电池模组变革风起云涌CTP CTC立上潮头

1、电池上半场：模组标准化推动产业快速发展传统电池包：电芯、模组、电池包三层架构传统电池包分为电芯、模组、电池包三层架构。一般电动汽车上搭载的电池包，由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装到电池包（Pack）里，形成了“电芯（Cell）模组（Module）电池包（Pack）”的三级装配模式。 图 1：传统电池包分为电芯、模组、电池包三层架构OFweek、搜狐、新出行等、研究优缺点明显：模组标准化，但空间利用率较低电动车上半场，产业从电芯标准化转向模组标准化。电动车行业最开始的时候，车企希望将电芯标准化，进而利用规模化降低成本，但是各家整车企业的需求不一样，每家企业的不同车型需

2、求也不同，电芯企业的尺寸更是难以统一。后来退而求其次，转而对模组进行标准化，这样的可操作性非常强，整车企业只需要给出模组规格，不对电芯做统一规定，电芯企业的尺寸可以根据自己需要设计开发。过去几年电池系统集成化的重点就是不断提升标准化电池模组的尺寸，从最初 355 模组到 390 模组，再到目前使用最多的 590 模组。目前的方形电池中，VDA 标准尺寸的主流代表主要有宁德时代、国轩高科、天津力神、中航锂电等企业。图 2：模组标准化尺寸从 355 到 590资料来源：高工锂电、汽车之家、兰钧新能源、研究模组优点：安全稳定，易于管理和维护。“电芯-模组-电池包”的形式相对安全，模组结构对电芯起到支

3、撑、固定和保护作用，以应对汽车使用过程中振动、碰撞等复杂外部环境；同时由于电池的一致性存在偏差，通过模组化可以降低对电芯一致性的要求；此外将电芯按照模组的形式加以区分，可以对电池更好地进行管理，后期维护也相对简单。模组缺点：电池包成组率低、零部件较多、生产流程复杂。模组越多，需要的线缆和结构件就会越多，组装工序相应的更加复杂，电池包重量也会相应增加，最终导致成组效率不高。行业内圆柱电芯的模组成组效率约为 87，系统成组效率约为 65。软包电芯模组成组效率约为 85，系统成组效率约为 60。方形电芯的模组成组效率约为 89，系统成组效率约为 70。图 3：传统电池包结构下电池包成组率偏低（%）8

4、7%85%89%65%70%60%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%圆柱软包方形模组系统OFweek、研究电池下半场：电池与车身一体化方向明确续航提升与成本下降驱动下，“电芯-模组-电池包-底盘”四者不断向一体化的方向演进。为了提升续航能力，电动汽车要在有限的底盘空间内尽可能装更多的电芯，以提高体积利用率，同时过多的零部件使得生产流程复杂，影响了效率，导致综合生产成本较高。但是一体化也面临诸多问题，比如，最初设计底盘是为了保护 PACK，所以要尽可能将 PACK布置在安全碰撞区内，甚至要在 PACK 中流出足够的溃缩空间；后来， PACK 参与到整车的结构防护中

5、，模组也参与到整车的结构刚度中来；未来，电芯如果直接参与到整车的结构中去，将就意味着力对电芯的传递是即时的，对于电芯的强度提出了更高的要求。图 4：“电芯-模组-电池包-底盘”四者不断向一体化的方向演进OFweek、搜狐、新出行等、研究CTP：电芯（模组）电池包车身为了解决续航与成本问题，业界开始提出“CTP（Cell to Pack）”概念。即省略模组或将模组减少，将电芯直接布置在电池包内。CTP 技术的优势包括电池包体积利用率提高 15%-20%，零部件数量减少 40%，生产效率提升 50%，投入应用后会大幅降低动力电池的制造成本。（一）宁德时代2019 年，宁德时代与北汽新能源携手打造的

6、全球首款 CTP 电池包（Cell to Pack，无模组动力电池包）在北汽新能源总部中国蓝谷正式发布。首款 C TP 电池包搭载在北汽新能源 EU5 车型上。采用全新CTP 技术的无模组电池包，相较于当时传统电池包，电池包体积利用率提高了 15%-20%，零部件数量减少 40%，生产效率提升了 50%。图 5：宁德时代 CTP 专利图图 6：宁德时代 CTP 产品新出行、研究知化汽车、研究（二）比亚迪比亚迪的刀片电池是C TP 最好的范例之一。其直接采用了无模组的设计，相比于传统电池包，刀片电池的体积利用率提升了 50%以上，也就是续航里程可提升 50%以上。同时大大减少了内部的线缆和结构件

