混動汽車行業深度研究報告:混動元年開啟自主品牌競爭新篇章

(報告出品方/作者:長江證券,高登、高伊楠)

1 引言:2021混動銷量迎來爆發式增長

過去十餘年間,我國混動市場發展較緩慢,自 2015 年起開始爬坡,2018 年左右月均銷 量達到 3。8 萬輛,隨後進入瓶頸期。進入 2021 年,混動市場迎來爆發期,1-9 月月均銷 量為 7。7 萬輛,且仍在保持增長的趨勢。

多款混動車型上市,相比同級別競品燃油車,其油耗更低、加速體驗更好,具有經濟性 優勢。2021 年以來,比亞迪、長城等相繼推出混動車型。以比亞迪秦 PLUS DM-i 為例, 對標競品燃油車大眾朗逸、豐田卡羅拉、日產軒逸,秦 PLUS DM-i 綜合油耗低至 1。2L/100km,即使虧電狀態下油耗仍然低於燃油車,搭載峰值功率/扭矩 132kW/316Nm 的大功率電機,可實現 7。9s 的百公里加速時間。另外,從售價和使用成本角度看,即便考慮到補貼退坡,混動車型仍然具有成本優勢。

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相較過去,混動價格下沉是混動得以放量的核心因素。2021 年之前,混動車價格處於 高位,與同款燃油車相比價格高出 4-10 萬元,日系混動產品價格更有競爭力,但也較燃油版本貴出 2-3 萬元。2021 年比亞迪秦 DM-i的價格下沉到與普通合資燃油車同樣價格,且油耗顯著更低,是 2021 年混動得以放量的核心因素。

以比亞迪 DM-i 為首的混動車型銷量表現亮眼,混動行業迎來春天,各家車企混合動力 車型也陸續推出,混合動力“元年”已到。我們認為混合動力車型是純電動車型以外重 要補充,對於純電動車型短期難以滲透的領域混動具備自身優勢。本報告從市場、格局、 技術等多維度進行分析,探究混動市場的潛力以及未來的格局。

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2 混動填補需求空白,政策護航市場發展

純電兩端市場爆發,10-20 萬仍有突破空間

從新能源車市場整體來看,2017 年以來 5 萬以下、20萬以上區間新能源車滲透率實現 較大增長,到 2021 年 9 月已實現 20%以上的滲透率,其中 5萬以下滲透率高達 90%。 另外,新能源車在各線城市也有不同程度的突破,其中一線及新一線城市滲透率最高, 且向下級市場滲透的趨勢明顯。

從消費者需求角度,10-15 萬區間是最受消費者青睞的價位段,銷量佔比高達 32%,10- 20 萬價格段合計佔比接近半數。各線城市中,一線城市銷量佔比為 10%,其他線城市 銷量佔比在 21-24%。

分價格段來看,純電動車兩端市場滲透顯著,5-20 萬市場滲透率仍有空間,插電混在 10-20萬市場滲透率快速提升。2021 年 9 月,5萬以下區間純電動車滲透率達到 90。0%, 30萬以上滲透率也達到 26%以上,目前 5-20萬市場純電滲透率低於 15%,其中 10-15 萬市場滲透率為 6。1%,插電式混動車市場滲透率整體上低於純電動車,其中 25-30 萬 區間早期滲透率高於純電動車,但近年來增速不及純電動車,市佔率被反超,而 10-20 萬區間自 2021年以來顯示出滲透率快速提升的趨勢。

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分城市級別看:一線及新一線城市中,純電動車整體上滲透率優於混動車,即便在部分 級別混動銷量高於純電動車,但差距也是呈逐年縮小甚至反超的趨勢;二線城市中,混 動車在 A 級車、A 級 SUV 以及 MPV中佔據相對較大的優勢;三線及以下城市中,混動車在 A0 以上(不含)級別中銷量佔優。其中,A00 及 A0 級車市場純電動車具備絕對 優勢,但在 C 級車、C 級 SUV、MPV 市場滲透率不及混動車。 其背後原因主要兩方面:一方面,三、四線城市限購、限牌政策寬鬆或不限購、限牌, 且公共交通不及一二線城市發達,對出行續航要求更高;另一方面,一二線城市觀念前 衛,對於純電動車接受度高,且充電設施更普及,純電動車使用成本更低、體驗更好。

