2022年新能源汽车电池系统洞察报告分析

动力电池、驱动电机和电控系统是新能源汽车的核心部件,合称为“三电系统”,是决定车辆性能的关键。动力电池是新能源汽车的“能量”来源,驱动电机和电控系统的性能作为传统发动机功能的替代,直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高车速等主要性能指标。从新能源汽车的制造成本来看,三电系统约占整车成本的50%。因此,深耕三电系统产业是新能源汽车企业打造核心竞争力的关键,也是中国新能源汽车产业快速发展的基石。

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1.发展环境

需求:新能源汽车市场欣欣向荣,带动三电系统行业快速发展。

为了进一步激发新能源汽车市场的活力,我国出台了很多措施,比如新能源汽车下乡、取消二手车限迁等。新能源汽车市场份额持续上升,带动三电系统技术迭代和市场规模增长。汽车工业协会数据显示,2021年新能源汽车产销分别为354.5万辆和352.1万辆,2016年至2021年年均增速分别为46.97%和47.34%。继新能源汽车免征购置税、下乡等政策后,汽车消费潜力进一步释放。数据显示,2022年1-6月,新能源汽车产销分别完成266.1万辆和260万辆,同比增长1.2倍,市场份额21.6%。

政策:多重利好加持,助力新能源汽车三电体系发展。

三电系统等核心零部件的R&D和生产是新能源汽车发展的关键,但我国仍面临原材料短缺和关键技术瓶颈等问题。基于此,国家出台了一系列政策,推动新能源汽车核心零部件的技术创新,帮助新能源汽车企业打造核心竞争力。2019年10月,国家发改委颁布《产业结构调整指导目录(2019年版)》(2019年第29号令),鼓励我国动力电池多元化发展,推进新能源汽车三电系统技术创新。2021年12月,财政部等四部门发布《关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴工作的通知》(蔡健[2021]466号),提出不设置补贴过渡期,标志着我国新能源汽车产业市场化转型,有效拉动核心零部件企业突破成本和关键技术难点。多项政策引导我国新能源汽车三电系统向高性能、低成本、智能化、集成化方向迭代发展。

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2.发展状况

产业链结构:由上游原材料、中游三电系统企业、下游整车制造企业三部分组成。

(1)产业链上游由电池原材料、电机原材料、电控零部件组成。动力电池由正极、负极、隔膜、电解液等组成。正极材料占动力电池制造成本的40%左右,主要是磷酸亚铁锂和三元锂。电机主要由定子、转子、绕组、端盖等机械结构组成。原材料有稀土磁钢、硅钢片、铜、铝等。其中,稀土磁钢主要用于制造永磁体,约占制造成本的30%。电子控制系统的原材料是IGBT电源模块、驱动器、控制器等。其中,IGBT是电控系统中高科技壁垒的核心部件,国际供应商占主导地位,成本占整个电控系统的40%-50%。(2)产业链中游由动力电池组装生产、驱动电机制造和电控系统集成商组成。动力电池组装生产主要包括电芯加工、电池模块封装、电池组、组装等环节。国内动力电池企业的代表企业有当代安培科技、比亚迪、中创新航、郭萱高科等。永磁同步电机是中国的主要驱动电机,国内电机市场由主机厂和第三方制造商组成,主机厂包括特斯拉和比亚迪,第三方制造商包括金靖电气、上海大骏和博格华纳。电控系统集成商也是由主机厂和第三方集成商组成。比亚迪、北汽新能源、江铃汽车、宇通客车等主机厂已经占据了50%左右的市场份额。(3)产业链下游由乘用车、商用车和专用汽车制造商组成。值得注意的是,比亚迪作为国内第一家全面转型新能源汽车的车企,实现了新能源汽车“三电”底层技术的自主可控,产业链优势明显。比如比亚迪刀片电池技术日趋成熟,体积能量密度达到三元锂电池同一水平,兼具安全性和经济性,装机量居行业第一。

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市场规模:动力电池、驱动电机、电控系统市场整体向好。

动力电池:2021年国家对新能源汽车的政策支持红利效果明显。中信证券数据显示,2021年我国新能源汽车动力电池装机容量为140GWh,2016-2021年年均增长率为37.68%。从电池材料类型来看,2021年三元锂电池装机容量为74.3GWh,同比增长91%,占总装机容量的53%;磷酸铁锂电池装机容量65.4GWh,高达192%,装机占比47%,略逊于三元锂电池。

电机:新能源汽车市场爆发,双电机四驱汽车占比逐步提升,推动驱动电机装机快速增长。比如比亚迪、特斯拉、奔驰、奥迪、广汽等车企都推出了“双电机四驱”新能源车型,B级以上纯电动乘用车以双电机配置逐渐成为主流。东方证券数据显示,2021年,国内驱动电机装机达到370万台,同比增速超过150%。

电控系统:随着中国新能源汽车产业逐步转向市场化,IGBT等电控系统核心零部件国内替代进程加快,中国电控系统市场面临新的发展机遇。据投宝研究院数据显示,中国新能源汽车电控系统市场规模从2016年的89.2亿元增长至2021年的186.9亿元,年均增长率为15.94%。

市场结构:三电系统占新能源汽车成本50%。

能耗、续航、安全是新能源汽车消费者最关心的问题,与车辆的三大电动系统密切相关。据库大锂电数据显示,三电系统占新能源汽车成本的50%。其中,动力电池是三电系统的核心部件,解决了新能源汽车续航里程、使用寿命、行驶安全等核心痛点,约占新能源汽车成本的38%。另外驱动电机和电控系统分别占6.5%和5.5%左右。

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3.发展趋势
动力电池回收有望成为千亿元潜在市场。

一方面,我国动力电池装机规模快速增长。作为锂电池的后循环产业,预计未来电池回收和处置的需求将逐年增加。另一方面,动力电池的制造是高耗能行业,制造过程中会产生大量的温室气体。回收动力电池可以有效节能减排,帮助中国实现“双碳”目标。根据国际清洁交通委员会(ICCT)的研究,新能源汽车每公里二氧化碳排放量约为130克。如果废旧动力电池得到分步利用和循环利用,新能源汽车相应的每公里碳排放量将分别减少22克和4克,这将显著降低新能源汽车全生命周期的碳排放量。从行业布局来看,当代安培科技有限公司的子公司广东邦普、绿道、华友钴业、光华科技等众多企业正在争相进入该市场。未来动力电池回收潜在市场空间可能超过1000亿元。

碳化硅器件将广泛应用于驱动电机领域。

从电机功率控制模块来看,利用碳化硅提高电机控制器的功率密度将是驱动电机发展的主流趋势。与传统硅基材料相比,碳化硅在高压大功率工作环境下性能更好,电流传导效率更高,因此采用该技术的电动汽车将更加节能,动力系统布局也将更小、更紧凑。就国内市场而言,2020年,比亚迪韩EV高性能四驱版将成为国内首款采用碳化硅MOSFET控制模块的车型;蔚来ET7同样搭载碳化硅电驱动系统,2022年3月交付;小鹏G9将于9月上市,采用800V碳化硅高压电驱动平台。未来,碳化硅器件将进一步提升驱动电机的性能,继续为新能源汽车的发展赋能,碳化硅器件也将适配更多车型。

原创文章,作者:郭强,如若转载,请注明出处:https://www.zhufenghao.com/post/2627.html

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