2020年电动车产业链分析报告

-3-2020年电动车产业链分析报告2020年3月

1、CTP技术能降本增效，开启市场推广CTP技术是一种从电池包结构层面来提升电池包空间利用率和能量密度的方法。国内、外车企的电池包基本上都采用从单体电芯—模组—电池包的成组方式，是主要方法。其中，放弃模组，电芯直接安装于电池包的技术被称为CTP技术。图：大众MEB电池包架构图：大众MEB平台电池包资料来源：高工锂电、XXX市场研究报告资料来源：网上车市、XXX市场研究报告图：使用CTP技术的比亚迪刀片电池包单体电池电池包包体资料来源：比亚迪专利、XXX市场研究报告CTP技术有助于成本降低，提升体积能量密度。根据公司信息，比亚迪电池包的体积能量密度较传统电池包能够增加50%；宁德时代和蜂巢能源CTP电池包的空间利用率能够提升5~20%，零部件数量可减少22~40%。-4-图：宁德时代技术对电池包能量密度的改善图：蜂巢能源技术对电池包能量密度的改善资料来源：高工锂电、XXX市场研究报告资料来源：网上车市、XXX市场研究报告CTP技术对电芯产品的一致性要求高，目前处于推广应用阶段。传统电池包池监控和管理作用。CTP性要求提高。目前，少数企业开始推广CTP技术电池包。其中，比亚迪预计2020年6月上市的新车型“汉”将搭载自产的超级电池包，宁德时代的CTP三元电池包将配套北汽EU5。此外，蜂巢能源等也在推进相关的产业化落地。图：比亚迪“汉”续航图：宁德时代、北汽联合研发的CTP电池发布资料来源：第一电动、XXX市场研究报告资料来源：第一电动、XXX市场研究报告2、站在整车角度看技术对续航里程和成本的影响电池技术配合不同类型的动力电池会通过单车带电量和整车质量对续航里程产生影响。成本方面，带电量不同、电池种类差异和CTP电池技术带来的制造成本和人工费用减少等因素都会对成本产生影响。-5-为了研究CTP技术对整车端和动力电池产业链带来的影响，我们基于比亚迪的专利航里程关系，并计算相应的电池包成本。2.1、续航里程（）=334.21+9.538*带电量（KWh）-0.275*整车装备质量（）影响电动车续航里程的因素较多，可简单地分为能量供给和能量消耗两大类。有汽车动能、机械部件间的能耗、电子部件的能耗、风阻和汽车与路面的摩擦等。程的影响。图：续航里程的影响因素较多，主要有单车带电量和汽车质量量-6-型。由于比亚迪车型的续航里程在305~520km，为了覆盖500~660km续航里程范围，样本增加了特斯拉、广汽等中高端车企的长续航车型。表：部分样本数据纯电动续航里程，动力蓄电池组整车整备质量，通用名称级别km305305310320351400401405405410420420500510520520552576590595600650654660664总能量，KWh比亚迪元比亚迪SUV4135414134535351595356538359707310010078789393100100781450125014201420108015201605149017451645165015702330162517101900253024911874187521802040229222601753A比亚迪秦A比亚迪秦A比亚迪比亚迪秦A比亚迪秦ProAA比亚迪秦比亚迪宋ASUVSUVA比亚迪元比亚迪秦Pro比亚迪A腾势XBSUVA传祺比亚迪秦ProA传祺ModelX高性能版ModelX长续航版Model3长续航全轮驱动版Model3高性能全轮驱动版传祺传祺ModelS高性能版ModelS长续航版Model3长续航后轮驱动版BSUVCSUVCSUVBBBSUVBSUVCCB资料来源：汽车之家、工信部、XXX市场研究报告关系可表达为：续航里程（）=334.21+9.538*带电量（）-0.275*整车装备质量（）-7-图：续航里程数学模型回归分析回归统计RRR标准误差观测值方差分析FF回归分析残差2总计标准误差X1t下限上限X2资料来源：XXX市场研究报告该数学模型具有比较强的适用性。2020年比亚迪新车型“汉”的续航里程为605km，与数学模型测得的592km相差较小，在左右。表：电动车续航里程数学模型准确度高项目带电量，数值85整车装备质量，20206055922%工信部续航里程，预测续航里程，误差资料来源：工信部、XXX市场研究报告2.2、CTP提升单车带电量14-21%，提升整车装备质量电池包的带电量和我们研究在相同电池包体积下不同种类的方形电池包带电量和质量的变化。为了便于研究，做出了如下的关键假设：1.CTP电芯的体积质量能量密度与常规电池包中的电芯一样；2.基于比亚迪专利中常规电池包的体积利用率池工艺下，体积利用率一般在50%左右，下限40%。这里假设配套分别为52%/49%/42%；3.不同种类电池包的质量能量密度取车型质量能量密度的均值；4.电池包中各部件体积：电池包采用相同的结构。LFP+常规电池包以CTP积为常规技术中的40%配电箱等的体积比例与常规技术中一样。根据宁德时代公开资料，电池包能量密度200Wh/kg，推测为，假设公开资料中包体与热管理及其他配电箱等体积同-8-5./CTP中的包体与热管理及配电箱质量简单假设为与其体积成正比。在搭建的勾稽关系中，CTP技术对电池包体积利用率和质量能量密度的改善和公布的技术指标相符合。