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文档简介
汽车行业电动半挂车行业专题报告电动半挂车:从梦想照进现实——谈重卡电动化的需求、技术和生态2023年2月28日报告核心逻辑
2022年中国新能源重卡零售销量达到2.5万辆,渗透率升至5%,并有继续加速的趋势。但当前行业技术发展仍处于初级阶段,目前国内主流的纯电重卡产品基本都是“油改电”思路,类似新能源乘用车2016年的位置。“油改电”产品的特点是:(1)电池位于驾驶室的后方,方便吊装换电,但是重心过高影响到驾驶安全;(2)驾驶室、传动轴和柴油重卡基本相同;(3)采用中央电机+传统桥,电机集成化有限。“油改电”当前仅适用于封闭园区、城市等低速场景,很难胜任长距离高速运输。
下一代纯电重卡的产品形态预计会产生革命性变化,半挂车有望价值量成倍增长。特斯拉Semi将电池集成到车头底盘上,同时采用了电驱动桥的方案,技术先进性令人惊叹。但考虑到中国卡车用户的使用习惯,预计中国的下一代纯电重卡将必须兼容:(1)集成在底盘上的电池以降低重心;(2)可以换电;(3)续航里程、能耗参数最优。我们认为,若同时满足以上的趋势,半挂车的电动化将是大势所趋,车头不再是电池唯一布局的位置。半挂车电动化的优点包括:(1)有足够的空间进行换电电池的布局,重心最低;(2)载荷分布更加合理,车辆的几何中心更贴近于质心;(3)半挂车可以集成线控制动做能量回收,能耗能节约15%左右;(4)过去6X4牵引车两根驱动轴间距仅1.4米,半挂车上安装一套电驱桥可令两个驱动轴的间距翻倍增加,实现更稳定的大轴距四驱乃至六驱;(5)车头轻量化、小型化,可以增加转向系统的灵敏性。
未来半挂车不仅将成为最重要电动运输载具,也将成为“风电+光伏+储能电站”这个庞大能源体系内的一个重要能量搬运工,获取更大的商业价值。卡车车头企业并不生产半挂车,半挂车一般由第三方的专业载具公司生产,他们直面运输客户给出定制化方案。由于需求偏向于小批量定制化,因此呈现出格局分散的竞争态势,行业龙头份额偏低。近3年中国半挂车销量稳定在70万辆左右,产品单价约为9-10万元。中集车辆作为行业龙头,已经连续9年销量位居全球第一,在中国市场的市场份额为15%,是行业唯一成规模的半挂车企业。参考海外同类企业的概念车,电动半挂车的价值量将可能从当前的10万元提升到50-60万元,增量包含:300-400度电池+BMS约40万元,集成化的电驱动桥3-4万元,线控制动+高压线束+其他控制器+传感器等3万。电动半挂车不仅仅是载具,更是将移动的储能电站。
投资建议:2022年中国新能源重卡渗透率升至5%,加速渗透的奇点已至,但目前电动重卡产品形态仍不完善。我们认为下一代纯电重卡的产品形态预计会产生革命性变化,半挂车有望价值量成倍增长。中集车辆是过去九年全球半挂车市场份额第一名的企业,也是当前最积极布局新能源业务的半挂车企业。展望未来,半挂车的电动化将有望令中集车辆一跃成为卡车形态和运输形态的革命者。核心推荐行业龙头中集车辆(A+H)。继续推荐:中国重汽A、中国重汽H、江淮汽车、瑞可达等。风险因素:基建及物流恢复程度不及预期;重卡销量复苏不及预期;锂等原材料价格居高不下;电动重卡量产节奏不及预期;重卡新能源化渗透率提升不及预期;充换电设施网络建设不及预期。1行业背景:中国新能源重卡进入萌发期,主要受“双碳”政策驱动
新能源重卡进入萌发期,2022年渗透率提升至5%
2022年新能源重卡零售销量为2.5万辆,同比+142%,12月单月渗透率提升至17%2021年7月起新能源重卡销量加速攀升,主要受“双碳”战略下对高排放企业碳排放限制驱动
“双碳”战略对钢铁厂、煤矿等高排放企业的碳排放指标有较为严格的限制
各地政策支持:四川宜宾、河北唐山、内蒙古包头被明确为新能源汽车换电重卡特色类试点城市2021-2022年新能源重卡零售销量及渗透率(单位:辆)2022年新能源重卡上牌量前15城市(单位:辆)2021销量2022销量2021渗透率2022渗透率17%35003000250020001500100050032747000600050004000300020001000018%16%14%12%10%8%163916301402131110137%850699651
6386%532432
407379
3745%5%5%6%4%4%4%3%3%3%4%02%0%1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
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9月
10月
11月
12月:Thinkercar,中汽协,中信证券研究部资料资料:Thinkercar,中信证券研究部2行业背景:新能源重卡动力类型路线以纯电动为主
