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(报告出品方/作者:华西证券,崔琰)
1.智能元年开启,电动化下半场竞争
政策定调,汽车电动化为碳中和碳达峰实现的关键一环。“十四五”规划和远景目标纲要提出,中国将力争于年实现“碳达峰”,年实现“碳中和”,以“碳达峰、碳中和”为标志的能源革命已然成为全球性共识,新能源汽车作为节能减排的重要路径正成为能源转型的主战场。
政策驱动迈向市场驱动,新能源汽车迎加速渗透。电动化趋势已定,年伴随新冠疫情影响逐步退却及优质供给增加,新能源汽车开启加速渗透。据中汽协数据,H1中国新能源汽车实现销量.6万辆,同比增长.5%,带动新能源汽车渗透率稳步攀升,H1达9.3%,较年的5.2%提升4.1pct。
对标智能手机行业,新能源汽车行业正由导入期迈入成长期。对标智能手机行业,优质供给驱动新能源汽车由导入期逐步迈入成长期。假设年全球及中国新能源汽车渗透率分别为20%、25%,则预计全球及中国新能源汽车销量分别.5、.9万辆,-年复合增速达36%。
电动化趋势已定,智能化开启下半场竞争。未来电动、智能两者间将更多呈现双向互补、相辅相成之关系:
1)电动化系智能化最佳载体:一是整车EE架构由分布式走向集中式(域融合→中央电脑),软件OTA赋予整车持续升级进化可能;二是能耗上可满足芯片算力提升带来的控制器功耗成倍数增长;三是安全上具备功能安全和信息安全优势,保证系统强鲁棒性和高可靠度;
2)智能化系电动化重要促进:新能源汽车发展初期,里程焦虑问题很大程度左右消费者购车决策,但伴随电池技术突破、整车续航里程提升,续航里程对于消费者购车影响程度(尤其在一些基础设施相对完善的一二线城市)已不显著。为寻求产品差异化卖点,新老势力开始将目光锁定智能,寄期通过智能化加速自身电动化进程。
汽车智能化主要体现智能驾驶和智能座舱两大范畴:
1)智能驾驶:以数据积累为核心。包含渐进式和跨越式两大实现路径,其中渐进式以传统车企和造车新势力为代表,实现从L0到L5自动驾驶逐级进阶,目前处于ADAS加速渗透、L3自动驾驶初步导入阶段,特斯拉相对领先,下一步拓展方向将主要体现在城市道路应用场景拓展及功能连续性提升;跨越式以科技初创企业为代表,典型如谷歌Waymo、百度Apollo等,寄期一步到位实现高阶自动驾驶,总体来看“运物快于运人,低速快于高速”,特定场景如港口、矿山等技术实现难度相对较低有望迎最先落地,高速货运次之,Robotaxi最后。伴随车企、科技互联网巨头发力带来的数据加速积累,智能驾驶技术突破有望快于预期。
2)智能座舱:生态构建为核心。作为智能汽车除智能驾驶之外的另一重要组成部分,智能座舱的发展主要受益整车EE架构升级,也即从传统分布式向现阶段的域集中式,进而实现软硬解耦及多屏间高效互动。相较智能驾驶,智能座舱实现难度更低且性价比更高,同时受益消费者对于汽车舒适性安全性诉求的日益增长以及消费电子产品应用场景的逐步迁移,短期有望迎更快渗透。而从构成上看,智能座舱与PC高度类似,核心在于操作系统,科技互联网巨头凭借较强的生态构建能力有望充分受益。
智能电动机遇下,百年汽车产业秩序迎来重塑。智能电动汽车横跨汽车、电子、计算机、IoT等多领域,催生万亿级市场空间,且软件和服务打开新盈利通道,不仅为全面转型的传统车企,也为造车新势力、积极入局的科技互联网企业带来历史性机遇:新势力品牌充分运用互联网思维、精选赛道实现突围,华为定位智能电动汽车增量部件提供商,百度、小米先后官宣下场造车,大疆、OPPO、创维等亦积极布局,多方携手共促产业蓬勃发展。同时伴随电动智能化发展,传统汽车产业链关系重塑,Tier0.5级供应商出现,产业链地位前移,自主零部件供应商国产替代空间广阔,伴随技术能力提升,有望依托中国市场通过全球化配套顺势崛起为全球零部件龙头。
2.电动化:智能化最佳载体,政策驱动加速发展
