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中国新能源汽车行业深度报告:新能源汽车急速狂飙

2020-09-11 20:00:55浏览:3编辑:生财有道

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新能源汽车市场一览

根据乘用车市场信息联席会和汽车工业协会的最新数据,2020 年前 5 个月,中国新能源汽车共售出 120 万辆新能源汽车,其次是美国和德国,分别售出 33 万和 10.9 万辆。中国的新能源汽车销量下 降了 45%/39%,同比增长至 24.1/28.9 万辆,弱于整体汽车市场新能源汽车的市场份额在这段时期 从 4.9%降至 3.8%。我们将新能源汽车占比的下降归因于补贴的未能延续以及疫情的影响。我们预 计 2020 年中国的新能源汽车市场将继续承受压力,同比下降 20-25%至 80-85 万辆,新能源汽车总 销量将下降 15-20%至 96-102 万辆。

欧洲的新能源汽车市场与中国市场不同。今年前 5 个月,欧洲的新能源汽车市场份额显着提高。插 电式混合动力汽车的市场份额为 7.8%,是 2019 年 3.6%的两倍以上,这可能 是因为富裕人群受到新冠疫情的经济影响要比低收入人群少,且新能源汽车的其成本要高于其汽油 车型。欧洲一些新能源汽车的平均售价已接近豪华车。在中国,大多数新能源汽车的销售是由政府 补贴推动,平均售价通常在 10 至 15 万人民币之间,这是入门级中端汽车的价格范围。

在新冠疫情大流行期间,许多欧洲国家宣布了对汽车行业的救助,其中包括补贴电动车措施。例如, 德国政府推出了刺激计划,促进汽车电动化。这一立法设立了一个 500 亿欧元的基金,用于“应对 气候变化、创新和数字化”。对价格低于 40,000 欧元的新车,目前 3,000 欧元的新能源刺激奖励将 增加一倍至 6,000 欧元。获得调整后的电动汽车税收优惠的价格上限将从 40,000 欧元提高至 60,000 欧元,并且现有的电动汽车免税额将从 2025 年延长至 2030 年。

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汽车工业走向绿色环保

禁止销售内燃机汽车是一项目地是减少汽车排放温室气体的政策。自 2005 年以来,许多国家都在促 进减少重污染车辆,最终目标是在未来几十年内禁止销售以化石燃料为燃料的车辆,包括以汽油, 液化石油气和柴油为燃料的车辆。由于与其他全面禁止化石燃料的政策相比,禁止出售以燃料为燃 料的车辆的禁令相对简单明了。因此,旨在减少温室气体的政策在政府中普遍流行。

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全球新能源发展处于快速车道

扩大主流汽车制造商的车型阵容

麦肯锡认为,到 2025 年,将有大约有 400 辆纯电动汽车车型将进入市场。汽车制造商和新参与 者将致力于提高新能源汽车的产量并向市场发布新车型。在大众、宝马、戴姆勒,丰田和通用汽 车等传统主流汽车制造商中尤其如此。

向零碳排放过渡的承诺是全球主要汽车制造商电动化其车型并降低排放的主要目的。过渡意味着 电动汽车的需求呈指数增长。

宝马是最早进入这一领域的汽车制造商之一。2013 年,它推出了 i3 车型,随后在 2014 年推出了 i8 车型。宝马在 2015 年刚刚开始建立插电式混合动力汽车车型时,已与韩国电池制造商建立了紧密的 合作伙伴关系。宝马承诺到 2025 年将在其阵容中拥有 12 个全电动和 13 个混合动力汽车。为了增 加新能源汽车的产能,到 2021F 大规模生产,宝马已与中国的 CATL 在德国和中国建立了合作伙伴 关系。

大众汽车宣布到 2025 年将拥有 50 辆纯电动汽车,分布在许多品牌上。该目标使宝马的目标是到 2025 年实现 25 辆插电式电动汽车的目标相形见绌。戴姆勒公开承诺到 2022 年实现超过 10 辆电动 汽车的目标。

到 2019 年,德国汽车制造商大众汽车加快了为其车队电气化的计划,承诺到 2028 年推出 70 款全 电动车型,而此前的承诺是到 2025 年推出 50 款。大众还设定了长期目标,即到 2050 年实现完全 零碳排放 - 包括工厂、办公室和汽车。在 2019 年新冠疫情大流行期间,它还加深了与中国电池和汽 车制造商的联系。

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大众汽车是中国二级电池制造商国轩高科技最大的股东。它以 11 亿欧元的价格购买了公司 26%的股 份。除制造电池外,国轩高科技还从事采购、开发和回收业务。国轩的装机容量为 13 亿瓦时,主要 用于 LFP 电池,并计划在合肥新建一个新工厂,主要用于增加镍钴锰氧化物电池的装机容量,达到 16 亿瓦时。