动力形式:新能源重卡的动力类型路线仍以纯电动为主
2022年销售重卡中,柴油重卡占比87%,天然气重卡占比8%,新能源重卡占比5%
2022年销售的新能源重卡中89%为锂电重卡
补能方式:充电和换电各占1/2,换电重卡占比有提升趋势,更符合中国卡车司机的需求
2022年纯电动重卡中,以换电为补能方式的占55%,以充电为补能方式的占45%
换电速度较快、符合重卡对于效率的要求,从2021年到2022年换电重卡的占比逐步提升2022年重卡各动力类型零售销量占比2021-2022年电动重卡充换电销量占比柴油天然气纯电动燃料电池甲醇混合动力换电
充电100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%8%9.7%1.6%0.15%88.7%87%%资料:Thinkercar,中信证券研究部资料:Thinkercar,中信证券研究部3行业背景:电动重卡当前运输半径较短,长距离运输有待解决
电动重卡中牵引车占六成,使用场景中运输:工程约2:1,与传统重卡类似个人所有的重卡路线往往不固定,因而对于续航里程有更高的需求。电动重卡运输半径更短,在有固定路线的企业用户中更为流行重卡整体与电动重卡使用场景对比重卡电动重卡运输:工程:专用车=6:3:1运输:工程:专用车=6:3:1车辆类型个人:企业=7:3可超1000公里企业用户为主使用人群运输半径200-300公里日均营运里程*200km以内占20%500km以内的占80%日均营运里程在500km以内的占80%以上但主要为短途运输以及矿区等固定场地日均里程资料:Thinkercar,中交兴路,科尔尼咨询,《2021年货车司机从业状况调查报告》(中国物流与采购联合会),中信证券研究部4注*:日均运营里程为按实际活动日统计的车辆平均行驶里程数行业背景:电动重卡行业新玩家涌现,群雄逐鹿
电动重卡的格局和传统重卡格局差异较大
传统重卡集中度较高且格局较为稳定,CR5超80%,龙头企业为中国重汽、一汽解放等
2022年电动重卡行业的CR5为58%(同比提升5pcts),销量的前三名为三一集团、徐工重卡和汉马科技,市场份额占比为18%、12%和11
%2010年-2022年重卡行业集中度2022年纯电动重卡主要玩家销量及份额(单位:辆)去年同期销量份额一汽解放东风汽车中国重汽陕汽集团北汽福田制造商2022年累计销量YoY2022年累计销量份额100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%12三一集团徐工重卡汉马科技宇通集团上汽红岩北奔重汽东风公司福田汽车陕汽集团一汽解放中国重汽大运重卡金龙汽车比亚迪41252801242119861658151614741188795+175%+316%+281%+34%18%12%11%9%16%7%37%415%8%5+110%+96%7%67%8%7+509%+54%7%3%85%8%9+388%+26%4%2%1011121314156863%6%683+1020%+297%+1%3%1%3892%1%2921%3%135-13%1%2%其他243522584CR5+64%11%100%58%15%100%53%销量总计+134%2010
2011
2012
2013
2014
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2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022资料:Thinkercar,中汽协,中信证券研究部资料:Thinkercar,中汽协,中信证券研究部5从排放端看:重卡新能源化是环保减排的必由之路
商用车保有量占比为10%,而碳排放占比超60%
重卡等商用车由于年均行驶里程更高、柴油消耗总量更大,其污染排放水平远超出乘用车
2021年中国汽车保有量中商用车占比约10%,而产生的碳排放却超过60%。换言之,商用车整体的单车减碳空间是乘用车的14倍,重卡相较轻卡的单车碳排放更高
重卡等柴油货车的氮氧化物、PM颗粒物等污染物(导致雾霾的主要因素)的排放量是乘用车的百倍以上,纯电动重卡作为“零排放”车辆在环保上具有多重效用2021年中国汽车分类别保有量占比2021年柴油货车污染物排放量分担率乘用车(私家车)乘用车(出租车)重卡中轻卡客车柴油货车其他汽车120%100%80%60%40%20%0%2%9%84%9%91%22%4%4%91%PM78%NOx81%16%CO9%HC资料:中汽中心,生态环境部,中信证券研究部资料:中汽中心,生态环境部,中信证券研究部6纯电重卡的行业痛点:当下载重效率和运输半径无法兼得
