2020年新能源汽车产业链深度研究报告.pdf
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1、20202020 年新能源汽车产业链深度研究报告年新能源汽车产业链深度研究报告一、寻找非电池零部件最强阿尔法一、寻找非电池零部件最强阿尔法(一)背景:为何此时关注非电池零部件?(一)背景:为何此时关注非电池零部件?20202020 年起全球新能源汽车销量增长开始提速。年起全球新能源汽车销量增长开始提速。短期受疫情冲击全球新能源汽车销量下滑,长期来看,国内市场政策开启新一轮补贴周期,动力电池以高镍三元、磷酸铁锂、CTP 方案等多层次技术创新降本增效,推动下游整车盈利恢复,而欧洲市场在最严碳排放及补贴激励下有望放量并率先进入新平价周期,政策与技术良性互动有望促进销量增长提速。回顾新能源汽车产业链演
2、进历程,动力电池产业链率先得到发展,集中度大幅提升,2016-2019 年全球动力电池装机量 CR3 分别为 46.3%、46.7%、63.1%、61.6%,2016-2019 年国内 CR3 则分别为 54.3%、51.5%、66.9%、73.4%。产业链各细分赛道中,除正极材料洗牌仍将持续,电解液、负极材料基本出清,龙头集中度趋于稳定,而动力电池、隔膜经历过去三年的洗牌,龙头集中度均明显提高逼近上限,细分领域阿尔法开始减弱。动力电池率先进入降本增效阶段,动力电池率先进入降本增效阶段,推动下游新能源汽推动下游新能源汽车放量。车放量。电池组价格2016Q1-2018Q4 显著下跌,磷酸铁锂/三
3、元电池价格降幅分别达到67%和 57%,带来新能源汽车销量释放,从而推动2016-2018 年国内新能源乘用车销量复合增速超50%。下游放量倒推中游供应链的整合,非电池零部件因此迎来洗牌契机。我们认为此时点非电池零部件值得研究和投资的理我们认为此时点非电池零部件值得研究和投资的理由在于:由在于:(1 1)非电池零部件价值量比肩电池材料。)非电池零部件价值量比肩电池材料。动力电池因成本占比较大,率先成为产业研究的重点。以纯电动乘用车为例,单车成本中占比最大的零部件是动力电池,约占 40%左右,其中正极材料占 14%,隔膜、负极材料、电解液分别占3%左右。其次是以电驱动桥为代表的电机电控部分,约占
4、 11%。热管理所占比例约为 5%,电源4%,继电器 2%。电机电控成本与正极材料相近,而热管理、电源和继电器成本与隔膜等其余三大材料相近,非电池零部件在价值量上可比肩电池材料产业链。(2 2)非电池零部件受益电动汽车轻量化、高压化、)非电池零部件受益电动汽车轻量化、高压化、电气化、智能化趋势更为明电气化、智能化趋势更为明显。显。新能源汽车关注度最高的性能指标之一就是续航里程,初始阶段行业以提升电池能量密度、提高带电量为主要目标,关注电芯结构设计和材料性能,短短几年内带动电池产业链的飞速发展,如今新一代纯电动乘用车续航普遍迈上400km 大关,续航焦虑大为减轻,以轻量化、高压化、电气化、智能化
5、为方向的行业第二轮技术周期开启,非电池零部件系统将更直接地受益。第二轮技术周期使得非电池零部件享有更高的技术第二轮技术周期使得非电池零部件享有更高的技术上限,长期看壁垒逐步提升。上限,长期看壁垒逐步提升。技术层面动力电池已进入降本为导向的开发阶段,核心壁垒在于优化效率、系统性 降本,相比之下,热管理集成化联动多系统统筹整车热能、继电器朝 800V 甚至千伏 高压发展、IGBT 开启 SiC 材料时代、电源电机电控深度集成更具想象空间,推动行业技术壁垒不断提高。技术上限提高单车价值量技术上限提高单车价值量,如继电器高压化、电源高功率化、热管理电动增量、智能化趋势带动IGBT 单车用量增加等,除电
