(报告出品方/作者:长江证券,高登、高伊楠)

1 引言:2021混动销量迎来爆发式增长

过去十余年间,我国混动市场发展较缓慢,自 2015 年起开始爬坡,2018 年左右月均销 量达到 3.8 万辆,随后进入瓶颈期。进入 2021 年,混动市场迎来爆发期,1-9 月月均销 量为 7.7 万辆,且仍在保持增长的趋势。

多款混动车型上市,相比同级别竞品燃油车,其油耗更低、加速体验更好,具有经济性 优势。2021 年以来,比亚迪、长城等相继推出混动车型。以比亚迪秦 PLUS DM-i 为例, 对标竞品燃油车大众朗逸、丰田卡罗拉、日产轩逸,秦 PLUS DM-i 综合油耗低至 1.2L/100km,即使亏电状态下油耗仍然低于燃油车,搭载峰值功率/扭矩 132kW/316Nm 的大功率电机,可实现 7.9s 的百公里加速时间。另外,从售价和使用成本角度看,即便 考虑到补贴退坡,混动车型仍然具有成本优势。

混动汽车行业深度研究报告:混动元年开启自主品牌竞争新篇章

相较过去,混动价格下沉是混动得以放量的核心因素。2021 年之前,混动车价格处于 高位,与同款燃油车相比价格高出 4-10 万元,日系混动产品价格更有竞争力,但也较 燃油版本贵出 2-3 万元。2021 年比亚迪秦 DM-i 的价格下沉到与普通合资燃油车同样价 格,且油耗显著更低,是 2021 年混动得以放量的核心因素。

以比亚迪 DM-i 为首的混动车型销量表现亮眼,混动行业迎来春天,各家车企混合动力 车型也陆续推出,混合动力“元年”已到。我们认为混合动力车型是纯电动车型以外重 要补充,对于纯电动车型短期难以渗透的领域混动具备自身优势。本报告从市场、格局、 技术等多维度进行分析,探究混动市场的潜力以及未来的格局。

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2 混动填补需求空白,政策护航市场发展

纯电两端市场爆发,10-20 万仍有突破空间

从新能源车市场整体来看,2017 年以来 5 万以下、20 万以上区间新能源车渗透率实现 较大增长,到 2021 年 9 月已实现 20%以上的渗透率,其中 5 万以下渗透率高达 90%。 另外,新能源车在各线城市也有不同程度的突破,其中一线及新一线城市渗透率最高, 且向下级市场渗透的趋势明显。

从消费者需求角度,10-15 万区间是最受消费者青睐的价位段,销量占比高达 32%,10- 20 万价格段合计占比接近半数。各线城市中,一线城市销量占比为 10%,其他线城市 销量占比在 21-24%。

分价格段来看,纯电动车两端市场渗透显著,5-20 万市场渗透率仍有空间,插电混在 10-20万市场渗透率快速提升。2021 年 9 月,5 万以下区间纯电动车渗透率达到 90.0%, 30 万以上渗透率也达到 26%以上,目前 5-20 万市场纯电渗透率低于 15%,其中 10-15 万市场渗透率为 6.1%,插电式混动车市场渗透率整体上低于纯电动车,其中 25-30 万 区间早期渗透率高于纯电动车,但近年来增速不及纯电动车,市占率被反超,而 10-20 万区间自 2021 年以来显示出渗透率快速提升的趋势。

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分城市级别看:一线及新一线城市中,纯电动车整体上渗透率优于混动车,即便在部分 级别混动销量高于纯电动车,但差距也是呈逐年缩小甚至反超的趋势;二线城市中,混 动车在 A 级车、A 级 SUV 以及 MPV 中占据相对较大的优势;三线及以下城市中,混动车在 A0 以上(不含)级别中销量占优。其中,A00 及 A0 级车市场纯电动车具备绝对 优势,但在 C 级车、C 级 SUV、MPV 市场渗透率不及混动车。 其背后原因主要两方面:一方面,三、四线城市限购、限牌政策宽松或不限购、限牌, 且公共交通不及一二线城市发达,对出行续航要求更高;另一方面,一二线城市观念前 卫,对于纯电动车接受度高,且充电设施更普及,纯电动车使用成本更低、体验更好。