理论上,电动重卡在载重效率上存在一定的矛盾性
重卡想具备实用性就要有续航里程要求,在电动重卡中这意味着更高的带电量,进而会增加电池重量、挤压载货重量、影响盈利,这就是电动重卡在可用性的底层需求和盈利的最终需求上的矛盾
从运输半径来看,80%的重卡的日均行驶里程在500km以内。现有电动重卡续航里程多在200-300km之间,特斯拉的semi续航可达800km。我们认为,未来3-5年主流电动重卡续航里程有望达到500km,可以覆盖大多数中短途和固定场景运输
但长距离运输仍然严重依赖于换电设施的基础设施,最佳的远距离运输的纯电方案目前还没有面世电动重卡的载重效率矛盾性资料:中信证券研究部7纯电重卡的行业痛点:当前行业仍处在“油改电”阶段,载重效率和安全性有待提升
当前中国的纯电重卡基本以“油改电”为主,类似于2016年乘用车的阶段。其驾驶室、传动轴和底盘制式和传统柴油重卡基本相同。动力电池的位置位于驾驶室的后方,方便换电设备进行吊装。主流的电池包为282kwh,重量约2吨除了运输半径小以外,目前行业的“油改电”重卡还有一个非常严重的工程学问题:重心高,高速行驶状态不稳定,容易在急转弯和制动的场景下发生危险。因此当前纯电重卡的运输主要集中在封闭园区、城市道路等低速场景,很少在高速公路上运输2022年部分热销电动重卡车型参数徐工重卡当下典型的纯电重卡的外观图公司车型汉马科技半挂牵引车半挂牵引车尺寸(mm)7420*2550*33807060*2550*3400轴距(mm)驱动形式3800+1400/13506X43600+13506X4最高时速(km/h)电机功率(kW)动力形式8489360360纯电动换电式磷酸铁锂电池宁德时代282纯电动换电式磷酸铁锂电池宁德时代282补能方式电池类型电池供应商电池容量(kWh)续航里程(km)约200150-170资料:福田汽车官网资料:各公司官网,电动卡车观察微信公众号,中信证券研究部8特斯拉Semi的启示:正向研发的纯电重卡的布局较“油改电”有很大不同
Semi为特斯拉首款电动重卡,2022年12月2日首次量产交付,在满载37吨情况下实现了续航800km外观上,Semi延续了特斯拉一贯的金属科技风炫酷外观,车头的“子弹头”设计风阻系数低于0.4Cd内部座舱上,Semi驾驶座位于中央、两侧配有中控大屏,区别于传统卡车的并排两座,车舱前方及左右两侧车窗面积增大,为连续作业的卡车司机提供更好的驾驶环境
特斯拉的电池布局方式是集成在车头下方的底盘上(原发动机、变速箱的位置),有更低的质心特斯拉Semi正面及侧面外观图特斯拉Semi内部座舱资料:特斯拉官网,特斯拉Semi交付发布会资料:特斯拉官网,特斯拉Semi交付发布会9特斯拉Semi的启示:电池布局未来应集成在底盘上,但很难适合换电模式
一辆EPA标准续航500英里(约800公里)的特斯拉Semi,估计电池包带电量为878kwh,重量约为5吨,全车总计10176节电芯。在电池包布局上,和普通乘用车整块电池包平铺底盘的布局不同,特斯拉Semi采用的也是重载卡车常见的车架纵梁结构,电池的布置方式也是分布式电池包布局特斯拉总共有12组大电池包:6块16P(72kwh)分成左右两组竖放,4块18P(82kwh)横置放在最下,最上面有2块12P(55kwh)横置。俯视图上看,电池包从驾驶室下方一直延伸至驾驶室后面,电池包不仅填充在车架纵梁之间,在车架纵梁外侧也有两个外侧分电池包。位于车架纵梁之间的电池包中心部分则由水平布置的六层子电池包组成,两组外侧电池组件垂直放置在其纵梁两侧,每侧有三个组件,这也更利于电池组进行散热特斯拉Semi的电池布局的俯视图特斯拉Semi的电池布局的正视图资料:知化汽车微信公众号资料:知化汽车微信公众号10特斯拉Semi的启示:集成在底盘上的电池重心可以大幅下降
“油改电”重卡的电池重心高度估算:2.70m;Semi的电池重心高度估算:0.80m,两者高差约为1.9m。由Semi的趋势可以看出,电池集成在底盘上应该是大势所趋,但如何兼容换电方案仍是一个难题。根据现有的外观图推断,Semi的电池包摆放位置很难进行拆卸;同时其车头也是集成化程度很高,但不具备传统重卡可以掀开车头进行维修的便利性。以“油改电”重卡举例说明底盘布局电池方案的重心变化黄色位置:油改电重卡的电池布局方案红色位置:纯电平台重卡的电池布局方案11资料:中国重汽官网,中信证券研究部特斯拉Semi采用1000V的高压快充方案
补能效率上,Semi采用1000V架构,V4超充桩拥有1MW支流快充能力,采用了全新的浸入式液冷技术。根据Semi
发布会的信息,预计Semi在1MW超充下有望实现1C级别补能速度。Semi适配1MW功率V4超充桩12资料:特斯拉Semi交付发布会快充对电网容量要求较高,换电更符合当前国情