滿足經濟型“挑剔”市場,混動成為重要補充

10-20 萬區間內,受制於成本,純電動車在續航里程和配置上競爭力並未如兩端市場強 勁,同時 10-20 萬市場作為經濟型市場消費者最為“挑剔”,對續航、效能、配置等都 有較高要求。混合動力成本增加相對較少,目前定價上可以和燃油車基本平價,成為新 能源重要補充。

續航配置:10-20 萬市場混合動力在配置和續航上有一定優勢。受制於成本,純電動車 在 10-20 萬元區間帶電量有限,續航約 300-460km,對續航里程有較高要求的消費者而 言目前仍顯不足。經濟型價格帶上,純電動車的智慧化配置也難以達到 30 萬以上車型 的如此豐富,競爭力相對有限。混合動力低油耗特性可以助力車型達到 1000km 以上續 航,同時配置也相對豐富。

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成本方面:混合動力相較純電動車成本增加少,且遠期隨著電機電控成本進一步下降以 及架構最佳化,相較燃油成本未來或僅少量增加,成為燃油車的自然升級。純電動車相比 傳統燃油車,取消了發動機、變速箱等部件,但電池及電機電控的引入帶來了很高的增 量成本;混合動力車在傳統燃油車的基礎上新增了電池及電機電控系統。

其中電池成本 佔比最高且降本空間最大,以 2020年純電動車電池能量 60kWh、度電成本 850 元,普 通混動車電池能量 1。5kWh(插電式混動車 10kWh)、度電成本 2500 元(功率電池)為 基準,預計 2020-2025 年間複合降本率為 6%,2025-2030 年間成本下降率保持在 3% 的水平。對於 10-20 萬區間同級別、同配置的車輛,當前純電動車基於燃油車的增量成 本比混動車高出 2-3 萬餘元,隨著技術成熟和成本降低,到 2030 年預計混合動力車相比純電動車仍有 1-2 萬元的成本優勢。此外,考慮到一些混動車型取消了傳統變速箱, 且隨著新能源車補貼退坡,插電式混動車不再為補貼追求大能量電池,混動車成本優勢 將進一步提高,進而轉化為售價、配置上的優勢。

使用成本方面:純電動車的能源成本約為燃油車的 1/3,以日行駛里程 40km 為例,純 電動車每年在能源上成本可節省 3000-4000 元左右,且保養費用也遠低於燃油車。混動 車油耗低,在有充電條件下能源成本與純電動車基本持平,只用油的虧電情況下相比燃 油車也具有優勢。隨著新能源補貼逐步退坡直至無政策,儘管售價提高、繳納增值稅, 混動車與純電動車在使用成本上仍具有較大優勢。

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雙積分政策進一步護航混動車發展

政策方面:2017 年 9 月 27 日,工信部出臺了《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽 車積分並行管理辦法》,並於 2020 年 6 月對新能源積分和平均燃油消耗量積分的計算 和結轉方法做了修訂。我國政府將雙積分政策作為新能源補貼退坡後新能源汽車政策的 主要支撐工具,其中新能源積分要求整車廠在生產傳統燃油車時須匹配一定比例的新能 源車型,新能源汽車為純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車三類汽車,包 括 HEV 在內的節能汽車劃歸為傳統能源汽車。隨著修訂政策落地,新能源車在平均燃 料消耗量 CAFC 中乘數降低及新能源積分降低,車企積分壓力增大。2020 年特斯拉實 現雙積分排名第一,前十名中多為自主品牌。相比之下,一汽大眾等合資車企產生了高 額負積分。

燃油負積分未來壓力將持續上升,除用新能源積分抵扣外,混合動力降低油耗也是重要 手段。工信部目標 2025 年行業整體乘用車燃油目標為 4 升/百公里,超過該標準的燃油 車型差值將產生負積分(例:某燃油車油耗為 6 升/百公里將產生 2 個負積分)。純電動 以及插電混產生的新能源正積分可以實現對燃油負積分的抵扣。4 升/百公里的油耗目標 設計極為苛刻,從當下傳統燃油車的技術而言難以達到這個水平,油電混技術可以節省 20%以上的油耗,是降低燃油負積分的有效手段之一。根據工信部對行業的發展展望, 純電動 2025 年將佔比 25%,混合動力車型將佔比燃油車銷量的 50%-60%。

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以 2025 年純電動滲透率達到超過 28%來測算,仍需要混合動力車型 25%滲透率才能 彌補全部燃油負積分。預計到 2025 年,為實現行業最低積分目標,當純電動滲透率為 28。3%的比例,行業仍需要 25%的混合動力車型才能實現燃油積分的打平。