满足经济型“挑剔”市场,混动成为重要补充

10-20 万区间内,受制于成本,纯电动车在续航里程和配置上竞争力并未如两端市场强 劲,同时 10-20 万市场作为经济型市场消费者最为“挑剔”,对续航、性能、配置等都 有较高要求。混合动力成本增加相对较少,目前定价上可以和燃油车基本平价,成为新 能源重要补充。

续航配置:10-20 万市场混合动力在配置和续航上有一定优势。受制于成本,纯电动车 在 10-20 万元区间带电量有限,续航约 300-460km,对续航里程有较高要求的消费者而 言目前仍显不足。经济型价格带上,纯电动车的智能化配置也难以达到 30 万以上车型 的如此丰富,竞争力相对有限。混合动力低油耗特性可以助力车型达到 1000km 以上续 航,同时配置也相对丰富。

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成本方面:混合动力相较纯电动车成本增加少,且远期随着电机电控成本进一步下降以 及架构优化,相较燃油成本未来或仅少量增加,成为燃油车的自然升级。纯电动车相比 传统燃油车,取消了发动机、变速箱等部件,但电池及电机电控的引入带来了很高的增 量成本;混合动力车在传统燃油车的基础上新增了电池及电机电控系统。

其中电池成本 占比最高且降本空间最大,以 2020 年纯电动车电池能量 60kWh、度电成本 850 元,普 通混动车电池能量 1.5kWh(插电式混动车 10kWh)、度电成本 2500 元(功率电池)为 基准,预计 2020-2025 年间复合降本率为 6%,2025-2030 年间成本下降率保持在 3% 的水平。对于 10-20 万区间同级别、同配置的车辆,当前纯电动车基于燃油车的增量成 本比混动车高出 2-3 万余元,随着技术成熟和成本降低,到 2030 年预计混合动力车相 比纯电动车仍有 1-2 万元的成本优势。此外,考虑到一些混动车型取消了传统变速箱, 且随着新能源车补贴退坡,插电式混动车不再为补贴追求大能量电池,混动车成本优势 将进一步提高,进而转化为售价、配置上的优势。

使用成本方面:纯电动车的能源成本约为燃油车的 1/3,以日行驶里程 40km 为例,纯 电动车每年在能源上成本可节省 3000-4000 元左右,且保养费用也远低于燃油车。混动 车油耗低,在有充电条件下能源成本与纯电动车基本持平,只用油的亏电情况下相比燃 油车也具有优势。随着新能源补贴逐步退坡直至无政策,尽管售价提高、缴纳增值税, 混动车与纯电动车在使用成本上仍具有较大优势。

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双积分政策进一步护航混动车发展

政策方面:2017 年 9 月 27 日,工信部出台了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽 车积分并行管理办法》,并于 2020 年 6 月对新能源积分和平均燃油消耗量积分的计算 和结转方法做了修订。我国政府将双积分政策作为新能源补贴退坡后新能源汽车政策的 主要支撑工具,其中新能源积分要求整车厂在生产传统燃油车时须匹配一定比例的新能 源车型,新能源汽车为纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车三类汽车,包 括 HEV 在内的节能汽车划归为传统能源汽车。随着修订政策落地,新能源车在平均燃 料消耗量 CAFC 中乘数降低及新能源积分降低,车企积分压力增大。2020 年特斯拉实 现双积分排名第一,前十名中多为自主品牌。相比之下,一汽大众等合资车企产生了高 额负积分。

燃油负积分未来压力将持续上升,除用新能源积分抵扣外,混合动力降低油耗也是重要 手段。工信部目标 2025 年行业整体乘用车燃油目标为 4 升/百公里,超过该标准的燃油 车型差值将产生负积分(例:某燃油车油耗为 6 升/百公里将产生 2 个负积分)。纯电动 以及插电混产生的新能源正积分可以实现对燃油负积分的抵扣。4 升/百公里的油耗目标 设计极为苛刻,从当下传统燃油车的技术而言难以达到这个水平,油电混技术可以节省 20%以上的油耗,是降低燃油负积分的有效手段之一。根据工信部对行业的发展展望, 纯电动 2025 年将占比 25%,混合动力车型将占比燃油车销量的 50%-60%。

