686.574.9151.22.41.98902.25-5-0丰田通用福特大众25 19.7120.4119.019.8018.692018.1415.5117.62 18.018.0712.521510. 11.96 11.81101050-5 资料来源:ind,丰田公司告,国海证券
27、研究所资料来源:ind,丰田公司告,国海证券研究所平台化开发模式通过多车型共享研发成果,使得车型开发和生产成本继续下降。随着用户需求的不断变化和企业间竞争的不断加剧,开辟更多细分市场、推出 能够满足多样化需求的车型成为必然。但这也导致了研发投入的大幅提升,因 此平台化开发模式在减少重复开发方面的优势愈加凸显。平台化生产的运用, 大幅减少了生产线数量,通用零部件数量的增加使生产以及售后的过程简化, 降低了生产成本。在实现大规模的平台化生产之后,零部件通用率达到 7%- 80%,成本减少 30%。对企业而言,平台化开发模式不但带来成本的降 低,带了品争的提,而动入利润提。平台化开发模式逐渐实现模块
28、化,单平台的适用车型大幅拓宽。最初的平台化是以型别行分打造,如的Q4、Q3、L45 等之,大众打破车型级别壁垒,仅从驱动模式和发动机布局区别开发平台,打造能够跨级别的MB、LMEB 模块平台平的适用型数量大,款车型平摊的研发成本就越少,这不仅为大众开发更多车型奠定良好的基础,也在很程上避个车型量佳来亏风险。图:大众汽车MB平台示意图图:大众平台模块化展路线资料来源:大众汽车官,国海证券研究所资料来源:hicle Eninri,国海证券研究所特斯拉将在一体压铸工艺带动的汽车生产制造革命中作为引领者而占据先发优 势。将在200特拉池日,斯首特拉Modl Y后身构采 用一压工,比统冲焊工,本降4零件
29、少79来新一代全压铸底盘将减少 370 零件,进一步幅简化车体制造流程;并且一体压铸工艺的生产设备的占地面积更小,相比于传统冲压焊接工艺的生产设 备能够节省 3的占地面积,生产流程也得到简化。特斯拉一体压铸为汽车工 业带来了一场生产制造革命,汽车产品的生产效率将因此大幅提升,特斯拉也 将在此轮变革中作引者而在市场竞争中据发优势。图:特斯拉ModelY后车身结构件采用一压铸图:特斯拉一体压铸来生产效率的大幅升资料来源:特斯拉公,国海证券研究所资料来源:特斯拉,国海证券研究所1.3、 国内外相关企业正在加速跟进 C布局1.3.1、宁德时代布局电驱动,加速TC进程目前宁时正加快CTC 的发关并计划于
30、2025 年右自己的CC案并于208升为一能化C。TC方下可将电直集到盘,相比TP成程得到大升TC重新改变电池的布局,还将整合整个三电系统,如电机、电控、整车高压如直流转器DDOC等。外TC过化动域制优动分配和低耗。2021 年8 ,德代与上适、苏越自然姜在苏苏市共同投资设立“苏州时代新安能源科技有限公司”。这个合资公司专注电动汽车驱动制统,册为 25 元民,其宁德代资 135 亿持有合资司 54股权。然人姜勇经担汇川术副总裁汇川合动统有公董长在能源车机控领拥有十经。通过控公的立宁德代掌电动制技,是其TC 实应用落地的重要基础。同时掌握动力电池系统和电驱动系统技术,宁德时代也将借此续展CC相术
