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精品文档 2022年汽车行业国产混动车型市场发展驱动因素研究报告(31页).pdf

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    2022 汽车行业 国产 车型 市场 发展 驱动 因素 研究 报告 31
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    1、2022 年深度行业分析研究报告 目目 录录 1.多重因素催化,新一代混动将迎快速发展 . 5 1.1.上一代混动隶属边缘市场,新一代混动爆发在即 . 5 1.2.政策端:路线图+双积分提供双重支撑 . 6 1.2.1.新版路线图支持大力发展混动汽车 . 6 1.2.2.双积分压力逐步增加,混动替代燃油势在必行. 7 1.3.供给端:车企战略布局,混动加速替代燃油 . 9 1.4.需求端:新一代混动可极大满足用户各类需求 . 10 1.4.1.经济型车消费群体最大,新一代混动车型已具备性价比 10 1.4.2.新一代混动车型可解决纯电车型的消费痛点 . 12 1.4.3.新一代混动车型可实现高

    2、阶智能化升级 . 14 2.混动技术路线百花齐放,国产品牌有望引领 . 14 2.1.混动的基本原理为通过削峰填谷提升系统效率 . 14 2.1.1.混动系统借助电机使发动机始终工作在高效区. 14 2.1.2.混动系统的核心为控制策略的构建与实现. 15 2.2.电压高低+串并联+电机位置构成不同技术方案 . 16 2.2.1.弱混 or 强混 or 插混取决于电压高低与插电与否 . 17 2.2.2.串并联方式不同带来系统驱动模式差异 . 18 2.2.3.电机数量与位置不同(P0-P4)带来性能差异. 20 2.3.国产品牌积极布局打磨新一代混动技术 . 21 2.3.1.比亚迪 DMI

    3、 超级混动车型成为燃油颠覆者 . 22 2.3.2.长城柠檬 DHT 双电机混动打破合资垄断 . 23 2.3.3.吉利雷神智擎混动系统高性能与低油耗兼具 . 24 2.3.4.长安蓝鲸 iDD 混动拉开转型序幕 . 26 2.3.5.日系合资混动技术趋于稳定成熟. 26 2.3.5.1.丰田 THS 系统堪称混动鼻祖. 26 2.3.5.2.本田 i-MMD 系统绕开丰田专利另辟蹊径 . 27 2.4.不同技术殊途同归,国产混动性能超越合资 . 27 3.混动高增长可期,产业链市场空间广阔 . 28 3.1.混动行业高增长可期,渗透率提升有望加速 . 28 3.2.混动系统复杂度高,开发难度

    4、大 . 29 3.3.混动对比燃油或纯电均有增量部件 . 30 3.4.整车+增量部件市场空间大,2025 年有望超万亿 . 31 nMoQsQrPrNxPsQoNvMwOwP9PdN7NnPqQmOtRfQnNoPeRqRsR6MnNwPwMrRmPMYtQpM 图目录图目录 图 1:混动车型与纯电动车型销量对比悬殊(单位:万辆). 5 图 2:PHEV 混动车型仅占新能源车型 20%左右 . 5 图 3:公司客户涵盖国内外主流车企及零部件企业. 5 图 4:发展新一代混动具有重要的战略意义 . 6 图 5:双积分涉及油耗及新能源车产量等多项指标. 7 图 6:企业目标燃油消耗量与实际燃油消

    5、耗量仍有差距(单位:升/百公里) . 8 图 7:境内乘用车生产企业当年产生双积分 . 8 图 8:境内乘用车生产企业累计双积分 . 8 图 9:国内车企纷纷推出新一代混动系统. 9 图 10:国内乘用车市场以能耗经济型用车为主 . 11 图 11:国内燃油车市场以低价车型为主(单位/万辆) . 11 图 12:国内燃油车消费者偏好低价车型 . 11 图 13:从续航与价格对比来看纯电动车的性价比仍然较低 . 12 图 14:比亚迪秦 DMI 综合性价比已超越同级别燃油车 . 12 图 15:2021 年新能源车保有量增长速度超过充电桩(单位:万). 13 图 16:混动技术调控发动机高效工作

    6、进而节省能耗 . 15 图 17:混动策略控制架构系统复杂 . 15 图 18:混动不同技术与术语之间存在一定关联 . 16 图 19:串联系统中发动机不参与驱动 . 18 图 20:并联系统高速时动力充足 . 19 图 21:混联系统可综合串并联的优势 . 20 图 22:电机位置分布 . 21 图 23:行星齿轮 ECVT+双电机系统结构复杂 . 21 图 24:比亚迪 DMI 超级系统综合性能优越 . 22 图 25:比亚迪 DMI 超级系统综合性能优越 . 22 图 26:长城柠檬 DHT 混动可实现 HEV、 PHEV 路线及多种动力组合 . 23 图 27:长城柠檬 DHT 混动系