7、，零部件数量减少 40%，生产效率提升 50%，最终成本下降 30%。图 7：刀片电池包专利图图 8：刀片电池包结构新出行、研究电子技术设计、研究（三）特斯拉特斯拉在现有的车型 Model 3 和 Model Y 上使用了CTP 方案。M odel3 是由四个长度约 2 米的大模组组成，而之前特斯拉Model S 的模组为 16 个，以大模组替代之前小模组，把之前的小模组去掉侧板，用扎带连接起来，把模组做大。特斯拉Model 3 所采用的基于 21700 集成化大模组相对此前Model 3 仅电池成本就降低了 35%。 图 9：Model 3 电池包结构新出行、研究CTB：电芯电池包车身CTB

8、（Cell to Body）技术是由 CTP 技术的延伸，比亚迪首创。从原有 CTP 方案结构来看，自下往上依次是托盘、粘接剂、电芯、粘接剂、电池上盖和车身地板 6 部分，动力电池是一个整体，即电池上盖-电芯-托盘，即电池三明治结构，它与车身地板是分开的。而CTB 方案结构中，从下往上依次是托盘、粘接剂、电芯、粘接剂和车身地板集成电池上盖 5 个部分，不一样的地方在于 CTB 方案将电池上盖和车身地板集合为一体。CTB 方案车身地板集成电池上盖-电芯-托盘，成为一个整车三明治结构。 图 10：CTB 方案将电池上盖和车身地板集合为一体团车网、研究用电池上盖板替代车身下地板，除了减少冗余结构设计

9、，减少零部件数量，在用户体验侧也可以带来以下好处：车身与电池结构互补，电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到大幅度提升；扭转刚度的增强，在高速过弯时，车身形变更小，增强整车底盘操控性；整车重心和惯量降低，实现 50:50 黄金轴荷比，带来更好的驾乘体验；节省了一层地板厚度，垂向乘坐空间增加 10mm，释放了驾驶舱的空间；能够有效抑制车身振动，提升车辆 NVH 水平。2.2 CTC：电芯（电池包）车身CTC（Cell to Chassis）与传统电池安装方式的主要区别在于取消了电池包上盖板或座舱地板，从而进一步简化车身线缆和结构件。（一）特斯拉“CTC+4680+一体压铸”三项技术共同提升产品竞争力。

10、2020 年 9 月特斯拉在电池日上首次发布与新电芯配套的CTC 技术，特斯拉的C TC 方案也称之为structural battery，直接将电芯或是模组安装在底盘上，电池组将作为车身结构的一部分，连接前后两个车身大型铸件，取消原有座舱底板，将车舱横梁和车内座椅都集成在电池包上。特斯拉的 CTC方案可以减少支撑件、减轻整车质量、提升整体电池容量，为车辆降低 10%车重，增加 14%续航里程，减少 370 个零件，单位成本下降 7%，单位投资下降 8%，大幅提升汽车生产制造的效率。并且，特斯拉最新的第三代圆柱电池 4680 电芯和上一代电芯都可以使用这套 CTC 方案。 图 11：特斯拉 4

11、680 电池 CTC 方案 图 12：特斯拉 CTC 将座椅集成在电池包上盖上电车测试、研究爱卡汽车、研究（二）零跑汽车零跑汽车CTC 将电池包壳体与车身合二为一。2022 年 4 月，零跑汽车发布了CTC 方案，并非“电芯-底盘”，而是使用了“电芯-模组-底盘”的模式。零跑CTC 方案中，创新性的应用了CTC 双骨架环形梁式结构，将电池骨架结构和底盘车身结构合二为一，既是车身底盘结构又是电池结构，整体结构效率更高。其次，气密性通过车身设计实现电池密封， CTC 技术借用底盘基本结构，利用车身纵梁、横梁形成完整的密封结构，相对于传统汽车，这绝对是一大创新。根据零跑官方公布的资料，其 CTC 方