单个充电站分配的电网功率出力具备分散化特点,由于充电需求不连续,时间利用率低,大规模铺设快充站将加大局域电网容量和变压器的负荷压力,同时又造成了功率闲置冗余。根据中信证券研究部电力设备新能源组测算,一个服务40辆车的换电站,对于电网容量的要求较充电站(20个60kW)要低70%。考虑到电网容量和储能行业的蓬勃发展,我们更看好换电方案在中国重卡行业的推广应用而特斯拉的1MW的充电功率对于电网的负荷是巨大的,兼容如此巨大的快充功率意味着电网系统的大幅升级,短期可能并不适用于中国相同补能电量需求下充电模式对电网功率需求测算对比资料:中信证券研究部测算13中美重卡司机的工作环境和需求相差较大换电也更符合中国卡车司机的出勤时间要求中国货车司机月均行驶里程分布情况中国货车司机日均工作时长分布情况35%40%35%30%25%20%15%10%5%37%30%30%25%20%15%10%5%27%28%18%15%14%10%7%7%8%0%0%1000公里以内
1000-5000公里
5000-10000公里
10000-15000公里15000-20000公里
20000公里以上4个小时6个小时8个小时10个小时12个小时以上中国货车司机月均收入分布情况中国货车司机驾驶车辆性质分布情况57%35%30%25%20%15%10%5%60%50%40%30%20%10%0%29%28%20%26%17%10%8%3%2%0%自有车辆自有车辆受雇驾驶5千以下5千-8千8千-1万1万-1.5万1.5万-2万2万-2.5万2.5万以上(有贷款)(无贷款)14资料:以上资料皆来自《2021年货车司机从业状况调查报告》(中国物流与采购联合会),中信证券研究部中美重卡司机的工作环境和需求相差较大换电也更符合中国卡车司机的出勤时间要求
美国的运力结构、运输半径、运力成本等方便都更适宜快充技术;此外美国已有特斯拉Semi这样的优质电动重卡供给,具备较强的快充技术实力,也有利于形成标杆效应促进行业的蓬勃发展考虑两国的不同国情,中美可能在充电\换电技术路线上走不同道路,中国未来走换电模式的概率更大中美运力结构、成本、运输半径等对比中国美国中国公路运输物流三方化程度偏低,层层转包、车辆挂靠现象严重,
美国公路运输运力规模集中度高,由大企业主导式,以大合同物流、底层运力以个体为主大车队形态为主运力结构运输半径运输半径1000公里以上的跨省运输常见美国80%的路线都短于250英里(400公里),城市间点对点运输较多美国重卡司机供小于求,2022年美国卡车司机缺口一度超过8万人供给薪资中国重卡司机供给充足,供大于求运力成本人力成本较低,卡车司机年薪约12万元人力成本较中国更高,卡车司机年薪约14万美元工会话语权较高,能一定程度上保护卡车司机权益已有Tesla的1000V快充技术其他福利保障补能技术司机自负盈亏,部分司机靠超载和疲劳驾驶获取超额利润目前处于“油改电”+吊装换电的阶段资料:运联研究院,中信证券研究部15半挂电动车的产品形态设计的原则和展望
既要兼容换电,又要降低质心高度,半挂车上存在一个绝佳的电池布局点位电池包容量和续航里程的猜想:车头带1/3的电量,半挂车带2/3的电量,半挂车电池可以兼容换电
设计原则:独立车头的续航里程和配备挂车后的续航里程相等,可以做到最佳的运输里程的平衡驱动桥分布:牵引车车头1-2根电驱动桥,挂车上加装一根电驱动桥
设计原则:过去6X4牵引车两根驱动轴间距仅1.4米,半挂车上安装一套电驱桥可令两个驱动轴的间距翻倍增加,实现更稳定的大轴距四驱乃至六驱。同时挂车上要兼容能量回收的制动方案载荷分布:电池包在挂车正下方,前后重量相对平衡
设计原则:几何中心和重心完全重合,车头尽量轻量化,避免给转向系统带来不必要的冗余设计电动半挂车的产品形态的猜想:黄色为换电电池的区域,红色为可能得驱动桥轮位资料:einride官网,中信证券研究部16半挂车拥有绝佳的换电空间,也更加利于载荷的分布牵引车头具有复杂的车身架构,为了充分利用空间,更高效的方案是采用分布式的多电池箱设计,这增加了使用换电方案的难度。为了兼容底盘集成+换电,我们认为半挂车未来将被证明是最佳的布局电池的位置Wabco的电动半挂车方案
首先,半挂车具有足够的平整空间可以放电池。半挂车的骨架下端\车轮前端具有一个平时没有被很好利用的空间,这个空间在未来的电动半挂车方案中很大概率可以被高效利用。同时该位置进行换电方案也比较容易,既可以进行底装换电,也可以进行抽屉式换电资料:Wabco官网
例如:Trailer
Dynamics与挂车制造商Krone共同开发
的
eTrailer
挂
车
已
经
被
应
用
在
奔
驰
的
eActrosLongHaul上。电动挂车的电池组采用了来自宁德时代300kWh的磷酸铁锂电池组设计(可单独充电),与主车的600kWh的电池组相加,就能够实现总容量接近900kWh的电池组设计,其续航里程在满电状态下达到800km集成在半挂车上的电池包资料:Wabco官网17半挂车拥有绝佳的换电空间,也更加利于载荷的分布