大众最近以 10 亿欧元的投资,将其在江淮大众汽车中的股份从 XX%增加到 75%,成为该公司的控 股合伙人。这笔交易的资金使德国汽车制造商大众汽车可以购买江淮汽车的母公司安徽江淮汽车集 团 50%的股份。到目前为止,看起来大众在德国和其最大市场中国的新能源汽车发展战略的执行情 况似乎都很顺利。它为新的电机和电池设施的未来扩展奠定了基础。

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戴姆勒计划在 2039 年底之前使整个乘用车车队实现零碳排放。如果一切按计划进行,到 2030 年,电动汽车将占其汽车销售的一半以上,包括全电动汽车和插电式混合动力汽车的销售。除 汽车外,戴姆勒还计划通过在部门之间快速转移技术来电动化其货车、卡车和公共汽车。

戴姆勒还是参与燃料电池和锂电池领域的少数汽车公司之一。这项承诺是戴姆勒如今在新能源汽车 领域领先的原因之一。但是,由于研发成本高昂,在对戴姆勒的财务造成巨大压力的情况下,成为 一流公司并非没有代价。

GLC F-CELL 是全球首款装有插电式混合动力电池的车辆。这为电动发动机提供了两种不同的能源, 这是一个显着的优势,因为它使 GLC F-CELL 不再依赖于加氢站。相反,它可以在充电站或电源插 座为 GLC F-CELL 充电。氢气位于两个罐中:一个长容器和一个交叉容器。交叉容器安装在后排座 椅长椅下方、长容器位于中央通道下方。两个容器都能够容纳 4.4 千克的氢气,可以在三分钟内以 700 巴的压力将其完全加油。GLC F-CELL 的锂离子电池位于汽车后备箱下方。它也拥有接近 13.5 kWh 的容量,可在运行时充电,可以通过燃料电池或同流换热,即制动能量回收。电池的主要任务 是缓冲电能并提供额外的驱动功率。它能够以三种充电模式运行:混合、F-电池和充电。

在混合动力模式下,GLC F-CELL 的动力来自两种能源,即燃料电池和电池。电池模式表示车辆在 关闭燃料电池时仅由电池供电。在 F-CELL 模式下,汽车几乎完全依靠氢气运行,依靠燃料电池的能 量使电池的电量保持恒定。在充电模式下,电池通过燃料电池充电。重获能力功能也应该被提及。它可以在每种操作模式下使用,在车辆制动或滑行时重新获得能量。

就像保时捷的 Taycan EV GT 一样,GLC F-CELL 是一种高科技概念验证汽车,专为少数能够负担 得起的富裕客户而设计。随着时间的推移,随着规模经济和技术升级,我们希望将有更多的车型采 用混合动力系统。

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中国汽车制造商、初创企业搭乘新能源汽车浪潮

作为 2015 年以来过去五年中全球最大的新能源汽车市场,中国已成为拥有最多新能源汽车品牌和汽 车制造商的市场。除了传统的原始设备制造商支持的新能源汽车制造商,尤其是吉利比亚迪、广汽 传祺、北汽和荣威,中国还催生了众多的初创企业,包括蔚来,威马汽车、小鹏 、拜腾和李,仅举几例。

传统的汽车制造商可以从足够的资金和多年的制造专业知识中受益。同时,初创企业面临投资者要 求他们加快新车型发布的压力。传统的汽车制造商通常需要 7-10 年才能推出新车型。初创企业没有 时间的限制,预计最多会在三到四年内推出一种新车型。

蔚来汽车、威马汽车、小鹏和李推出了他们的生产车型,但是只有蔚来和李获得了积极的市场反馈。传统原始设备制造商开发的大多数产品价格都在 15 至 25 万元人民币之间,这与威马和小鹏产品线 的价格范围重叠。蔚来和李的目标客户是对大尺寸、建议零售价在 30 万至 50 万人民币之间豪华车 感兴趣的顾客。虽然入门级特斯拉产品 Model 3 和 Y 属于此价格范围,但它们的尺寸使属于紧凑型 轿车和 SUV 类别。这就解释了蔚来和李突破市场销售需求强劲势头的原因

“理想”是冉冉升起的新星

汽车之家的创始人李想于 2015 年创建了汽车之家以制造新能源汽车。与许多在现场使用纯电池驱动 系统的厂商不同,理想的产品“ LI One”采用了增扩的插入式混动力系统。该系统允许汽车在通过电 力驱动时,使用储存在其油箱中的汽油燃料为动力电池系统充电。该系统完美解决了开车到边远地 区时充电站不足的问题。