6、机电控因为集成化原因降低单车价值量,其余环节仍有价值量上探的空间。2015 年来随着中国新能源汽车市场高速发展,规模效应逐步体现,同时市场竞争推动行业降本增效,动力电池价格开始逐年大幅下 探,据 BNEF 统计,2019 年电池包价格156 美元/kWh,5 年内下降 73%,国内电池包价格亦连年下跌。进入 2020 年,动力电池行业开始多维度技术创新,高镍三元、磷 酸铁锂、CTP 方案等技术应用将进一步推动新能源汽车制造成本下降,目标成本 100 美元/kWh。根据国内近几年单车装电量数据,2015-2019 年乘用车单车带电量总体呈增长趋势,其中2018-2019 年分别提高30%、27%
7、,增速逐渐放缓,未来动力电池单车价值量将逐步趋于平稳。目前市场对非电池零部件各赛道的成长性和长期优势缺乏系统的对比研究,本报告旨在提供一种系统分析的框架,以寻找长期最具成长性和阿尔法收益的赛道和标的。为分析各子行业投资机会,我们从行业空间、市场格局、盈利能力三个维度剖析非电池零部件行业的优劣以及龙头企业的长期竞争力,我们选取以下重点标的公司:1.热管理:三花智控、银轮股份、奥特佳、松芝股份、腾龙股份2.继电器:宏发股份3.电源:得润电子、欣锐科技、麦格米特、亿利达4.电机电控:汇川技术、大洋电机、方正电机、英搏尔5.IGBT:斯达半导、比亚迪、中车时代电气(二)空间:测算行业规模上限(二)空间
8、:测算行业规模上限国内市场:国内市场:2019 年集中释放补贴压力后,延期两年的新能源汽车补贴政策平缓了补贴退坡力度和节奏,有望于 2020 年开启新一轮以安全、低成本为导向的补贴周期,预计 2021-2022 产销量保持较快增长,后补贴时代增速短期内会显著降低,长期看预计 2025 年新能源乘用车产量有望突破600 万辆,非电池零部件总规模达到1800 亿元。全球市场:电动化转型加快,政策全球市场:电动化转型加快,政策+供给双轮驱动产供给双轮驱动产销增长。销增长。2020 年欧洲启动最严碳排放法规,叠加欧6D法规和补贴税收优惠政策,供给端燃油车成本压力激增,消费端新能源车平价优势扩大,车企电
9、动化规划落地也加速全球范围内的电动车投放。预计 2020-2025 年新能源乘用车产量增速CAGR 达 38%,至 2025 年有望突破1500 万辆,非电池零部件总规模达到4500 亿元。热管理:集成化提高技术溢价,单车价值量提升热管理:集成化提高技术溢价,单车价值量提升2-32-3倍。倍。传统燃油车热管理系统仅包括汽车空调系统和动力总成冷却系统两个部分,目前单车价值量在 2300 元左右。新能源汽车热管理系统新增了电池热管理系统,且涡轮压缩机、PTC 加热器/热泵空 调带动空调系统升级,价值量可提升 2-3 倍左右,至6000-7000 元的水平。随着整车 热管理技术的不断发展,未来诸如热
10、泵空调的技术溢价或仍将提升,有望推动整车价值量达到 8000 元左右。电机电控:电机电控:集成化技术进步不断降本。集成化技术进步不断降本。以采埃孚为例,电驱动桥单车价值量在8000 元左右。高度集成可以减少接口和组件,如连接器、冷却组件、高压电缆等,从而实现成本的降低,例如GKN 新一代 AceDrive 可降本25%。随着集成程度的提高,成本和价值量将持续下降,稳定在 7000-8000 元左右。IGBTIGBT:电子化、智能化提高应用数量和单位价值:电子化、智能化提高应用数量和单位价值。相比燃油车,IGBT 在新能 源车用半导体用量的占比从21%提升至 55%,单车价值量也显著提高,根据车