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以 2025 年纯电动渗透率达到超过 28%来测算,仍需要混合动力车型 25%渗透率才能 弥补全部燃油负积分。预计到 2025 年,为实现行业最低积分目标,当纯电动渗透率为 28.3%的比例,行业仍需要 25%的混合动力车型才能实现燃油积分的打平。

到 2025 年,混动车型年销量或将超过 635 万辆,市场空间巨大。预计 2020-2025 年乘 用车年销量复合增速为 3%,2025 年乘用车销量有望达到 2544 万辆。根据上述测算结 果,到 2025 年,纯电动车年销量有望达到 719 万辆,2020-2025 年均复合增长率为 48.4%,混动车型合计销量将有望达到 635 万辆,2020-2025 年 CAGR 为 66.5%。(报告来源:未来智库)

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3 混动技术百花齐放,格局竞争背后是成本的博弈

混动技术的原理是“削峰填谷”,实现方案多元化

混合动力汽车原理在于“削峰填谷”,保持发动机运行在高效区间。发动机高效工作区 间一般位于中低转速、中高负荷的狭窄范围,在复杂的运行工况下,汽车运行功率需求 难以完全匹配发动机最佳工作区间。而混动车利用电驱系统实现了“削峰填谷”,保证发 动机更多的在高效区间工作,其原理如下:

(1)在启动及低速运行时,发动机效率不高,系统利用电池带动电动机进行驱动;(2)在加速行驶或爬坡时,路况需求功率高于发动机最佳功率,此时发动机和电动机 共同驱动;(3)一般运行时,发动机最佳功率大于等于路况需求,剩余能量则通过发电机产生电 能并储存至电池中;(4)在减速或制动时,能量可以被回收并储存至电池中。

为了实现这一策略,目前已发展出多种不同形式的混动系统方案。

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主流混动系统架构可分为串联增程式、单电机并联式、双电机串并联式和功率分流混联 式。早期在石油危机背景下,丰田采用功率分流混联式架构来降低油耗,结构紧凑,成 本上具有优势,丰田凭借先发优势和技术积累建立起专利壁垒;日产采用串联增程式架 构来解决其电动车产品的续航问题,在纯电动车的基础上增加发动机+发电机为电池供 电来增加里程,由于车辆仍靠电池+电机来驱动,因此成本很高,且高速工况下能量效 率低;欧洲大部分车企为应对趋严的排放法规,采用单电机并联式架构,该架构允许车 辆保留传统燃油车平台的发动机、机械多挡变速箱等部件,在满足排放标准的条件下实 现最小的改造成本,但燃油经济性相对较差;本田、比亚迪等采用双电机串并联架构, 对电机与电池要求较高,该结构能量利用率高,兼具动力性与燃油经济性。

电机在混动系统中的布置位置可分为 P0-P4 五种,不同位置具备不同的功能。电机的五 种布置位置分别为发动机前端(P0)、发动机曲轴上(P1)、发动机与变速箱间靠近变速 箱一侧(P2)、变速箱之后(P3)、除驱动轴的另一轴上(P4)。各自特点如下:

(1)P0 与 P1 是传统汽车上已有的电机布置位置,二者分别通过皮带柔性连接、曲轴 刚性连接,实现了逆变器与启动电机的集成,进而简化了结构,P0 与 P1 也分别被称为 BSG 和 ISG。

(2)P2 相比 P1 布置形式更灵活,与发动机间有离合器,因此可以单独驱动车轮,动 能回收时也可以切断与发动机的连接,但技术难度大。

(3)相比位于变速箱前的 P0-P2 电机,P3 的优势在于纯电驱动和动能回收的效率,集 成难度、技术成本较低,但需要配合 P0 或 P1 实现自动启停。

(4)P2.5 是一种将电机布置于变速箱内部的类 P3 结构,其原理更接近 P2,P2.5 在 高速时可与发动机解耦并实现发动机直驱,且配合变速箱可以选择高转速、小体积的电 机,成本较低。

(5)P4 电机与发动机不同轴驱动,因此可以实现四驱,提高整车动力性。

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技术驱动格局变迁,背后是成本与性能的平衡

与 20 世纪初相比,如今的混动格局发生了颠覆性的变化。我们认为混动技术是决定格 局的重要原因,而成本与性能的权衡是技术的关键。伴随着混动核心零部件的降本,过 去一些受限于成本的技术路线实现了性能与成本的综合,优势逐渐凸显。