到 2025 年,混動車型年銷量或將超過 635 萬輛,市場空間巨大。預計 2020-2025 年乘 用車年銷量複合增速為 3%,2025 年乘用車銷量有望達到 2544 萬輛。根據上述測算結 果,到 2025 年,純電動車年銷量有望達到 719 萬輛,2020-2025 年均複合增長率為 48。4%,混動車型合計銷量將有望達到 635 萬輛,2020-2025 年 CAGR 為 66。5%。(報告來源:未來智庫)

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3 混動技術百花齊放,格局競爭背後是成本的博弈

混動技術的原理是“削峰填谷”,實現方案多元化

混合動力汽車原理在於“削峰填谷”,保持發動機執行在高效區間。發動機高效工作區 間一般位於中低轉速、中高負荷的狹窄範圍,在複雜的執行工況下,汽車執行功率需求 難以完全匹配發動機最佳工作區間。而混動車利用電驅系統實現了“削峰填谷”,保證發 動機更多的在高效區間工作,其原理如下:

(1)在啟動及低速執行時,發動機效率不高,系統利用電池帶動電動機進行驅動;(2)在加速行駛或爬坡時,路況需求功率高於發動機最佳功率,此時發動機和電動機 共同驅動;(3)一般執行時,發動機最佳功率大於等於路況需求,剩餘能量則透過發電機產生電 能並儲存至電池中;(4)在減速或制動時,能量可以被回收並儲存至電池中。

為了實現這一策略,目前已發展出多種不同形式的混動系統方案。

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主流混動系統架構可分為串聯增程式、單電機並聯式、雙電機串並聯式和功率分流混聯 式。早期在石油危機背景下,豐田採用功率分流混聯式架構來降低油耗,結構緊湊,成 本上具有優勢,豐田憑藉先發優勢和技術積累建立起專利壁壘;日產採用串聯增程式架 構來解決其電動車產品的續航問題,在純電動車的基礎上增加發動機+發電機為電池供 電來增加里程,由於車輛仍靠電池+電機來驅動,因此成本很高,且高速工況下能量效 率低;歐洲大部分車企為應對趨嚴的排放法規,採用單電機並聯式架構,該架構允許車 輛保留傳統燃油車平臺的發動機、機械多擋變速箱等部件,在滿足排放標準的條件下實 現最小的改造成本,但燃油經濟性相對較差;本田、比亞迪等採用雙電機串並聯架構, 對電機與電池要求較高,該結構能量利用率高,兼具動力性與燃油經濟性。

電機在混動系統中的佈置位置可分為 P0-P4 五種,不同位置具備不同的功能。電機的五 種佈置位置分別為發動機前端(P0)、發動機曲軸上(P1)、發動機與變速箱間靠近變速 箱一側(P2)、變速箱之後(P3)、除驅動軸的另一軸上(P4)。各自特點如下:

(1)P0 與 P1 是傳統汽車上已有的電機佈置位置,二者分別透過皮帶柔性連線、曲軸 剛性連線,實現了逆變器與啟動電機的整合,進而簡化了結構,P0 與 P1 也分別被稱為 BSG 和 ISG。

(2)P2 相比 P1 佈置形式更靈活,與發動機間有離合器,因此可以單獨驅動車輪,動 能回收時也可以切斷與發動機的連線,但技術難度大。

(3)相比位於變速箱前的 P0-P2 電機,P3 的優勢在於純電驅動和動能回收的效率,集 成難度、技術成本較低,但需要配合 P0 或 P1 實現自動啟停。

(4)P2。5 是一種將電機佈置於變速箱內部的類 P3 結構,其原理更接近 P2,P2。5 在 高速時可與發動機解耦並實現發動機直驅,且配合變速箱可以選擇高轉速、小體積的電 機,成本較低。

(5)P4 電機與發動機不同軸驅動,因此可以實現四驅,提高整車動力性。

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技術驅動格局變遷,背後是成本與效能的平衡

與 20 世紀初相比,如今的混動格局發生了顛覆性的變化。我們認為混動技術是決定格 局的重要原因,而成本與效能的權衡是技術的關鍵。伴隨著混動核心零部件的降本,過 去一些受限於成本的技術路線實現了效能與成本的綜合,優勢逐漸凸顯。