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这款大型 7 人座 SUV 的售价为 32.8 万元人民币,总续航里程为 1000 公里,自 2019 年 12 月正式 交付以来,截至 6 月,这款车型受到了市场的高度欢迎,已交付了 10,000 多辆。

蔚来汽车在正确的轨道上

经过五年的研发和营销,蔚来汽车最终建立了三种量产车型的版图:ES8、ES6 和 EC6,每种车型均 针对豪华车购买者。

尽管蔚来汽车的销售报告良好,但特斯拉的销量在中国仍然远远超过其他电动汽车公司。蔚来汽车 在 4 月、5 月、6 月交付了 3,155/3,436/3,740 辆汽车,即 2020 年第二季度交付了 10,331 辆;特斯 拉同期交付了 3,635/11,095/15,000 辆。蔚来汽车最近一直在挣扎,但似乎有望在中国电动汽车市 场的动荡中生存下去。它即将推出新产品,即 EC6 中型跨界车/轿跑车,其价格将低于 ES6,但由于 轿跑车风格的设计,其整体容量不及 ES6 实用。

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我们认为蔚来汽车已经建立了在中国的品牌力,市场认可度也在不断提高,虽然月出货量仍然在增 长的阶段。虽然产品具有优越的设计和性能,但在其三大车型的月销量达到稳定的 8,000 至 10,000 辆之前,我们不期待公司将会盈利。

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小鹏仍然在寻找出路

经过五到六年的研发和营销,小鹏最终建立了两种生产车型的阵容:G3 运动型多功能汽车和 P7 轿 车。G3 主要针对中端消费车主,而 P7 针对入门级豪华车主。

小鹏 G3 是一款电动紧凑型运动型多功能汽车,由海马汽车公司为中国汽车制造商小鹏汽车公司制 造,于 2018 年正式推出。

2020 小鹏 G3 车型将有两个版本。G3 400 和 G3 520 将于 2019 年 9 月在中国上市销售,价格在人 民币 143,800 元至 196,800 元之间。据小鹏称,G3 520 版本的续航里程达到了 520 km NEDC,这 是紧凑型电动运动多功能汽车中最长的续航里程。G3 400 版本的 NEDC 里程为 401 公里。小鹏车型选择了 CATL 的新一代锂离子电池,这意味着 G3 520 的心脏电可产生 180 Wh/kg 的能量密度。其电池组符合 IP68 标准,防水且防尘。小鹏 G3 可以在 30 分钟内为 30%到 80%的电量耗尽的电池 补充能量。

小鹏在 G3 2020 的底盘上进行了艰苦的工作,使其紧凑,悬挂系统更具弹性,并增强了控制稳定性 和行驶舒适性,使 G3 成为中国市场上有竞争力的汽车。

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2020 年,小鹏汽车推出了一款电动汽车,该电动汽车将通过提供更长的续航里程和更便宜的价格与 中国的特斯拉 Model 3 竞争。

该公司周一表示,P7 轿车是广州小鹏的第二辆汽车,每辆车的最高续航里程为每次充电 706 公里, 在获得合格补贴后于 9 月正式推出时售价为 254,900 元。相比之下,预计将于 6 月份在中国上市的 Model 3 的更长里程版本,一次充电即可行驶 650 公里,售价为 344,050 元。

这家中国电动汽车制造商正在下注,P7 的价格和功能将使其能够挑战特斯拉。特斯拉于今年早些时 候开始在全球最大的电动汽车市场生产汽车,并且已经显示出主导市场的迹象。

对威马汽车不太乐观

经过三年的研发,威马还于 2018 年 5 月在北京车展上推出了首款量产车 EX5,并于 2018 年 9 月开 始发售,建议零售价为人民币 184,800 – 289,800 元。在中国科技公司百度和腾讯的支持下,威马 汽车在其位于浙江温州的自有和运营制造工厂生产,这与蔚来汽车或小鹏有所不同。

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在 2019 年,威马推出了 EX6 大型运动型多功能汽车,建议零售价为 189,900-239,900 元人民币。由于资金和研发能力有限,威马新车发布时间表在 2020 年落后于其他同行。同时,其车辆的价格在 人民币 18 万元至 30 万元之间,是中国最具竞争力的新能源汽车。大多数主流汽车原始设备制造商 也将这一中端市场视为其第一代新能源汽车的切入点。没有多年的技术积累和资金限制,我们对这 一品牌未来在中国的前景持保守态度。