从全球混动市场看,丰田长期占据龙头地位,而随着其它车企入局,丰田的市场份额也 不断被蚕食。2004-2020 年间,全球混动市场主要经历了以下三个阶段:阶段一(2004-2008):低成本方案+专利壁垒,丰田凭借先发优势占据龙头地位。 阶段二(2009-2012):本田竞争力逐渐凸显,但丰田优势犹在。 阶段三(2013-2020):电机降本助力混动技术百花齐放,格局竞争加剧。

分区域看,中国混动市场起步较晚,日本、欧洲、北美市场成熟较早,而日、欧混动市 场区域性特征明显,以本土派系车企为主,美国市场体量大,且派系多样化。下面以美 国市场上市的车型为例,对各家车企混动产品表现进行统计与对比。

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格局变化的直接原因是产品表现。从车型表现来看,早期丰田以提高燃油经济性为目标 打造的混动车型相比竞品车型在油耗水平、售价方面具有绝对优势,长期保持 80%以上 的市占率。2009-2012 年间,更多车企逐渐入局,市面上的混动车型增多。油耗方面, 丰田仍然占据主导地位;性能方面,部分车型在动力性能上达到丰田水平,但定价高于 丰田。期间本田将产品价格压缩至低于丰田,尽管油耗水平、动力性方面均弱于丰田, 但对于价格敏感型消费者仍然有吸引力,销量有所提升。2013-2020 年期间,随着各家 混动技术和车型的推出,相同价格区间($2.4 万-$3 万)出现越来越多在加速性能、油 耗水平方面与丰田差距不大的产品,竞争格局加剧,丰田市占率逐渐下降;与此同时, 在价格下探方面,丰田仍能够将产品价格控制在 2 万美元左右,油耗与售价仍然是丰田 的优势。

分级别看,对于北美 A-C 级别车市场,由于丰田在中低端市场价格下探优势明显,渗透 率远高于其他车企。而在 D-F 级别车市场,由于相同价格区间内竞品车型在性能、油耗 等方面与丰田竞争力相当,格局相对更加分散。

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双电机串并联具备潜力,有望成为主流

格局变迁背后技术是驱动力,性能与成本的平衡是技术的关键。发动机控制的关键在于 转速调节,丰田 THS 系统采用行星齿轮机械结构将发动机与两台电机进行转速耦合, 通过调节电机转速来控制发动机转速实现 E-CVT 无级变速而取缔了传统变速箱结构, 其中发动机是主要驱动来源,系统对电机功率和电池性能要求不高,因此在早期电机电 控成本处于高位时,丰田这套“高功率发动机+低功率电机”的混动系统极具成本优势。 2013 年,本田推出 i-MMD 双电机串并联系统,与丰田不同的是,本田通过电控系统实 现发动机与电机的协同工作及工作模式的切换。本田 i-MMD 中电机更多的参与驱动, 因此随着电机电控的降本,系统性能不再受限于电机成本,本田混动“低功率发动机+ 高功率电机”方案的优势逐渐凸显。

电机降本助力双电机串并联方案建立性能与成本综合优势。采用发动机为主、机械结构 耦合的功率分流混联式虽然在高速工况下发动机与电机无法解耦导致能量效率低,但在 电机电控与电池成本处于高位时,成本优势显著高于其他混动架构。随着三电系统降本, 串联增程式、双电机串并联式的降本空间更大,其中双电机串并联系统在保持发动机高 效输出的同时,采用大功率电机驱动,动力性能比功率分流式更强,且高速工况下发动 机直驱模式的效率更高。未来双电机串并联架构有望在性能与成本上建立全面优势。

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4 “混动元年”开启自主品牌混动竞争新篇章

自主混动厚积薄发,十年磨一剑

国内市场起步较晚,2014 年起实现行业年销量过万,其发展历程主要经过了以下三个 阶段:

阶段一(2013-2017):丰田依托经验技术沉淀,迅速扩张版图,自主品牌初出茅庐。丰 田作为全球混动龙头,进入中国市场后迅速打开空间,2013-2017 年间销量由不足万辆 增长至 10.4 万辆,CAGR 高达 103.7%。期间,以比亚迪为首的自主品牌开始推出混动 车型,取得了较好的势头,市占率曾一度超过丰田,但经验与产品竞争力有限导致其后 劲不足,增速放缓。

