新能源汽车行业研究②:产业链中游“三大电”投资价值分析
新能源汽车产业链中,除了整车本身之外,中游我们重点关注的是电动动力总成**“三大电”——电池、电机、电控,以及热管理和电路**。
在新能源汽车行业研究①中,我们梳理了上游产业,即原材料锂矿,以及锂离子电池的四大核心组件:电解液、正极材料、负极材料、隔膜。
接下来看中游产业:
Part 01 电池
电池在新能源汽车中的作用和重要性不言而喻:它负责为整车提供电能,电池的性能决定了车辆的动力、续航能力以及安全性等等。
先看国外电池企业:目前欧洲地区已成熟运营的电池工厂仅LG新能源波兰工厂、三星 SDI匈牙利工厂、SK ON匈牙利工厂、远景动力英国工厂等屈指可数的几家。而在欧洲各方通力支持下,欧洲涌现出一批电池新势力,包括瑞典Northvolt、法国Verkor、英国Britishvolt、意大利Italvolt、斯洛伐克InoBatAuto 等欧洲本土电池企业等,他们均已宣布建设超级工厂。其中尤以Northvolt为代表,被国人称作欧洲宁德时代。
再看国内情况,国内动力电池市场情况如下图:
动力电池行业竞争十分激烈,甚至还要面对整车企业的利润挤压。投资动力电池行业建议着重把握两条主线:
一是动力电池企业的战略布局,特别是动力电池企业与整车企业已经建立的合作关系。部分动力电池企业绑定优质客户,可以受益于整车企业销售放量;
二是动力电池技术演进方向,关注在特定领域具有独特技术优势的动力电池企业。
Part 02 电机
电机在电动车中负责将电能转换成动能,是电动车的核心组件之一。
电机产业目前已进入扁线化趋势,并由此带来新一轮技术迭代,双电机占比提升将进一步拉动行业需求。由于终端品牌车型要求提高,近几年驱动电机门槛大幅提升,扁线电机相比传统圆线大幅提高了功率密度,带来电机体积小型化,使得原材料需求更少,成本下降,电机由圆线向扁线发展的趋势已确立。
2021年以来,特斯拉Model Y、广汽已换装扁线电机,比亚迪DMI全系采用扁线电机,后续待上市潜在爆款车型ET5、ET7、智己、极氪等也均采用扁线电机。考虑到扁线的高功率密度、高能量转换效率、散热性好等优势,预计未来3-5年扁线电机渗透率将快速提升。
随着电动车在消费端认可度提升,新能源汽车在性能方面的升级趋势将带动对四驱双电机、甚至三电机版本的车型需求,双电机车型占比的提升将进一步拉动电机行业市场需求。
扁线电机壁垒主要体现在:
1. 设备:设备精度要求高,必须依赖自动化生产线;
2. 材料:铜线必须具有弹性,但折弯后反弹需使得电磁线绝缘层不受损;扁线涂覆层收缩过程中会出现四角变薄影响绝缘性,需在弯角处进行加厚;
3. 工艺复杂,十几道工序需一次成型。
过去驱动电机行业不能盈利主要由于研发费用极高以及没有爆款车型,每开发一款车型都要单独设计产线。因此电机行业呈现市场分散、每家企业营收低、费用率高的状态。
2020年来随着特斯拉、比亚迪及蔚小理等品牌的陆续崛起,行业规模效应开始显现。2022年原材料涨价趋势放缓,部分企业已通过顺价机制传导成本压力,在技术和客户端拥有先发优势的第三方电机企业有望快速提升营收规模并率先实现扭亏为盈,并通过与优质车企的合作进一步巩固在技术和成本上的优势,拓展更多市场份额。
Part 03 轻量化
电动汽车整车重量降低会带来续航里程的提升。轻量化的实现途径包括:材料应用的轻量化、结构设计轻量化和制造工艺轻量化。新型轻量化材料的连接需要用应力分布均匀、强度高的胶粘剂替代传统的机械连接。
同时,电池结构的简化和改进也需要更多的胶体配合完成组装。
亚太地区是全球主要的汽车用胶产区和消费区,我国胶粘剂市场经历了落后产能的出清,行业供给格局得到优化,进出口额实现增长。随着下游电动汽车行业的快速发展以及国内企业不断加大研发力度所带来的产品转型升级,海外龙头垄断高端市场的局面逐步被打破。
胶粘剂在电动汽车中主要有结构胶、导热胶、导电胶、胶带等。
结构胶在电池中用于粘接方形电芯的PET蓝膜和喷粉涂层,在车身中取代传统**;导热胶的使用形式包括热传导胶带、导热绝缘弹性橡胶、导热绝缘灌封胶等,导热填料的种类、粒径、混杂等都会影响导热胶的性能;导电胶用于**电解液对铜箔和铝箔的腐蚀性;胶带主要指电芯叠片时会用到的压敏胶,起到保护叠片、绝缘固定的作用。
从胶粘剂使用基材的角度看,聚氨酯耐温范围广,环氧树脂粘接力度高,有机硅密封效果好。因此结构胶中环氧树脂占比较高;在导热胶中和聚氨酯和有机硅较为常见。但基材的选择并非绝对,厂商常根据下游客户对性能的需求曲线,决定使用哪一类或者哪几类混合基材。
Part 04 热管理
对电池进行有效的热管理是避免电车热失控的关键。
热管理分为风冷式、液冷式和相变制冷等方式。其中,液冷散热效果好,性价比高,需要导热胶在元件和液冷板之间传递热量。此外,电芯与电芯之间、电机定子和充电桩灌封也都需要导热胶辅助散热。热管理不当所导致的热失控是动力电池起火的主要原因,热失控是指单体蓄电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的过热、起火、甚至**现象。
热管理根据介质不同主要分为基于空气、液体、相变材料及热管的热管理。增加电池的能量密度意味着在更小的空间中放热更多,因此热管理就成为电池组性能和设计的关键指标之一。热管理**能在电池温度较高时进行有效散热,温度较低时有效预热,并减小电池组内温度差异,抑制局部热区的形成,从而避免热失控。
目前主要的电池热管理方式有:
1. 风冷:基于空气的热管理,指空气流经电池表面时带走热量的热管理方式。根据通风措施的不同分为自然对流散热和强制通风散热,前者只通过电池包内部气流进行**,后者则加上了强制通风措施(如风机)。
根据通风方式的不同,风冷方式又可分为串行通风和并行通风,串行通风时,**介质与电池进行热交换,从而不断被加热,出风侧效果不如入风侧;并行通风时,电池组各流道之间**介质流量相等,温度一致性较好,是强制通风的较优选择。
2. 液冷:基于液体的热管理,指将**液填充到液冷板中,通过导热材料带走或传递热量,然后通过控制**液温度达到控制电池温度的目的。**液可以是水、水和乙二醇混合物、矿物质油和R134a 等,需具备较高的导热率。因此,液冷会有较好的散热效果。
3. 相变制冷:相变材料是特定条件下吸收或释放热量后物理状态发生改变的物质(类似水的固、液、气三态变化间会吸、放热),相变制冷即利用相变时储能与放能的特性达到热管理的效果。
4. 热管**:热管能快速传输热量,保持各电池单体温度的均匀性,维持正常的温度工作范围。
由于散热效果及性价比优势,液冷成为主流的电池散热方法。导热胶是液冷散热**中性能优异的导热材料。
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