其次,半挂车装载电池可以使得牵引车头和挂车的载荷分布更合理:车辆的几何中心更贴近于质心此外,牵引车头的最佳方案一向是越轻越小越好,超过合理范围的车头重量会增加不必要的冗余设计和能耗。典型的轻量化牵引车重量约为7.4吨。要减去的柴油动力系统部件重量估计为2.2吨,其中包括柴油发动机、变速箱和传动系。然后添加电动传动系统的重量,包括电机、逆变器和齿轮箱,估计重量为0.65吨,因此不带电池的牵引车总重量约为5.85吨。我们估计牵引车在新能源时代的轻量化潜力约为0.6-0.7吨,未来不包括电池的整车重量最先进可以做到5.2吨
如果做成挂车换电的模式,载荷分布将更加合理,车辆的几何中心更贴近于质心,同时整车的质心还可以继续降低。在欧盟现有法规下,预计未来欧盟的电动重卡单车续航里程550km的电动卡车将是最经济的电池容量当前和未来车辆技术的最大允许有效载荷与续驶里程的函数关系资料:同济大学智能汽车研究所18半挂车上的电池包的大胆猜想:有可能会演化为类似比亚迪CTB技术,成为力学结构件比亚迪的CTB(Cell
to
Body)技术节约垂向空间,在海豹等车型上,垂向空间增加10mm,动力电池系统体积用利率提升至66%。其基于薄片状、高体积利用率的“刀片电池”,创新性地让电池垂直布置、层层排列如蜂窝壁,垂向抗压能力强,承载车身载荷比亚迪CTB技术中类蜂窝结构的刀片电池
随着电池可靠性的提升,CTB技术下电池在整车结构中的角色由之前被重点保护的零部件,转变为可承重的结构件,与车身强耦合。CTB技术的车型扭转刚度提高一倍,达到40000+N·m/°,与奔驰S级车型相当。扭转刚度影响车辆的操纵性,高扭转刚度车身地盘稳定、晃动小。此外扭转刚度与车身可靠性息息相关。高扭转刚度能提高车身使用寿命,疲劳损伤低、有效降低车身异响;同时在碰撞时形变更小,对驾驶员安全保护高。正碰结构安全提升50%,侧碰结构安全提升45%,车身安全性进一步提升资料:比亚迪官网,中信证券研究部19除了牵引销,半挂车和牵引车之间还有哪些连接?
牵引车和半挂车之间除了牵引销的机械连接以外,还有电路系统、刹车系统的连接
电路系统:通过七芯插座连接,为24V的电压系统,可以为车灯、冷机、倒车蜂鸣器、ABS(防抱死系统)、EBS(防侧滑系统)等装备供电
刹车系统:半挂车上面搭配“气制动”,一般气源来自于发动机驱动空气压缩机产生的压缩空气作为伺服源。气压制动系统的由空气压缩机、储气筒、制动阀等装置组成,气源通过密封软管将牵引车头和挂车相连。ABS、EBS和刹车系统一起为半挂车刹车工作七芯插座连接的半挂车电路系统:当下半挂车的电气架构比较简单资料:《载货汽车技术》(作者:霍佩克),中信证券研究部20重卡电动化的趋势下,半挂车势必要搭载线控制动进行能量回收传统的气刹系统无法进行动能回收,因此半挂车未来势必将搭载线控制动进行能量回收,增加纯电续航里程,同时也从另一个维度证明了为何半挂车未来将装配动力电池(储存动能回收的能量)Wabco的电动半挂车的动能回收部件
例
如
:
Wabco
通
过
在
半
挂
车
集
成
大
功
率
的(300kW)的电驱动系统,并将控制系统嵌入到主车与挂车的制动系统中进行协同配合,就可以让车辆在减速过程中通过回收制动能量产生电能,并储存在电池中。
Wabco称系统可回收大约72%的减速能量,最多可减少6.5L/百公里的柴油,经济性提高10%-20%资料:Wabco官网Wabco的电动半挂车的动能回收部件
再例如:戴姆勒采用的电动挂车是将三轴挂车中的车桥更换为电动车桥,而电动车桥的作用不仅限于于驱动挂车,而是带有多级制动能量回收系统的车桥此外,同济大学&锣响集团通过纯电动力系统还可实现动能回收功能,可收集制动过程中产生的能量,存储在自带的电池组中,其宣传节油率最高可达15%21资料:Wabco官网重卡电动化的趋势下,电动半挂车的经济性好,甚至可以搭配柴油车头进行节油
Wabco的电动半挂车方案在2018年汉诺威车展面世,不仅可以搭配纯电车头,也可以搭配柴油牵引头,实现柴油车头+电动挂车的混动组合。特别是对于挂车上自带用电设备的领域(如冷藏车领域),具有很好的经济性。我们认为,电动半挂车的渗透率甚至会在一些细分市场先行,取得更广阔的应用空间Wabco的电动半挂车方案资料:Wabco官网22特斯拉Semi的另一个启示:电动重卡将从中央电机走向集成电驱动桥
Semi动力性能及能耗优越,满载百公里加速仅20秒,能耗低于2kWh/英里
运动性能上,Semi复用Model
S/X