阶段二(2018-2020):市场竞争愈加剧烈,自主品牌持续探索。2018 年本田混动引入 国内,更多自主品牌也加入到混动市场竞争中。与丰田类似,本田十余年的研发和市场 经验帮助其实现了销量快速增长,而比亚迪、上汽在推出新一代混动方案后却高开低走, 销量渐入颓势。同时,行业整体增速放缓,2018-2020 年间 CAGR 为 3.5%。

阶段三(2021 以来):市场空间打开,自主品牌探索取得成效,市占率大幅提升。2021 年 1-10 月混动车销量合计 81.4 万辆,远超 2020 全年销量。其中比亚迪自 3 月推出 DM-i 系统以来,销量迅速爬坡,10 月混动销量已与丰田相当,市占率接近三分之一。

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在 10-20 万价格区间,自主品牌混动车型先后实现了对“两田”混动的动力性能、燃油 经济性从逐渐趋近到反超的过程。早期丰田进入我国混动市场时主要瞄向中高端市场, 自主品牌主要定位于 10-20 万区间,但动力性能、油耗水平与成熟的丰田混动产品存在 差距。2013-2017 年间,自主品牌不断打磨混动技术,油耗水平进一步趋近丰田的同时, 在动力性能方面实现反超。2017 年起,自主品牌在油耗方面逐渐超越两田,且价格不 断下探,综合竞争力大大提升。

自主品牌混动车型销量的起伏,以及混动系统的推陈出新和产品竞争力不断提升,体现 了自主品牌对混动技术的不断探索。以比亚迪为例,其技术路线的演变展现了背后成本 与性能的权衡与取舍。

比亚迪从 DM 1 到 DM 3,节能与动力的追逐,本质因素在于成本。自主品牌中,比亚 迪最早投入研发混动技术,于 2008 年推出首代混动系统 DM1,可实现纯电行驶、串联 驱动、并联驱动等模式,实现了 2.7L/100km 的综合工况油耗。DM1 系统以节能为导向, 而受限于彼时昂贵的电机成本,DM1 配备的电机功率较低,车型动力表现较弱,百公里 加速时间为 10.5s,且混动版比燃油版售价高出约 8 万。2013 年比亚迪发布第二代混动 技术 DM2,技术由节能导向转为性能导向,出于性能、成本及空间布置的考量,在 DM1 基础上取消 P1 电机并增大 P3 电机及发动机功率,并于 2015 年 DM2 改进版上新增 P4 电机,形成了 1.5T 发动机+6 速干式双离合变速箱+P3P4 双电机的构型,实现了 5.9s 的百公里加速时间。

比亚迪第三代混动技术 DM3 发布于 2018 年,在 DM2 的基础上新 增了 P0 电机,用于发电和启动发动机并在变速箱换挡时迅速调整发动机转速,减少了 行驶过程中的顿挫感。此外,DM3 提升了 P4 电机性能,进一步提升动力性能,百公里 加速时间提升至 4.3s。虽然 DM2、DM3 动力性大大增强,但亏电油耗高达 6L/100km, 高于对标车型凯美瑞 2015 款 5.3L/100km 的油耗水平,综合竞争力不大,这也是彼时 比亚迪混动车型销量遇冷的主要原因。

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比亚迪 DM-i/DM-p,打造经济性、动力性双平台。2021 年,比亚迪推出 DM-i/DM-p 双 平台。其中,DM-p 延续了 DM3 的强劲动力,而 DM-i 则是对 DM 1 的重新打磨,追求 经济性。DM-i 沿用了 P1+P3 双电机串并联架构,可实现纯电模式、并联模式、串联模 式与发动机直驱模式,以电机驱动为主、发动机为辅,实现了多用电、少用油且高效用 油的“以电为主”的架构。此外,DM-i 将发动机升级为热效率超过 43%的 1.5 L 阿特 金森循环发动机,并配备峰值功率 132kW 起的大功率驱动电机。搭载 DM-i 的秦 PLUS DM-i 车型百公里加速时间为 7.9s,NEDC 油耗低至 0.7L/100km(低配版为 1.2L/100km)。 比亚迪混动系统中核心零部件自采自供,有效控制了整车成本,媲美燃油车的 10.58 万 元的起售价提高了 DM-i 的价格优势。