    7、统具有高集成度 . 24 图 28:长城柠檬 DHT 混动系统具备多种工作模式切换 . 24 图 29:吉利雷神混动系统技术参数具备较强竞争力 . 25 图 30:混动系统可实现 20 种智能工作模式切换 . 25 图 31:丰田独有的行星齿轮设计 . 26 图 32:丰田 THS 系统简化模型 . 26 图 33:本田 i-MMD 系统实际结构. 27 图 34:本田 i-MMD 系统简化模型. 27 图 35:混动车型与纯电动车型销量差距缩小(单位:万辆) . 29 图 36:PHEV 增速从 2022 年开始有望超过纯电动 . 29 图 37:混动汽车销量渗透率有望实现加速提升 . 29

    8、 图 38:混动系统复杂度高且构成部件数量较多 . 30 图 39:混动系统相较于传统车与电动车有增量与变化 . 30 图 40:混动产业链市场空间广阔(单位/亿元) . 31 表目录表目录 表 1:政策引导混动汽车和新能源汽车逐步取代传统燃油车. 7 表 2:自主品牌全新一代混动车型将在 2022 年全面推出 . 10 表 3:北京崇礼冬季高速续航测试表明,低温环境续航里程大幅缩减 . 13 表 4:混动策略性的主要模式控制 . 16 表 5:HEV 更接近于燃油车,PHEV 更接近于电动车. 17 表 6:混联式混合动力可满足不同工作模式 . 19 表 7:电机分布位置不同各有优劣 . 2

    9、1 表 8:长安蓝鲸 iDD 混动系统技术行业领先 . 26 表 9:丰田 THS 系统技术特点. 27 表 10:各品牌混动车型对比性能优势各异 . 28 表 11:混动产业链梳理(注市值数据截止 2022 年 1 月 7 日) . 32 表 12:重点公司盈利与估值(截止 2022 年 1 月 7 日). 33 1. 多重因素催化,新一代混动将迎多重因素催化,新一代混动将迎快速快速发展发展 1.1. 上一代混动隶属边缘市场,新一代混动上一代混动隶属边缘市场,新一代混动爆发在即爆发在即 受限于新能源补贴政策、产品技术以及供给等因素影响,过去五年 PHEV 混动车型在新能源车技术路线中处于非主

    10、流地位,其销量与占比远低于纯电动车型,新能源车销量 80%左右为纯电动车型。HEV 混动车型过去并未被归到新能源车类别中,销量表现同样惨淡且不被市场重视,2020 年 PHEV 与 HEV 车型各自销量仅20 余万辆,在乘用车销量中占比仅 1%左右。 图图 1:混动车型与纯电动车型销量对比悬殊(单位:万辆)混动车型与纯电动车型销量对比悬殊(单位:万辆) 图图 2:PHEV混动车型仅占新能源车型混动车型仅占新能源车型 20%左右左右 数据来源:乘联会、中汽协,国泰君安证券研究 数据来源:乘联会、中汽协,国泰君安证券研究 上一代混动产品诟病多,市场认可度低上一代混动产品诟病多,市场认可度低。之前混

    11、动未被市场与消费者认可的核心原因来自于产品力本身,初期国产 PHEV 技术与产品不够成熟完善。市场上销售的 PHEV 车型的最大的诟病为亏亏电状态下油耗高(高于同级燃油车)且顿挫感明显消费者体验极差,纯电续航普遍仅在 50-60 公里,早期的混动车主基本都不具备完善的充电条件,很多车主经常在亏电状态下运行,体验较差,因此 PHEV 混动车型传播口碑与市场影响力一直不佳。与此同时 HEV 车型核心技术被日系垄断,市场上仅日系品牌供应且车型较少,同时性价比亦不突出。 图图 3 3:公司客户涵盖国内外主流车企及零部件企业公司客户涵盖国内外主流车企及零部件企业 数据来源:国泰君安证券研究 17.546

    12、.279.283.095.9269.54.010.926.123.224.562.10.050.0100.0150.0200.0250.0300.0201620172018201920202021E纯电动PHEVHEV0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%201620172018201920202021E纯电动占比PHEV占比 新一代混动产品新一代混动产品力大幅提升,市场认可度大幅提升力大幅提升,市场认可度大幅提升。通过技术的不断成熟与完善,从比亚迪 DMI 开始,彻底解决了亏电状态下的油耗问题,同时驾驶平顺性得到很好的解决,消费者的驾驶体验得到极大的提升,同

    13、时售价与同级别燃油车的差异由最初的 6-8万降至 1-2 万,无论购置成本还是后期的使用成本都有较大的优势与吸引力。除比亚迪之外,长城、吉利、长安、广汽、奇瑞等车企纷纷推出自己的新一代混动系统,产品供给上也更为丰富。 自身产品力提升的同时,外部环境亦为混动发展带来契机。除了产品力本身的大幅改善之外,2021 年以后双积分压力进一步加大,传统燃油车发动机节油技术提升接近极限,携带发动机动力的车型若想满足未来的油耗要求必须通过混动路线来实现。另外随着智能化浪潮趋势向前推进,为更好实现智能座舱与智能驾驶,车身电子电器需求日益增多,传统能源车型电子架构与电力供应无法满足智能化升级需求,而混动则可以很好