中国新能源汽车根本驱动力已由政策驱动转型供给驱动,政策由补贴政策转向双积分政策,由“胡萝卜”转向“大棒”:补贴政策自9年起大幅退坡,并将于年结束,接棒的双积分政策也于9年再度调整,由鼓励续航里程提升改为鼓励节能水平提升。从全球来看,中国新能源转型走在前列,已经进入市场驱动阶段。国外欧美日等主流国家,大部分国家新能源渗透率处于较低水平,政策刚刚进入政策强力补贴期,借力政策强力补贴,国外新能源汽车销量未来将进入快速发展阶段。电动化作为智能化发展技术底座,电动化、电气化能力的提升可以更好地支撑未来整车电子电气架构向集中式演进,并推动线控底盘、软件算法、车载以太网等伴生技术协同发展。
2.1.综述:政策驱动转向市场驱动,行业迎加速渗透
新能源汽车行业政策补贴成效显著,技术奇点已至。通过前期的政策补贴,国内新能源汽车技术与燃油车相比已经具备竞争力。技术上,动力电池作为新能源整车重要构成,能量密度不断提升,成本逐年下降,从全球领先电池供应商宁德时代动力电池单价看,从4年的2.90元/Wh下降到9年的0.96元/Wh,年进一步下降到0.65元/Wh,预计到年成本下降到0.63元/Wh。
混动技术可作为三电技术实力的集中表现。该技术由发动机、发电机、电动机、离合器、电池、变速传动装置、驱动轮构成,并通过混动策略控制,使发动机始终运行于最高热效率区间,其中电池作为动力的蓄水池,拥有削峰填谷、降低油耗的优势,目前混动技术以比亚迪DMi、长城DHT等为代表,已通过高度集成化、定制化融合技术,获得高性能、低成本优势,据测算DMi成本目前只比普通燃油车高1万元左右,基本到达燃油车平价水平。
补贴政策退坡加快行业优胜劣汰,双积分政策加快中国乘用车市场向新能源转型。7版双积分政策未能充分促进新能源汽车高质发展,9年拟定新政突出节能增效。
影响—行业:促进行业整体向低油耗、新能源汽车转型,预计年新能源乘用车产量将超过万辆。除了满足NEV积分比例要求外,乘用车企业还需要产生额外的NEV正积分抵扣CAFC负积分,根据我们保守测算,政策要求对应的年新能源乘用车产量超过万辆。
影响—车企:提高传统燃油车节能性,同时加大对高性能新能源汽车的投入和投放,扩大新能源产销过程中需注意电耗水平下降。具体来看:
提高传统燃油车节能性:9版双积分修订征求意见稿将低油耗乘用车纳入考核,其范畴包括节油效果明显的油电混动,并将新能源与传统能源乘用车独立核算,促使车企尤其是自主品牌加大研发提升传统燃油车节能水平;
加大对高性能新能源汽车的投入和投放:9版双积分修订征求意见稿提高了纯电动积分计算门槛,对于合资品牌的影响大于积分盈余的自主品牌,倒逼合资车企更为积极应对,加速投放更多有竞争力的纯电产品。同时新版放宽对高端电动车的电耗要求,鼓励车企发展高端电动车;
扩大新能源产销过程中需注意电耗水平下降:若电耗水平能够达标则最高可有1.5倍的倍数效应,对车企吸引力极大,而百公里电耗水平的下降对技术水平的要求更高,目前A级车的电耗指标相对较好,可能促使车企加大投放A级车,这也符合主流发展方向。
中国新能源汽车市场经历9-年销量下滑,年起技术进步带来产品力提升,销量加速增长。电动化带来静谧、平顺的驾驶体验,智能座舱以及自动驾驶车带来智能控制、人工智能等智能化体验,平台化造车、电池等技术提升带来成本端下降,促使新能源行业从政策驱动转换为供给驱动,C端市场持续爆发。年1-7月中国新能源汽车销量达.8万辆,累计同比增长.1%,其中新能源乘用车销量.8万辆,累计同比增加.3%,而商用车累计同比增长仅60.9%。从C端销量占比上看,9年到年C端占比大幅提升,9年C端新能源月平均占比约在60%左右,到年1月销量占比达80%以上。我们认为,随着基于最新电动化、智能化技术的车型不断发布,新能源汽车行业渗透率正经历加速上升时期。
2.2.中国vs海外:中国新能源转型走在前列
全球新能源汽车销量保持高速增长,年接近万辆。根据Marklines数据,0年以前全球新能源汽车年销量不足1万辆,1年陡增至4.65万辆,此后进入高速增长通道,年新能源汽车销量达万辆,同比增长44%。
分国家来看,中国新能源汽车销量走在前列。到8年,中国新能源汽车全球销量占比便提升至55%,超过全球市场一半份额,美国和欧洲分别为19%和15%,日本份额则被压缩至2%。9年由于政策退坡,中国新能源汽车销量首次出现下滑,占比下降至52%,欧洲大幅提升至22%,美国下滑至16%。
新能源汽车渗透率逐年提升,中国新能源市场从政策驱动转向市场驱动,渗透率稳步提升。全球范围来看,新能源汽车渗透率从0年初见规模到年的3.9%,呈现加速渗透态势,但仍处于较低水平,上升空间大。分国家看:
1)北欧:挪威新能源汽车市场渗透率引领世界。年挪威新能源汽车渗透率为59.8%,远超3.9%的全球平均水平。此外,瑞典、荷兰年新能源汽车渗透率分别为27.2%、23.2%,位于全球前列。北欧国家环保意识强,政府对新能源汽车扶持力度大,出台购置税减免、收费路段免费、行驶税退税等一系列政策,对消费者吸引力大,使得北欧新能源汽车渗透率领先全球。
2)欧洲其他主要国家:新能源汽车渗透率加速提升。德国、英国、法国年前新能源汽车渗透率稳步增长,但于年加速提升,分别为12.6%、9.3%、9.0%,增速远高于全球平均水平,主要系政策强力补助原因。
3)中美韩日:主要国家有所分化。中国、美国、日本、韩国年新能源渗透率分别4.9%、2.2%、0.6%、2.6%,受补贴政策影响中国渗透率维持领先,美日韩渗透率总体低于全球平均水平,其中日本渗透率不足1%,主要是因为日系车企HEV技术成熟,成为主要的节能减排技术路线。
中国新能源汽车行业领先于全球,年全球新能源汽车市场占比达到42%。中国H1新能源汽车销量万辆,预计自年起新能源汽车增速有望达40%左右,但由于新能源汽车补贴政策于年到期,预计-年中国新能源汽车增速稳定在35%左右,年新能源汽车销量有望达到万辆。中国新能源汽车已经进入市场驱动阶段,而国外新能源汽车补贴政策目前处于大力补贴时期,预计到年全球新能源汽车销量有望达到2,万辆。
2.3.技术路线:插混、增程、纯电趋势判断
新能源汽车目前有纯电动、增程式、插电式3种主流技术路径,其中增程式和插电式均为混动技术。纯电动汽车是指以动力电池为动力,用电机驱动车轮行驶;混动技术分为串联、并联、混联3种模式,其中混联是目前车企主要插混技术路径:1)串联构型将发动机与车轮解耦,发动机通过发电机发电,再由电机驱动车轮;2)并联构型发动机与发电机可以同时驱动车轮,实现两个动力源的相互补充与配合;3)混联构型可以同时实现串联与并联功能,其中的典型代表是功率分流与串并联,分别使用行星齿轮排与串并联结构,控制逻辑最为复杂。基于混动汽车工作原理,混动汽车动力拥有线性的动力输出,驾驶体验平顺、静谧、可油可电,有助于解决消费者里程焦虑,但通常比同级别车型价格昂贵。
在便捷性、经济型、驾驶体验、技术难度方面三种方案各有优势。便捷性方面,增程、插电与纯电相比便捷性更好,增程、插电可油可电,没有里程焦虑,且不依赖充电桩;经济性方面,插混大于增程大于纯电动,主要由于电池成本仍然较高,纯电动成本大于增程与插混;驾驶体验上,纯电动最好,增程式次之,混动汽车相对一般;技术难度上,插电式难度最高,机械部件多(发动机、电机、齿轮机构),研发难度大,且现有技术堡垒/专利较多。
纯电动率先发力两端市场,插混加速燃油车替代。基于目前的技术水平,便捷性、成本问题阻碍纯电动对燃油车车型代替,但我们认为,纯电动汽车在代步车市场大有可为,该市场客户几乎不存在里程焦虑,且纯电动小车具备电池带电量少成本低、电动化驾驶体验等优势。在中高端市场消费者对价格不敏感,并且纯电动汽车在智能化、电动化方面均优于同级别燃油车,纯电动汽车可实现在中高端市场对燃油车进行替代。对于插混汽车,以比亚迪为代表的国内主机厂已实现或将要实现插混技术的燃油车平价,再叠加插混新能源汽车的电动化、智能化体验,插混汽车正在快速对燃油车进行替代。
纯电动汽车基于专用纯电平台优势明显。对于车企而言,设计、生产新能源汽车有两种模式,一种是改造传统燃油车平台,即AEP(AdaptedElectricPlatform),另一种是使用全新设计开发的专用平台,即NEP(NewElectricPlatform)。使用AEP的好处在于可以与传统燃油车共享设计、模具和零部件等,前期车型投放速度较快,前期成本也可以得到较好控制,除此之外,使用NEP优势显著:
乘坐、储物空间更充裕:新能源汽车在动力总成及周边零部件的外观尺寸、布局方面与传统燃油车存在明显差异,使用AEP时,动力电池往往会侵占后排乘坐空间和后备厢储物空间;
续驶里程更长:AEP没有为动力电池预留空间,动力电池布局无法实现最优,同时热管理系统的匹配难度更大,拖累续驶里程;
动力性能更好:AEP动力总成的不合理布局导致整车配重、电池热管理等无法实现最优,无法充分发挥电动机的极致性能;