除比亚迪外,上汽、吉利、长城等自主品牌在此期间也在混动赛道不断探索。 上汽 EDU 一代到二代,“两根筷子”变“一双筷子”。上汽于 2013 年推出搭载第一代 EDU 混动平台的量产车型,采用 P1+P2 双电机串并联结构,其中 ISG 小电机负责调 速,TM 大电机负责电驱动,通过 2 挡 AMT 变速器输出能量。第一代 EDU 的特点在于 采用双离合控制器,分别控制 ISG+发动机和驱动电机,使二者分工明确,能够实现纯 电模式、发动机直驱模式、混动模式以及增程模式。但这套系统结构较复杂,两台离合 器协作方面存在不足,且亏电状态下油耗不占优势。随后,上汽于 2017 年推出荣威 i6、 RX5 两款车型,在动力性能、油耗等方面进行优化,2018 年分别实现了 3.3 万、2.3 万 的销量。

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2019 年,上汽发布第二代 EDU 平台,采用 P2.5 并联式架构,通过一个离合器解决油、 电两个动力源的耦合,动力衔接更平顺。第二代 EDU 的特点在于高度集成的组合 10 速 变速箱,凭借 P2.5 电机集成在变速箱的结构优势,通过齿轮轴和齿轮的不同排列组合 可实现发动机 6 个挡+电机 4 个挡的调速范围,智能调控发动机与电机在不同工况下的 出力比例,使两者维持在高效工作状态。

吉利混动,“芯算”为王。2018 年,吉利推出 ePro 混动系统量产车型(亦称 GHS1.0), 采用 P2.5 并联式机构。ePro 平台采用了吉利研发的“芯算”e 混动 AI 精算系统,“芯” 即硬件系统,包括 38%热效率 1.5T 发动机+7DCTH 变速箱+高效率电机组+高容量电 池,“算”即软件系统,对路况分析、驾驶习惯等进行监测计算并提供优化出行方案,确 保车辆维持最佳的动力性和节油性。同时,受限于成本等因素,ePro 配置的电驱系统仅 配备 60kW/160Nm 的电机,纯电模式下动力性能不甚理想。

长城 Pi4 双轴驱动,灵活兼顾动力性。长城 2013 年起历时 5 年打造 Pi4 混动平台,首 款量产车型于 2018 年底上市,采用 P0+P4 分离式架构,其原理与欧洲车企单电机轻混 系统相似,其中发动机、变速器、电动机、减速器等主要零部件采用模块化定制,配置 灵活且可以降低成本。车身架构方面,前后轴中间没有传动轴,发动机驱动前桥,P4 电 机驱动后桥,结构简单,兼顾车辆动力性与经济性。但这种分离式结构缺乏发动机与电 机之间的优化耦合,在燃油和电池能量利用率方面存在短板。(报告来源:未来智库)

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自主混动技术崛起,剑指“混动元年”

自主品牌 2021 年以来,除比亚迪 DM-i 外,搭载长城柠檬混动系统的车型也于 2021 年 陆续上市,另外,奇瑞、长安、吉利也将混动视为战略路线,相继发布新一代混动技术。

抗衡“两田”,长城研发自主 DHT 技术。丰田、本田针对混合动力各自开发了混联、串 并联方案的专用混动变速器(DHT)技术。与传统变速器不同,DHT 对于机械架构没有 限制,其核心功能由机电组件实现无级调速,由于减少了传动装置,DHT 系统结构更紧 凑、重量更轻,提高了能效和性能表现。自主品牌中以比亚迪和长城为主,DM-i 的 DHT 方案与本田的串并联方案类似,偏重经济性。长城柠檬 DHT 则在该方案的基础上增加 一档变速箱(相当于两档变速),并将发动机、变速箱、DCDC、双电机以及电机控制器 高度集成为一套 DHT 系统,匹配 HEV/PHEV 两种架构下三种不同规格的动力总成。柠 檬 DHT 系统能在中速巡航场景下实现发动机直驱模式,追求更佳的动力性表现。