11、型不同价值在 2000-3000 元不等。汽车电子化、智能化发展趋势将推动更多部件IGBT 需 求的诞生,预计价值量将继续提升达到 6000 元。电源:高功率趋势提高价值量。电源:高功率趋势提高价值量。当下车载电源功率主要分为三档:2.5kW 以下、3-5kW(主要是 3.3kW)、6.6kW 以上,售价随之逐级提升,每台从数百元到4000元不等。未来车载电源功率不断上升,主流功率提升至11kW 甚至更高,电源产品价值量也具备上升空间。以特斯拉 Model 3 的电源深度集成技术为代表的新趋势将成为 未来的主流,即 OBC、DCDC 的控制架构深度集成,而非简单的物理集成,因此集 成产品降低成
12、本幅度有限,单车价值量大约在 5000 元左右。继电器:高压化最高可提升约 40 倍价值量。从 12V、48V 到上百伏,继电器的单位价值量也在不断提高。目前 12V 传统燃油车单车价值量在120 元,而纯电动乘用车 单车价值量达到 1920 元。随着高压趋势的推进、800V高压甚至千伏系统常态化,继电器单车价值量仍将持续提高,可达 4000 元以上。(三)格局:探究行业城池深浅(三)格局:探究行业城池深浅目前各细分行业集中度总体较高,以集中度指标 CR3排序,IGBT(81.4%)车载电源(63.3%)热管理(48.7%)电控(47.0%)继电器(43.2%)电机(37.8%)。集中度越高的
13、行业通常护城河越深,潜在进入者赶超龙头的可能性越低。长期来看,技术壁垒、供应链壁垒、资金壁垒共同决定了非电池零部件行业的护城河。1.1.技术壁垒:技术壁垒:IGBTIGBT电机电控电机电控 热管理热管理 电源电源 继电继电器器2.2.供应链壁垒:继电器供应链壁垒:继电器 IGBTIGBT热管理热管理 电源电源 电机电机电控电控3.3.资金壁垒:资金壁垒:IGBTIGBT电源电源 继电器继电器 热管理热管理 电机电电机电控控(四)盈利:对比行业效率高低(四)盈利:对比行业效率高低净利率高低直接决定了从规模到效益的转化效率,但由于受企业自身运营效率影响,直观反映行业盈利能力的效果不佳。我们认为毛利
14、率作为净利率的前一环节,剔除经营费用影响后更能展示整个行业盈利模式和能力,此外考量 ROE 中除净利率外的另两个指标资产周转率和权益乘数,引入资产负债表因素全面解读盈利能力因素。从盈利能力看零部件各细分行业,近来受下游补贴退坡影响明显,盈利指标出现了不同程度的下滑。其中IGBT、继电器行业盈利能力较为突出,部分行业龙头如麦格米特、汇川技术凭借多元业务布局,具备较强的抗风险能力。1.1.毛利率:继电器毛利率:继电器 IGBTIGBT热管理热管理 电机电控电机电控 电源电源2.2.ROEROE 因因素素:电电 机机电电 控控 电电源源 热热管管 理理 继继电电器器IGBTIGBT二、热管理行业二、
15、热管理行业(一)技术趋势:热管理集成优化效益,单车价值量(一)技术趋势:热管理集成优化效益,单车价值量提升提升汽车热管理系统是控制优化热量传递的系统,汽车热管理系统是控制优化热量传递的系统,包含广包含广义上所有车载热源系统的义上所有车载热源系统的管理优化。管理优化。其主要作用是温控和冷却,以保证零部件处于最佳温度范围以及驾驶舒适安全性,热管理系统的优劣直接影响汽车整体的性能。传统燃油车热管理系统由空调系统和动力总成冷却系统组成,新能源汽车的热管理需求则更加复杂,由于动力来源改变,增加了三电系统,其热管理系统在燃油车基础上又新增电池热管理和电机电控热管理系统,空调系统的要求亦有所提高。作为新能源