213L电池包提高了8~15%5~10%（第一电动披露）和宁德时代的10~15%310L电池包提高了4~8%，符合蜂巢能源中的5~10%时代的10~15%213L时，三元CTP电池包的空间利用率提高了15~21%，高于蜂巢能源的5%15~20%310L时，三元CTP电池包的空间利用率提高了15~18%，高于蜂巢能源的5%（第一电15~20%图：电池包213L时，CTP电池提高电池包体积能量密度以上电芯种类LFPNCM523NCM622NCM811卷绕卷绕卷绕LFPNCM523NCM622NCM811BYD超级LFPCATL公开资料工艺卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕叠片卷绕体积能量密度，Wh/L质量能量密度，电池包工艺常规常规常规常规刀片CTPCTPCTP刀片CTP电池包体积，L117961658111102161041091689124161338065112885657122916621091046133806511091046电芯体积合计，L除电芯外体积，L内部横纵梁与间隙体积，L包体与热管理及其他配电箱等体积，L配电箱体积，L647085757523232323232323232323电池包质量，电芯质量，kg除电芯外质量，kg梁质量，kg30392269113525310552191325345793099929691266116034579266106050000包体与热管理及配电箱等质量，kg8710810012779999111679106带电量，KWh体积能量密度，Wh/L质量能量密度，电池包指标体积能量密度成组率质量能量密度成组率电芯体积之和占电池包体积比例CTP/刀片电池的影响CTP/刀片对体积能量密度的提升CTP/刀片对质量能量密度的提升CTP/刀片对体积利用率的提升资料来源：比亚迪专利、第一电动、XXX市场研究报告注：比亚迪和宁德时代的数据为推算-9-图：电池包310L时，CTP电池提高电池包体积能量密度以上电芯种类NCM523NCM622NCM811NCM523NCM622NCM811BYD超级CATL公开资料工艺卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕叠片卷绕体积能量密度，质量能量密度，电池包工艺常规常规常规常规刀片CTPCTPCTP刀片CTP电池包体积，L电芯体积合计，L除电芯外体积，L166145451611494515215845103111301804512411190120181851251817613418106111531571812811190120181531571812811内部横纵梁与间隙体积，L包体与热管理及其他配电箱等体积，L配电箱体积，L89939296921111111111电池包质量，电芯质量，kg除电芯外质量，kg梁质量，kg4341315391165536815353181935493129044916404261520375193049312903751810包体与热管理及配电箱等质量，kg126160148188129164152193129181带电量，KWh体积能量密度，质量能量密度，电池包指标体积能量密度成组率质量能量密度成组率电芯体积之和占电池包体积比例CTP/刀片电池的影响CTP/刀片对体积能量密度的提升CTP/刀片对质量能量密度的提升CTP/刀片对体积利用率的提升资料来源：比亚迪专利、第一电动、XXX市场研究报告测算注：比亚迪和宁德时代的数据为推算CTP技术提升单车带电量14~21%，增加质量。当电池包体积为213L时，使用CTP+三元电池的单车带电量提升14~21%，从原来的单车电量53~59KWh上升到60~72KWhCTP+三元电池包质量增加7~9%351~394kg上升到382~424kg310LCTP+三元电池的单车带电量提升14~18%，从原来的单车电量76~86KWh上升到86~101KWh；使用CTP+三元电池包质量提增加，从原来的上升到567~622kg。图：电池包213L，CTP提高单车带电量14~21%图：电池包213L，CTP提高电池包质量左右720500400300200100010%8%6%4%2%0%65424394624093826059387358382351565354LFP常规NCM523NCM622NCM811相比增加CTP/刀片资料来源：XXX市场研究报告资料来源：XXX市场研究报告-10-图：电池包310L，CTP提高单车带电量14~18%图：电池包310L，CTP提高电池包质量左右40020%3002000622566613556101578521567511949086868178760%资料来源：XXX市场研究报告资料来源：XXX市场研究报告2.3、CTP技术有助于续航里程增加，CTP+高镍三元续航提升效果显著传统燃油车成熟市场中，A级车占据着主要份额。A级乘用车（包括轿车和）销量1242万辆，占比达63%。B级车和A0级销量分别为万辆和万辆，占比分别为16.8%和14.2%。图：2019年我国乘用车市场以A级车为主，其次为BA0级A0轿车,3%其他,3%C轿车,A0MBA0B轿车,AMAA轿车,资料来源：乘联会、XXX市场研究报告由于A00适合搭载。并且在传统乘用车中A00级车占比低，不是未来发展的主流。这里我们主要研究电池对A0~C级车型搭载的、三元电池的影响。从目前新能源汽车市场销量构成上看，A0/B/C级别乘用车以SUV为主，A级车多为轿车。A0级，ASUV/B级1350kg，C级1650kg。