奇瑞鲲鹏,首创双驱动电机 DHT 架构。奇瑞鲲鹏混动平台采用 P2+P2.5 DHT 架构,首 创双驱动电机结构,两台电机组合搭配能够更好的将整个系统运行在高效区间。除效率 优势外,使用两台中低功率电机来实现一台同等配置的高功率电机的性能在成本上也更 有优势。鲲鹏平台目标瞄向未来 10 年,预计到 2025-2030 年,发动机热效率将达到 42%-45%,PHEV 节油率大于 95%。

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长安蓝鲸 iDD 混动系统由蓝鲸高性能发动机、高效电驱变速器、大能量 PHEV 电池及 智慧控制系统组成。动力性能方面,1.5T 发动机峰值功率/扭矩达到 126kW/260Nm,系 统综合最大扭矩可达 590Nm,百公里加速时间仅需 6s 左右。油耗及续航方面,30.7kWh 大能量 PHEV 电池支持纯电续航 130km,亏电油耗为 5L/100km,整车综合续航可达 1100km。软件方面,智慧控制系统搭载多核并行运算架构、能量管理算法、全动力域 OTA 等自研技术,实现动力系统高效工作。

吉利雷神混动系统采用 P1+P2 架构,配备热效率达 43.32%的高效 1.5T/2.0T 混动专用 发动机和最高 3 档混动专用 DHT Pro 变速器,实现了 40%的节油率、低至 3.6L/100km 的油耗、超 1300km 的综合续航,支持 A0-C 级车型全覆盖,同时涵盖 HEV、PHEV、 REEV 等多种混动技术。

自主品牌混动车型具备综合竞争力。以主打动力性的柠檬车型 WEY 玛奇朵和主打经济 性的 DM-i 车型宋 PLUS 为例,与两田的同级别竞品车型进行对比。搭载低配柠檬系统 的玛奇朵能以参数落后于两田的发动机与电机配置实现更快的百公里加速时间,可见柠 檬 DHT 系统动力性能的优势。宋 PLUS DM-i 在加速体验、油耗表现以及车身尺寸等方 面均优于两田,在经济性方面尤为突出。更重要的是,玛奇朵与宋 PLUS DM-i 比两田 混动具有高达 6 万元的价格优势,二者分别在动力性、经济性方面实现了成本的优化, 自主品牌车型相对合资竞品具备的产品竞争力。

混动汽车行业深度研究报告:混动元年开启自主品牌竞争新篇章

自主品牌加大混动布局力度,丰富产品结构。纯电动车起步更早,在售车型数量从 2012 年起从 9 款迅速提升至 2020 年的 170 款;混动车在售车型 2010 年仅有一款 F3DM, 之后从 2016 年的 8 款增长到 2020 年的 63 款。混动市场爬坡阶段车企对于混动产品的 布局力度与纯电动车爬坡期相当。2021 年开始,车企加快混动布局,长城、长安等逐渐 在主力燃油车型及品牌上引入混动系统,混动车型推出数量斜率有望进一步向上。

自研自采,实现性能与成本的最优化

自主品牌的成本优势来源于自研技术与供应链。以比亚迪为例,得益于长期的技术研发 和深化产业链布局,DM-i 超级混动平台做到了动力系统及控制系统全自主研发,核心零 部件实现了自给自足。比亚迪为 DM-i 研发了插混专用 1.5L 高效发动机,热效率达 43.04%,并配备 EHS 电混系统,搭载了比亚迪自研量产的三合一扁线油冷电机,配备 8.3-21.5kWh 的混动专用功率型刀片电池,提供更大的能量缓冲区,采用自主 IGBT 芯 片,有效降低了成本。对比比亚迪唐(混动)和丰田普锐斯,二者在核心零部件方面均 能够实现自采自供或子公司供应,更低的成本能够带来更大的优势空间。

功率型刀片电池是比亚迪自研技术与供应链优势的展现。与纯电动车对电池的长续航、 高能量的需求不同,混动系统需要频繁高倍率充放电的“功率型”动力电池。油电混动 车电池容量通常在 1kWh 左右,电量调度范围在 0.5kWh 左右。比亚迪开发的混动专用 功率型刀片电池单节电压达 20V,DM-i 搭载的功率型刀片电池能量 8.3-21.5kWh,调度 范围高达 4kWh,支持车辆更多的在纯电工况行驶,实现了多用电、少用油、高效用油 的“以电为主”的策略。此外,功率型刀片电池还搭载脉冲自加热和冷媒直冷热管理技 术,保证了电池在不同气候下的高性能工作状态。