动力电池仍然是新能源汽车的核心

电动汽车的需求不断增长以及对节能的需求推动对更持久、更便宜的电池的发展。到目前为止,我 们一直在使用基于锂离子的电池,自 2000 年混合动力汽车问世以来,这些电池已得到了显着改善。与汽油和柴油发动机的研发以继续提高效率的方式相同,我们预计电池的研发将导致生产成本下降 和整体性能改善。锂离子技术领域已取得了快速进展,许多替代化学元素正在接受测试。

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根据彭博新能源财经的报道,锂离子电池的成本已从 2010 年的每千瓦时 1,160 美元降至如今的 156 美元/千瓦时,下降了约 87%,主要是由于规模经 济和自动化。到 2023 年,预测成本可能降至 100 美元/千瓦时。但在某些 时候,原材料成本将限制进一步的削减。对这些材料的需求不断增长可能会导 致供应问题和材料成本的波动。因此,根据彭博新能源财经,这一行业将如何进一步降低价格的不 确定性越来越小,到 2030 年将从 100 美元/千瓦时降至 61 美元/千瓦时。

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根据美国能源部资料,如果电动汽车要与汽油或柴油汽车竞争,电动汽车则必须达到每千瓦时 125 美元的价格。美国能源部估计到 2022 年将达到这一临界值。某些其他研究 机构表示,当电池成本降低至 100 美元/千瓦时时,可以替代汽油/柴油。

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成本是动力电池开发进度的主要因素。其他可以指示进展的特征包括能量和功率密度、电池寿命、 原材料消耗、电池的制造过程以及安全性。电池开发需要在这些和其他电池功能之间进行权衡。

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自 2000 年代初以来,电池科学家一直在通过使用不同比例的钴元素来开发效率更高的电池。然而, 当前和未来的供应问题已使得降低电池中的钴含量成为关键优先事项。到 2030 年,电动汽车的产量 预计将超过目前的钴开采和加工能力。这种前景使汽车制造商争相确保原材料的长期供应。特斯拉 采取了不同的策略,承诺消除其下一代电池中的矿物质。

找到电池材料的最佳组合的挑战是所有材料都具有特定的特性和权衡。例如,一种主要的锂离子电 池组使用由镍、锰和钴的混合物制成的所谓的镍锰钴阴极。一般而言,镍增加了容量,锰带来了安 全性,钴的量决定了电池可以充电和放电的速度。因此,通过增加容量会牺牲安全性和充电速度。其他类型的锂离子电池包括相对便宜且经久耐用但能量密度低的 磷酸铁锂电池,以及可容纳大量能量的镍钴铝氧化物电池,但价格昂贵且安 全性较低。

数十年的基础研究和工程研究带来了常见锂离子设计的明显改善。例如,2011 年的首款日产 Leaf 配备了容量为 24 千瓦的锂电池。日产汽车不断提高的能源密度使其日产汽车能够在其类似尺寸的 2018 年车型中安装 40 千瓦的电池。

在这些进步以外,随着能量的加强,这一代的电池的终点也已经能够预见到。目前余下的唯一的事 是通过生产的规模和自动化来降低成本。这将带来更便宜的电动汽车,但不一定是能够在单次充电 开得更远的电动汽车。汽车的电池在重量和体积方面是有一定限制的。

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固态电池的重大发展

与当今常用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同,固态电池是使用固态电极和固态电解质的电池。由于一般科学界认为锂离子电池已从整体性能角度达到其极限,因此近年来,固态电池和石墨烯电 池已被视为可以继承锂离子电池地位的电池。固态锂电池技术使用由锂和钠制成的玻璃化合物作为 导电材质,代替了以前的锂电池的电解质,并大大提高了锂电池的能量密度。

固态电池和其他下一代电池已经开发了数十年,进展缓慢且从根本上来说是不确定的。其中一些有 希望比锂离子电池具有更大的存储容量,是它们在实用性和大规模生产准备方面 仍然面临相当大的障碍。在这种新一代电池中,从大众市场的角度来看,固态电池似乎最有前途。它们使用固体电解质代替易燃液体,这使电池更安全,并且由于固体层比液体层占用的空间少,因 此它还可以增加能量密度。由于这些原因,固态电池已经在起搏器和其他关键应用中使用。但是到 目前为止,它们对于电动汽车而言过于昂贵。挑战之一是找到一种将超薄固体电解质层施加到电极 上的方法,即使在充电和放电过程中电解质溶胀和收缩时,该电解质层仍能保留在原位。在这个电 解质层之外,逐个原子地沉积这样的层在技术上是可行的,但是非常耗时,因此难以实现规模经济 和成本降低。

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福特、丰田、戴姆勒、大众、雷诺、日产、三菱和现代投资了数亿美元用于固态电池的研发。这项 新兴技术可以为单次充电提供 800-1,600 公里的续航里程的电动汽车开路,而目前仅为 50-800 公里。它们还将消除锂离子电池固有的易燃性问题。