新能源汽车放量后生产成本更低:使用AEP时,动力电池通常被布局在传统燃油车传动系统、排气系统、油箱、后备厢等位置,外观轮廓很难形成统一标准,相比之下NEP通常将动力电池平铺在底盘上,更容易实现模块化并应用于不同的车型,新能源汽车放量后生产成本更低。
国内外主机厂纷纷发布纯电平台,平台化造车方面差距较小:
1)吉利浩瀚架构以硬件层、系统层和生态层构建三位一体的立体化布局,拥有全球最大带宽,实现从A级车到E级车的全尺寸覆盖,可以满足轿车、SUV、MPV、小型城市车、跑车、皮卡的制造需求。同时,浩瀚架构将软件开发时间缩短50%以上。
2)长城ME平台整合全球资源,具备大空间(轴距车长比可大于70%)、高安全(60%以上高强度钢车身、高达4.0的车顶抗压强质比,具有超强的抗压能力)、轻量化(通过新材料应用、断面优化、集成化设计)、可扩展(可覆盖A-D级车型)等特点。
3)广汽新能源第二代纯电动专用平台GEP(GACElectricPlatform),该平台最大的优势是电池与电驱动系统位于车辆中心,有利于车内空间最大化。
4)比亚迪e平台可以整合资源,提升产品通用化、标准化、简易化。三电高集成度标准化,可以在同平台下搭载不同动力配置以及续航需求,也可以根据需求搭载不同悬挂结构。去繁从简的设计理念,还可以降低整车成本,零部件空间挤占更小,配套采购成本也能大幅下降。
5)大众MEB平台延展性强。大众MEB采用模块化设计,这意味着该平台的尺寸可被缩短、伸长或进行其他修改。该平台可被用于各种汽车类型,按尺寸划分,囊括了从SUV到掀背式轿车的各种车型。
6)丰田发布e-TNGA平台,差异化锁定HEV市场。丰田e-TNGA架构系混动平台,将用于开发十款六种左右的车型,包含紧凑型跨界车、中型跨界车、中型SUV、中型小型货车、中型轿车和大型SUV。
7)戴姆勒奔驰EVA平台具备核心优势:1)适用于奔驰目前已有的所有车系,包括A级、S级、GL级等,同时支持两驱及四驱两种工作模式;2)电池和电动机的架构可调节性。EVA平台电池位于车轴之间地板下方外壳中,模块化结构下可实现相同体积容纳不同电池容量(60、80、95及kWh),功率也可根据具体车型调整分配。
政策指引体现混动技术大有可为。中国汽车工程学会牵头修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确了阶段性发展目标:到、、年,新能源汽车销量(插混+纯电)占比分别达到20%、40%、50%,混动汽车在传统能源乘用车中销量占比分别达到50%、75%、%。。
混动达燃油车平价,加速对燃油车进行代替。比亚迪DMi、长城DHT、奇瑞鲲鹏、广汽均采取双电机混联架构;福特、丰田THS、通用第二代Voltec采用功率分流架构;日产e-power理想采用电动增程架构;大众DQE、奔驰EQPower、宝马5代eDrive、长安iDD、吉利领克P2.5、上汽二代EDU均采用单电机P0-P4架构。
目前国内混动领先企业均采用混联模式作为主要技术路径。其中比亚迪DMi率先实现混动系统与燃油车平价,并发布基于DMi平台的秦、宋、唐车型,已实现燃油车爆款销量。自主车企如长城柠檬DHT、吉利GHS2.0、奇瑞鲲鹏、广汽绿擎技术将在H2到陆续搭载上车,或将加速进入燃油车替代时代。
2.4.技术维度:电动化系智能化最佳载体
分布式电子电气架构已不能满足智能汽车发展需要。随着汽车智能网联发展,汽车功能愈发复杂,整车上所布置的ECU电子控制器单元也在逐步增多。当前一辆乘用车可以拥有多达70-80个ECU,而所有ECU的总计代码量预计已达约一亿行,其复杂度远超安卓手机系统。在传统的汽车供应链中,不同的ECU来自不同的供应商,有着不同的嵌入式软件和底层代码。这种分布式的架构在整车层面造成了相当大的冗余,传统汽车的软件更新几乎与汽车生命周期同步,极大地影响了用户体验。
向以集中化和域融合为特征的跨域集中式电子电气架构发展。分布式电子电气架构方案已不再具有优势,需要向以集中化和域融合为特征的跨域集中式电子电气架构发展,“域”的概念由此而生。整车需要
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