從全球混動市場看,豐田長期佔據龍頭地位,而隨著其它車企入局,豐田的市場份額也 不斷被蠶食。2004-2020 年間,全球混動市場主要經歷了以下三個階段:階段一(2004-2008):低成本方案+專利壁壘,豐田憑藉先發優勢佔據龍頭地位。 階段二(2009-2012):本田競爭力逐漸凸顯,但豐田優勢猶在。 階段三(2013-2020):電機降本助力混動技術百花齊放,格局競爭加劇。

分割槽域看,中國混動市場起步較晚,日本、歐洲、北美市場成熟較早,而日、歐混動市 場區域性特徵明顯,以本土派系車企為主,美國市場體量大,且派系多樣化。下面以美 國市場上市的車型為例,對各家車企混動產品表現進行統計與對比。

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格局變化的直接原因是產品表現。從車型表現來看,早期豐田以提高燃油經濟性為目標 打造的混動車型相比競品車型在油耗水平、售價方面具有絕對優勢,長期保持 80%以上 的市佔率。2009-2012 年間,更多車企逐漸入局,市面上的混動車型增多。油耗方面, 豐田仍然佔據主導地位;效能方面,部分車型在動力效能上達到豐田水平,但定價高於 豐田。期間本田將產品價格壓縮至低於豐田,儘管油耗水平、動力性方面均弱於豐田, 但對於價格敏感型消費者仍然有吸引力,銷量有所提升。2013-2020 年期間,隨著各家 混動技術和車型的推出,相同價格區間($2。4 萬-$3 萬)出現越來越多在加速效能、油 耗水平方面與豐田差距不大的產品,競爭格局加劇,豐田市佔率逐漸下降;與此同時, 在價格下探方面,豐田仍能夠將產品價格控制在 2 萬美元左右,油耗與售價仍然是豐田 的優勢。

分級別看,對於北美 A-C 級別車市場,由於豐田在中低端市場價格下探優勢明顯,滲透 率遠高於其他車企。而在 D-F 級別車市場,由於相同價格區間內競品車型在效能、油耗 等方面與豐田競爭力相當,格局相對更加分散。

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雙電機串並聯具備潛力,有望成為主流

格局變遷背後技術是驅動力,效能與成本的平衡是技術的關鍵。發動機控制的關鍵在於 轉速調節,豐田 THS 系統採用行星齒輪機械結構將發動機與兩臺電機進行轉速耦合, 透過調節電機轉速來控制發動機轉速實現 E-CVT 無級變速而取締了傳統變速箱結構, 其中發動機是主要驅動來源,系統對電機功率和電池效能要求不高,因此在早期電機電 控成本處於高位時,豐田這套“高功率發動機+低功率電機”的混動系統極具成本優勢。 2013 年,本田推出 i-MMD 雙電機串並聯系統,與豐田不同的是,本田透過電控系統實 現發動機與電機的協同工作及工作模式的切換。本田 i-MMD 中電機更多的參與驅動, 因此隨著電機電控的降本,系統性能不再受限於電機成本,本田混動“低功率發動機+ 高功率電機”方案的優勢逐漸凸顯。

電機降本助力雙電機串並聯方案建立效能與成本綜合優勢。採用發動機為主、機械結構 耦合的功率分流混聯式雖然在高速工況下發動機與電機無法解耦導致能量效率低,但在 電機電控與電池成本處於高位時,成本優勢顯著高於其他混動架構。隨著三電系統降本, 串聯增程式、雙電機串並聯式的降本空間更大,其中雙電機串並聯系統在保持發動機高 效輸出的同時,採用大功率電機驅動,動力效能比功率分流式更強,且高速工況下發動 機直驅模式的效率更高。未來雙電機串並聯架構有望在效能與成本上建立全面優勢。

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4 “混動元年”開啟自主品牌混動競爭新篇章

自主混動厚積薄發,十年磨一劍

國內市場起步較晚,2014 年起實現行業年銷量過萬,其發展歷程主要經過了以下三個 階段:

階段一(2013-2017):豐田依託經驗技術沉澱,迅速擴張版圖,自主品牌初出茅廬。豐 田作為全球混動龍頭,進入中國市場後迅速開啟空間,2013-2017 年間銷量由不足萬輛 增長至 10。4 萬輛,CAGR 高達 103。7%。期間,以比亞迪為首的自主品牌開始推出混動 車型,取得了較好的勢頭,市佔率曾一度超過豐田,但經驗與產品競爭力有限導致其後 勁不足,增速放緩。