从理论上讲,摆脱液体电解质应使固态电池的制造成本更低,使用寿命更长且具有防火性。它们也 不需要液体冷却,因此将会减轻车辆的整体重量。

固态技术的最大好处是改进的“能量密度“,即相对于重量和体积,它可以容纳的电荷量。

然而,固态电池的最大挑战仍然是技术上的,限制了商业可行性。例如,对于大型电池组中有效地 导电的电池固态部分,确定统一的材料已被证明是开发人员面临的主要挑战。金属锂因其高容量潜 力和稳定性而被认为是固态电池的主要材料。麻省理工学院的研究人员已经确定了一种制造更薄的 锂电解质的方法,这种电解质可以实现更快的充电速度和更高电压的固态电池。在下一个十年末之 前可能无法完全实施,但与此同时,锂离子电池中添加硅的能量密度正在得到解决,这可能是一个 可行的临时解决方案。

就运输而言,在未来十年内,单次充电的车辆续驶里程不可能大幅度提高。对于较重的车辆,可能需要其他策略来覆盖更长的距离。电池容量的限制为 氢技术打开了机会之窗。

燃料电池的未来机遇

如我们在前文所述,许多可再生技术依赖于相对稀缺的资源,并且对诸如钴和镍之类的金属也存在 争夺。在这一行业领域,道德采购也将越来越重要,这将进一步限制原始矿物的供应。潜在的受益 者包括政治稳定且管理良好的地区的采矿公司以及电池回收设施。

燃料电池是通过电化学反应而不是燃烧来发电的装置。在燃料电池中,氢和氧结合在一起产生电、 热和水。燃料电池系统是清洁、高效、可靠和安静的能源。燃料电池不需要像电池那样定期充电, 而是只要提供燃料源就可以继续发电。

虽然与锂电池电动汽车相比有许多优势,但燃料电池电动汽车仍存在很多缺点,其中包括:加 油地点稀少;虽然给氢汽车加油的成本与传统燃料相似,存储或移动氢本身以及技术研发的成 本很高;消费者对爆炸风险的担忧也是一大障碍。我们看到私营部门的机会有限;只看到一些 公共部门的需求,例如公司的公共汽车和卡车。

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日本和欧洲的汽车制造商在这一领域的行动很早,但是大量的研发费用最终使他们团结起来解决了 这个问题。戴姆勒宣布与沃尔沃卡车达成一项协议,分担开发、生产和销售以燃料电池技术为动力 的重型汽车的费用。宣布的目标是要在 2025 年之后将大型、长途的燃料电池驱动的卡车投入市场。但是,与此同时,戴姆勒表示,它正在暂时搁置燃料电池驱动汽车的计划。该公司制造了一些 GLC F-Cell 车型。

宝马还放弃了最初的氢计划,这一计划使用氢气这一气体燃烧并为其汽油发动机提供动力。现在, 它已经接受了燃料电池,燃料电池可在船上发电以为电动机提供动力。宝马还与丰田汽车合作开发 燃料电池技术,后者则通过其 Mirai 模型出售了该技术的一些车型。其他生产的 FCEV 包括本田 Clarity 和现代 Nexo。

锂电池的竞争格局

宁德时代、松下、LG 化学、比亚迪和三星 SDI 是排名前五的电池制造商。从外包装的角度来看,圆 柱,方形和软包装这三种主要的电池包装模型各有优缺点。

松下是高单能量密度电池的领导者

松下从早期进入单高能量电池领域,在对钴元素的广泛应用和高端市场地位开始一直是这一领域的领导者。

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宁德时代最新的 CTP 科技

宁德时代的优点在于后端过程中使用本地化的设备,而前端设备也在加速本地化。它叠加了人工成 本和出色的管理能力的优势。

宁德时代也刚刚介绍了其电芯到包装电池的开发计划。新的 CTP 平台旨在改善电池组的开 发,将电池组的能量密度从 LFP 的 180 瓦/千克增加到 200 瓦/千克。

CTP 技术的关键数据如下:宁德时代的目标是将质量相关的能量密度提高 10-15%,对于体积相关的 使用效率,宁德时代声称提高了 15-20%。这意味着更多的能量可以存储在相同的电池空间中,而整 个电池也变得更轻。这样就减少了 40%的组件。

就电池组而言,这些改进意味着能量密度为 200 瓦/千克,而不是目前的 180 瓦/千克。在电池单元 级别,宁德时代已经实现了 240 瓦/千克的能量密度。公司 2024 年目标是 NCM 的能量密度达到 350 瓦/千克。

