电动汽车行业深度研究:论道“渗透率”,发轫之始,何须担忧?
(报告出品方:民生证券)
目前仍在山脚,后程仍需发力
市场担忧:主要体现在对新能车未来增速的不确定性,市场普遍认为新能车市场的渗透率天花板不到50%,目前的高增速是以 提前“透支”未来增速为代价的。
新能车渗透率目前仍在山脚,后半程还需发力。我们认为,新能车渗透率天花板并非为40-50%,而是80%以上,所谓的渗透率 瓶颈远未到来。原因如下:1)全球主力市场可分为中国、欧洲以及美国市场,并且都已跨过“0-1“门槛。中国和欧洲已处 于”10-100“的质变中;美国还处于”1-10“的量变中。全球视角下,新能车渗透空间仍然广阔;2)长期看,全球范围燃油 车禁售计划+主机厂停售燃油车时间表推进,电动化趋势不可逆转。由此,目前电动车仍处于高增长、高确定性阶段。
全球新能车主力市场全景概况:未来渗透率空间广阔
1)全球范围:电动化进程稳步推进。21年全球新能车渗透率为7.97%。22年1-7月新能车累计销量对应的渗透率为11.51%。
2)中国市场:政策端缓冲足够,产品驱动马力全开。综合中汽协和Marklines数据,21年中国新能车市场渗透率13.40%。22 年1-7月新能车累计销量对应的渗透率为22.01%。
3)欧洲市场:部分国家渗透率不及10%,整体上看不及20%。21年欧洲新能车市场渗透率为14.26%。22年1-7月新能车累计 销量对应的渗透率为16.08%。其中,欧洲主力新能车市场(德国、英国、法国)1-7月累计销量对应渗透率分别为22.24%、 18.84以及15.93%;但意大利、荷兰、西班牙新能车渗透率维持在10%或者个位数的阶段。
4)美国市场:现行核心驱动力为政策逐步明晰。21年新能车渗透率不足5%,22年1-7月累计销量对应的渗透率为6.76%。
中国市场政策端回顾:退坡缓冲足够,非急速抽离落地
第一,购置补贴政策衍变过程可归纳为四大阶段。整体呈现续航里程要求提升、补贴标准下滑以及综合考量其他测度指标的稳 步滑坡趋势。如:1)补贴试点阶段;2)单就续航里程考量补贴标准的政策滑坡探索阶段;3)综合考量工况续航里程+单车 带电量+能量密度+能耗等因素的滑坡政策完善阶段;4)里程要求与单车补贴金额测度公式维持不变的滑坡政策明晰阶段。
第二,购置补贴政策有序退坡,新能车发展态势不减。从2011-2022年1-7月销量变化情况可知,全年销量情况较上一年大多 都有明显提升。其中,2019年补贴政策调整较大,销量较18年同比略降3.25%。步入2020年后,中国新能车市场核心驱动力 已从政策驱动向产品驱动转移,政策依赖性明显降低,2022年H1销量为259.1万辆,同增117%。
中国市场细分级别端回顾:刨去A00级车型后,渗透率不及20%
第一,细分级别对应的渗透率指:将相应的细分级别新能车市场的销量数据/对应细分级别汽车整体市场销量总数据。如:A00级别渗透率=A00级别的新能车销量数据/A00级别的汽车销量总数据。
第二,拆分来看,据Marklines数据,1)A00级新能车在A00级汽车市场中渗透率已接近于1。21年渗透率达99.80%;22年 1-6月累计销量对应渗透率为99.84%。2)A0/A/B/C细分级别对应的渗透率空间较大。21年,A0/A/B/C对应的细分级别渗 透率为
12.07%/9.23%/15.11%/20.34%;22年1-6月累计销量对应渗透率为25.16%/16.83%/20.89%/31.94%。