31、,动CC的整方案实和地。图:宁德时代动力电系统集成技术路线图资料来源:宁德时代官网,国海证券研究所1.3.2、比亚迪e3.0平台实现动力系统“八合一”高度集成2021年亚推了纯电专平台e 3现从型到型的覆 盖,并将续对业开共享。e 3.0 续使用安全刀片池,进一将 刀片电池与整个车身融为一体,还将整车的驱动、制动、转向等功能深度融合,充分利用电机快速响应的特性,开发出行业首个动力域控制器,并于海豚车型 搭载。e 3.0 实现“合一”系统集成将驱电机电机控制、减器、压配电箱、逆变器、车载充电器、整车控制器、电池管理系统等 8 大模块整提升率度0综效率了89,搭大电包车最行里程可破100k。图:比
32、亚迪e30电动平台资料来源:比亚迪官网,国海证券研究所1.3.3、ivian滑板底盘采用非承载式车身,有助于底盘标准化Rvan 一美势电动车目旗车型别电卡1T 和 SV 型1S已亚逊定货。国间1月10 ,Rvan 在斯达克上O首高约7,前值超100亿美。Rvan 的核心技术是其滑板式底盘平台。Rvan 将四个电动机、一个全轮驱动系统和三个电池组嵌入到底盘之中,实现上下车体(上装和下装)的解耦,从而能够对上装和下装可以进行独立开发。这样,能够令底盘适配多种不同的车型,并加速车辆的研究开发周期。Rvan 滑板式底盘除了应用于自有品牌车型外,将外。图:Rvan滑板式底平台图:Rvan现有车型资料来源
33、:Rivian官网,国证券研究所资料来源:Rivian官网,国证券研究所Rvan 滑板底盘采用新型的非承载车身结构,推动底盘标准化。搭载非承车身的汽车的底盘具有刚性车架,由车架承载整个车体,发动机、悬挂和车身都安装在车架上,使得完整的底盘可以独立行驶,不依赖车身等上装结构,早期的汽车均采用非承载式车身。后随着汽车工业的发展,由于整车重量大、重心高、操控感不佳等原因,承载式车身逐渐占据了主流位置,目前乘用车中只有如奔驰 G、Jp 牧马等专业越野车采用非承载式车身。滑板式底盘采用型非承载式车身,能够让车辆上装独立进行开发,更易实现底盘的标准化,大幅简汽的发期成本。图:非承载式车身路线图:承载式车身
34、示意图资料来源:北京汽车官,国海证券研究所资料来源:汽车之家,国海证券研究所另外,Rvan 在融资能力和应用端具备很大的优势。O 之前,亚马逊持股占比2.2,特股比14.26,东景力厚。前Rvn有马逊订车10 辆,计201 年交其滑式盘将福旗下车型开作。1.3.4、美国Canoo CTC推动底盘模块化发展Cano 是一家成立于美国加州的初创公司,目前的主营业务是为其他整车厂商提供技术服务,包括与现代联合开发的新一代电动底盘平台。Cno 计划在 2022年出款主的电汽。Cano 的核心技术为滑板式电底盘。通过平台化的底盘,Cnoo 可以根据不同的需求景快速发相的车辆在 anoo 式,汽车分为电盘
35、、身和其共个分其电底的本比技含量高价也大。Canoo 的底盘在严格义上还没有完全现 T,因为仍然保留模的态确切为MCModue o Chas,组底盘,它了AK的横 梁结,过钉接固到盘。图:Cano电底盘的块化拓展资料来源:Cnoo官网,国证券研究所1.3.5、LG公开TC专利,加快布局带动汽车动力总成G 今年2 月7 日了专号为R100210717A 的Uder Bdy or ehc专,细了G的C术案相比特拉C将电芯与车体直接集成,G 的 TC 方案依然保留了模组结构,是 Modue ChasMC)的路线,这与其选择软包电芯有关(由于自身结构特性,软包电芯无独固。在G 的C 案,池包托与辆盘成