    14、地满足需求。 混动能缓解新能源快速发展中的痛点与社会问题。混动能缓解新能源快速发展中的痛点与社会问题。2021 年以来新能源车快速发展,伴随而来的充电难与里程焦虑问题在新一代快充普及之前无法彻底解决。同时上游锂资源等原材料价格大涨,带电量低的混动车型对于车企来说不失为一种发展新能源并满足双积分的重要途径。另外过去汽车行业长期以内燃机动力为主,整个产业链年产值两千亿以上,产业链的替代与迁移涉及诸多社会问题,混动车型作为重要的过渡,对内燃机产业链的稳定过渡起到重要作用。 图图 4 4:发展新一代混动具有重要的战略意义:发展新一代混动具有重要的战略意义 数据来源:国泰君安证券研究 综合以上多因素,我

    15、们认为 2022 年将成为混动车型新一轮发展的新起点,混动行业有望迎来一轮爆发期,且有望长期内与纯电动车型共同支撑新能源行业的发展。 1.2. 政策端:路线图政策端:路线图+ +双积分提供双重支撑双积分提供双重支撑 1.2.1. 新版路线图支持大力发展混动汽车新版路线图支持大力发展混动汽车 新版路线图支持混动汽车大力发展。依据最新发布的节能与新能源汽车技术路线图 2.0,传统能源乘用车新车百公里油耗2025/2030/2035 年目标为 5.6/4.8/4L。同时到 2035 年,新能源汽车销量预计占比 50%以上,传统能源汽车新车均为混动类型。未来传统燃油车市场份额将逐步被混动汽车及其他形式

    16、的新能源汽车取代。 表表 1 1:政策引导混动汽车和新能源汽车逐步取代传统燃油车:政策引导混动汽车和新能源汽车逐步取代传统燃油车 车型车型 指标指标 2025 年年 2030 年年 2035 年年 乘用车乘用车 乘用车(含新能源)新车油耗(L/100km(WLTC) 4.6 3.2 2 商用车商用车 货车油耗(较 2019 年降低比例) 8% 10% 15% 客车油耗(较 2019 年降低比例) 10% 15% 20% 节能汽车节能汽车 传统新能源乘用车新车平均油耗(L/100km(WLTC) 5.6 4.8 4 混动新车占传统能源乘用车比例 50% 75% 100% 新能源汽车新能源汽车 新

    17、能源汽车占总销量比例 20% 40% 50% 氢燃料电池汽车保有量(万辆) 10 100 智能互联汽车智能互联汽车 PA/CA 级智能网联汽车占汽车年销量比例 50% 70% 广泛运行 HA 级汽车占汽车年销量比例 开始进入市场 20% 广泛运行 C-V2X 终端新车装备率 50% 基本普及 数据来源:节能与新能源路线图 2.0,国泰君安证券研究 1.2.2. 双积分压力逐步增加双积分压力逐步增加,混动替代燃油势在必行,混动替代燃油势在必行 为了实现节能减排等相关政策目标,双积分管理办法逐步落实、修订。工信部等五部门在 2017 年正式推出双积分政策,2020 年又对双积分政策进行了修订,并明

    18、确了 2021 年至 2023 年新能源汽车积分比例要求分别为 14%、16%、18%。对于车企生产的传统能源车没有达到当年油耗目标产生的 CAFC(企业平均燃料消耗量)负积分,以及新能源汽车产量占比未达标的产生 NEV(新能源汽车)负积分,两者均需要通过结转或者购买积分去实现负积分清零,对于负积分未清零的车企将不允许生产推出新车型。 图图 5 5:双积分涉及油耗及新能源车产量等多项指标双积分涉及油耗及新能源车产量等多项指标 数据来源:工信部,国泰君安证券研究 随着发动机技术发展逼近极限,燃油车的油耗下降趋缓,政策压力逐步显现。尽管截止 2020 年境内车企整体累计积分仍为正值,但积分缺口已开

    19、始迅速扩大。2020 年境内乘用车生产企业当年产生 CAFC 净积分为-666 万分,大幅下滑,首次为负;NEV 净正积分为 328 万分,已不足以抵扣当年度 CAFC 负积分。随着新版双积分政策要求与执行力度趋严,传统燃油车为主的车企面临的积分压力将进一步加大。 图图 6 6:企业目标燃油消耗量与实际燃油消耗量仍有差距(单位:升:企业目标燃油消耗量与实际燃油消耗量仍有差距(单位:升/ /百公里)百公里) 数据来源:国泰君安证券研究 图图 7:境内乘用车生产企业当年产生双积分境内乘用车生产企业当年产生双积分 图图 8:境内乘用车生产企业累计双积分境内乘用车生产企业累计双积分 数据来源:工信部,

