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类型动力电池与电池系统报告:电芯结构件盈利有望修复电池结构变化可能带来增量-220621(19页).pdf

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    1、 敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告 | 行业深度报告 2022 年 06 月 21 日 推荐推荐(维持)(维持) 电芯结构件盈利电芯结构件盈利有望有望修复修复,电池电池结构结构变化可能变化可能带来增量带来增量 中游制造/电力设备及新能源 电动车电池结构件主要分为电芯结构件与电池包结构件两部分。其中电芯结构电动车电池结构件主要分为电芯结构件与电池包结构件两部分。其中电芯结构件件的隐形的隐形壁垒较高,壁垒较高,目前目前格局格局比较比较稳定,头部玩家在稳定,头部玩家在制造能力与综合成本、市制造能力与综合成本、市场场份额份额与产能利用率与产能利用率等等方面方面占据优势占据优势;主流企业;主流企业随

    2、着规模效应随着规模效应体现体现、生产效率、生产效率继续继续提升,提升,加上加上铝铝等材料价格等材料价格下行,盈利能力将迎来修复。下行,盈利能力将迎来修复。近几年,电池等环近几年,电池等环节的工艺变化与迭代加快,但节的工艺变化与迭代加快,但大圆柱、大圆柱、CTP/CTC 等等新结新结与与工艺工艺的的应用,应用,对对电芯电芯结构件结构件环节影响较环节影响较小小;而;而在此过程中,电池包的在此过程中,电池包的托盘托盘等环节可能会等环节可能会承载更多电承载更多电池系统部件的集成,价值量池系统部件的集成,价值量有望有望迎来迎来显著显著增长。增长。 电芯结构件行业格局稳定电芯结构件行业格局稳定。电芯结构件

    3、行业的入门要素在于企业对模具生产的理解,大部份头部结构件厂商基本都有长期的模具开发积累。同时,结构件行业固定资产周转率偏低,成本中制造费用占比较高,约 20-30%,因此企业生产工艺、制造管理、自动化等领域的 know-how 差异,对综合成本的影响相对较大一些,目前头部企业如科达利、震裕科技的制造成本优势相对明显,因此也占据着主要份额。 结构件结构件盈利能力正在修复盈利能力正在修复。行业头部厂商均处于产能快速扩张期,随着跟下游大客户的深入绑定,结构件产品也在更标准化,叠加自动化产线的应用,结构件产商的生产效率、良率、原料利用率等都在逐步提升,报表层面先体现为人均产值上的提升,然后是影响利润率

    4、水平。结构件环节受铝材等价格影响较大,定价模式近几年从年度定价转变为季度定价,近几个月铝价持续下行,预计结构件行业的盈利水平会开始有相应的修复。 工艺演变工艺演变对电芯结构件影响对电芯结构件影响小小,对成组环节的结构件影响较大,对成组环节的结构件影响较大。大圆柱电池产业化在加快,大圆柱对结构件市场规模直接影响有限,但要求更高,可能进一步拉开头部企业与其他企业的差距。传统电池系统演进到 CTP/CTC,核心在于电芯、模组、pack、车身之间集成化程度的演变。在这一过程中,电芯结构件受到的直接影响也相对有限,不过模组/pack 环节变化比较大,该环节更加简约高效。目前大部份整车厂、电池厂已经展开相

    5、应布局,除特斯拉希望一步完成 CTC 之外,其他大部份厂商选择了 CTP/CTB 的过渡路线。 CTP 电池托盘结构件价值量提升明显。电池托盘结构件价值量提升明显。在 CTP 方案下,由于集成度的提高,CTP 电池托盘制造需要同时使用焊接和铆接工艺,工艺难度和工序也随之增加。此外由于原本由 pack 承担的功能与电池包集成,如冷却系统、防护钢板等,使得 CTP 电池托盘单位价值量从 1800 元/套提升至 3000-4000 元/套,考虑到 CTP 方案的再进步,和在高端车型中的应用,单车价值量可能更高。预计 2025 年 CTP 电池托盘市场空间将超过 250 亿元。 投资建议。投资建议。推

    6、荐或关注震裕科技(机械联合)、科达利(汽车)、和胜股份(有色)、先惠技术(机械)、斯莱克(机械)。 风险提示:风险提示:下游需求不及预期、产品价格持续下降 重点公司主要财务指标重点公司主要财务指标 股价股价 21EPS 22EPS 23EPS 22PE 23PE PB 评级评级 震裕科技 152.0 1.95 4.20 7.74 36 20 6 强烈推荐 科达利 173.3 2.33 4.82 7.44 36 23 6 未有评级 和胜股份 58.7 1.12 1.74 2.75 34 21 4 未有评级 先惠技术 111.4 0.92 3.27 5.36 34 21 5 未有评级 斯莱克 16