图：除电池包外的整车质量分别为3档1650013501150AB资料来源：工信部、XXX市场研究报告当电池包体积为时，CTP助力续航里程增加，CTP+高镍三元续航提升明显。对续航里程增加角度来看，和NCM523在60~70km，NCM622和81和CTP+CTP+LFP/NCM523对应的续航里程与常规电池包处于相同水平。图：电池包213L时，CTP电池提高续航里程以上电芯种类LFPNCM523NCM622NCM811LFPNCM523NCM622NCM811BYD超级LFPCATL公开资料工艺卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕叠片卷绕电池包工艺常规常规常规常规CTPCTPCTPCTPCTPCTP电池包体积，L电池包质量，kg带电量，KWh整车21339453213382542133585621335159213424602134096221338765213382722134246221337172除电池包外的整车质量，kgA0SUV/Acar1150ASUV/Bcar1350115013501650115013501650115011501350135016501650115013501650115013501650115013501650115013501650115013501650BSUV/Ccar1650整车质量，kgA0SUV/Acar1544ASUV/Bcar1744BSUV/Ccar2044续航里程，km153217322032150817082008150115741701177420012074155917592059153717372037153217322032157417742074152117212021A0SUV/AcarASUV/BcarBSUV/Ccar415360278425370288451396313485430347477422339496441358532477394597542460493438356600545462CTP对续航里程的提升A0SUV/AcarASUV/BcarBSUV/Ccar15%17%22%17%19%24%18%21%26%23%26%32%19%22%28%24%27%33%资料来源：XXX市场研究报告测算-12-图：搭载213L的CTP高镍三元电池包，A0/A级车续航里程超AB资料来源：XXX市场研究报告图：CTP对续航里程的增加额在62~113km1138170062资料来源：XXX市场研究报告BModel3长续航版的电芯总体积约为、电池模组总体积约。我们预计拥有的310L电池包用在B级及以上的车型。当电池包体积为时，CTP助力续航里程增加82~130km，CTP+高镍三元续航提升明显。对续航里程增加角度来看，和NCM523在80~95km，NCM622和105和。CTP+高镍三元，尤其是，能2CTP+LFP/NCM523对应的续航里程与常规电池包处于相同水平。-13-图：电池包310L时，CTP电池提高续航里程以上电芯种类LFPNCM523NCM622NCM811LFPNCM523NCM622NCM811BYD超级LFPCATL公开资料工艺电池包卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕叠片卷绕工艺常规常规常规常规CTPCTPCTPCTPCTPCTP电池包体积，L电池包质量，kg带电量，KWh整车3103103103103103103103103106228931055510156676556785218151186622866139057894567101除电池包外的整车质量，kgA0SUV/Acar1150ASUV/Bcar1350BSUV/Ccar1650整车质量，kg115013501650115013501650115013501650115013501650115013501650115013501650115013501650115013501650115013501650A0SUV/Acar1716ASUV/Bcar1916BSUV/Ccar2216续航里程，km170619062206167118712171166118612161177219722272176319632263172819282228171719172217177219722272170519052205A0SUV/AcarASUV/BcarBSUV/Ccar587532450611556473648593510697642560670615532706651569753698616827772690693638556830775693CTP对续航里程的提升A0SUV/Acar14%15%18%16%17%20%16%18%21%19%20%23%18%20%24%19%21%24%ASUV/BcarBSUV/Ccar资料来源：XXX市场研究报告测算图：搭载310L的CTP高镍三元电池包，B级车续航里程超级级资料来源：工信部，XXX市场研究报告-14-图：CTP对续航里程的增加额在82~130k料来源：XXX市场研究报告2.4、CTP有助成本下降16~19%CTP1.电芯的度电成本不变。电池结构件、热管理等成本和体积成比例；2.人工成本和制造费用的降幅为33%；3.电芯中除正极材料单位瓦时的成本不同，其他相同。电芯成本构成参考国轩高科，三元正极材料的价格为理论计算，主要原材料的含税价参考2.52万元万元万元吨，碳酸锂5万元吨，氢氧化锂万元吨。