    20、国泰君安证券研究 数据来源:工信部,国泰君安证券研究 燃油车产销量越高的车企,未来积分压力也将越大。从各个企业2020 年积分情况来看,上汽、长安、吉利的 CAFC 负积分缺口较大;根据工信部披露的信息,2020 年积分交易平均价格为 1204元/分,部分超 3000 元/分,随着积分缺口加大,积分交易均价预计进一步提升,购买积分也将降低燃油车市场竞争力和车企的整体利润情况。混动作为加速替代燃油车最具性价比与现实意义的01234567820152016201720182019202020212022202320242025目标值实际值-1000-500050010001500201620172

    21、01820192020CAFC净积分NEV净积分CAFC+NEV05001000150020002500300020162017201820192020CAFC净积分NEV净积分CAFC+NEV 技术路线,大力发展将有望缓解双积分压力,混动技术未来也将成为现有车企过渡性发展的重要选择。 1.3. 供给端供给端:车企战略布局,车企战略布局,混动混动加速加速替代替代燃油燃油 为顺应长期战略转型新能源以及短期应对双积分压力,部分车企对新能源车态度已从被动接受转为主动布局,但纯电动车型在发展过程中仍有续航焦虑、充电难、盈利难的问题尚未完全破解,且其销量尚未形成足够规模,短期内无法迅速解决积分压力。从车

    22、企盈利持续性以及技术积累角度来说,混动将成为快速替代燃油车的最佳选择,未来新产品布局规划有望向混动倾斜。 国产品牌全面混动化的号角已吹响。国产品牌全面混动化的号角已吹响。以比亚迪超级混动的推出与热销为契机,比亚迪目前已基本完成原有燃油车的混动化转型,燃油车销量占比已将至 10%以下。长城汽车全新柠檬 DHT 系统亦将助力产品逐步实现混动化转型,其中 WEY 品牌未来车型将率先实现全面混动化。吉利汽车发布全新雷神混合动力系统以践行未来的混动战略、长安汽车、奇瑞汽车等车企也推出了全新一代混动系统,国产品牌全新一代混动系统的车型将在 2022 年如雨后春笋般大规模推出。 图图 9 9:国内车企纷纷推

    23、出新一代混动系统:国内车企纷纷推出新一代混动系统 数据来源:各车企官网及混动发布会,国泰君安证券研究 表表 2:自主品牌全新一代混动车型将在自主品牌全新一代混动车型将在 2022 年全面推出年全面推出 国别国别 品牌品牌 车型车型 上市时间上市时间 搭载混动系统搭载混动系统 ( (预计)售价预计)售价 (万元)(万元) 自主 比亚迪 驱逐舰 05 2022.H1 DMI 超级混动 12.00-15.00 自主 比亚迪 汉 DMi 2022.H1 DMI 超级混动 20-25- 自主 比亚迪 宋 Pro DMi 2022.H1 DMI 超级混动 13.48-15.98 自主 比亚迪 宋 Max

    24、DMi 2022.H1 DMI 超级混动 待定 自主 WEY 玛奇朵 DHT-PHEV 2021.11 柠檬 DHT 混动 14.68-16.38 自主 WEY 拿铁 PHEV 2022.H1 柠檬 DHT 混动 16.28-18.28 自主 WEY 摩卡 2022.H1 柠檬 DHT 混动 17.98-22.08 自主 WEY 圆梦 2022H1 柠檬 DHT 混动 待定 自主 哈弗 哈弗 神兽 2022.H1 柠檬 DHT 混动 13.20-16.90 自主 哈弗 哈弗 H6 2022.H1 柠檬 DHT 混动 12.20-14.10 自主 哈弗 赤兔 2021.H2 柠檬 DHT 混动

    25、13.88 自主 哈弗 酷狗 2022.H1 柠檬 DHT 混动 待定 自主 吉利 星越 L 2022.H1 雷神 HI-X 混动 17.37 起 自主 吉利 帝豪 L 2022.H1 雷神 HI-X 混动 9.99-10.99 自主 吉利 星瑞 2021.H1 雷神 HI-X 混动 11.37-15.27 自主 领克 领克 01/03/05 2022.H1 雷神 HI-X 混动 17.98-20.18/13.68-25.68/17.58-26.18 自主 长安 UNI-K 2022.H1 蓝鲸 IDD 混动 17.69-19.29 自主 广汽 GS8 2021.H2 丰田 THS 混动系统