第三,刨去A00级车型(新能车与汽车市场)后新能车渗透率不及20%。21年,渗透率达10.44%;22年1-6月渗透率达 17.95%。注:此处渗透率指:‘’A0+A+B+C+其他”新能车销量总数据/ ‘’A0+A+B+C+其他”汽车销量总数据。
电动化的本质是产品力的全面超越
特斯拉:高产品力颠覆市场认知,重新定义纯电动车
Model 3的“量产”与“国产化”可以称为投向中国新能源汽车市场中的两条“鲶鱼“。在”鲶鱼效应 “的带动下,中国新能源车企不断提升产品力、优化成本,推动整个电动车产业链进行升级。2017年7月,特斯拉第一款亲民车型Model 3正式量产下线,其优越的加速性能、长续航里程、智能化自动辅助驾驶系统以 及前瞻性的极简设计重新定义了纯电动车。在此之前,国内市场销量前10名的新能源汽车大部分是在传统燃油车型的基础 上进行改动,并且智能化程度较低,对于消费者的吸引力主要依靠大幅度政策补贴。
特斯拉:Model 3带动百公里加速与长续航变革
百公里加速:Model 3百公里加速仅需3.3s,Model 3量产前,国产新能源汽车百公里加速普遍需要7-10s,例如,吉利帝 豪EV、比亚迪e5、北汽EU分别需要9.9s、7.37s、7.8s;Model 3量产后,国产新能源汽车百公里续航随之跟进,其中,与 Model 3同级别车型比亚迪汉EV、极氪001百公里续航分别达到3.9s、3.8s。
续航里程:Model 3 依靠78.4kwh的电池容量,CLTC纯电续航里程达到675km。Model 3量产前,国产新能源汽车最大 续航里程在300-400km,例如,吉利帝豪EV、比亚迪e5、北汽EU分别为430km、405km、300km;Model 3量产后, 新推出的国产新能源车型续航里程大幅提升,比亚迪汉EV、极氪001最高续航分别达到700km、732km。
特斯拉:智能化先驱,重塑“软件定义汽车”
辅助驾驶系统Autopilot迭代加速,完全自动驾驶即将实现。2014年10月,特斯拉向客户推出了Autopilot Hardware 1.0 硬件系统,搭载Mobileye Eye Q3芯片。2015年,Autopilot 1.0完整系统正式开启,功能包括自动刹车,自动泊车,自动 并线等功能。2016年10月,Autopilot 2.0落地,搭载NVIDIA Drive PX2芯片,将自动召唤升级为智能召唤,加入 Navigate on Autopilot(NoA)功能 。2017年9月,特斯拉升级Autopilot 系统至2.5版本,提升系统算力,提高可靠 性。2019年,特斯拉自研芯片FSD问世,Autopilot踏入3.0版本,新增功能可视化驾驶,并可在未来通过OTA升级实现全 自动驾驶。
比亚迪、蔚来、小鹏、理想、极狐等车企纷纷加快自动驾驶系统自主研发与联合开发进程。目前,比亚迪汉EV、蔚来ET7、 小鹏P7、理想ONE、极狐阿尔法(华为SHI版)已分别搭载Dipilot、NAD、XPILOT3.0、AD、α-PILOT自动驾驶系统,普 遍达到L2以上的自动驾驶级别。
特斯拉:一体化铸造掀起车身革命
特斯拉率先采用一体压铸技术,向传统冲压-焊接工艺发起挑战。车身一体压铸技术是将融合金液倒入压室内,以高速充填 钢制模具的型腔,并使合金液在压力下凝固而形成车身铸件的铸造方法。传统冲压-焊接工艺是通过冲压得到各种零部件, 再把零件焊接在一块。Model Y采用一体压铸后地板总成,将汽车后地板部分70多个零部件直接简化成一个压铸件,可以 降低该部分30%的重量与40%的成本。
成本大幅下降,国产化Model 3价格持续降低