36、在起上板水板集成在一起,模组安装在下托盘横纵梁形成的隔断内,通过螺栓与底盘固定。框架为MS和压制器留空,低走线通两和通道。图:G公开C方案资料来源:LUndr odyfrhicl(专利号R0011772A,国海证券研究所另外G 团过G 池解方和LG 电同布电汽动总的完整决案2020 年2 月G 子布和纳签合协,方同成立了一家新的合资公司ePwean,总部位于韩国仁川。通过此次合作,双方将整合各自在电动汽车动力系统方面的优势,从而推动电驱动零部件的加速开。麦格在动动系上的势和G在机逆变开方优,在 Poean 得到结合,为整车厂商客户提供可扩展的产品组合,助力客户更好实现全方位的电气化和功能化,同
37、时将智能操作软件和控制软件整合至电驱动系统。在此前G团尝与通汽在Bot V进行度作合平制造和供应包括锂离子电池芯和电池组、电池加热器、电驱动电机 Moor、直流变换器CC 系,乎包了个驱系,这是一由池业与其相企,与车厂的略作提完整决案。图:G电子和aga的Pweran的合作图:G集团和通在BotV上的战略合作资料来源:电动汽车观察,国海证券研究所资料来源:电动汽车观察,国海证券研究所1.3.6、沃尔沃将自产电芯,推动CTC方案落地2021年6月30日沃汽车团布oo Cas ech Moent活,享了沃尔在来动车术发路上规。尔沃与Nohvot 宣合成立动电公,划24产到1GW,226产到5GW。
38、Nohvot成于216年是成于典德尔的一新源司由众集团、高盛、西门子创办。ohvot 已在瑞典、德国和波兰设立了分部,其合作伙伴包括大众、西门子、宝马集团、aena、维斯塔斯、AB 和其他欧洲领先司ohvot 在221 计产能为1GW,203 年3W200 年产能到5GW,于整欧场25的额。沃尔的三电系集成术采用TC 技路线将芯接成箱体上,利用电芯本体的壳体来充当结构件功能,电池包上盖同样做为乘员舱的地板,冷却技术上则采用了底部一体式水冷板的技术。在电芯布置上,沃尔沃采用矮方电,电池下体为6 个域,个域2 排芯共216 电。体排:前区,排13 电芯计2 电中间区域排23 电共计92 个芯后域,
39、排18 电共计 72 个芯用 C ,沃沃计提车20带量并够持同样安性。图:沃尔沃电池系统成化路线图:沃尔沃C技术方案资料来源:沃尔沃官,国海证券研究所资料来源:沃尔沃官网,国海证券研究所1.3.7、博世本特勒联手开发模块化纯电平台2020 年,博世本特勒布合作开发模块化电动车平台,电动车制造商可以过该款全新底盘适配不同种类的车身结构。除车身和内外饰外,该平台几乎包括了车辆行驶所需的所有部件。未来,由宾尼法利纳设计的电动车将搭载这款全新模化动盘。本特勒与许多电池制造商有密切合作,博世通过与本特勒的合作,将使结合滚动底盘的系统集成技术作为电动汽车中电池的基础,为客户提供灵活的电池存储系统和电动底盘
40、解决方案。目前该平台将电池安装在地板中,电池容量为 84kh。为了防止电池过热,该底盘在设计时将电池平放置于一块液体流过的冷却上热换也为前模的部。图:博世本特勒合作发的电动平台图:博世本特勒合作发电动平台的模块应用资料来源:汽车之家,国海证券研究所资料来源:汽车之家,国海证券研究所1.3.8、P发布国内首个CC一体化电底盘2020 年12 月苏科普CP举了内款C 体电底发布会NP 的款盘轴是2.8 米平可展的为1.3 米宽1.6 ,台展范为1.21.8 米电可范围为00kh,实现10000m航程。CNP 的这底盘为产规划中的1.0 版本主完成了机结构和电统的集,来会出20和3.0版,渐现联化智