16、汽车新增部分,电池热管理的主流技术路线按冷却介质可分为三种:风冷、液冷和直冷。风冷以简单、便于维护的优点广泛应用于早期新能源汽车中;液冷成本和换热性能均居中,且契合续航、电池能量密度提升的趋势,是目前最常见的动力电池冷却方式;直冷可达到最佳换热效果,但成本昂贵,当下应用较少。热管理零部件按使用场景可分为空调核心部件、热管理零部件按使用场景可分为空调核心部件、热交热交换器类、驱动部件三类。换器类、驱动部件三类。(1 1)汽汽 车车 空空 调调:主 要 包 括 HVAC(Heating,Ventilation and Air Conditioning,暖通空调)模块、压缩机、蒸发器、储液罐、膨胀阀
17、、换热器(蒸发器、冷凝器)等部分。燃油车利用发动机驱动空调压缩机,制冷模式下压缩机功率占比约5%-20%,通暖模式下热量亦来自发动机余热;纯电动车则采用电机驱动压缩机的方式工作,冷源同时供应电池冷却系统。(2 2)热交换器:)热交换器:包括散热器、中冷器、油冷器等。散热器由进水室、出水室、散热器芯体组成,为燃油车发动机冷却系统重要部件;中冷器是增压发动机必备套件,用于降低空气温度、减轻热负荷、提升发动机效率;油冷器作用是吸收润滑油热量并与空气交换散热。(3 3)驱动部件:)驱动部件:以水泵为主,部分采用油泵。水泵是冷却系统的动力核心,当下中低端燃油车主要使用传统离心式机械水泵。新能源汽车热管理
18、系统在传统燃油车基础上主要新增了电池冷却板(Chiller)、电子水泵、热泵系统/PTC加热器(Positive Temperature Coefficient,正温度系数 热敏电阻)、电动压缩机、电子膨胀阀、冷却板、低温散热器等零部件。(1 1)电池冷却器()电池冷却器(ChillerChiller):电池热管理系统的重):电池热管理系统的重要部件,主要作用是将空要部件,主要作用是将空调系统的冷媒引入,调系统的冷媒引入,冷媒在蒸发器中吸收电池冷却回路中传递过来的热量并将其带走,以此冷却电池。其结构一般由一个换热器主体,一个外部蒸发器,两个冷却液进出管(一进一出),两个冷媒管(一进一出)组成。
19、(2 2)电子水泵:新能源汽车的标配,)电子水泵:新能源汽车的标配,作用与机械水泵相同,原理是通过电控模块,在电机驱动下对冷却液加压。单车用量在 2-3 个左右,协同动力电池 pack 和电机 系统。价格大约是机械水泵的 2-3 倍,具有精确控冷、使用寿命长的优点。(3 3)热泵装置)热泵装置/PTC/PTC 加热器:目前新能源汽车主流加热器:目前新能源汽车主流采暖方案是采暖方案是 PTCPTC,利用电阻,利用电阻通电产热,产热效果较好。通电产热,产热效果较好。热泵空调是未来发展趋势,可将热能从热源转移到热储,主要由电子膨胀阀、电动压缩机、换热器、四通换向阀等部件构成,四通换向阀可使热泵空调的
20、蒸发器和冷凝器功能互相对换,实现冬天制暖、夏天制冷的效果。(4 4)电动压缩机:应用于新能源汽车空调系统的核)电动压缩机:应用于新能源汽车空调系统的核心部件,起着压缩和输送制心部件,起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。冷剂蒸汽的作用。电力驱动要求压缩机必须采用涡轮技术,电动涡旋式压缩机结构紧凑,相较传统压缩机多了驱动电机和控制器,因而成本也相应提升。(5 5)电子膨胀阀:)电子膨胀阀:主要用于汽车空调系统和电池冷却系统,属于控制部件,通过预设程序调节蒸发器供液量,相比于传统的热力膨胀阀具有低温适应性佳、节能 可控、反映快、精度高的优点。(6 6)冷却板:冷却板:电池包水冷系统最关键的零部件之一,也
