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电气设备行业电动车产业链技术研究专题系列之一:CTP降本增航,助LFP渗透续航500km以下乘用车-0309-新时代证.pdf
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2020 年 03 月 09 日
电气设备行业
CTP 降本增航,助 LFP 渗透续航 500km 以下乘用车
——电动车产业链技术研究专题系列之一 行业专题研究
开文明(分析师)
证书编号:S0280119120005
CTP 技术“化繁为简”,省去电池包的模组环节
常规电池包采用单体电芯—模组—电池包的多层级成组方式,该方式会降低
电池包的空间利用率。CTP 技术省去了电池模组环节,提高了电池包的空间
利用率,可以容纳更多的电芯,提升续航。并且,模组环节的去除使电池包
的零部件数量降低、工作效率提升,成本也相应下降。
根据建立的模型测算,CTP 技术可使续航增加 60km 以上、度电成本下降
16%以上
为了研究使用 CTP 技术时单车带电量和整车质量的变化对续航里程的影响,
我们建立了三者之间的数学模型,即续航里程(km)=334.21+9.538*带电量
(KWh)-0.275*整车装备质量(kg)。同时,基于比亚迪的专利,我们建立
了 LFP/NCM 电芯搭配常规/CTP 电池包时的续航里程和成本模型。根据我
们的测算,使用 213L 和 310L 电池包,由于电芯材料不同,单车带电量可提
升 14~21%,续航里程增加 60~130km。同时,电池包的度电成本能够下降
16~19%,到 0.57~0.69 元/Wh。
短期看,CTP 技术有望推动 LFP 渗透续航里程 500km 以下的乘用车
当电池包为 213L和 310L 时,装满电池后 CTP 技术对成本的降幅最高约 3700
元,续航里程可提高 60~130km。短期来看,CTP+LFP/NCM523 电池包对
应的续航里程有望达到常规 NCM811 电池包的水平,主要覆盖 500km 以下
续航里程。在不考虑补贴的影响,LFP 的降本幅度比 NCM523 高 1000~2000
元,更具经济性。
长期看,高镍三元在长续航车型中地位稳固
LFP 正极材料比容量已接近理论值,而高镍三元依然有 30%以上的提升空
间。长期来看,动力电池高镍化趋势不改。根据我们测算,CTP+高镍三元
比常规高镍三元电池包对应的续航里程多 80~130km,有望将电动车续航里
程推到新高点。在电动车续航里程不断向传统燃油车看齐的趋势下,高镍三
元应用前景依然广阔。
投资建议:我们推荐 1)推动 CTP 技术应用的龙头企业,如宁德时代、比
亚迪等;2)LFP 电池产业链,如鹏辉能源、国轩高科等。受益的公司有德
方纳米等。
风险提示:CTP 技术的安全性不及预期,新能源汽车政策不及预期
推荐(维持评级)
行业指数走势图
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待模式演进》2020-01-06
重点推荐标的业绩和评级
证券
股票
2020-03-06
EPS
PE
投资
代码
名称
股价
2018
2019E
2020E
2018
2019E
2020E
评级
300750.SZ
宁德时代
143.52
1.53
2.09
2.53
93.58
68.6
56.7
强烈推荐
002594.SZ
*比亚迪
65.36
1.02
0.64
0.84
64.08
102.1
77.8
强烈推荐
300438.SZ
鹏辉能源
25.87
0.94
0.71
1.41
27.47
36.4
18.4
强烈推荐
002074.SZ
*国轩高科
22.94
0.51
0.61
0.71
44.98
37.6
32.3
推荐
资料来源:Wind、新时代证券研究所(带*为采用 wind 一致预期)
-19%
-14%
-9%
-4%
1%
6%
11%
2019/03 2019/06 2019/09 2019/12 2020/03
电气设备
沪深300
王琎(联系人)
2020-03-09 电气设备行业
敬请参阅最后一页免责声明 -2- 证券研究报告
目 录
1、 CTP 技术能降本增效,开启市场推广 .......................................................................................................................... 4
2、 站在整车角度看 CTP 技术对续航里程和成本的影响.................................................................................................. 5
2.1、 续航里程(km)=334.21+9.538*带电量(KWh)-0.275*整车装备质量(kg) ........................................... 6
2.2、 CTP 提升单车带电量 14-21%,提升整车装备质量 7-11% .............................................................................. 8
2.3、 CTP 技术有助于续航里程增加 60~130km,CTP+高镍三元续航提升效果显著 .......................................... 11
2.4、 CTP 有助成本下降 16~19% ............................................................................................................................... 15
2.5、 短期 CTP+LFP 有望在 500km 以下车型占据一席之地,长期高镍三元依然是主流 .................................. 16
3、 投资建议 ........................................................................................................................................................................ 18
4、 风险提示 ........................................................................................................................................................................ 19
图表目录
图 1: 大众 MEB 电池包架构 ............................................................................................................................................... 4
图 2: 大众 MEB 平台电池包 ............................................................................................................................................... 4
图 3: 使用 CTP 技术的比亚迪刀片电池包 ......................................................................................................................... 4
图 4: 宁德时代 CTP 技术对电池包能量密度的改善 ......................................................................................................... 5
图 5: 蜂巢能源 CTP 技术对电池包能量密度的改善 ......................................................................................................... 5
图 6: 比亚迪“汉”续航 605km .............................................................................................................................................. 5
图 7: 宁德时代、北汽联合研发的 CTP 电池发布 ............................................................................................................. 5