12、案将零部件数量减少 20%，结构件成本减低 15%，整车刚度提高 25%，实现高度集成化和模块化。还拥有极强的扩展性，可兼容智能化、集成化热管理系统。未来可兼容 800V 高压平台，支持 400kW 超级快充等。在空间方面，通过取消电池上部结构，减少冗余的结构设计，整车垂直空间增加 10mm，电池布置空间增加 14.5%，使得车内空间布置更加灵活实用。 图 13：零跑汽车 CTC 方案示意图 图 14：零跑汽车 CTC 方案实物图腾讯网、研究电车测试、研究（四）宁德时代2020 年 8 月，宁德时代宣布研发电池底盘一体化新技术。目前，宁德时代正在加快 CTC 的研发攻关，并宣布计划于 2025

13、 年左右推出高度集成化的 CTC 技术，有望在 2028年前后升级至第五代智能化CTC。宁德时代的集成化CTC 技术不仅会重新布置电池，还会纳入包括电机、电控、DC/DC、OBC 等动力部件。将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集成一体，使行驶里程突破 1000km。短期 CTP 有望主导，未来 CTP 与 CTC 共存从车企布局来看，CTP 有望占据短期主导。除了比亚迪、宁德时代外，广汽“弹匣”电池、长城汽车“大禹”电池、上汽“魔方”电池也均为CTP 技术。相比CTC 技术，C TP对电芯的要求略低一些，同时再安全性及维修方面具备优势。在当前市场需求和技术能力下，CTP

14、有望成为市场主导。首款搭载车型劣势优势电池类型电池包技术企业方案发布时间表 1：短期来看，CTP 有望成为主流电池形态上汽魔方集团电池2022.6CTP (Cell无限 to Pack)制1 .躺式电芯布局设计电池能量可选种类各样 (44kWh-150kWh)电池可更换1.用双向换流，热流分配等“疏导”方式分摊热量对电芯一致性要求较高,更换难度较大电油与整车依然存在多个模组，可能并不节省空间并未彻底解决热失控问题，智上汽 MG MULAN长城大禹汽车电池广汽弹匣集团电池刀片电池比亚及底迪盘技术零跑无专2021.6CTP (Cell无限to Pack)制2021.3CTP (Cell无限to P

15、ack)制磷酸 2022.5CTB (Cell铁锂to Body)电池CTC (cell无限采取定向排爆，自动灭火将火源引导至灭火通道后安全排出可支持不同类型的电池1 .电芯耐高温且稳定性强超强隔热电池安全舱，保证单个电池爆炸不波及所有电池对电池 24h 小时监测，出现问题降温处理将电池包整合至车身，车身空间更大大幅提升车辆结构强度，以及扭转刚度能量密度较高，目前最高可达 150kwh适配性好，将电池与整车集成和模块化，可跨平台适配未来各级别、类型车型能疏导火源非电池包技术，没有实际碰撞案例参考电池包体积和质量将会变大因电池包含隔热安全舱，密度比普通三元锂或磷酸铁锂电池差一些电池集成度有待提升

16、，需要保证技术升级更新电池不可更换技术并不完善，集成度仍需大幅提升集成化和模块化可能出现矛沙龙机甲龙埃安 AION Y比亚迪海豹零跑属名汽车称4680特斯圆柱拉电池2022.42020.9tochassis)制CTC (cell三元 to锂电chassis)池扩展型腔，可兼容智能化、集成化热管理系统大幅减少车辆零部件数量，降低成本电池包独立上盖可代替车身地板，进一步提升空间利用率续航方面，电池保温性能得到优化，续航提升 10%。形成了 CTC 双骨架环形梁式结构，整车车身的扭转刚度也能实现 25%的提升盾，造成车辆无法充分体现技术优势3.电池不可更换如果汽车发生故障导致电池需要维修，可能需要连

17、带底盘一同更换，增加维修成本。电芯直接抱团，对整体的热管理提出更高的要求。在碰撞中，底盘直接参与受力、并发生形变，电芯也将直接受致力、甚至变形C01特斯拉 model Y腾讯网、知料汽车、爱卡汽车、研究宁德时代推出麒麟电池，CTP 或加快渗透CTP 3.0“麒麟电池”推出，性能更加优异。2022 年 3 月 25-27 日，中国电动汽车百人会上，宁德时代官宣了最新的 CTP 3.0 电池技术，在其内部被称为“麒麟电池”。根据披露，该技术具备极速、无损、安全、高效等特点，能够与 LFP（磷酸铁锂）和NCM（三元锂）电池适配，对应的能量密度分别达到 160Wh/kg 和 250Wh/kg。作为对比