階段二(2018-2020):市場競爭愈加劇烈,自主品牌持續探索。2018 年本田混動引入 國內,更多自主品牌也加入到混動市場競爭中。與豐田類似,本田十餘年的研發和市場 經驗幫助其實現了銷量快速增長,而比亞迪、上汽在推出新一代混動方案後卻高開低走, 銷量漸入頹勢。同時,行業整體增速放緩,2018-2020 年間 CAGR 為 3。5%。

階段三(2021 以來):市場空間開啟,自主品牌探索取得成效,市佔率大幅提升。2021 年 1-10 月混動車銷量合計 81。4 萬輛,遠超 2020 全年銷量。其中比亞迪自 3 月推出 DM-i 系統以來,銷量迅速爬坡,10 月混動銷量已與豐田相當,市佔率接近三分之一。

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在 10-20 萬價格區間,自主品牌混動車型先後實現了對“兩田”混動的動力效能、燃油 經濟性從逐漸趨近到反超的過程。早期豐田進入我國混動市場時主要瞄向中高階市場, 自主品牌主要定位於 10-20 萬區間,但動力效能、油耗水平與成熟的豐田混動產品存在 差距。2013-2017 年間,自主品牌不斷打磨混動技術,油耗水平進一步趨近豐田的同時, 在動力效能方面實現反超。2017 年起,自主品牌在油耗方面逐漸超越兩田,且價格不 斷下探,綜合競爭力大大提升。

自主品牌混動車型銷量的起伏,以及混動系統的推陳出新和產品競爭力不斷提升,體現 了自主品牌對混動技術的不斷探索。以比亞迪為例,其技術路線的演變展現了背後成本 與效能的權衡與取捨。

比亞迪從 DM 1 到 DM 3,節能與動力的追逐,本質因素在於成本。自主品牌中,比亞迪最早投入研發混動技術,於 2008年推出首代混動系統 DM1,可實現純電行駛、串聯 驅動、並聯驅動等模式,實現了 2。7L/100km的綜合工況油耗。DM1 系統以節能為導向, 而受限於彼時昂貴的電機成本,DM1 配備的電機功率較低,車型動力表現較弱,百公里 加速時間為 10。5s,且混動版比燃油版售價高出約 8 萬。2013年比亞迪釋出第二代混動 技術 DM2,技術由節能導向轉為效能導向,出於效能、成本及空間佈置的考量,在 DM1 基礎上取消 P1 電機並增大 P3 電機及發動機功率,並於 2015 年 DM2 改進版上新增 P4 電機,形成了 1。5T 發動機+6 速乾式雙離合變速箱+P3P4 雙電機的構型,實現了 5。9s 的百公里加速時間。

比亞迪第三代混動技術 DM3 釋出於 2018 年,在 DM2 的基礎上新 增了 P0 電機,用於發電和啟動發動機並在變速箱換擋時迅速調整發動機轉速,減少了 行駛過程中的頓挫感。此外,DM3 提升了 P4 電機效能,進一步提升動力效能,百公里 加速時間提升至 4。3s。雖然 DM2、DM3 動力性大大增強,但虧電油耗高達 6L/100km, 高於對標車型凱美瑞 2015 款 5。3L/100km 的油耗水平,綜合競爭力不大,這也是彼時 比亞迪混動車型銷量遇冷的主要原因。

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比亞迪 DM-i/DM-p,打造經濟性、動力性雙平臺。2021 年,比亞迪推出 DM-i/DM-p 雙 平臺。其中,DM-p 延續了 DM3 的強勁動力,而 DM-i 則是對 DM 1 的重新打磨,追求 經濟性。DM-i 沿用了 P1+P3 雙電機串並聯架構,可實現純電模式、並聯模式、串聯模 式與發動機直驅模式,以電機驅動為主、發動機為輔,實現了多用電、少用油且高效用 油的“以電為主”的架構。此外,DM-i 將發動機升級為熱效率超過 43%的 1。5 L 阿特 金森迴圈發動機,並配備峰值功率 132kW 起的大功率驅動電機。搭載 DM-i 的秦 PLUS DM-i 車型百公里加速時間為 7。9s,NEDC 油耗低至 0。7L/100km(低配版為 1。2L/100km)。 比亞迪混動系統中核心零部件自採自供,有效控制了整車成本,媲美燃油車的 10。58 萬 元的起售價提高了 DM-i 的價格優勢。