LG 化学具有最广泛的高端客户群

LG 和宁德时代具有最广泛的客户群。LG 已经基本覆盖了大多数海外高端汽车公司。宁德时代在国 内市场上的份额超过 50%,并已进入大众汽车、宝马、奔驰等高端汽车公司在中国的合资企业的供 应链。从产能的角度来看,宁德时代和 LG 在全球扩张方面非常活跃

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93 千瓦时的电池组来自德国供应商德科斯米尔,而韩国的 LG 化学提供电池。Taycan Turbo S 和 Taycan Turbo 中使用的两层超能电池 Plus 包含 33 个电池模块,每个模块由 12 个单独的电池组成 。总容量为 93.4 千瓦时。细胞本身是所谓的软包电池。在这种电池类型中,电极堆 不被刚性壳体包围,而是被柔性复合箔包围。这允许最佳地利用可用于电池的矩形空间并减轻重量。

奥迪与欧洲的梅赛德斯·奔驰和捷豹路虎一起,从供应商 LG 化学采购电池,后者在波兰生产电池。LG 化学多年来一直是奥迪的合作伙伴,该汽车制造商在许多插电式混合动力车型中使用韩国制造商 的电池。但是,LG 化学并不是唯一的奥迪电池供应商:虽然 e-tron 55 quattro 的电池由 LG 电池 组成,而 e-tron 50 quattro则使用三星 SDI 的电池。

e-tron 由一个 95 千瓦时的锂离子电池供电,该电池由 36 个电池模块组成,每个模块有 35 个袋式 电池,共有 1,260 个单个电池。

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比亚迪在磷酸铁锂电池发展有最好的记录

比亚迪凭借其在磷酸铁锂电池领域的早期进入,凭借其著名的全球电动公交网络在全球范围内或作 为机场班车使用,已成为中国新能源汽车发展的领导者。虽然人们越来越多地涉及钴的镍锰钴电池 领域,但磷酸铁锂电池仍然是比亚迪的专业技术。

比亚迪最近正式推出了其全新的刀片式电池。刀片式电池本质上是磷酸锂铁电池,但是采用了一种 新方法,可以显着提高安全性和体积能量密度,并降低成本。

按照惯例,电池组体积中只有大约 40%是电池。对 于新的刀片电池方法- CTP 技术–电池占电池组体积的 60%,这是 50%的提高。

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为了证明这种新电池的安全性,比亚迪使用了包括 NCM、磷酸铁锂电池和刀片式电池在内的钉子穿 透测试,其中刀片式电池被穿透后既不冒烟也不着火,其表面温度仅达到 30 至 60 摄氏度。

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稳健的增长与强劲的需求增长潜力

根据中国汽车工业协会的数据,2018 年中国新能源汽车的产量和销量分别达到 127 万辆和 126 万 辆,较 2017 年分别增长了 59.9%和 61.7%。中国的动力电池总装机容量从 2017 年的 37.8 亿瓦时 达到 56.9 亿瓦时,同比增长近 51%。宁德时代在 2018 年以 23.4 亿瓦时的装机容量领先业界,占市 场份额的 41%。我们预期公司在中国的市场份额将由 2018 年的约占 41%提升至 2019 年的大约 51%,原因是:在中国电池动力领域的领先地位;多元化的客户基础,领先的电池先 进技术,例如拥有世界领先镍锰钴电池;以拥有包括乘用车和商用车的均衡供应。我们 可以从以下方面看到健康的市场需求:中国和其他先进市场对新能源电动汽车强劲的增长势头;需要高科技和高质量电池的插电式混合动力汽车的使用的不断增加;通常有利于行业领导 者的有利的行业政策。

– 采用镍锰钴 811 产品后效率的提高。2019 年 3 月,宁德时代开始生产镍锰钴电池, 并将其提供给最新版本的宝马 X1 插电式混合动力汽车。我们相信,宁德时代将在 2019 年 扩大镍锰钴电池的产量,以使其镍锰钴产品组合从流行的镍锰钴和镍锰钴 电池中更加多样化。作为镍锰钴开发的领导者,我们预期宁德时代凭借在 新产品领域的领先进入,具有更大的定价能力以及与新能源汽车制造商更广泛的接触渠道。

– 与全球汽车制造商合作关系不断增长。作为中国最大的电池电源供应商,宁德时代可以进 入中国大部分自有品牌汽车制造商的采购清单。随着政府减少排放和提高燃油效率的要求 不断提高,许多合资企业正在加快新能源汽车的推出。许多全球制造厂商已经与宁德时代 签署了合同,购买其中国合资车型的电池。我们相信,宝马的批复奠定了宁德时代在全球 范围内获得更多订单的道路,并将提高其在国际舞台上的知名度。