21、称水冷板,内充冷却液。(7 7)低温散热器:)低温散热器:与水泵和加热器共同组成电池冷却的单独系统,具有简单、成本低、低温下经济节能的优点,缺点是应用受天气限制、冷却性能较低。新能源汽车热管理系统显著提升了单车价值量。新能源汽车热管理系统显著提升了单车价值量。传统燃油车热管理系统仅包括汽车空调系统和动力总成冷却系统两个部分,目前单车价值量在 2300 元左右。新能 源热管理系统增加了电池热管理的部分,且电动压缩机、热泵空调带动空调系统升级,价值量可提升至 2-3 倍左右。热泵空调几大主要零部件中,阀类产品尤其是电子膨胀阀属于控制类器件,包含电控元件,电动压缩机、电子水泵也同样具备控制属性,壁垒
22、相对高。而热交换类、管路类零部件的难度较低,技术壁垒更多集中于制造工艺等方面。热管理集成化为发展趋势。热管理集成化为发展趋势。集成化意味着统筹多部件、多系统的热量管理,以达到最佳使用效率,可以是部分单元集成,也包括整车热管理。未来整车热管理的发展方向主要在于环保高效、结构紧凑化、模块化、标准化,在此基础上,热管理集成化的要求也从粗放型向精益化设计转变(1 1)去去 PTCPTC 化有望成为未来主流。化有望成为未来主流。PTC 水暖加热是目前新能源汽车主流采暖方案,结构简单且制热效果好,缺点在于功耗较高。热泵空调作为集成化系统,效能系数比 PTC 加热高出 2-3 倍,提升续航 20%以上,目前
23、特斯拉、大众、上汽、吉利、比亚迪、宇通客车、蔚来等一流新能源汽车企业已配套热泵系统。随着低温热泵技术渐趋成熟,去 PTC 化有望成为主流。(2 2)回路共享提升热效率。)回路共享提升热效率。与独立的子系统相比,在各个系统模块(电池、电子电气设备和电机)之间共享冷却/加热回路,在封装上有显著优势,也可以降低BOM 成本并使热效率最大化。特斯拉Model 3 通过共享回路汇聚来自各个部件的热量,一定程度上降低对高功率辅助设备的依赖。此外,大陆、博世、诺马等供应商亦推出 集成化的整车热管理系统方案,热回路共享成为热管理前沿技术趋势。(二)商业模式:配套国际(二)商业模式:配套国际TierTier 1
24、 1,筹备热泵集成,筹备热泵集成化化零部件配套国际零部件配套国际 Tier 1Tier 1。汽车零部件供应商分 Tier 1(一级供应商)和 Tier 2(二 级供应商),Tier 1 企业掌握核心技术与集成化系统研发能力,与整车厂商就零部件 产品的技术、质量、价格等直接谈判并配套供应,国际 Tier 1 热管理供应商主要有电装、法雷奥、马勒、翰昂、大陆、博世、诺马、伟巴斯特等。国内热管理企业作为 Tier 2 为 Tier 1 企业供应零部件或子系统,间接配套整车厂商,供应链地位较低。上升零部件上升零部件 Tier 1Tier 1,集成化发展促进良性循环。,集成化发展促进良性循环。随着新能源
25、汽车热管理需求的兴起,本土 Tier 2 企业获得了进阶的机会,陆续通过整车厂一级供应商认证。发展集成技术则有助于提升订单价值量,实现从供应零部件到参与整车设计、同步开发的转变。作为核心 Tier 1 接近客户,更可以获得信息、资金、销量等优势,形成良性循环。筹备热泵集成化,进击高层次集成领域。低筹备热泵集成化,进击高层次集成领域。低 层次的集成化集中于总成和模块产品,如三花智控的 Smartchiller 和 EXV,对此国内厂商多具备开发能力,产品方案也 有一定竞争优势。高层次集成化以系统甚至整车热管理集成为代表,技术难度大、产品方案相对不成熟、价值量较高,国际 Tier 1 具备领先优势
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