除比亞迪外,上汽、吉利、長城等自主品牌在此期間也在混動賽道不斷探索。 上汽 EDU 一代到二代,“兩根筷子”變“一雙筷子”。上汽於 2013 年推出搭載第一代 EDU 混動平臺的量產車型,採用 P1+P2 雙電機串並聯結構,其中 ISG 小電機負責調 速,TM 大電機負責電驅動,透過 2 擋 AMT 變速器輸出能量。第一代 EDU 的特點在於 採用雙離合控制器,分別控制 ISG+發動機和驅動電機,使二者分工明確,能夠實現純 電模式、發動機直驅模式、混動模式以及增程模式。但這套系統結構較複雜,兩臺離合 器協作方面存在不足,且虧電狀態下油耗不佔優勢。隨後,上汽於 2017 年推出榮威 i6、 RX5 兩款車型,在動力效能、油耗等方面進行最佳化,2018 年分別實現了 3。3 萬、2。3 萬 的銷量。

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2019 年,上汽釋出第二代 EDU 平臺,採用 P2。5 並聯式架構,透過一個離合器解決油、 電兩個動力源的耦合,動力銜接更平順。第二代 EDU 的特點在於高度整合的組合 10 速 變速箱,憑藉 P2。5 電機整合在變速箱的結構優勢,透過齒輪軸和齒輪的不同排列組合 可實現發動機 6 個擋+電機 4 個擋的調速範圍,智慧調控發動機與電機在不同工況下的 出力比例,使兩者維持在高效工作狀態。

吉利混動,“芯算”為王。2018 年,吉利推出 ePro 混動系統量產車型(亦稱 GHS1。0), 採用 P2。5 並聯式機構。ePro 平臺採用了吉利研發的“芯算”e 混動 AI 精算系統,“芯” 即硬體系統,包括 38%熱效率 1。5T 發動機+7DCTH 變速箱+高效率電機組+高容量電 池,“算”即軟體系統,對路況分析、駕駛習慣等進行監測計算並提供優化出行方案,確 保車輛維持最佳的動力性和節油性。同時,受限於成本等因素,ePro 配置的電驅系統僅 配備 60kW/160Nm 的電機,純電模式下動力效能不甚理想。

長城 Pi4 雙軸驅動,靈活兼顧動力性。長城 2013 年起歷時 5 年打造 Pi4 混動平臺,首 款量產車型於 2018 年底上市,採用 P0+P4 分離式架構,其原理與歐洲車企單電機輕混 系統相似,其中發動機、變速器、電動機、減速器等主要零部件採用模組化定製,配置 靈活且可以降低成本。車身架構方面,前後軸中間沒有傳動軸,發動機驅動前橋,P4 電 機驅動後橋,結構簡單,兼顧車輛動力性與經濟性。但這種分離式結構缺乏發動機與電 機之間的最佳化耦合,在燃油和電池能量利用率方面存在短板。(報告來源:未來智庫)

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自主混動技術崛起,劍指“混動元年”

自主品牌 2021 年以來,除比亞迪 DM-i 外,搭載長城檸檬混動系統的車型也於 2021 年 陸續上市,另外,奇瑞、長安、吉利也將混動視為戰略路線,相繼釋出新一代混動技術。

抗衡“兩田”,長城研發自主 DHT 技術。豐田、本田針對混合動力各自開發了混聯、串 並聯方案的專用混動變速器(DHT)技術。與傳統變速器不同,DHT 對於機械架構沒有 限制,其核心功能由機電元件實現無級調速,由於減少了傳動裝置,DHT 系統結構更緊 湊、重量更輕,提高了能效和效能表現。自主品牌中以比亞迪和長城為主,DM-i 的 DHT 方案與本田的串並聯方案類似,偏重經濟性。長城檸檬 DHT 則在該方案的基礎上增加 一檔變速箱(相當於兩檔變速),並將發動機、變速箱、DCDC、雙電機以及電機控制器 高度整合為一套 DHT 系統,匹配 HEV/PHEV 兩種架構下三種不同規格的動力總成。檸 檬 DHT 系統能在中速巡航場景下實現發動機直驅模式,追求更佳的動力性表現。