宁德时代 - 中国领先的新能源汽车电池制造商

宁德时代是全球领先的电池电源制造商。2018 年,该公司出售了 21.31 亿瓦时的电池电量,高于 2015 年、2016 年和 2017 年的 2.21、6.81 和 11.85 亿瓦时,复合年增长率为 113%。根据韩国 SNE 研究的数据,宁德时代在 2018 年电池电源销售中排名第一,其次是松下、比亚迪、LG 化学和三星 SDI。

在国内市场,宁德时代为上汽、吉利、宇通、北汽、广汽、长安、东风、金龙和江铃等原始设备制 造商以及蔚来、威马和小鹏等互联网初创企业提供电池电源产品。该公司还与海外原始设备制造商 厂商合作,并为宝马、戴姆勒、现代、捷豹路虎、标致雪铁龙、大众汽车和沃尔沃提供电池组。

在中国,宁德时代的市场份额从 2017 年的 29%和 2016 年的 21%增长至 2018 年的 41%。我们预计 公司将在 2019F-2021F 扩大其业务并获得在中国的市场份额,因为:竞争加剧将压缩行业利润 率并挤压出规模经济有限的电池制造商;汽车制造商通常倾向于拥有多年良好业绩的大型供应 商;政策制定者在提出新的行业标准时倾向于市场领导者。

中国新能源汽车行业深度报告:新能源汽车急速狂飙

2017-2019 年,由于行业整合,全球前五大电池制造公司市场份额合计从 56.1%上升至 67.5%,并 进一步上升至 75.6%。宁德时代连续第二年超过松下,成为市场第二大市场参与者,市场份额为 28%,松下第二为,LG 化学,比亚迪和三星 SDI。我们相信,到 2020F 或 2021F 末期,欧洲和日本主要汽车制造商推出大量新的新能源车型后,到 2020F-2025F, 前五名的参与者将占据更大的市场份额。

宁德时代与全球汽车制造商合作的增长

2015 年,中国超过美国成为全球最大的电动汽车市场,这为本地电池制造商提供了巨大的国内市场, 因为只有本地制造的电池才有资格获得政府补贴。宁德时代与国内汽车制造商建立了牢固的合作伙 伴关系,其中包括国有北汽、上汽、广汽、东风汽车、长安、长城汽车和吉利等。对宁德时代来说, 2018 年是突破性的一年,因为它扩大了在全球汽车制造商中的影响力。随着中国政府对汽车制造商 的平均燃油效率提出更严格的要求,以及全球对新能源汽车的需求不断增长,我们看到了全球汽车 生产商与宁德时代之间的良好化学反应。下表显示了它与全球主要汽车制造商之间的一些主要承诺。

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宁德时代的德国工厂将满足宝马的需求

华晨宝马与宁德时代之间的合作始于 2012 年,当时双方决定在华晨和宝马支持的新能源品牌“之诺” 上进行合作。宁德时代的电池已在之诺 1E 纯电动汽车中使用了两年以上。

2018 年 7 月,宁德时代签署了在德国建立其在欧洲的第一个生产基地的合同,与宝马签署了供应锂 离子电池的主要合同。宝马计划在未来几年内从 CATL 采购 40 亿欧元的电池,其中 15 欧元来自德 国东部爱尔福特的新基地。最终预计到 2026 年容量将达到 60 亿瓦时而到 2022 年第一阶段容量应 达到 14 亿瓦时 。

镍锰钴是主流新能源电池的正极

锂离子电池的三种正极材料可以按一定比例组合以获得不同的能量密度,例如镍钴铝或镍 锰钴。镍锰钴是当前电动汽车制造商电池中使用的最受欢迎的化学材料之一,尤其是在光 伏领域。5:3:2 的比例称为“ NMC 532”电池;3:3:3 的比例称为“ NMC 333”,还有一个 “ NMC 622”电池。“NMC 811”电池是指阴极材料中镍锰钴的比例为 8:1:1 的电池。这是目 前锂离子电池研究与开发的新方向。

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镍具有高能量容量和低安全性的特点。钴具有成本高、稳定性高的特点。锰的特征在于高安全性和 低成本。锂离子电池的正极材料中使用的钴被归类为贵金属,并且电池正极中钴的比例越高,电池 的成本越高。镍锰钴 811 电池通过增加镍的比例来减少钴的比例,从而降低电池的生产成本。根据 计算,与镍锰钴 532 电池相比,由 811 材料比例生产的锂离子电池的单位成本可以降低约 7%。考 虑到完整的电池组,每瓦特时的成本可以降低 8%。同时,这也给电池制造商带来了更多的风险和挑 战,因为钴的减少也增加了用户的不稳定性风险。