18、，宁德时代表示在相同的化学体系、同等电池包尺寸条件下，C TP 3.0 的电量相比特斯拉的 4680 电池提升了 13%。“麒麟电池”即将发布，C TP 渗透率有望加速提升。6 月 10 日，宁德时代通过互动平台宣布今年二季度将推出麒麟电池。6 月 16 日，宁德时代首席科学家吴凯在 2022 世界动力电池大会“云上宜宾”高端对话活动上表示，麒麟电池在两块电芯的中间加水冷钣，使相邻两块电芯的热传导降低，不会出现热失控； 第二，可满足高压快充；第三，因为水冷钣具有缓冲作用，可极大提高电池寿命；第四，麒麟电池可提高利用空间，比能量相应提高。 图 15：宁德时代 CTP3.0 平台化模块电池联盟、研

19、究上下博弈与换电模式下，CTP 与 CTC 大概率共存（一）CTC 路线下，整车企业与电池企业间存在长期博弈可能性对于整车企业来说，C TC 技术直接涉及到底盘，这是车企最为关心的核心部件。因此，拥有更多底盘研发经验的车企，在未来将会拥有更多的主导权，而不具备开发优势的车企最终在底盘等硬件环节也将丧失主导权。而对于电池企业来说，CTC 技术要求电池制造商从更早的阶段就介入车型设计中，这就要求电池企业具备更强的研发设计能力，以便于配合部分主机厂进行深度开发。此外，电池企业缺乏对车辆底盘的开发经验和技术积累，因此在CTC 的研发过程中很可能会失去对整个项目的主导权，打破目前电池厂商的强势地位。图

20、16：CTC 结构下整车企业更加强势小鹏官网、研究（二）换电模式下，CTP 当前更易实现政府与企业共同努力，换电模式或进一步推动 CTP 发展。2021 年，国务院发布的新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年），提出要大力推动充换电网络建设。目前，北汽新能源、蔚来、宁德时代、吉利等企业相继推出各自的换电技术。换电模式最大的优势就是补能耗时短，带给车主更好的用车体验。此外，换电模式可以节省电池购置费用，对消费者而言有更多选择。 图 17：宁德时代巧克力换电块 图 18：蔚来换电站腾讯网、研究车家号、研究CTP 与CTC 各有优势，预计未来保持共存。C TP 在换电、后期维修上更有优势，C

21、TC电池系统在空间、续航、驾驶体验方面具备明显的优势，但不适用于换电，同时维修成本高昂。因此，我们分析认为C TC 更适合于高端车型，对于成本不敏感，但对续航能力、驾驶体验要求较高，对维修成本不敏感的用户群更加匹配。相关标的：先惠技术（东恒机械）2022 年 5 月，先惠技术披露了重大资产购买报告书（草案），先惠技术拟现金收购宁德东恒机械 51%的股权，交易金额 8.16 亿元。东恒机械成立于 2014 年，一直围绕主要客户宁德时代进行相关电池结构件服务，产品包括侧板、端板和特殊结构件。主要应用于新能源乘用车、商用车、共享单车、充电桩、储能系统，终端客户包括特斯拉、大众、丰田、福特、蔚来、长安

22、等主流车厂。近年来公司产能跟随大客户宁德时代的需求极速扩张，2021 年公司实现营收 9.04 亿元，同比增长 118%，净利润 1.42 亿元，同比增长 130%。2020-2021 年宁德时代占公司营业收入的比重分别为 87.63%、92.99%，是宁德时代优秀供应商。 图 19：东恒机械主要产品 图 20：动力电池模组侧板端板示意图公司公告、研究表 2：宁德时代是东恒机械主要客户公司公告、研究年度客户名称销售额（万元）占当期营业收入比例宁德时代新能源科技股份有限公司84,083.4292.99%宁德新能源科技有限公司1,465.241.64%福建元晟汽车配件科技有限公司1,153.891