奇瑞鯤鵬,首創雙驅動電機 DHT 架構。奇瑞鯤鵬混動平臺採用 P2+P2。5 DHT 架構,首 創雙驅動電機結構,兩臺電機組合搭配能夠更好的將整個系統執行在高效區間。除效率 優勢外,使用兩臺中低功率電機來實現一臺同等配置的高功率電機的效能在成本上也更 有優勢。鯤鵬平臺目標瞄向未來 10 年,預計到 2025-2030 年,發動機熱效率將達到 42%-45%,PHEV 節油率大於 95%。

混動汽車行業深度研究報告:混動元年開啟自主品牌競爭新篇章

長安藍鯨 iDD 混動系統由藍鯨高效能發動機、高效電驅變速器、大能量 PHEV 電池及 智慧控制系統組成。動力效能方面,1。5T 發動機峰值功率/扭矩達到 126kW/260Nm,系 統綜合最大扭矩可達 590Nm,百公里加速時間僅需 6s 左右。油耗及續航方面,30。7kWh 大能量 PHEV 電池支援純電續航 130km,虧電油耗為 5L/100km,整車綜合續航可達 1100km。軟體方面,智慧控制系統搭載多核並行運算架構、能量管理演算法、全動力域 OTA 等自研技術,實現動力系統高效工作。

吉利雷神混動系統採用 P1+P2 架構,配備熱效率達 43。32%的高效 1。5T/2。0T 混動專用 發動機和最高 3 檔混動專用 DHT Pro 變速器,實現了 40%的節油率、低至 3。6L/100km 的油耗、超 1300km 的綜合續航,支援 A0-C 級車型全覆蓋,同時涵蓋 HEV、PHEV、 REEV 等多種混動技術。

自主品牌混動車型具備綜合競爭力。以主打動力性的檸檬車型 WEY 瑪奇朵和主打經濟 性的 DM-i 車型宋 PLUS 為例,與兩田的同級別競品車型進行對比。搭載低配檸檬系統 的瑪奇朵能以引數落後於兩田的發動機與電機配置實現更快的百公里加速時間,可見檸 檬 DHT 系統動力效能的優勢。宋 PLUS DM-i 在加速體驗、油耗表現以及車身尺寸等方 面均優於兩田,在經濟性方面尤為突出。更重要的是,瑪奇朵與宋 PLUS DM-i 比兩田 混動具有高達 6 萬元的價格優勢,二者分別在動力性、經濟性方面實現了成本的最佳化, 自主品牌車型相對合資競品具備的產品競爭力。

混動汽車行業深度研究報告:混動元年開啟自主品牌競爭新篇章

自主品牌加大混動佈局力度,豐富產品結構。純電動車起步更早,在售車型數量從 2012 年起從 9 款迅速提升至 2020 年的 170 款;混動車在售車型 2010 年僅有一款 F3DM, 之後從 2016 年的 8 款增長到 2020 年的 63 款。混動市場爬坡階段車企對於混動產品的 佈局力度與純電動車爬坡期相當。2021 年開始,車企加快混動佈局,長城、長安等逐漸 在主力燃油車型及品牌上引入混動系統,混動車型推出數量斜率有望進一步向上。

自研自採,實現效能與成本的最最佳化

自主品牌的成本優勢來源於自研技術與供應鏈。以比亞迪為例,得益於長期的技術研發 和深化產業鏈佈局,DM-i 超級混動平臺做到了動力系統及控制系統全自主研發,核心零 部件實現了自給自足。比亞迪為 DM-i 研發了插混專用 1。5L 高效發動機,熱效率達 43。04%,並配備 EHS 電混系統,搭載了比亞迪自研量產的三合一扁線油冷電機,配備 8。3-21。5kWh 的混動專用功率型刀片電池,提供更大的能量緩衝區,採用自主 IGBT 芯 片,有效降低了成本。對比比亞迪唐(混動)和豐田普銳斯,二者在核心零部件方面均 能夠實現自採自供或子公司供應,更低的成本能夠帶來更大的優勢空間。

功率型刀片電池是比亞迪自研技術與供應鏈優勢的展現。與純電動車對電池的長續航、 高能量的需求不同,混動系統需要頻繁高倍率充放電的“功率型”動力電池。油電混動 車電池容量通常在 1kWh 左右,電量排程範圍在 0。5kWh 左右。比亞迪開發的混動專用 功率型刀片電池單節電壓達 20V,DM-i 搭載的功率型刀片電池能量 8。3-21。5kWh,排程 範圍高達 4kWh,支援車輛更多的在純電工況行駛,實現了多用電、少用油、高效用油 的“以電為主”的策略。此外,功率型刀片電池還搭載脈衝自加熱和冷媒直冷熱管理技 術,保證了電池在不同氣候下的高效能工作狀態。