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不断增长的电动汽车市场将继续推动全球对锂离子电池正极中混合的金属的需求。由于高能量密度 和高可靠性,镍钴锰阴极,镍锰钴的组合,目前主导着电动汽车市场。

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在 2018 年排名前十的电动汽车制造商中,宝马、大众、通用、丰田和三菱目前在其电池中使用镍钴 锰阴极;由于成本的原因,比亚迪、北汽和上汽混合使用镍钴锰和磷酸铁锂电池。日产聆风是锰酸 锂电池的倡导者,而特斯拉支持的镍钴铝电池吸引了高端细分制造商的兴趣。

宁德时代是镍钴锰 811 电池领域的领导者

宁德时代最早于 2019 年 4 月首次将最新的镍钴锰 811 电池应用于最新版本的宝马插电式混合动力 X1。公司通过将镍、钴和锰的比例调整为 8:1:1 的阴极提高了电池容量,这意味着与早期版本的 镍钴锰电池相比,镍的使用量显着增加。这增加了电池的密度,并且还导致较少使用昂贵的稀土材 料的用量。制造商解释说,电池组尺寸的增加导致重量仅增加 2.5 公斤。目前,只有宝马 X1 混合动力汽车和广汽埃安 S 配备了宁德时代生产的镍钴锰 811 电池。我们预计其市场份额将在新 电动汽车销售中大幅增长。

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提高能量密度是最终目标

改善电池电源系统能量密度的方法着重于电池单元能量密度的提高、模块的优化以及封装外壳的轻 量化。

电池制造商增加了原始电池单元的物理尺寸,以达到容量扩展的效果。这一过程中最受欢迎的示例 是著名的新能源汽车制造商特斯拉,该公司在升级到新的 21700 电池之前首先使用松下 18650 电池。

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对于汽车中不规则的电池盒,圆柱形电池比矩形电池和软包装更有效地优化了空间。软包电池的单 个能量密度具有比圆柱形和矩形电池更高的潜力,但是模块设计要求很高,并且安全性不易管理。矩形电池更适合用于汽车的常规电池盒。一般情况下,对于相同种类的电池单元材料,电池芯的体 积越大,则电池芯的能量密度越高。

根据电池大学的研究,系统中圆柱形圆柱电池组的运行效率约为 87%。软包电池的效率约为 85%, 矩形电池的工作效率约为 89%。

模块优化可以从许多方面开始。对于圆柱形电池,业界新采用了 21700 电池。与 18650 电池相比, 在电池的直径变大之后,电池支持板和集电孔也变大,相应的重量减小,因此电池系统中的单电池 数量减少。附件的数量也相应减少了。提高空间利用率也是优化模块的重要途径。电池电力公司可 以改善模块空间和加热管理系统设计,并减小电池单元间距,从而提高电池盒内部空间的利用率。

与新能源汽车的其他组件相比,电池电源外壳在防撞、防水、防火和防尘方面特别重要。我们相信, 如果将电池电源薄板外壳替换为全铝外壳,则重量可以减少约 30%,这将显着提高能量密度。另外, 碳纤维材料也被认为是潜在的外壳材料,将在较长时期内被大量采用。碳纤维材料具有许多优点, 包括低密度、重量轻、抗拉伸、耐腐蚀和耐高温。然而,由于技术困难和其他原因,碳纤维电池外 壳的价格高于普通材料的价格,并且需要一段时间才能普及。

随着碳纤维生产技术的不断成熟和新 能源汽车的迅速发展,相信对碳纤维电池盒的需求将不断增加。随着镍锰钴 811 电池的发展,钴在宁德时代电池成本中的比重将会提高。钴仅占阴极重量的 10%, 而镍占 80%。镍占镍锰钴 811 电池成本的约 70%。

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行业产能过剩是主要担忧

根据《锂电池产业发展白皮书》,虽然整体产能利用率仅为 40%,但去年我国电池发电容 量超过 200 亿瓦时。市场两极分化明显,高端电池供应量较不足和低端产能过度扩张。结构性产能 过剩将限制高端优质电池的价格上限,并危及材料供应链。

工信部于 6 月 24 日决定自 2019 年 6 月 21 日起终止其《汽车电池电源行业法规》,并同时终止满足该要求的第一、二三和第四批实体清单法规的具体标准。这意味 着为期四年的使用寿命后,为国内电池电源公司建立的“白名单”已被正式取消,LG 化学、三星 SDI 和松下等国外电池电源公司将正式进入中国市场。宁德时代目前在福建宁德、青海西宁和江苏溧阳 拥有三个国内生产基地。目前,宁德是最大的生产基地,西宁基地的规模相对较小,襄阳的基地的 产能正在逐步提高。

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