41、化集。但在次P出的10版本的CC一化动盘中集化来已经有显现车低15成降低0来,着术成和品的迭CC集化的优还继图:苏州柯尼普推出国内首个C一体化电底盘资料来源:柯尼普官网,国海证券研究所1.3.9、众多厂商也在通过研发滑板式底盘不断探索底盘集成化其他一些国内外传统或新势力厂商也在陆续推出自己的滑板式底盘,不断提升底盘集化度并合C案行续发和索。表:近年各厂出滑板式底盘平台时间整车企业底盘平台图示2017BongerMoosEChass Saeoad2018McedeenzMcedeenzson NTIC ConcptandSkaebad2019AVobocsAVobocsVSSkaeoadNeun
42、NeunE onceptndMP SkaeboadAuoobi PnnanaPnnana EVSkaebad aomRERE PaomandConerodue资料来源:各公司官网国海证券研究所2、结构创新,成为动力系统性能提升的关键动力电池体系的创新主要体现在电池材料和系统结构两方面,这些创新对动电池体系能量密度提升以及更好地在新能源汽车领域发展具有重要的意义。动力电池最关键的是材料,如果在材料体系中不能持续创新,而只是在电池结构等方面做创新,虽然对电池系统性能有一定提升作用,但不会出现革命性的变化。当前正处于电池单体能量密度提升向电池系统能量密度提升转变的关键时刻。就当前阶段而言,固态电池、
43、碳硅负极等新材料距离大规模应用落地还有一定距离。电池材料的创新及新材料落地应用趋缓,电池单体能量密度在短期内难有大幅提升,通过结构创新提升电池系统能量密度成为当前的关键。由于电池系统结构创新,磷酸铁锂电池的系统能量密度进一步提升,成本优势推动磷酸铁锂车占于201年6超三,持续趋。20年7月开始,宁德时代向特斯拉上海工厂供应磷酸铁锂电池,特斯拉 Mdel 3 和 Modl Y 标准续航全面使用磷酸铁锂。在特斯拉的带动下,未来磷酸铁锂的使用范或进步大。图:磷酸铁锂三元锂度装车量对比(W)图:磷酸铁锂和三元月度装车量占比对比1,001,008006004002000磷酸铁锂三元锂10%8%6%4%2
44、%00/60/80/00/20/20/40/60/80/00/20/20/40/60/8磷酸铁锂三元锂0/60/80/0/60/80/00/20/20/40/60/80/00/20/20/40/60/8资料来源:中国汽车动力电池产业创新联盟,ind,国海证券研究所根据宁德时代电动汽车电池系统高度集成关键技术内容,其动力电池系统随着成程的高续航程能密、积效具显提。图:宁德时代系统集技术成组发展技路线资料来源:宁德时代电动汽车电池系统高度集成关键技术,国海证券研究所2018220 年,市场在售车型中最高的电池系统能量密度以每年 1Whkg 提升,2020年2 月载轩电池汽3国型的统量度次破200W
45、hk。209 年后电池能量密度的提升有 CM1 落地应用的原因,但更加受益于50模组和P等结构创新的推动。图:21201年动力电池系统能量密度高车型资料来源:工信新能源汽车推广应用推荐车型目录,国海证券研究所2.1、电池系统集成化是新能源汽车生产制造革命的重要一环过去几年的电池系统集成化主要体现在标准化电池模组尺寸的提升。车企最初 希望通过将电芯标准化,利用规模化降低成本。但是各家车企的需求不同,不 同车型的需求也不同,电池厂商的电芯尺寸更加难以实现统一。于是,车企将 标准化的目标转向模组,可行性大幅增强。55 模组就是在此背景下由大众依 据A准发出,并宁时和LG学的模产逐成主流。为了一提空体