23、.28%福建瀚盈实业有限公司955.551.06%广东和胜新能源科技有限公司563.460.62%合计88,221.5697.57%宁德时代新能源科技股份有限公司36,309.2387.63%宁德新能源科技有限公司2,731.016.59%福建元晟汽车配件科技有限公司563.071.36%凌云工业股份有限公司宁德分公司454.161.10%福建瀚盈实业有限公司314.910.76%合计40,372.3897.44%2021 年度2020 年度公司公告、研究模组结构件壁垒较高，东恒机械盈利水平行业领先。相比传统的汽车结构件，动力电池外壳结构件在保证结构强度，如抗压性、耐腐蚀性等特点外，还需要考虑

24、导电、绝缘、阻燃等动力电池热失控防护的特殊要求。东恒机械通过技术积累，灵活掌握了金属切割、压延、贴膜、喷涂、焊接等批量生产工艺，为客户提供个性化电池外壳的解决方案和批量生产方案。与同行业相比，公司毛利率、净利率水平领先，一定程度上反映了公司产品壁垒和竞争力。项目2021 年度2020 年度营收（万元）占比毛利率营收（万元）占比毛利率侧板产品62,976.9969.65%33.33%18,821.5645.43%35.77%表 3：东恒机械侧板毛利率水平较高端板产品12,284.9413.59%8.62%7,366.7817.78%13.14%设备工装产品13,113.8614.50%23.36

25、%14,161.4934.18%29.14%其他2,043.592.26%51.22%1,083.502.62%42.88%合计90,419.38100.00%28.93%41,433.34100.00%29.67%公司公告、研究图 21：东恒机械整体利润率水平行业领先（2021 年）28.93%26.25%20.25%18.00%15.68%17.43%16.33%12.21%8.83%5.61%3.90%东恒机械科达利和胜股份震裕科技长盈精密领益制造-6.02%35%30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%毛利率净利率、公司公告、研究受益于C TP 产业趋势，部分模组结构件单车

26、价值量有望提升。根据公司重大资产购买报告书（草案）数据，新产品侧板价格在 400-500 元，相较于老产品价格显著提升。假设 CTP 方案单车需要用 4 个侧板，那么单车价值量约为 1600-2000 元，同时我们预计 2025年CTP 渗透率将达到 35%左右（不考虑刀片电池），按照 2025 年新能源汽车渗透率达到 25%测算，到 2025 年全球模组侧板市场空间将超过 200 亿。表 4：全球新能源车模组侧板市场空间20212022E2023E2024E2025E全球汽车销量/万辆81058267843286018773YOY-汽车销量/%4%2%2%2%2%全球新能源车渗透率/%8%1

27、0%15%20%25%全球新能源车销量/万辆650827126517202193YOY-新能源车销量/%108%27%53%36%28%CTP 渗透率/%15%20%25%30%35%CTP 车型销量/万辆98165316516768侧板单车价值量/元18001800180018001800CTP 侧板市场空间/亿统模组渗透率/%85%80%75%70%65%传统模组车型销量/万辆55366194912041426侧板单车价值量/元500500500500500传统模组侧板市场空间/亿元2833476071合计市场空间/亿元4563104153209公司公告、研究证券

28、代码证券简称2022/6/20归母净利润（百万元）PE市值（亿）21A22E23E24E21A22E23E24E表 5：先惠技术估值表688155.SH先惠技术85702414436221213519 14、研究风险提示（一）重组审批风险本次交易方案已经上市公司第三届董事会第二次会议审议通过。本次交易尚需取得的批准包括但不限于：上海证券交易所问询及回复，上市公司股东大会审议本次交易方案。本次交易能否通过上述审批，以及最终通过审批的时间都存在不确定性。（二）交易可能被暂停、中止或取消的风险交易存在如下被暂停、中止或取消的风险：1、交易存在因上市公司股价的异常波动或异常交易可能涉嫌内幕交易，而被暂停、中止或取消的风险；2、交易存在因标的公司出现无法预见的重大不利事项，而被暂停、中止或取消的风险；3、在交易审核过程中，交易双方可能需根据监管机构的要求不断完善交易方案，如交易双方无法就完善交易方案的措施达成一致，则交易存在中止的可能；（三）市场竞争加剧的风险新能源动力电池作为国家重点鼓励产业，近年来发展速度较快，相应带动动力电池相关产业（包括动力电池结构件产业）快速发展。东恒机械长期