Plaid三电机动力系统,由1个行驶驱动单元和2个加速驱动单元组成。Semi其实是采用后轴两颗加速马达,前轴一颗巡航马达,让卡车兼具加速能力和续航力,善用车身重量惯性增加续航。卡车多数时间会以巡航马达牵引,但驾驶重踩踏板时,两颗加速马达就会介入,提供扭力
满载百公里加速仅20秒,传统卡车则需要45秒左右。能耗效率上,Semi复用特斯拉乘用车上高效率的三电及热管理系统技术积累,下坡时采用动能回收(类似乘用车里面的线控制动iBooster)刹车提高能量使用效率,外加其子弹头低风阻的外形设计,使其综合能耗小于2kWh/英里Semi的三电机动力系统23资料:特斯拉Semi交付发布会当前行业主流的“油改电”中央电机并不是最优解
当前国内的重卡电驱桥的代表是目前市场常见的中央单电机驱动。这一代产品取消了盆角齿,但保留差速器,基本是最原始状态优点:传动部件由传统车桥改造而来,改造工作量小,变动小,容易实现,成本低缺点:仍然保留机械差速器,机构尺寸大、重量大,传动效率低;重量大于传统车桥,簧下质量大,可靠性不高第一代的油改电中央电机+传统车桥柴油卡车上的驱动桥为纯机械产品,而纯电重卡的车企需要重新正向开发资料:驱动视界微信公众号资料:戴姆勒集团官网24电动重卡将从中央电机走向集成电驱动桥:电机和传统车桥将走向集成化
第二代重卡电驱桥的代表是特斯拉,内部结构较当前的“油改电”产品有了重大变化,产品形态类似于一个哑铃型,可以独立布置于车轴上,也为后续半挂车上搭载驱动电桥开启了可能性。由于双电机的存在,便不再需要机械差速器,一根桥的机械差速器就可以节省80-100公斤的重量。并且由于是双电机前后布置,更容易达成车桥的前后平衡
优点:取消了机械差速器,用电控差速器替代,减轻了一部分重量,可以实现更高效率的动能回收缺点:桥壳和半轴仍然存在,总质量大于传统车桥,增加了簧下质量未来的集成方向:进一步精简壳体和半轴,最终实现类似轮边电机的方案,但中短期很难落地量产东风德纳的第二代电驱动桥的外观图戴姆勒集团的卡车电驱桥方案资料:东风德纳官网,驱动视界微信公众号资料:戴姆勒集团官网25半挂车将从当前10万元的价值量成倍提升:未来将集成可换电的动力电池、电驱桥、线控制动等
参考海外同类企业的概念车,我们预测,电动半挂车的价值量将可能从当前的10万元提升到50-60万元,增量包含:300-400度电池+BMS约40万元,集成化的电驱动桥3-4万元,线控制动+高压线束+其他控制器+传感器等3万元。我们认为,电动半挂车将是行业革命性的产品,也是未来卡车业态、运输业态乃至储能业态的格局改变者从柴油重卡到电动重卡,再到无人化的自动驾驶重卡,挂车的价值量将大幅提升26资料:Navistar,einride,中信证券研究部电动半挂车的意义不仅仅在于载具的电动化:装载电池的电动半挂车未来将成为移动的储能电站
半挂车过去只是具有载具的属性。但电动化的过程,有望将半挂车从载具演化成为移动的储能电站(或者能运货的充电宝)。我们认为,未来半挂车不仅将通过甩挂的模式成为最重要电动运输载具,也将成为“风电+光伏+储能电站”这个庞大能源体系内的一个重要能量搬运工。展望未来,半挂车将在电动化的浪潮中获取更大的商业价值电动半挂车本质上是移动的储能电站,“甩挂”和换电模式有天然的商业耦合资料:Wärtsilä,中信证券研究部27投资策略
在投资标的上,我们强烈推荐布局新能源挂车赛道、全球半挂车龙头的中集车辆(A+H)。中集车辆是过去九年全球半挂车市场份额第一名的企业,也是当前最积极布局新能源业务的半挂车企业。挂车的电动化将赋予公司新的战略价值,有望使其成为电动时代的卡车格局革命者,我们当前非常看好中集车辆的布局此外,我们继续推荐:新能源重卡具有全面布局的中国重汽A、中国重汽H,电动商用车平台技术布局领先的江淮汽车、瑞可达等重点公司盈利预测、估值及投资评级Non-GAAP净利润(亿美元)PE(Non-GAAP)简称代码市值(亿美元)评级——评级212223E24E212223E24E特斯拉简称TSLA.O代码6,2297614114221482444429EPS(元/港币)PE收盘价(元/港币)2122E0.42-0.390.190.750.642.430.1510.150.581.3923E0.470.060.771.524E0.540.161.312.030.955.170.4123.361212222E23-42911720425240194823E2127322824E18102136中集车辆江淮汽车中国重汽中国重汽宇通重工瑞可达301039.SZ600418.SH000951.SZ3808.HK9.716.417.312.413.1101.77.90.450.090.881.860.751.010.186.830.620.56买入增持买入买入——买入买入买入买入——182207600817.SH688800.SH002454.SZ300750.SZ002015.SZ688022.SH0.763.61717282924152614201917111710144松芝股份宁德时代协鑫能科瀚川智能0.2717.090.762.51405.411.166.559183.87119资料:Wind,中信证券研究部预测其他公司为中信证券研究部预测注:股价为2023年2月24日收盘价;中国重汽(3808.HK)收盘价和EPS为港币;宇通重工、瀚川智能为Wind一致预期,28中集车辆:半挂车与专用车上装全球龙头