    7、.1 0.19 0.27 0.46 60 35 5 强烈推荐 资料来源:公司数据、招商证券 行业规模行业规模 占比% 股票家数(只) 281 6.0 总市值(亿元) 69486 8.5 流通市值 (亿元) 56060 8.2 行业指数行业指数 % 1m 6m 12m 绝对表现 22.8 -16.6 47.2 相对表现 15.2 -3.6 62.7 资料来源:公司数据、招商证券 相关相关报告报告 1、原材料价格开始下降,三元行业景气度修复动力电池与电池系统系列报告(91)2022-06-17 2、替换周期叠加新标准开始推广,电表产业将迎来新发展电力设备专题(21)(更新)2022-06-16 3

    8、、替换周期叠加新标准开始推广,电表产业将迎来新发展电力设备专题(20)2022-06-16 游家训游家训 S1090515050001 刘荣刘荣 S1090511040001 刘刘珺涵涵 S1090519040004 吴洋吴洋 研究助理 -40-20020406080Jun/21Oct/21Jan/22May/22(%)电力设备及新能源沪深300动力电池与电池系统系列报告(动力电池与电池系统系列报告(9 92 2) 敬请阅读末页的重要说明 2 行业深度报告 正文正文目录目录 一、电芯结构件行业格局稳定 . 4 二、电芯结构件盈利能力正在修复 . 7 三、工艺演变对电芯结构件影响小,对成组环节的

    9、结构件影响较大。 . 9 四、CTP 电池托盘结构件价值量提升明显。 . 14 四、投资建议 . 17 风险提示 . 17 图表图表目录目录 图 1:(从上到下)动力锂电池顶盖、壳体生产步骤 . 5 图 2:锂电中游材料行业权重固定资产周转率 . 5 图 3:2021 年锂电中游材料企业制造成本占比 . 5 图 4:方形锂电池结构件示意图 . 6 图 5:方形锂电池成本构成 . 6 图 6:电池结构件壳体、盖板生产流程 . 6 图 7:震裕科技、科达利结构件毛利率情况 . 7 图 8:震裕科技、科达利折旧/营收情况 . 7 图 9:长江有色铝价 . 8 图 10:中国动力电池形态分布 . 9

    10、图 11:2020 年全球动力电池形态分布 . 9 图 12:2170 电池比 1865 电池能量提升 50% . 10 图 13:4680 电池比 2170 电池能量提升 5 倍 . 10 图 14:大圆柱采用全极耳技术,减少电子流过路径 . 10 图 15:特斯拉 4680 电池生产线 . 10 图 16:易拉罐常规产线 . 10 图 17: 传统电池包-CTP-CTC 结构变化 . 11 图 18:动力电池包电池系统技术迭代趋势 . 12 图 19:宁德时代 CTP 电池包结构示意图. 12 图 20:比亚迪刀片电芯实用新型专利结构示意图 . 13 图 21:比亚迪刀片电芯实用新型专利爆

    11、炸图 . 13 hYbUtNsRmRqNqRoQsR6McM9PtRoOtRoMlOmMsMfQsQpN7NoOxONZtQrPvPsPmR 敬请阅读末页的重要说明 3 行业深度报告 图 22:电池包内结构示意图 . 14 图 23:电池托盘生产工艺 . 14 图 24:单位 CTP 电池托盘价值量提升 . 16 图 25:电力设备及新能源行业历史 PEBand . 18 图 26:电力设备及新能源行业历史 PBBand . 18 表 1:三种封装形式锂电池对比 . 4 表 2:锂电中游材料单位投资及对应营收情况 . 6 表 3:科达利、震裕科技固定资产、在建工程情况对比 . 7 表 4:震裕

    12、科技、科达利员工情况 . 7 表 5:易拉罐(可口可乐为例)与圆柱电池壳尺寸对比 . 10 表 6:常规方案与比亚迪刀片技术对比(单体磷酸铁锂电池) . 13 表 7:CTC/CTB 方案对比 . 13 表 8:电池托盘型材工艺对比 . 15 表 9:FSW 技术和 FDS 对比 . 15 表 10:CTP 托盘市场空间测算 . 16 敬请阅读末页的重要说明 4 行业深度报告 一、一、 电芯结构件电芯结构件行业行业格局稳定格局稳定 电芯结构件电芯结构件介绍。介绍。电芯结构件主要起到传输能量、保护及支撑电池的作用。锂电池根据封装形式不同,主要分为方形、圆柱、软包电池。除软包外,方形、圆柱均采用金

    13、属外壳,结构上分为壳体和盖板两部分。方型与圆柱电池的壳体、盖板各部件主要通过冲压、注塑制造,其后附加清洗、退火、摩擦焊接、激光焊接等环节最终完成成品。 表表 1:三种封装形式锂电池对比:三种封装形式锂电池对比 圆柱形圆柱形 方形方形 软包软包 图示 代表企业 松下、比克等 CATL、三星 SDI、比亚迪、国轩高科等 LGC、万向 A123、孚能科技、卡耐新能源等 制造工艺 卷绕 卷绕、叠片 叠片、卷绕 优点 自动化生产工艺成熟,成本低;电池组一致性强,能量密度高 对电芯保护作用强于铝塑膜电池,安全性也强于圆柱形电池 安全性能好,重量轻,比容量较高,内阻小,外形设计灵活,循环寿命长 缺点 单体容