46、率和统量度更尺的3、90模陆推 出。于众MB台发的50组场响较大从加准 化进。图:339090电池组进化资料来源:高工锂电,国海证券研究所当下电池系统集成化主流趋势是将电芯直接集成至电池包(P,跳过标准化模组环节。模组的存在使得电池包的空间利用率较低,更多的零部件也影响了成组效率。宁德时代、比亚迪、蜂巢能源等电池厂商陆续发布了各自的 方案,将电芯直接集成至电池包,有效的提升了电池包的空间利用率和能量密度。图:CP与传统结构区别资料来源:汽车之家,高工锂电,国海证券研究所未来的电池系统集成化演进方向将是电芯直接集成至汽车底盘(C。(Cel o Chass,动电池统成的一拓展直将池合底 盘框架中。
47、CC 的目标不仅限于电池重新排布,还将纳入包含电驱、电控的三 电系统,通过智能化动力域控制器,优化动力分配、降低能耗。宁德时代董事 长曾毓群此前表示,宁德时代 CC 将使新能源汽车成本可以直接和燃油车竞 争,乘坐空间更大,底盘通过性变好。在续航方面,由于省去了铸件的电池包 CC 可最大程度降低电池包重量和空间,从而可使电动汽车的续航里程至少可 以达到800 里目前,特斯拉 TC 已经正式对外展示,宁德时代也已加快 CC 布局,在新能源汽车领域头部企业的引领下,CC 将成为未来电池系统 集成化的大趋势。CC 指引了电池与底盘一体化的产业趋势,从标准化模组、电池包再到底盘电芯心术延断展。图:中国电
48、汽车动电池结构创新进展资料来源:欧阳明高中国电动汽车百人会论坛(201)论坛,国海证券研究所通过文1.2 节的,可看几公的TP 方的升电统的性能,除了能量度生产效率、成本也得了大幅优化,进一实现降本增效”。相比传统电池包,P 电池包在零件数量上显著减少,成组效率、空间利用率显著提升,我们预计,C 将使成组效率达到 9%以上,空间利用率达到7以上,零件数量将进一步下降至00个左右。图:电池包集成化对件数量和成组效率影响资料来源:比亚迪官网,宁德时代官网,蜂巢能源官网,汽车之家,国海证券研究所电池系统集成化技术将加大领先企业的竞争优势。模组有保护电池、降低风险、便于修作,而TPCC跳模甚至K环节技
49、难更搭载的电池单体的质量要求也更高。因此,宁德时代、比亚迪、蜂巢能源等电池厂商的TP 方,仅体了池统构工艺面创,体了电池单体设计制造的高水平,这无疑拉高了电池系统的技术门槛,也加大了行业内的竞争压力。在 CPCC 的推动下,行业技术领先的能够独立开发 CPCC的车商池厂都扩竞优。2.2、提升系统能量密度、降低成本是电池结构创新的主要目标不论是 50 模组、大模组、TP,各车企和电池厂商在动力电池结构方面的发创新始终围绕着提升成组效率和空间利用率,从而达到提升能量密度、提升生产率降成的的。图:各公司在动力电结构创新方面的进展资料来源:各公司官网,国海证券研究所2.2.1、特斯拉大模组引领行业TP
50、技术发展特斯拉大模组方案引领TP 技术发展,落应用先业内3 年。206 年4 月特拉Mdel 3型,于270柱芯的由个模组的型电池也之布于2017年Mdel 3市时正落应,比业内各类TP 案量用领约3 时。载2170 芯大组案的电池,比斯传方案模数从1416 个减至4 ,件数减少 10%,成组成本从18kh 下降至$170h,效率提升和成本下降效果明显。特斯拉大模组方案是动力电池系统高度集成化的标志性技术成果,对后整个行业的P技术方起到了重要的引领用。图:特斯拉Model3电池包的大模组布局上)特斯拉Moel3大模组构爆炸图(下)资料来源:letrek,高工锂电,国海证券研究所2.2.2、宁德