    26、22.88-24.68 数据来源:汽车之家,国泰君安证券研究 全面布局混动为传统车企转型的全面布局混动为传统车企转型的重要战略重要战略选择。选择。对于除造成新势力以外的大部分车企角度而言,综合考虑原有技术积累的利用、纯电动平台建设、产能爬坡、以及充电桩等设施的供应限制等问题,面对政策压力较为合理的决策是短期内加速布局混动车型,以缓解积分压力并可顺应新能源与智能化发展趋势。 1.4. 需求端需求端:新一代混动:新一代混动可极大满足用户各类可极大满足用户各类需求需求 新一代混动车型亦能够满足消费者购车的经济性与性价比需求,同时可解决电动车痛点,也可满足汽车的智能化升级需求,综合来说,已可以极大地满

    27、足大部分消费者购车的各类需求。 1.4.1. 经济型车消费群体经济型车消费群体最大,最大,新一代混动车型已具备性价比新一代混动车型已具备性价比 1.6L 以下小排量车型占比最高。2019 年按排量统计的乘用车销量情况,占销量 68%的车型排量在 1.0L-1.6L 之间,小于 1.6L 的销量合计约 70%,目前国内市场以耗经济型用车为主。 售价 15 万以下车型仍占据国内销量半壁以上江山。根据汽车之家终端零售预测数据显示,2020 年售价在 12-15 万的燃油车销量最高,达到 441.7 万辆,占比 24%;15 万元以下车型合计占比51.2%,可见国内燃油车市场偏低价车型占比仍超过一半。

    28、 图图 1010:国内乘用车市场以能耗经济型用车为主:国内乘用车市场以能耗经济型用车为主 数据来源:中汽协,国泰君安证券研究 图图 11:国内燃油车市场以低价车型为主(单位国内燃油车市场以低价车型为主(单位/万辆)万辆) 图图 12:国内燃油车消费者偏好低价车型国内燃油车消费者偏好低价车型 数据来源:中汽协、汽车之家,国泰君安证券研究 数据来源:中汽协、汽车之家,国泰君安证券研究 而纯电车基本无法兼顾价格与续航里程。考虑到当前纯电车充电设施便利性和充电效率方面的缺陷,续航里程成为需求端考虑的关键指标之一。一般燃油车续航里程可达到 500-1000km,用新能源汽车销量前 15 名中的纯电动汽车

    29、参拟合进行粗略估计,续航里程达到 500km 的纯电动车,售价一般要达到 20 万元,对比燃油车价格偏高。 0501001502002503003504004505000.9%11.1%15.2%24.0%12.4%18.5%12.8%4.2%0.8%6万以下6-9万9-12万12-15万15-20万20-30万30-50万50-100万100万以上 图图 1313:从续航与价格对比来看纯电动车的性价比仍然较低从续航与价格对比来看纯电动车的性价比仍然较低 数据来源:汽车之家,国泰君安证券研究 以比亚迪 DMI 为代表的新一代混动车型实现了亏电状态下的低油耗大大降低了日常使用成本,同时在价格上已

    30、经与燃油车的差价降低至 2 万以内,较早期的 6-8 万价差已大幅降低,综合来看已具备较高的性价比与竞争力。 图图 1414:比亚迪秦比亚迪秦 DMIDMI 综合性价比已超越同级别燃油车综合性价比已超越同级别燃油车 数据来源:汽车之家,国泰君安证券研究 1.4.2. 新一代混动车型可解决纯电车型的消费痛点新一代混动车型可解决纯电车型的消费痛点 冬季续航能力下降以及充电慢充电难为纯电动车型的消费痛点冬季续航能力下降以及充电慢充电难为纯电动车型的消费痛点。新能源纯电动车型冬天低温条件下续航能力下降成为北方地区电动车用户长期以来的诟病,虽然近年来随着热泵空调系统技术的发展能够一定程度上缓解冬季续航能

    31、力下降,但受限于成本与技术等问题,这一问题仍未得到解决。此外,随着电动车保有量的不断增加同时 2021 年进一步实现高速增长,但充电设施发展缓慢且超快充技术应用尚未成熟,充电慢且部分场景下排队时间过长成为新能源车主新的消费痛点。 01002003004005006007008000510152025303540 纯电车电池性能在低温状态下会受到影响,导致续航里程大幅下滑,以及充电时长增加。根据“新出行”的测试数据结果,0-15环境下,部分测试车续航里程普遍下滑超过 40%。以 2020 年不同地区新能源车和燃油车销量数据为例,东北地区、西北地区新能源车销量在全国销量的占比分别为 1.33%和

    32、2.80%,显著低于同期两地区的燃油车销量占比 6.43%和 7.16%;如果排除插电混动类新能源车,仅考虑纯电车型差距会更大。由此可见,部分地区消费者会因冬季续航能力下降影响购买新能源车的需求。 表表 3:北京:北京崇礼冬季高速续航测试表明,低温环境续航里程大幅缩减崇礼冬季高速续航测试表明,低温环境续航里程大幅缩减 车型车型 宝马宝马 IX 3IX 3创领型创领型 比亚迪比亚迪 汉汉EV EV 超长续超长续航尊贵版航尊贵版 广汽埃安广汽埃安 AlonV AlonV 8080 版版 极狐阿尔法极狐阿尔法T 653S+ T 653S+ 版版 Model 3 Model 3 磷磷酸铁锂版酸铁锂版