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比亚迪布局动力电池全产业链,覆盖从矿产资源投资、核心原材料开发制造,到工艺研 发、电池制造。混动专用的功率型刀片内由多节卷绕电芯串联而成,并采用二次密封, 提高了体积利用率和安全性。在材料层面,功率型刀片电池采用磷酸铁锂电池,减少了对钴镍等金属的依赖,成本低于三元锂电池;在包体层面,功率刀片电池采用无模组设 计,零件种类减少 40%,零件数量减少 70%,体积利用率提高 50%,总成本降低 30%。

规模扩大有利于成本下降,为比亚迪在混动动力电池市场带来成本优势。根据比亚迪 2021 年各混动车型销量及电池能量(多款式的电池能量取平均值,如秦 PLUS DM-i 有 8.32kWh 和 18.32kWh 版本,测算时记为 13.32kWh)进行测算,自 2021 年 3 月 DMi 车型上市以来,随着功率型刀片电池产能爬坡,比亚迪在插电式混动车电池市场装机 量占比不断提升,预计 8 月份比亚迪在插电混动车电池装机量市场市占率已达到 40% 以上,后续 DM-i 等车型订单不再受产能限制而持续放量,市占率有望继续上升。类比 纯电动车动力电池市场,宁德时代能够长期保持着 50%以上的市占率,凭借规模效应带 来的成本优势与竞争者拉开差距,进而凭借成本优势持续巩固龙头地位。比亚迪后续也 持续投入功率电池的产能满足公司后续订单交付以及夯实自身规模效应。

双电机串并联架构成本具有优势,比亚迪至少在中短期内仍将保持优势。从混动系统成 本角度对自主品牌混动系统核心零部件成本进行估计,其中除比亚迪外,其它车企混动 方案中均含有变速箱,奇瑞鲲鹏采用双电机驱动因此电机成本较高,长安蓝鲸采用 30.7kWh 大能量电池因此电池成本较高。经测算,比亚迪 DM-i、长城柠檬、奇瑞鲲鹏 三者采用双电机串并联架构成本上占据优势。此外,通过各家混动技术的油耗水平、动 力性能对各自的经济性、动力性进行评估并赋予折扣比例,得到综合性的加权成本。相 比之下,在当前这个时间点,比亚迪 DM-i 在综合优势上占据领先地位,考虑到比亚迪 的技术与供应链优势,未来一段时间仍将保持竞争力。

混动汽车行业深度研究报告:混动元年开启自主品牌竞争新篇章

自主品牌自研重塑供应链,整体竞争力有望持续提升。与此同时,考虑到自身核心竞争 力的维护、成本控制能力及上市速度等,越来越多的整车厂转向自主研发或合资生产核 心零部件,巩固壁垒的同时保障供货稳定性和质量。例如长城旗下的蜂巢能源布局混动 行业,研发 HEV 软包电池,吉利与欣旺达合资生产配套 HEV 电池包。奇瑞等整车厂商 也已与第三方企业共同开发电机电控产品。整体来看,自主品牌竞争力将持续提升,混 动市场格局有望实现国产高渗透。

5 投资分析:自主品牌颠覆混动格局

我国混动市场起步较晚,早期丰田凭借多年经验技术沉淀迅速占领市场,与此同时自主 品牌也开始在混动赛道不断探索。自主品牌历经十余年的打磨,厚积薄发,随着 2021 年混动市场空间打开,自主混动车型如今已经具备强劲的竞争力,尤其自研技术与国产 供应链带来成本优势,未来混动格局有望实现国产高渗透。以比亚迪 DM-i 为例,混动 系统中动力系统及控制系统全自主研发,核心零部件实现了自给自足,有效的控制了成 本。长城汽车、吉利汽车、长安汽车广汽集团等车企也加速推进自身混动产品,自主 品牌有望借力混动进一步提升市占率。混合动力产业链也有望迎来放量,核心部件发动 机控制器、DHT 变速箱、电机电控以及功率电池等领域值得关注。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。

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