51、时代CTP合作广泛,多款配套车型已量产2019,德代出TPCel o Pac)集动力池发台较统电池包,P 电池包体积利用率提高了50,零部件数量少4,生产效率提升了5,能量密度提升了10%15,可达20hkg 以上,电池的制造成本大降。图:宁德时代P技术资料来源:宁德时代官网,国海证券研究所宁德时代 P 已与多家车企展开合作。宁德时代 CP 首款应用车型是北汽 E5,后开始陆续应用在哪吒汽车基于两大平台所研发的五款车型上,并与蔚来作E8E6EC6三车型与汽R汽合的E33型于221年3月发。载德代P,论航高达到12km的氪001型也已实现量产。此外,宁时代还与荷兰 L BusCoah 签署合作协
52、议,后者电巴供于P的新LP高量度池系。图:宁德时代P合作品牌及车型资料来源:各品官网,汽车之家,易车网,国海证券研究所2.2.3、比亚迪刀片电池高安全性是亮点,将展开外供比亚迪刀片电池采用自家研发的长度大于.6 米,但电芯形状更加扁平、窄小(长边可以定制变化,单体最大稳定长度可以达到2100m)的大电芯,通过堆栈式摆放,就像“刀片一样插入到电池包中,是比亚迪的一项新型 TP。比于传统电池包,刀片电池的体积利用率提升了 0%,意味着能量密度提升 50%,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。虽然刀片电池的单体能量密度几乎没有变化,系能量密度上升至60hk。图:传统电池包内部构图:比亚迪刀片电池组
53、装资料来源:比亚迪电池包、电动车和储能装置(专利号CN20904972,国海证券研究所资料来源:比亚迪电池包、电动车和储能装置(专利号CN20904972,国海证券研究所比亚迪刀片电池的高安全性是其另一大亮点。在与NM53、普通磷酸铁锂池的针刺试验比较中,刀片电池的安全性优势突出。相比于普通的磷酸铁锂电池,刀片电池外壳的散热面积大,生成的热量可以及时的扩散,所以针刺这样的极端环境下电池外壳表面温度一直保持在00,保障了电池的高安全性。图:比亚迪刀片电池刺实验对比图:针刺实验示意图资料来源:新出,国海证券研究所资料来源:新出行,国海证券研究所比亚迪刀片电池将自车型上逐渐放量应,将展开外供。迪20
54、0年 上市的最新车型汉 V 搭载的正是这款刀片电池,体积比能量增加5,成 本下降30,续航里程到60k,在电动汽车续航里程中处于领先位置此 外,亚其他V 也将续用片池还将出合DMi 插型 的刀片电池。现代汽车或将与比亚迪展开合作,比亚迪内部已成立现代项目组,预计02起陆应于现多车上。图:首款搭载比亚迪片电池的车型汉EV资料来源:比亚迪官网,国海证券研究所2.2.4、蜂巢能源CTP将逐渐进化迭代2019年巢源欧出自的P品根蜂巢出数显与传统590模组相比,蜂一代P将减少2的零部件,第代P将使成组效率提升51、空间利用率提升5、零部数量再减少2,成本与率大幅优化。图:蜂巢能源P在成组效率、空间利率零
55、部件数量方面的势资料来源:蜂巢能源官网,国海证券研究所图:蜂巢能源P的低成本优势资料来源:蜂巢能源官网,国海证券研究所2.2.5、国轩高科TM有利于推动模组标准化2020 年国轩科推了 TM(Jy Rol o Modue)技术,即直将卷芯在模组里面,一次完成制作。该工艺制造过程非常简单,可以降低成本,同时可以提高电池的体积比能量密度,达到与刀片电池相近的效果。JTM 新技术的势是艺常单成低,造程单易成标化。相对刀电和CPJTM 最亮在可推动组现准,此可以充分发挥磷酸铁锂电池的高残余价值,通过将模组标准化之后更好的发挥梯次用价,用储能低电车领。图:国轩M技术:卷芯单体电芯图:国轩M技术:未装配至