    33、蔚来蔚来 ES6 ES6 签名版签名版 小鹏小鹏 P7 P7 后后驱超长续航驱超长续航版版 电池容量电池容量(kWhkWh) 74 77 80 93.6 54 100 80.9 官方官方 NEDCNEDC 续航续航(kmkm) 500 605 600 653 468 610 670 实测高速续航实测高速续航(kmkm) 295.3 355.5 308 340.5 267.3 96%电量 353.7 359.5 98%电量 实测实测/NEDC/NEDC 59.1% 58.7% 51.3% 52.1% 57.1% 57.9% 53.6% 数据来源:新出行、国泰君安证券研究 通过观察 2016 年以

    34、来的新能源汽车保有量以及充电桩保有量数据变化情况,2021 年充电桩数量与新能源车数量比值出现下降, 且比值不足 30%,考虑到部分桩存在损坏情况,充电柱数量不足以满足新能源车用户日常需求,因此充电难的问题在 2021 年显得尤为突出。 图图 1515:20212021 年新能源车保有量增长速度超过充电桩(单位:万)年新能源车保有量增长速度超过充电桩(单位:万) 数据来源:国泰君安证券研究 新一代混动可规避纯电汽车的消费痛点。混合动力汽车因为发动机系统的存在,冬季可以采用发动机余热进行供热,对纯电续航能力的影响有限。同时混合动力汽车可油可电,不存在里程焦虑与充电补能困难的问题,且最新混动系统大

    35、部分都解决了亏电状态下的油耗问题,因此消费者对充电补能的诉求远低于纯电动汽车。混合动力车型能够轻松规避掉纯电动车型当下存在的大部分消费痛点。 1.4.3. 新一代混动车型可实现高阶智能化升级新一代混动车型可实现高阶智能化升级 随着特斯拉与造成新势力的销量不断增长,同时科技企业不断入局汽车行业,新能源与智能化浪潮趋势已不可逆转。未来车型智能化的重要性越来越显著,或将成为消费者购车决策的重要因素,燃油车因为整车电气架构以及电源电压电量、发动机控制难度大等问题无法实现更高级别的智能化升级。 HEV 与 PHEV 类别的混动车型一般均有高压系统,且电机可以实现直驱,电压系统足以满足车上日益增多的电子电

    36、器部件,也可以通过电机实现更为精准及时的控制,可以实现更高级别的智能驾驶与智能座舱升级。 2. 混动混动技术技术路线百花齐放,国产品牌有望引领路线百花齐放,国产品牌有望引领 2.1. 混动混动的基本原理为通过削峰填谷提升系统效率的基本原理为通过削峰填谷提升系统效率 2.1.1. 混动混动系统借助电机使系统借助电机使发动机发动机始终工作在高效区始终工作在高效区 传统燃油车发动机普遍存在的问题是在低速低负荷时工作输出效率低,与中高负荷油耗差异较大。混动技术解决该问题的核心原理是利用电机进行扬长避短,调控发动机在合适的高效工作区间内发挥左右,使得发动机热效率达到最高,进而实现节油。 如下将削峰填谷技

    37、术应用到具体场景中: (1)行驶速度较低时,发动机停止、EV 电机运作,这可以减少发动机低负荷时低效率工作,减少发动机怠速费油,同时,电机规避了发动机扭矩精确度失真的问题,可以维持很高的扭矩精度来确保温柔换向。 (2)正常行驶时,发动机伺机启动,如下图处驾驶员油门较小,电机通过智能充电增大发动机负荷来提高发动机热效率,使发动机保持在 BSFC 高效区运转,而冗余的功率可以向动力电池充电,以备后续停车及低速驱动使用。 (3)加速超车等场景中,电机迅速补偿发动机扭矩,以消除发动机的涡轮迟滞影响, 同时通过电机的智能放电,使发动机仍然维持在高效区运转。 (4)减速阶段,混动系统通过电机进行能量回收,

    38、而发动机及时停机则避免了发动机倒拖对回收能量的消耗。 图图 1616:混动技术调控发动机高效工作进而节省能耗混动技术调控发动机高效工作进而节省能耗 数据来源:盖世汽车,国泰君安证券研究 2.1.2. 混动混动系统的核心为控制策略的构建与实现系统的核心为控制策略的构建与实现 混动策略控制架构系统是混动技术得以具体应用的核心,在电机与发动机之间平衡分配工作,使得混动系统整体更具有燃油经济性,同时提升动力输出的平顺性提升驾驶体验。混合动力架构系统主要分四个层级:模式控制、SOC 平衡控制、扭矩分配、部件控制,其中后三个层级要时刻受到系统能力约束。 图图 1717:混动策略控制架构系统复杂混动策略控制