    14、量较低, 对 BMS 及散热系统要求高 壳体重,电池组能量密度有限,型号太多,工艺难统一 一致性较差,成本高,容易发生漏液 资料来源:公司公告、招商证券 结构件结构件行业的入门要素行业的入门要素在在于于企业企业对对模具模具生产的理解生产的理解。 结构件的核心技术指标包括生产一致性、防渗漏、泄压阀设计和电导热导性、焊接工艺等,这都极大的影响了电芯的安全性和电性能。行业发展初期结构件种类繁多,每种产品均需要公司与客户进行模具和产品的交互式开发,及其考验公司对于冲压模具的理解,目前头部结构件厂商基本都拥有超过 20年的冲压模具开发经验,具备设计和制造大型、多列、高速、高强度精密级进冲压模具的能力。

    15、敬请阅读末页的重要说明 5 行业深度报告 图图 1: (从上到下): (从上到下)动力锂电池顶盖、壳体生产步骤动力锂电池顶盖、壳体生产步骤 资料来源:公司公告、招商证券 较重的较重的电池结构件业务资产电池结构件业务资产是入门壁垒之一是入门壁垒之一。在方形锂电池的成本构成中,结构件约占16%。 结构件成本主要由原材料、 制造费用、 直接人工构成, 占比分别约 40-60%、 20-30%、10-20%,制造费用占比明显高于正极、负极、电解液企业,仅次于隔膜、铜箔企业,主要系成本中固定资产折旧占比较高, 导致行业的固定资产周转率偏低。 因此企业生产工艺、制造管理、自动化等领域的 know-how

    16、差异,对综合成本的影响相对较大一些。 同时由于下游动力锂电池企业集中度较高且进入供应链需要较长时间的验证, 结构件的市场格局也相对集中,目前头部企业如科达利、震裕科技的制造成本优势相对明显,因此也占据着主要份额。 图图 2:锂电中游材料行业权重固定资产周转率:锂电中游材料行业权重固定资产周转率 图图 3:2021 年锂电中游材料企业制造成本占比年锂电中游材料企业制造成本占比 资料来源:公司公告、招商证券 资料来源:公司公告、招商证券 注:恩捷为 2020 年数据 核心步骤核心步骤 敬请阅读末页的重要说明 6 行业深度报告 表表 2:锂电中游材料单位投资及对应营收情况:锂电中游材料单位投资及对应

    17、营收情况 (亿元(亿元/万吨、亿平、千万件)万吨、亿平、千万件) 单位投资额单位投资额 正极(NCM622) 6-7 负极 2-3 隔膜 2-3 电解液 0.8-1 铜箔(6m) 7-8 结构件(壳体+盖板) 0.7-0.8 (亿元)(亿元) 每每 GWh 用量对应营收用量对应营收 正极(NCM622) 5.28 负极 0.46 隔膜 0.22 电解液 0.88 铜箔(6m) 0.69 结构件(壳体+盖板) 0.4 资料来源:公司公告、招商证券 图图 1:方形锂电池结构件示意图:方形锂电池结构件示意图 图图 2:方形锂电池成本构成:方形锂电池成本构成 资料来源:公司公告、招商证券 资料来源:公

    18、司公告、招商证券 图图 6:电池电池结构件结构件壳壳体体、盖板生产流程、盖板生产流程 资料来源:震裕科技招股书、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 7 行业深度报告 二、二、电芯结构件盈利电芯结构件盈利能力正在能力正在修复修复 产能规模与生产效率的提升是决定结构件盈利水平的重要因素。产能规模与生产效率的提升是决定结构件盈利水平的重要因素。主要参与者科达利、震裕科技在过去几年均处于快速扩张期,2021 年底两者固定资产合计约 32.7 亿元较 2016 年增长超过 300%,且目前在建工程合计超过 10 亿元,产能仍保持强劲扩张。随着产能规模的放大,规模效应也正在逐步显现,科达利、震裕科技折旧与营

    19、收比保持下降的趋势,2021 年两者比值分别为 5.3%、2.4%,环比下降 4、1.9 个百分点,正在形成有效的成本摊销。 同时科达利与震裕科技都在进行自动化产线的更新迭代, 用以提升产品的生产效率、 良率。据产业反馈,震裕科技的新建产能大部份会采用新式的第三代自动化产线,预计生产效率相较于第一代产线将提高一倍,第四代产线也在研发中。随着跟下游大客户的深入绑定,结构件产品也在更标准化,叠加自动化产线的应用,报表层面先体现为人均产值上的提升2021 年,公司人均产值从 53.8 万元大幅提升到 92.6 万元。然后的表现会是影响利润率水平。2021 年毛利率有所下滑主要为铝价上行影响较大。 表