单车成本大幅降低,国产化Model 3价格持续降低。据马丁·维查透露,2017年,特斯拉每辆汽车制造成本为8.4万美元 (折合人民币约为58.5万元),最近几季度,单辆汽车成本降低到了3.6万美元(折合人民币约为25.1万元),5年单车成 本降低近33万元。在成本大幅降低及中国新能源补贴政策的支撑下,Model 3 进入中国市场以来经历了6次降价,价格由 进口的37.7万元降至目前的27.99万元。
创新技术持续迭代,击破用户三大焦虑
材料迭代+结构革新+技术进步为三大焦虑提供解决方案
正负极材料迭代为增加续航里程主要方式。正极材料中磷酸铁锂向磷酸锰铁锂发展、三元向高镍化及中镍高电压发展,负 极材料向硅基负极材料发展为行业趋势。结构革新为电池安全性提供保障。麒麟电池与刀片电池分别搭配CTP、CTB技术可大幅提升电池安全性;复合集流体替代传 统铜箔可有效降低风险。高压快充与换电技术叠加新建充电桩快速增加,可有效提升补能速度,降低车桩比,减缓用户补能焦虑。
续航焦虑解决方案:正极材料迭代推动电池能量密度提升
LiMPO4(M=Fe, Mn, Co, Ni和V)橄榄石结构的磷酸盐优点是正极热稳定性好,结构稳定,且成本低,短板是离子迁 移率和电导率较低。LiMnPO4与LiFePO4(LFP)相比,氧化还原电位更高,约4.1V,在相同比容量下能量密度可提高约 20%,然而离子电导率性能更差,在LFP中掺杂部分Mn元素,得到的LiMnxFe1-xPO4(LMFP)可以将LFP优异电化学性 能与LiMnPO4的高电位相结合。
LMFP相较于LFP能量密度可提高20%。已知公式:质量能量密度(Wh/kg)= 电池克容量(mAh/g)×工作电压,可以 推导在克容量相近的条件下,电压越大,质量能量密度越大。根据测算,LMFP理论质量能量密度为697 Wh/kg,较LFP 提升约20%。
硅基负极材料成为负极材料未来的升级方向。硅基负极材料是将纳米硅与基体材料通过造粒工艺形成前驱体,然后经表面处 理、烧结、粉碎、筛分、除磁等工序制备而成的负极材料。具备能量密度高,体积膨胀缺陷明显的特点。
硅基负极优势主要体现在高能量密度和低脱锂电位。由于硅可以与锂发生合金化反应,形成不同含锂量的多种合金相 (Li12Si7、Li7Si3、Li5Si4、Li22Si5),其理论比容量较高,研究数据显示,石墨负极材料的理论能量密度上限为 372mAh/g,硅材料的理论能量密度可达 4200mAh/g。此外,硅的脱锂电位仅为0.4V,在充电时可以避免表面的析锂现 象,安全性好于石墨类负极材料。
安全焦虑解决方案:刀片电池+CTB由内而外提升安全性
比亚迪将刀片电池与CTB(电池车身一体化)方案相结合,搭载于e3.0平台海豹上。CTB将电池上盖和车身底板进一步合二 为一,原来的电池三明治结构进化为整车三明治结构。不同于传统车身设计,刀片电池既作为能量体也作为结构件,整车安 全性得到提升。
刀片电池安全性强:刀片电池正如其名,拥有似刀片般的扁长化设计,电池电极极板层数少,帮助其在遭受外界损坏后,触 发短路导致的发热量很少。此外,刀片电池散热面积较大,可有效降低温升,避免温度骤升和冒烟起火,是少数通过针刺实 验的动力电池之一,有效降低了汽车内部安全风险。
CTB技术:CTB技术将电池上盖和车身底板进一步合二为一,使电池包与车身融合,作为结构件参与整车传列,整车车柱碰 撞侵入量减少45%,正碰结构安全提升50%,侧碰结构安全提升45%,整车结构强度大幅提升。
补能焦虑解决方案:借助基础设施资源,扩大充电桩覆盖面