技术能够使电池包成本下降和三元电池包的度电成本在0.7~0.82元，使用CTP和三元电池包的度电成本在0.57~0.7元。-15-图：CTP技术有助于电池包度电成本下降以上，单位：元电芯类型电池包类型LFP常规NCM523NCM622NCM811常规LFPCTPNCM523NCM622NCM811CTP常规常规CTPCTP单位材料成本正极材料隔膜0.570.060.060.040.040.040.050.030.040.030.180.700.190.060.040.040.040.050.030.040.030.180.680.170.060.040.040.040.050.030.040.030.180.690.190.060.040.040.040.050.030.040.030.180.480.060.060.040.040.040.040.010.040.030.120.610.190.060.040.040.040.040.010.040.020.120.590.170.060.040.040.040.040.010.040.020.120.590.190.060.040.040.040.040.010.030.020.12铜箔电解液负极石墨铝壳盖板甲基电池管理系统电池箱其他单位能源成本单位人工成本单位制造费用单位成本合计单位成本同比0.040.040.040.700.040.040.040.820.040.040.040.800.040.040.040.820.030.030.030.57-19%0.030.030.030.69-16%0.030.030.030.67-16%0.030.030.030.68-17%资料来源：国轩高科公告、XXX市场研究报告测算图：CTP技术可使度电成本下降以上，单位：元1-10%0.820.820.8000.70-12%-14%-16%-18%-20%0.690.670.680.57资料来源：XXX市场研究报告2.5、短期CTP+LFP有望在500km以下车型占据一席之地，长期高镍三元依然是主流短期看，CTP+LFP的性价比高，主要定位续航里程500km以下的车型。1）当电池包为213L和310L电池对成本的降幅在0~4000元左右，而续航里程可提高。2）短期若高镍三元电芯的能量密度提升幅度不大，CTP+LFP/NCM523对应的续航里程有望达到常规高镍三元的水平，续航里程主要集中在500km以下。）当电池包为213L和310L时，NCM523和CTP技术时的续航里程相差小，仅10km左右。在不考虑补贴的影响，的降本幅度比NCM523高1000~2000元，经济性较好。-16-表：不同技术下的续航里程情况，单位：电池包体积，L分类电池包技术常规LFP415477360422278339532615450532NCM523425NCM622451485SUV/A496532597常规370396430213ASUV/BBSUV/CASUV/BBSUV/C441477542常规288313347358394460常规556593642651698772310常规473510560569616690资料来源：XXX市场研究报告图：213LCTP电池包，续航增加、成本下降情况图：310LCTP电池包，续航增加、成本下降情况120100806040200-15010050--0.100LFPLFP续航里程增加额，km续航里程增加额，km电池包成本降低额，万元电池包成本降低额，万元资料来源：XXX市场研究报告资料来源：XXX市场研究报告中长期看，高镍三元能量密度提升空间大，顺应新能源汽车长续航的大趋势。目前正极材料的实际比容量145mAh/g极材料的实际比容量还有30%以上的提升空间。当电芯提升10%的能量密度来估算，常规电池包对应的续航里程比CTP+LFP/NCM622有优势。随着CTP技术的应用成熟和的量产工艺改进，更会将新能源汽车的续航里程推到新高点。图：三元正极材料比容量还有30%以上的提升空间2802802801851701651551450mAh/gmAh/g资料来源：、XXX市场研究报告-17-3、投资建议CTP技术简化电池包结构，提高空间利用率，能够实现降本增效的作用。从2019年开始，比亚迪、宁德时代和蜂巢能源等企业均推出了和三元动力电池的2020年将会成为CTP技术产业化的元技术在电池包中的渗透率有望进一步提升。CTP500km以下车型中渗透率将得能源汽车长续航趋势。我们推荐）推动CTP技术应用的龙头企业，如宁德时代、比亚迪；）电池产业链，如鹏辉能源、国轩高科等。正极材料受益公司有德方纳米等。1）宁德时代GGII数据，2019年我国动力电池装机量约62GWh32GWh52%能约60GWh，按照已公布的产能规划，未来公司全资总产能超200GWh，合资产能约70GWh。未来公司产能扩张迅速，有望维持高市占率，保持行业龙头地位。CTP电池包逐步达成合作，短期内有望量产落地。作为CTP技术的引领者和推广者，公司与国内新能源汽车主流整车厂北汽新能源合作研发的三元电池将配套北汽EU5车型上，未来陆续为哪吒汽车5款车型配套CTP电池包。2）比亚迪新能源汽车龙头，不断改进创新。技术方面，推出第三代混动技术，IGBT4.0Mosfete车型研发周期等。动力电池行业领先，刀片电池+CTP技术引领创新。公司动力电池产品成熟，GGII2019年装机量达10.8GWh，市占率17%能量密度左右。CTP技术从电池包层面可达到降低成本、提高电池包带电量的目的。3）国轩高科公