    20、表 3:科达利、震裕科技固定资产、在建工程情况对比:科达利、震裕科技固定资产、在建工程情况对比 科达利科达利 2015 年年 2016 年年 2017 年年 2018 年年 2019 年年 2020 年年 2021 年年 固定资产(亿元) 3.0 5.8 7.8 12.5 16.4 19.5 24.8 固定资产 YOY 43.6% 93.1% 34.4% 61.0% 31.3% 18.4% 27.4% 在建工程(亿元) 0.8 0.5 3.9 2.4 3.0 2.6 6.0 在建工程 YOY -33.9% 632.2% -37.2% 22.2% -14.6% 135.4% 在建工程/固定资产

    21、26.90% 9.20% 50.10% 19.50% 18.20% 13.10% 24.20% 震裕科技震裕科技 2016 年年 2017 年年 2018 年年 2019 年年 2020 年年 2021 年年 固定资产(亿元) 2.3 2.4 2.7 3.4 5.8 7.9 固定资产 YOY 7.5% 11.5% 25.5% 69.0% 36.4% 在建工程(亿元) 0.0 0.5 0.2 1.7 1.0 5.4 在建工程 YOY -61.0% 871.6% -44.6% 456.6% 在建工程/固定资产 0.30% 18.90% 6.60% 51.00% 16.70% 68.20% 资料来源

    22、:公司公告、招商证券 图图 7:震裕科技、科达利:震裕科技、科达利结构件结构件毛利率情况毛利率情况 图图 8:震裕科技、科达利折旧:震裕科技、科达利折旧/营收情况营收情况 资料来源:公司公告、招商证券 资料来源:公司公告、招商证券 表表 4:震裕科技、科达利员工情况:震裕科技、科达利员工情况 震裕科技震裕科技 2016 2017 2018 2019 2020 2021 同比变化同比变化(%) 员工总数(人) 568 725 1,129 1,477 2,219 3,278 47.72 人均薪酬(万元) 8.82 10.08 10.33 10.19 9.68 17.70 82.77 敬请阅读末页的

    23、重要说明 8 行业深度报告 震裕科技震裕科技 2016 2017 2018 2019 2020 2021 同比变化同比变化(%) 人均产值(万元) 39.47 42.09 52.89 50.75 53.75 92.56 72.19 人均创造利润(万元) 3.94 2.61 4.89 5.24 5.87 5.19 -11.55 科达利科达利 2016 2017 2018 2019 2020 2021 同比变化同比变化(%) 员工总数(人) 1,169 1,667 2,457 3,510 4,944 8,190 65.66 人均薪酬(万元) 7.5 9.07 9.41 11.39 11.95 13

    24、.71 14.73 人均产值(万元) 43.3 41.55 55.32 69.82 65.38 80.64 23.34 人均创造利润(万元) 6.92 4.75 2.28 7.43 5.88 9.78 66.33 资料来源:公司公告、招商证券 定价模式变更、定价模式变更、大宗降价,行业盈利水平改善。大宗降价,行业盈利水平改善。2021 年以前,结构件行业普遍按照前一年度铝均价为基准作为当年的结构件产品价格,但 2020 年以来铝价的持续上行较大的影响了行业的毛利率水平。 2021 年以来行业定价模式改为按照前一季度铝价为基准定当季度结构件价格, 同时铝的采购主要发生在当季度。定价模式变更后较大

    25、平滑了原材料价格影响。而 222Q2 以来铝价开始下行,截止目前 Q2 铝均价约 2.08 万元/吨,环比下降 6%,结构件行业盈利能力将迎来修复。 图图 9:长江有色铝价长江有色铝价 资料来源:长江有色、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 9 行业深度报告 三三、工艺演变对电芯结构件影响小,对成组环节的结构件工艺演变对电芯结构件影响小,对成组环节的结构件影响较大。影响较大。 方形电池仍为主流方形电池仍为主流,大圆柱电池可能大圆柱电池可能带来变化带来变化。根据 SNE 数据,2020 年全球电动车市场方形锂电池占比达 49.2%,圆柱电池占比 23%。而在中国市场,方形仍是主流,占比超过 80%

    26、。 2020 年 9 月特斯拉在电池日上发布 4680 大圆柱电池。相较于 2170 圆柱电池,4680 大圆柱电池拥有更大的能量密度,更低的生产成本。大圆柱在结构件上的变化最为直接。相较于 21700,4680 电池容量增大 5 倍。随着圆柱电池直径的变大,对壳体拉力和承受强度的要求也随之增加。这使得大圆柱电池对结构件质量的要求及单位价值量都有所提升。大圆柱电池产业化在加快,大圆柱对结构件市场规模直接影响有限,但要求更高,可能进一步拉开头部企业与其他企业的差距。 除了传统龙头外,新的圆柱电池壳制作工艺也值得关注。除了传统龙头外,新的圆柱电池壳制作工艺也值得关注。2021 年以来斯莱克等企业在