图 8: CTP 会通过带电量、电池包质量和电芯总成本影响续航里程和电池包成本 ...................................................... 6
图 9: 续航里程的影响因素较多,主要有单车带电量和汽车质量 .................................................................................. 6
图 10: 续航里程数学模型回归分析 .................................................................................................................................... 8
图 11: 电池包 213L 时,CTP 电池提高电池包体积能量密度 14%以上 ......................................................................... 9
图 12: 电池包 310L 时,CTP 电池提高电池包体积能量密度 14%以上 ....................................................................... 10
图 13: 电池包 213L,CTP 提高单车带电量 14~21% ...................................................................................................... 10
图 14: 电池包 213L,CTP 提高电池包质量 8%左右 ...................................................................................................... 10
图 15: 电池包 310L,CTP 提高单车带电量 14~18% ...................................................................................................... 11
图 16: 电池包 310L,CTP 提高电池包质量 10%左右 .................................................................................................... 11
图 17: 2019 年我国乘用车市场以 A 级车为主,其次为 B 级和 A0 级 ......................................................................... 11
图 18: 除电池包外的整车质量分别为 3 档 ...................................................................................................................... 12
图 19: 电池包 213L 时,CTP 电池提高续航里程 15%以上 ........................................................................................... 12
图 20: 搭载 213L 的 CTP 高镍三元电池包,A0/A 级车续航里程超 500km................................................................. 13
图 21: CTP 对续航里程的增加额在 62~113km ............................................................................................................... 13
图 22: 电池包 310L 时,CTP 电池提高续航里程 14%以上 ........................................................................................... 14
图 23: 搭载 310L 的 CTP 高镍三元电池包,B 级车续航里程超 650km ....................................................................... 14
图 24: CTP 对续航里程的增加额在 82~130km ............................................................................................................... 15
图 25: CTP 技术有助于电池包度电成本下降 16%以上,单位:元/Wh ....................................................................... 16
图 26: CTP 技术可使度电成本下降 16%以上,单位:元/Wh ....................................................................................... 16
图 27: 213LCTP 电池包,续航增加、成本下降情况 ..................................................................................................... 17
图 28: 310LCTP 电池包,续航增加、成本下降情况 ..................................................................................................... 17
图 29: 三元正极材料比容量还有 30%以上的提升空间 .................................................................................................. 17
表 1: 部分样本数据 .............................................................................................................................................................. 7
表 2: 电动车续航里程数学模型准确度高 .......................................................................................................................... 8
表 3: 不同技术下的续航里程情况,单位:km ............................................................................................................... 17
mRsOmOvNuM7NcM9PsQmMsQmMkPoOnOeRmNqRbRmNqOwMqMpRMYnNqO
2020-03-09 电气设备行业
敬请参阅最后一页免责声明 -3- 证券研究报告
表 4: 相关公司估值 ............................................................................................................................................................ 19
2020-03-09 电气设备行业
敬请参阅最后一页免责声明 -4- 证券研究报告
1、 CTP 技术能降本增效,开启市场推广
CTP 技术是一种从电池包结构层面来提升电池包空间利用率和能量密度的方
法。国内、外车企的电池包基本上都采用从单体电芯—模组—电池包的成组方式,
通过多层级的成组方式保障电池安全,但会牺牲电池包的空间利率和能量密度。因
此电池企业在积极探索新的技术方向,其中做大电芯和模组尺寸或者直接放弃模组
是主要方法。其中,放弃模组,电芯直接安装于电池包的技术被称为 CTP 技术。
图1: 大众 MEB 电池包架构
图2: 大众 MEB 平台电池包
资料来源:高工锂电、新时代证券研究所
资料来源:网上车市、新时代证券研究所
图3: 使用 CTP 技术的比亚迪刀片电池包
资料来源:比亚迪专利、新时代证券研究所
CTP 技术有助于成本降低,提升体积能量密度。根据公司信息,比亚迪 CTP
电池包的体积能量密度较传统电池包能够增加 50%;宁德时代和蜂巢能源 CTP 电
池包的空间利用率能够提升 5~20%,零部件数量可减少 22~40%。
电池包
包体
单体
电池
单体
电池
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