56、铝壳中的池资料来源:电车汇,国海证券研究所资料来源:电车汇,国海证券研究所3、CTC将成为下一代新能源汽车产业趋势电池开是池商正常商能重边,底厂也借CC 切入盘电系的成,在TC代业将围以下3个面:具技研优的EM 将控多TC 权;主自驾和技出行务以资运的OE,交第主导CC 发方主导 CC 开发场景下,电池企业和底盘供应商将展开竞争合作,后者切入 将迎历级业遇。3.1、CTP推动整车厂商深入介入电池包开发在过去的新能源汽车电池开发中,电池包已经成为车企与电池厂商之间的技术 界线:1、技术实力较弱的车企普遍会直接采用电池厂商的电池包;2、技术实 力较强的车企采购的则是电池厂商的电池模组,然后基于模组
57、再由自己主导电 池包的开发。比如,上汽和宁德时代的两家合资公司时代上汽和上汽时代,就是别以德上汽导的池工和池包厂;、技术更强一些的车企 则仅采购电池厂商电,由自己生产模组电包,如斯。图:车企和电池厂商间三种传统合作模式资料来源:特斯拉官网,汽车之家,国海证券研究所车企掌握电池包的自主开发能力有其重要性:一方面可以让车企将电池包开发 更好地与整车设计进行匹配;另一方面,减少电池厂商在电池包开发中的参与,也可以将整车相关技术及其价值更好保留在车企内部。电池作为新能源汽车动 力总成中技术壁垒和价值量最高的一环,尽可能多的掌握电池相关技术、加强 在电池技术方面的语对车企愈发重要。CP 激发了电池厂商与
58、车企之间的竞争,因为集成度更高的 P 提升了电池厂商在电池开发中的话语权。由于目前不同车企的不同车型并未形成在电池包层面的标准化,CTP 需要针对不同车型进行深度定制化的开发,车企或与电池厂商共同开发,或直接将开发权完全交给电池厂商。这一竞争或许将影响 在车中普应。我们断对TP 在统能密、本装效率等面显优车企将因此而逐渐在池发上走向分化:1、一些术领先车企通过并和自研进一增强在池领域技术力推出己的CP 案;、技稍的企维电芯组池的结 构,缓用P案仅通采购CM1等镍电来持电性上 不落后;、技术薄弱车企将把池包开发全交给电厂商不再与 电池研开。图:未来在P开发应用上的三种车企资料来源:特斯拉官网,比
59、亚迪官网,汽车之家,国海证券研究所3.2、整车厂开发TC优势明显CC 并非 P 的简单延伸。P 并没有突破 AK 本身,电池企业/专业 K 业以立开发技并有伸下游而TC 的现突 破 AK 的限,直接及到汽车底盘这是整最为关键的核部件,整 车厂经长发所累的心势在是池企业专业K 业以 独立发。此在业模和工作CC与TP具很的异。图:电池厂商在P和C上的布局门槛资料来源:捷豹官网,汽车之家,国海证券研究所相比于简单的降本效CC 更是电池企与整厂商在长远利益上考。在续方,德代TC 的标航为8k+但前载德代 CP鹏7极氪01两款型最续里已经破00k芯能量度提和CTP 优化800km 续里经非接。成方,根据
60、loombeg NEF和英国卫报的相关资料,电动汽车成本在204即将达到燃油车水平,消费终端所带来的降本压力下降。综合来看,CC 在降和续航方面的短期吸引力并不大,更多的是参与方对新能源汽车市场长远利益分割考。图:极氪01最高续里程712m图:小鹏P7最高续里程706m资料来源:汽车之家,国海证券研究所资料来源:汽车之家,国海证券研究所参考动力电池K 发展历程,其主导权已逐向车企转移。新发展的过程中,AK 的主导权在电池企业、整车企业、专业第三方企业间持续进行竞争合。经过多年的发展,车企业经逐渐掌了 AK 的权,K技的利渐消,池在AK上话权来小。CC 更多涉及底盘硬件结构技术,整车厂更技术优势
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