    39、架构系统复杂 数据来源:搜狐汽车,国泰君安证券研究 其中模式控制是整个策略构建的顶层,直接决定各层级的控制幅度,它的主要任务是让车辆始终处于最为合适的模式,从而拥有较好的经济性、动力性。主要有以下四种模式: 数据来源:盖世汽车,国泰君安证券研究 电池的 SOC(State of Charge)平衡控制主要工作是计算发动机的目标功率,是扭矩分配的基准,使得 SOC 始终维持在合理的水平,既有提高良好的后备功率,也能保持良好的经济性。电池的期望充放电功率是 SOC 调节的关键,需要保证在任何工况下都保证电池 SOC 处于合理水平。 扭矩分配目的是根据具体的模式来协调各动力部件的输出,保证轮端扭矩符

    40、合驾驶员预期,同时要实现模式切换的平顺性。部件控制的输出就是整车控制器 VCU 最终的指令给到各 ECU 进行具体的动作。系统能力约束就是部件的设计物理极限、部件的外特性、电池的充放电功率等条件对整个系统各部件的功率、扭矩、转速上的约束与限制。 2.2. 电压高低电压高低+ +串并联串并联+ +电机位置电机位置构成构成不同技术方不同技术方案案 混动系统作为燃油车技术与纯电动技术的集大成者,系统本身复杂度高,技术路线与术语眼花缭乱,我们对各种不同技术路线术语的分类方式与内在关联情况及适用情况进行梳理如下: 图图 1818:混动不同技术与术语之间存在一定关联混动不同技术与术语之间存在一定关联 表表

    41、 4:混动策略性的主要模式控制:混动策略性的主要模式控制 模式模式 适用场景适用场景 驱动情况驱动情况 纯电模式纯电模式 高 SOC 工况 发动机停止,电机驱动 并联模式并联模式 低 SOC 高车速 发动机+电机共同驱动/发动机驱动+电机充电 串联模式串联模式 高 SOC 中高车速 发动机向电机充电,电机驱动 ECVTECVT 模式模式 (THSTHS 构型独有)构型独有) 中高车速工况 利用离合器调整:低速电机驱动,高速发动机驱动 数据来源:国泰君安证券研究 2.2.1. 弱混弱混 or 强混强混 or 插混取决于电压插混取决于电压高低高低与与插电与否插电与否 依据系统电压高低以及能否插电将

    42、混动分为 MHEV(48V 低压系统弱混)、HEV(高压系统油电强混)、PHEV(高压系统插电式混动)三大类,此外 PHEV 细分类别中将串联式插电混动单独归类为增程式混动以作区分,其与普通 PHEV 的主要区别为发动机不能直驱而一直作为动力电池的充电工具。 48V 轻混(MHEV)方案起源于欧洲并在欧洲流行,其主要是通过将原先支撑车内电器系统的 12V 电源增至 48V,并可以让发动机启停介入更早且仍能支撑车内电器系统运转,此外 BSG 电机在起步和急加速时辅助发动机,以及在制动时回收一部分动能,但该电池系统与电机无法单独驱动车辆。由于其既不符合当下新能源车的标准,且在节油方面效果也十分有限

    43、,也无法满足日趋严格的双积分考核要求,因此该路线在国内市场一直处于边缘地带且销量惨淡。 国内市场主流的三大混动技术路线是 HEV、PHEV 以及增程式混动,每种技术路线都有各自的优缺点,且节油效果显著,可满足双积分日趋严格要求。我们看好以上这三种技术路线的混动,此后本文也主要针对 HEV、PHEV 以及增程式混动进行分析对比。 表表 5:HEV 更接近于燃油车,更接近于燃油车,PHEV 更接近于电动车更接近于电动车 技术路线技术路线 HEVHEV PHEVPHEV 增程式混动增程式混动 核心构件核心构件 发动机+三电系统 发动机+三电系统+外接充电设备 发动机+三电系统+外接充电设备 核心原理

    44、核心原理 以发动机动力驱动为主,保持发动机始终在最佳工况与效率运转,低速状态下发动机发电, 电动机驱动。高速状态下可采用发动机直驱。 以电机驱动为主,提供不同工况下最适合动力源。满电且日常短途和中低速时电池提供动能,类似纯电动汽车,亏电时类似 HEV;高速匀速时相当于燃油车。 与 PHEV 的区别为发动机不参与驱动,系统采用串联驱动方式,始终以电机驱动车轮,在电池电量不足时用增程器给电池充电以提升续航能力。 电池充电电池充电方式方式 油-发动机-发电机-电池 油-发动机-发电机-电池 外接电源-电池 油-发动机-发电机-电池 外接电源-电池 电池容量电池容量 1-2 KWh 10-20 KWh