    27、大圆柱电池壳的生产工艺上做出了更多尝试, 比如将现有易拉罐制罐技术应用于新能源电池壳生产线的制造中。理论上这些新工艺的尝试可以带来更高的生产效率,也是值得关注的变化。 图图 30:中国动力电池形态分布:中国动力电池形态分布 图图 11:2020 年全球动力电池形态分布年全球动力电池形态分布 资料来源:GGII、招商证券 资料来源:SNE、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 10 行业深度报告 图图 4:2170 电池比电池比 1865 电池能量提升电池能量提升 50% 图图 5:4680 电池比电池比 2170 电池能量提升电池能量提升 5 倍倍 资料来源:Tesla Battery Day、招

    28、商证券 资料来源:Tesla Battery Day、招商证券 图图 16:大圆柱采用全极耳技术,:大圆柱采用全极耳技术,减少电子流过路径减少电子流过路径 资料来源:行业信息、招商证券 图图 7:特斯拉:特斯拉 4680 电池生产线电池生产线 图图 8:易拉罐常规产线:易拉罐常规产线 资料来源:斯莱克、招商证券 资料来源:奥瑞金、招商证券 表表 5:易拉罐(可口可乐为例)与圆柱电池壳尺寸对比易拉罐(可口可乐为例)与圆柱电池壳尺寸对比 产品产品 直径直径 高度(高度(mm) 直径与高度之比直径与高度之比 壁厚 (壁厚 (mm) 易拉罐 (可口可乐 330ml) 57 102 0.56 0.11

    29、46800 圆柱电池壳 46 80 0.58 21700 圆柱电池壳 21 70 0.30 0.4 18650 圆柱电池壳 18 65 0.28 0.2 资料来源:特斯拉官网、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 11 行业深度报告 CTP/CTCCTP/CTC,核心在于电芯、模组、,核心在于电芯、模组、packpack、车身之间集成化程度的演变、车身之间集成化程度的演变。通常提升电池系统能量密度可以从电化学方向(掺杂包覆的方式改进正负极材料等)与物理方向(电池尺寸做大提升单体电池容量、优化 PACK 结构、轻量化设计等)入手。 而传统模组-CTP-CTC,核心在于电芯、模组、pack、车身之间集

    30、成化程度的演变,随着集成化程度的提升(CTP 去掉模组环节、CTC 进一步集成 pack 环节) ,电池包体积利用率增加、零部件减少从而降低整车生产成本、提升电池包能量密度。 图图 97: 传统电池包传统电池包-CTP-CTC 结构变化结构变化 资料来源:行业信息、招商证券 CTCTP P/ /CTCCTC 对电芯结构件影响小,对成组环节的结构件影响较大对电芯结构件影响小,对成组环节的结构件影响较大。在向 CTP/CTC 演变的过程中,电芯结构件受到的直接影响也相对有限,不过模组/pack 环节变化比较大,该环节更加简约高效。目前大部份整车厂、电池厂已经展开相应布局,除特斯拉希望一步完成 CT

    31、C之外,其他大部份厂商选择了 CTP/CTB 的过渡路线。 宁德最先在 2018 年推出 CTP1.0 技术 (大模组) , 目前已迭代至第三代麒麟电池 (无模组) ,电池包体积利用率再次提升,从 55%到 67%、相较于传统模组电池包零部件数量减少 40%、生产效率提升了 50%、电池包能量密度提升 10%-15%。同时预计在 2025 年推出 CTC 技术。 比亚迪在 2019 年推出的刀片电池本质是 CTP 方案的一种形式(无模组) ,区别于宁德时代CTP1.0 的大模组方案, 比亚迪条形电池方案重点在于对电芯长度的改进。 根据相关专利说明, 比亚迪条片电池包长度更长, 体积能量密度提升

    32、 20%以上, 成本下降 10-15%。 而在 2022年推出的 CTB,则是在 CTP 基础上将车身底板与电池上盖集成,动力电池既是能量体又作为结构件。 特斯拉、零跑等整车厂推出的 CTC 技术,实际上与比亚迪 CTB 技术类似。特斯拉的 CTC 方案集成程度最高,将配合 4680 大圆柱将电池作为车身结构的一部分,连接前后车身底盘部件,新电池系统平台仅由一个电池组和两个大型铸件组成。而零跑的 CTC 技术相较于比亚迪、特斯拉的方案改变较小,直接去掉了电池上盖板。 敬请阅读末页的重要说明 12 行业深度报告 图图 18:动力电池包电池系统技术迭代趋势动力电池包电池系统技术迭代趋势 资料来源:

    33、各公司公告、招商证券 图图 19:宁德时代:宁德时代 CTP 电池包结构示意图电池包结构示意图 资料来源:宁德时代专利、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 13 行业深度报告 图图 20:比亚迪刀片电芯实用新型专利结构示意图:比亚迪刀片电芯实用新型专利结构示意图 图图 21:比亚迪刀片电:比亚迪刀片电芯实用新型专利爆炸图芯实用新型专利爆炸图 资料来源:国家知识产权局,招商证券 资料来源:国家知识产权局,招商证券 表表 6:常规方案与比亚迪刀片技术对比(单体磷酸铁锂电池):常规方案与比亚迪刀片技术对比(单体磷酸铁锂电池) 常规方案常规方案 刀片技术刀片技术 对比例对比例 1 实施例实施例 1 实施

    34、例实施例 2 实施例实施例 3 单体尺寸:长、宽、高(mm) 208*118*13.5 435*118*13.5 905*118*13.5 905*118*13.5 数量 352 176 88 92 单体容量(Ah) 47.5 95 202 202 单体电量(Wh) 152 304 646.4 646.4 单体体积(L) 0.331 0.693 1.442 1.442 单体 VED(Wh/L) 459 439 448 448 车身在单体延伸方向的尺寸 1880 1880 1880 1880 电池包电量(Wh) 53504 53504 56883.2 59468.8 电池包总体积(L) 213

    35、213 213 213 电池包能量密度(Wh/L) 251 252 268 280 单体电池体积之和电池包的体积 54.76% 57.39% 59.70% 62% 单体长度/车身单体延伸方向的尺寸 44.26% 46.28% 48.14% 48% 资料来源:国家知识产权局,招商证券 表表 7:CTC/CTB 方案对比方案对比 零跑零跑 CTC 比亚迪比亚迪 CTB 特斯拉特斯拉 CTC 车身变化 直接取消电池上盖,车身,地板结构不变,下车体底盘结构与电池托盘结构耦合。 上盖与车身地板集成,车身变动较小 上盖、地板、横梁集成,电池组作为车身结构的一部分,车身变动较大。 实现难易程度对比 容易 中

    36、等 最难 集成度对比 最低 中等 最高 整车装配改动度对比 最小 中等 最大 资料来源:汽车电子设计、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 14 行业深度报告 四、四、CTPCTP 电池托盘结构件价值量提升明显电池托盘结构件价值量提升明显。 电池电池包结构件介绍。包结构件介绍。电池包结构件主要分为上顶盖和电池托盘。在作为电池系统承载装置的同时,还对电池模组或电芯的稳定工作起到关键作用。由于托盘需要承担整个电池模组的重量,其制备材料需要具备高强度、抗冲击、耐腐蚀、耐高温等性能,较上盖而言托盘的性能要求更高且重量更大。 电池托盘的生产步骤可分为铝棒熔铸、挤压、深加工、集成装配四步。电池托盘的密封性要求

    37、极高,而电池托盘包含 100-200 个零部件,所以零部件的拼接是核心难点。其中 FSW(摩擦搅拌焊技术)是当前电池托盘的主流焊接方法。但在 CTP 方案下,传统 FSW 连接方式存在焊接变形、精度一般的问题,难以满足 CTP 结构的高精度要求。FDS 可能在 CTP 方案成熟后成为主流。 图图 22:电池包内结构示意图电池包内结构示意图 资料来源:Light Metal Age、维科号、招商证券 图图 23:电池托盘生产工艺:电池托盘生产工艺 资料来源:和胜股份招股书、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 15 行业深度报告 挤压工艺仍为主流挤压工艺仍为主流, 压铸可能, 压铸可能 CTC 的选

    38、择的选择。 电池托盘加工工艺一般有三种: 冲压、 挤压、压铸。其中铝合金挤压型材拼焊构成的框架因具备高刚性、抗震动、抗冲击等性能,已经逐渐代替传统冲压工艺成为当前行业的主流。在 CTP 下,挤压工艺仍能适应其对电池托盘的新要求。 而一体化压铸则是特斯拉对于 CTC 方案的选择。 2019 年, 特斯拉便宣布在 Model Y 中采用压铸一体成型工艺,减少 30%的车身重量与 40%的制造成本。该工艺下车身结构的完整性较好,能够提供较好的强度、刚度和密封性能。但由于汽车构件较大,该技术在需求的压铸机设备吨位也随之大幅增长,至少需要 5000 吨及以上。 表表 8:电池托盘型材工艺对比电池托盘型材