中集车辆主要业务为半挂车与专用车上装,是该领域的全球龙头公司半挂车主要产品包括集平半挂车、仓栏半挂车、罐式半挂车、冷藏半挂车及厢式半挂车等。公司专用车上装产品主要包括自卸车翻斗车身、混凝土搅拌筒以及冷藏车厢体等其他上装
公司产品与重卡牵引车、自卸车、混凝土搅拌车等品种广泛适配,是重卡产业中价值量较高的一环,平均单车价值量约8-12万元公司主要业务及产品资料:中集车辆招股说明书,中集车辆官网,中信证券研究部29中集车辆:半挂车与专用车上装全球龙头
2022Q1-3公司实现营业收入174亿元,同比-23%;实现归母净利润6.6亿元,同比-16%,主要受重卡行业销量低迷影响。公司半挂车销量已连续9年稳居世界第一,2022H1中国市占率提升至15.5%2017-2022Q1-3公司营业收入及增速(单位:亿元)2017-2022Q1-3公司归母净利润及增速(单位:亿元)营业收入YoY归母净利润YoY3002502001501005027640%30%20%10%0%14.012.010.08.050%40%30%20%10%0%26512.012.132%24211.323239%25%9.61949.017424%14%6.64%6.01%-4%-10%-20%-30%4.0-7%-10%-20%-30%-16%2.0-20%-23%2022Q1-300.02017201820192020202120172018201920202021
2022Q1-3资料:中集车辆财报、Thinkercar、Wind,中信证券研究部资料:中集车辆财报、Thinkercar、Wind,中信证券研究部2017-2022H1公司半挂车销量及市占率(单位:万辆)2017-2022Q1-3公司毛利率20.0%17.9%公司全球半挂车及骨架车销量公司中国半挂车市占率18.0%16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%1614121081420.0%15.0%10.0%5.0%14.2%1413.9%1313.1%1312.3%1211.0%15.5%12.1%10.2%9.6%7.1%68.8%66.0%4.0%422.0%00.0%0.0%201720182019202020212022H1201720182019202020212022Q1-330资料:中集车辆财报、Thinkercar、Wind,中信证券研究部资料:中集车辆财报、Thinkercar、Wind,中信证券研究部中集车辆:半挂车与专用车上装全球龙头
公司的产品主要销往中国、北美和欧洲。2021年中国区占公司收入的63%,北美为15%,欧洲为7%中国业务以半挂车、专用车和冷藏厢式车为主。北美与欧洲业务以半挂车和骨架车销售为主2022H1中国区半挂车/专用车/冷藏厢式车收入分别为25/15/1亿元,占比分别为61%/36%/2%2017-2022H1公司中国区分产品收入(单位:亿元)2021年公司各地区收入占比半挂车专用车冷藏厢式车其他中国
北美
欧洲
其他42,
15%2001801601401201008018117513913719,
7%109175,
63%41,
15%604140200201720182019202020212022H1资料:中集车辆年报,中信证券研究部资料:中集车辆年报,中信证券研究部31中集车辆:半挂车与专用车上装全球龙头2017-2022Q1-3公司ROE2018-2022Q1-3公司自由现金流(单位:亿元)17.0%18.0%16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%20.015.010.05.017.114.0%9.914.4%11.5%8.3%20210.05.5%6.0%-5.04.0%-5.0-6.6-10.0-15.02.0%-13.30.0%20172018201920202022Q1-320182019202020212022Q1-3资料:中集车辆财报,Wind,中信证券研究部:中集车辆财报,Wind,中信证券研究部资料2017-2022Q1-3公司分红总额及比例(单位:亿元)2020-2022Q1-3公司单季度归母净利润(单位:亿元)6.005.004.003.002.001.000.005.47分红总额4.869.509.008.508.007.507.009.332.952.652.412.312.037.941.241.140.980.882019202132资料:中集车辆财报,Wind,中信证券研究部资料:中集车辆财报,Wind,中信证券研究部中集车辆:公司有望显著受益于重卡行业复苏