    45、 20-40KWh 纯电续航纯电续航 20 km 50-100 km 100-200km 驱动方式驱动方式 串联驱动 发动机直驱 功率分配驱动(丰田行星齿轮系统) 纯电驱动 发动机直接驱动 串联驱动 并联驱动 串联直驱 代表车型代表车型 丰田普锐斯 本田 Insight(1999) 比亚迪 DMI 车型,长城 WEY 品牌DHT-PHEV 车型 理想 ONE、AITO 问界 M5、赛力斯SF5 优势优势 技术成熟 可作为纯电车使用 可作为纯电车使用 电池、电机成本相对较低 享受新能源车补贴等政策 并联驱动可以出更强动力 享受新能源车补贴等政策 全程电机驱动,平顺性好 劣势劣势 不享受新能源车政

    46、策 可选车型少 动力和百公里加速相对较弱 电池、电机成本相对 HEV 更高 部分车型发动机介入时有顿挫且亏电状态下油耗高 高速行驶时无法发动机直驱,系统效率低,电耗油耗较高 数据来源:官网,国泰君安证券研究 HEV 技术更接近于燃油车时代的发展路径,关键在于通过电机的配合提高发动机效率以及优化传动系统,减少能源损耗以及保持动力输出的顺畅;而 PHEV 技术更接近于电动车的发展路径,随着动力电池成本下降,PHEV 车型有增加电池容量和纯电续航的趋势,在电量充足情况下日常行驶与纯电车无异,同时在长途续航上又具备燃油车的优势,因此也成为众多车企转型纯电车的过渡选择,同时也满足消费者兼顾节能和续航的需

    47、求。 2.2.2. 串并联方式不同带来系统串并联方式不同带来系统驱动驱动模式差异模式差异 串联式混动串联式混动系统由发动机、发电机、电动机组成,运行原理是发动机带动发电机发电为动力电池充电、动力电池带动电机直接驱动,发动机仅提供充电功能而不参与驱动,全程电机驱动。代表车型为理想以及华为小康合作的增程式混动。 串联模式的优点是:1)发动机和驱动电机无直接连接关系,易于布置和设计;2)发动机不受汽车行驶工况的影响,始终在其最佳的工作区稳定运行,因此可降低油耗; 3)在拥堵路段,汽车在起步和低速时,只利用电池进行功率输出,纯电行驶更加环保。 缺点:1)驱动电机功率要求较高,同时额外需要发电机增加了整

    48、车重量。2)用油发电经历 2 次能量损耗,并非高效率。 图图 1919:串联系统中发动机不参与驱动串联系统中发动机不参与驱动 数据来源:汽车之家,国泰君安证券研究 并联式并联式混混动动是动力与电力驱动系统的整合,可以实现发动机和电机同步或者单独驱动,运行原理是当发动机处于中高速运转、高热传递功率时,发动机单独驱动;当中低速行驶时,发动机会进入高功率状态,冗余的功率传递给电池充电;当低速运行时,电机单独运行。 并联模式的优点是:1)动力充足,电机、发动机可共同驱动驱动,动力总成是两者之和;2)在纯电模式下,同样有电动汽车安静、使用成本低的优点。而在混合动力模式下,有非常好的起步扭矩,加速性能出色

    49、;3)与传统燃油车类似,只在变速器前加入了 p2p3 电机,改造成本低。 缺点:1)油耗相对难控制,并联式在混合动力模式下,发动机不能保证一直在最佳转速下工作,油耗比较高。2)馈电能力弱:发动机与电机共同驱动车轮的工况不能持久。持续加速时,电池的能量会很快耗尽,从而转为发动机直驱的模式。 图图 2020:并联系统高速时动力充足并联系统高速时动力充足 数据来源:汽车之家,国泰君安证券研究 混联式混动混联式混动结构是前两者的综合互补,其控制策略原理是:通过离合器,在汽车低速行驶时,以串联方式工作,利用电机纯电驱动;高速稳定行驶时,则以并联方式工作,发动机直接驱动。具体模式如下表: 表表 6:混联式

    50、混合动力可满足不同工作模式:混联式混合动力可满足不同工作模式 模式/工况 开启条件 工作状态 能量流向 驱动源 纯电模式纯电模式 1.电池能量充足 2.车辆对扭矩需求适中 1.发动机不工作 2.P1 电机不工作 3.P2 电机工作 1.电池供电给 P2 电机 2.P2 电机驱动车轮 P2 电机 串联模式串联模式 1.电池电量较低 2.车辆对扭矩需求较低 1.发动机工作 2.P1 电机工作,进行发电 3.P2 电机工作,进行驱动 1.发动机带动 P2 电机为电池充电 2.P2 电机驱动车轮 P2 电机 并联模式并联模式 需求较大扭矩 1.发动机工作 2.P1 电机工作 3.P2 电机工作 1.发

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