混動汽車行業深度研究報告:混動元年開啟自主品牌競爭新篇章

比亞迪佈局動力電池全產業鏈,覆蓋從礦產資源投資、核心原材料開發製造,到工藝研 發、電池製造。混動專用的功率型刀片內由多節卷繞電芯串聯而成,並採用二次密封, 提高了體積利用率和安全性。在材料層面,功率型刀片電池採用磷酸鐵鋰電池,減少了對鈷鎳等金屬的依賴,成本低於三元鋰電池;在包體層面,功率刀片電池採用無模組設 計,零件種類減少 40%,零件數量減少 70%,體積利用率提高 50%,總成本降低 30%。

規模擴大有利於成本下降,為比亞迪在混動動力電池市場帶來成本優勢。根據比亞迪 2021 年各混動車型銷量及電池能量(多款式的電池能量取平均值,如秦 PLUS DM-i 有 8。32kWh 和 18。32kWh 版本,測算時記為 13。32kWh)進行測算,自 2021 年 3 月 DMi 車型上市以來,隨著功率型刀片電池產能爬坡,比亞迪在插電式混動車電池市場裝機 量佔比不斷提升,預計 8 月份比亞迪在插電混動車電池裝機量市場市佔率已達到 40% 以上,後續 DM-i 等車型訂單不再受產能限制而持續放量,市佔率有望繼續上升。類比 純電動車動力電池市場,寧德時代能夠長期保持著 50%以上的市佔率,憑藉規模效應帶 來的成本優勢與競爭者拉開差距,進而憑藉成本優勢持續鞏固龍頭地位。比亞迪後續也 持續投入功率電池的產能滿足公司後續訂單交付以及夯實自身規模效應。

雙電機串並聯架構成本具有優勢,比亞迪至少在中短期內仍將保持優勢。從混動系統成 本角度對自主品牌混動系統核心零部件成本進行估計,其中除比亞迪外,其它車企混動 方案中均含有變速箱,奇瑞鯤鵬採用雙電機驅動因此電機成本較高,長安藍鯨採用 30。7kWh 大能量電池因此電池成本較高。經測算,比亞迪 DM-i、長城檸檬、奇瑞鯤鵬 三者採用雙電機串並聯架構成本上佔據優勢。此外,透過各家混動技術的油耗水平、動 力效能對各自的經濟性、動力性進行評估並賦予折扣比例,得到綜合性的加權成本。相 比之下,在當前這個時間點,比亞迪 DM-i 在綜合優勢上佔據領先地位,考慮到比亞迪 的技術與供應鏈優勢,未來一段時間仍將保持競爭力。

混動汽車行業深度研究報告:混動元年開啟自主品牌競爭新篇章

自主品牌自研重塑供應鏈,整體競爭力有望持續提升。與此同時,考慮到自身核心競爭 力的維護、成本控制能力及上市速度等,越來越多的整車廠轉向自主研發或合資生產核 心零部件,鞏固壁壘的同時保障供貨穩定性和質量。例如長城旗下的蜂巢能源佈局混動 行業,研發 HEV 軟包電池,吉利與欣旺達合資生產配套 HEV 電池包。奇瑞等整車廠商 也已與第三方企業共同開發電機電控產品。整體來看,自主品牌競爭力將持續提升,混 動市場格局有望實現國產高滲透。

5 投資分析:自主品牌顛覆混動格局

我國混動市場起步較晚,早期豐田憑藉多年經驗技術沉澱迅速佔領市場,與此同時自主 品牌也開始在混動賽道不斷探索。自主品牌歷經十餘年的打磨,厚積薄發,隨著 2021 年混動市場空間開啟,自主混動車型如今已經具備強勁的競爭力,尤其自研技術與國產 供應鏈帶來成本優勢,未來混動格局有望實現國產高滲透。以比亞迪 DM-i 為例,混動 系統中動力系統及控制系統全自主研發,核心零部件實現了自給自足,有效的控制了成 本。長城汽車、吉利汽車、長安汽車、廣汽集團等車企也加速推進自身混動產品,自主 品牌有望借力混動進一步提升市佔率。混合動力產業鏈也有望迎來放量,核心部件發動 機控制器、DHT 變速箱、電機電控以及功率電池等領域值得關注。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。