公司国内业务历史收入与重卡行业销量高度相关,公司将有望显著受益于重卡行业复苏我们统计了公司历史收入与重卡行业销量的关系,发现两者呈现高度的相关性,且收入(国内收入,亿元)与行业销量(行业整体销量,万辆)的比例基本在1.2左右
公司是半挂车和上装的龙头,因此伴随着重卡行业的复苏,公司将有望显著受益公司中国区收入(亿元)VS
中国重卡行业销量(万辆,右轴)中国区收入(亿元)
中国重卡销量(万辆)公司中国区收入与中国重卡行业销量的比值中国区收入(亿元)/中国重卡销量(万辆)20018016014012010080180160140120100801.601.401.201.000.800.600.400.200.006060404020200020162017201820192020202122H220162017201820192020202122H2资料:中集车辆年报,中汽协,中信证券研究部资料:中集车辆年报,中汽协,中信证券研究部33中集车辆:轻量化优势显著,市场份额有望大幅提升
公司的渣土车、冷厢车和罐车的上装轻量化优势显著,单车的重量较同行可以减轻500-700kg,半挂车产品甚至可以减重一吨以上。考虑到电动卡车的电池自重增加,有效载重量和续航里程其实是“鱼和熊掌不可兼得”,因此轻量化的需求迫在眉睫2022年公司新能源混凝土搅拌车上装销量108台,市占率4.87%;新能源城市渣土车上装销量2242台,市占率37.03%,和传统燃油渣土车相比市场份额大幅提升;新能源冷藏车销量287台,市占率13.11%。中集车辆的轻量化高端化的产品有望借助新能源重卡的趋势,大幅扩增市场份额公司新能源产品新能源混凝土搅拌车2022年上装销量:108台,市占率4.87%以小容量的电池,提供搅拌罐的旋转动力,节能减排,降低成本纯电动矿卡采用先进“ERS”技术,实现“重载下坡”能量回收,能耗节约率超过85%,搭配线控底盘,实现长续航能力新能源城市渣土车2022年上装销量:2242台,市占率37.03%采用超高强度耐磨钢,并匹配新能源底盘,在轻量化、耐用、耐腐蚀以及载重能力拥有领先优势新能源城市配送车以及冷藏厢式车新能源冷藏车2022年销量:287台,市占率13.11%新能源冷藏车,可实现厢体上装底盘减重1000KG以上34资料:中集车辆官网,Thinkercar,中信证券研究部风险因素
基建及物流恢复程度不及预期
2022年受疫情等因素扰动,物流行业运输及基建行业工程均受到一定程度影响,2023年随着出行、开工恢复常态,基建及物流有望恢复常态。但如有经济下行风险及其他扰动因素影响,基建及物流恢复可能不及预期
重卡销量复苏不及预期
如若基建及物流恢复不及预期,则将导致2023年对于重卡的需求减弱锂等原材料价格居高不下
目前对电动重卡成本影响最大的变量为电池价格,而电池价格主要与锂价息息相关。2021年锂矿越过供需平衡点,锂价从2020年的5万元/吨飞涨至2022年的55万元/吨,在2022-2025年间锂矿供给逐步提升,并有望在2023年恢复供大于求状态,锂价有望恢复常态。但如2023年锂需求超预期,则锂价有可能保持居于高位
电动重卡量产节奏不及预期
国内“正向开发”的优质电动重卡产品仍处于集中开发和待量产阶段,如量产节奏不及预期则将影响电动重卡渗透率的提升重卡新能源化渗透率提升不及预期
重卡新能源化的进程会受到政策法规、充电桩换电站等基础设施建设等影响,如相关因素不及预期,可能拖累重卡新能源化的进程充换电设施网络建设不及预期
电动重卡虽然已经实现成本平价,但还有续航里程较短、充电时长较长、充换电设施不充分等因素影响其渗透率提升。如充换电设施网络建设不及预期,则将影响电动重卡在中等距离运输等多场景的大规模应用35附:TCO模型:可以量化判断电动重卡的竞争力
经济性为重卡运营最重要指标
重卡作为物流运输和工程建设的重要生产工具,对于使用成本要求非常严格,才能提高盈利水平
TCO(Total
Cost
of
Ownership,全生命周期成本)是衡量重卡经济性水平的最重要的量化因素,主要包含初始购置成本、运营成本和其他成本
2022年电动重卡经济性已优于燃油重卡中国各动力类型重卡TCO成本测算(以半挂牵引车为例)燃油重卡电动重卡重卡类型中短续航电动重卡(200-300km
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