    39、工艺对比 型材工艺型材工艺 年代年代 优点优点 缺点缺点 主要应用主要应用 冲压 早期 强度及刚性高,成本低 延伸度及震动、冲击强度不足 钢材多, 铝材冲压需要车企具备较强车身和底盘集成能力 挤压 当前主流 成本较低,能提供较大的强度及刚性 焊接工艺复杂 目前纯电主流用途 压铸 中长期 无需进一步焊接工序,综合力学性能强 易发生欠铸、裂纹、冷隔、凹陷、气孔等,碰撞后易变形 混动及小型车低能量电池包, 未来向纯电延伸 资料来源: 新能源汽车电池托盘应用现状及发展趋势 、招商证券 表表 9:FSW 技术和技术和 FDS 对比对比 连接方式连接方式 介绍介绍 优点优点 缺点缺点 摩擦搅拌焊接(FSW

    40、) 以旋转的搅拌针以及轴肩与母材摩擦产生的热为热源,通过搅拌针的旋转搅拌和轴肩的轴向力实现对母材的塑化流动来得到焊接接头 焊接接头强度高、密封性好 精度一般,高温会破坏绝缘漆等材料,焊接钢的材料困难 螺栓自拧紧技术(FDS) 通过设备中心拧紧轴将电动机的高速旋转传导至待连接板料摩擦生热产生塑性形变后,自攻螺丝并螺栓连接的冷成形工艺,通常配合机器人使用,有高自动化程度。 精度更强、变形小,气密性更好,可在保证足够连接强度的同时实现箱体良好密封性 设备成本增加(需要 FDS 工作站和大量机械臂)、焊后凸起、螺钉造价昂贵 资料来源:公司公告、招商证券 CTP 下电池包结构件集成度增大,电池托盘价值量

    41、提升。价值量提升主要来源于: A)工艺难度和工序增加。)工艺难度和工序增加。CTP 结构下失去了独立模组对各自电芯的保护,需要从整个电池包的层面解决电芯由于充放电膨胀造成的形变和散热性能变差的两个问题, 因此对电池托盘的防震和气密性等要求都提高。同时由于集成度的提高,需要同时使用焊接工艺和铆接工艺,这使得所需要的设备如 FDS 工作站、机械臂、焊接机器人、搬运机器人、检测装置等,大部份设备需要去海外采购,价格及交期较长,导致 CTP 电池托盘生产成本增加。 B)电池托盘)电池托盘集成集成功能增加。功能增加。在传统电池托盘中包含电芯、模组结构件、水冷板,底层防护钢板等部件。CTP 下,模组结构件

    42、被取消,其他部件进行与电池包结构件进行集成化设计,比如将冷却系统与托盘合二为一,带来单个托盘价值量的提升。 敬请阅读末页的重要说明 16 行业深度报告 CTP 方案下单套电池托盘价值量会显著提升,经测算传统托盘价值量约 1800 元/套,由于集成功能及加工工艺难度的提升,预计 CTP 托盘价值量可能提升至 3000-4000 元/套,考虑到 CTP 方案的再进步,和在高端车型中的应用,单车价值量可能更高。预计 2025年 CTP 电池托盘市场空间将超过 250 亿元。 表表 10:CTP 托盘市场空间测算托盘市场空间测算 2022 年年 2023 年年 2024 年年 2025 年年 CTP

    43、电池托盘价值量 (元/套) 3500 3500 3500 3500 传统电池托盘价值量(元/套) 1800 1800 1800 1800 中国新能源汽车销量(万辆) 539.8 720.3 933.3 1192.5 CTP 托盘渗透率 15% 30% 45% 60% CTP 电池托盘市场空间(亿元)电池托盘市场空间(亿元) 28.3 75.6 147.0 250.4 电池托盘市场空间(亿元)电池托盘市场空间(亿元) 111 166 239 336 资料来源:GGII、招商证券 图图 24:单位单位 CTP 电池托盘价值量提升电池托盘价值量提升 资料来源:公司公告、招商证券 注:价值量为研究员估

    44、算值 敬请阅读末页的重要说明 17 行业深度报告 四四、投资建议、投资建议 电动车电池结构件主要分为电芯结构件与电池包结构件两部分。 其中电芯结构件的隐形壁垒较高,目前格局比较稳定,头部玩家在制造能力与综合成本、市场份额与产能利用率等方面占据优势; 主流企业随着规模效应体现、 生产效率继续提升, 加上铝等材料价格下行,盈利能力将迎来修复。近几年,电池等环节的工艺变化与迭代加快,但大圆柱、CTP/CTC等新结与工艺的应用,对电芯结构件环节影响较小;而在此过程中,电池包的托盘等环节可能会承载更多电池系统部件的集成,价值量有望迎来显著增长。 推荐或关注推荐或关注:震裕科技(机械联合) 、科达利(汽车