依靠高速服务站,推进公路沿线充电基础设施建设。交通运输部数据显示,截至今年1月,全国6600多个高速公路服务区中,3100多个建设了充换电基础设施,共建成投用充电 桩13300多个,基本满足电动汽车高速公路出行中的充电需求。8月25日,交通运输部等四部门联合发布了《加快推进公路 沿线充电基础设施建设行动方案》,提出力争今年年底前,全国除高寒高海拔以外区域的高速公路服务区能够提供基本充电 服务。
全局复盘:电动化是滚滚历史巨轮下的大势所趋
早期电动机在汽车端的应用受制于电池的“落后”
动力总成的普及离不开动力能源的支撑。蒸汽机是以煤炭为主;内燃机是以石油为主;早期电动车动力来源主要以一次电池为主;后期出现铅酸电池与镍氢电池。虽可充电,但容量小,充电不方便,车辆续航能力极其有限,电池技术水平成为当时制约新能车领 域长期发展的主要因素。2006年锂离子技术迅猛发展,目前主流车用电机系统(电驱+电控+减速箱):以二次电池-锂电池为主。
1)19世纪末到20世纪初时-电动车第一次步入发展黄金期。蒸汽机已不适用于车用;燃油机汽车刚刚起步且技术不成熟,续航里 程和动力性强等优势未能体现。相较下,随着铅酸电池出现(1859年被法国人普兰特发明)以及电动机等技术的提升,电动汽车 第一次步入黄金发展期。
2)进入20世纪后(1900年后),随着内燃机技术的提升以及石油采炼水平的提高,以内燃机为主的汽车优势日益体现。
3)步入21世纪后(2000年后),电动汽车重回历史舞台。双碳政策加持+电池技术质变,全球各主力国家开启电动汽车元年。
全局复盘:电动化是滚滚历史巨轮下的大势所趋
电动化趋势不可逆转,内燃机终将被替代:1)电动机性能全面领先内燃机:我们选取了新能车代表车企特斯拉与比亚迪相关车型(20-30万价格区间)与BBA车企相关车 型(30-40万区间)进行对比,电动机在能量转换效率、最大功率、最大扭矩、环保性以及噪音等方面具有显著优势。2)新能车体系持续升级迭代,直击三大核心焦虑。续航焦虑端:超高镍化、LMFP、硅碳负极等电化学体系端的完善;安全焦 虑端:麒麟电池、刀片电池、CTB、复合集流体等升级;补能焦虑端:快充加快渗透,充电+换电稳步推进。3)内燃机“停止研发“步入倒计时,”马达轰鸣”将成过去式。车企相继宣布内燃机停止研发计划,彰显全面推进电动化转 型的决心。如:日产、奥迪、大众以及宝马MINI等传统车企已开始推进,作为燃油车“心脏”的内燃机,将不再更新迭代。因此,电动化是滚滚历史巨轮下的必然。汽车驱动系统终将呈现出“蒸汽机-早期电动机-内燃机-电动机”的迁移态势。
全局复盘:从智能手机角度看替代逻辑本质-产品力卓越
第一,复盘智能手机渗透率的缘由:其替代逻辑本质在于产品力的大幅领先。这一点与电动车对燃油车的替代逻辑相同。第二,全球智能手机领域早已切入产品驱动阶段,而全球新能车领域还处于产品驱动发展初期。以智能手机典型代表 iPhone为例,07年初代产品问世,2010年跨时代产品-iPhone 4上市,开启全球智能手机新方向。2010年智能手机渗透率 达19.10%,较07年提升8.3pcts,21年智能手机渗透率已高达82.10%。相较之下,全球新能车领域还处于产品驱动发展初 期,21年渗透率7.97%较19年提升5.71pcts(中国于2020年起正式切入产品驱动阶段;欧洲车企正在积极转型;美国仍处 于政策驱动阶段)。由此可知,全球电动化时代才刚刚拉开序幕。
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