    45、) 、和胜股份(有色) 、先惠技术(机械) 、斯莱克(机械) 。 风险提示风险提示 1、下游、下游需求不及预期:需求不及预期:如果受到原材料价格大幅波动、产业政策变化、配套设施建设和推广、客户认可度等因素影响,可能导致新能源汽车市场需求出现较大波动。 2、产品价格持续下降:、产品价格持续下降:动力电池作为新能源汽车核心部件之一,也不断吸引新进入者通过直接投资、产业转型或收购兼并等方式参与竞争,同时现有动力电池及其材料企业亦纷纷扩充产能,市场竞争日益激烈,市场可能出现结构性、阶段性的产能过剩,导致产品价格持续下降。 参考报告:参考报告: 系列报告(九十一):原材料价格开始下降,三元行业景气度修复

    46、 系列报告(九十):成本优势凸显,钠电池产业化加快 系列报告(八十九):电池企业盈利将企稳并逐步修复,多领域锂电渗透加速 系列报告(八十八):宁德时代、蔚来加速布局,换电模式加快推广 系列报告(八十七):中游经营仍积极强劲,估值回到比较有吸引力的区间 系列报告(八十六):国务院印发2030 年前碳达峰行动方案,电动化加速 系列报告(八十五):拜登财政法案获众议院通过,美电车发展将加速 系列报告(八十四):8 月中国销售超预期,电车中游 Q4 投资机会可能提前 系列报告(八十三):磷酸锰铁锂可能是磷酸铁锂升级方向,产业化开始启动 系列报告(八十二):4680 圆柱电池应用可能加快电池技术进步 系

    47、列报告(八十一):负极石墨化新工艺开始推广,一体化布局企业占得先机 系列报告(八十):电动车电驱系统趋势:扁线、永磁、高压、高转速 系列报告(七十九):钠电池是锂电池的良好补充,产业化开始加快 系列报告(七十八):负极中端产品再次提价,高端产品可能提价在即 敬请阅读末页的重要说明 18 行业深度报告 图图 25:电力设备及新能源电力设备及新能源行业历史行业历史 PEBand 图图 26:电力设备及新能源电力设备及新能源行业历史行业历史 PBBand 资料来源:公司数据、招商证券 资料来源:公司数据、招商证券 分析师分析师承诺承诺 负责本研究报告的每一位证券分析师,在此申明,本报告清晰、准确地反

    48、映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。 招商电新团队:招商电新团队: 游家训:游家训:浙江大学硕士,曾就职于国家电网公司上海市电力公司、中银国际证券,2015 年加入招商证券,现为招商证券电气设备新能源行业首席分析师。 刘刘珺涵:涵:美国克拉克大学硕士,曾就职于台湾元大证券,2017 年加入招商证券,覆盖新能源汽车中游产业,现为招商证券电气设备与新能源行业联席首席分析师。 刘巍:刘巍:德国斯图加特大学车辆工程硕士,曾就职于保时捷汽车、沙利文咨询公司,2020 年加入招商证券,覆盖新能源车汽车产业链、工控自动化。

    49、赵旭:赵旭:中国农业大学硕士,曾就职于川财证券,2019 年加入招商证券,覆盖风电、光伏产业。 张伟鑫:张伟鑫:天津大学电气工程硕士,曾就职于国金证券,2021 年加入招商证券,覆盖新能源发电产业。 招商机械团队:招商机械团队: 7 次上榜新财富机械行业最佳分析师,连续两年第一名,三年第二名,两年第五名。连续 5 年上榜水晶球卖方机械行业最佳分析师,连续三年第一名。2012、2013、2018 年福布斯中国最佳分析师 50 强。2019 年获 WIND 和金牛最佳分析师第一名。2020 年获 WIND 最佳分析师第四名,金牛奖客观量化最佳行业分析团队第二名。 评级评级说明说明 25x35x45

    50、x60 x80 x01000200030004000500060007000Jun/20Dec/20Jun/21Dec/212.8x4.1x5.5x6.9x8.3x0100020003000400050006000Jun/20Dec/20Jun/21Dec/21 敬请阅读末页的重要说明 19 行业深度报告 报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系,基于报告发布日后 6-12 个月内公司股价(或行业指数)相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中,A 股市场以沪深 300 指数为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普 500 指数为基准。具体标准如下: 股票评级股票评级 强烈推荐:预期公

    51、司股价涨幅超越基准指数 20%以上 增持:预期公司股价涨幅超越基准指数 5-20%之间 中性:预期公司股价变动幅度相对基准指数介于 5%之间 减持:预期公司股价表现弱于基准指数 5%以上 行业评级行业评级 推荐:行业基本面向好,预期行业指数超越基准指数 中性:行业基本面稳定,预期行业指数跟随基准指数 回避:行业基本面转弱,预期行业指数弱于基准指数 重要重要声明声明 本报告由招商证券股份有限公司(以下简称“本公司”)编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息,但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结

    52、果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考,并不构成对所述证券买卖的出价,在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外,本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。 本报告版权归本公司所有。 本公司保留所有权利。 未经本公司事先书面许可, 任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载,否则,本公司将保留随时追究其法律责任的权利。

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