油电混合动力汽车(汽车行业专题报告)

(报告出品方/作者:东吴证券,黄细里)

1 未来5年PHEV+HEV渗透率实现7%-50%飞跃

政策驱动混动技术转向,HEV+PHEV市场空间广阔。因为国家补贴导向,过去各品牌倾向“短途用电,长途用 油”的PHEV车型,并采用P2/P2.5单电机架构,这样能够更好的与已有的内燃机动力系统进行耦合,降低研发 成本。随着新能源补贴退坡以及“双积分”政策增加对于节能燃油车的鼓励,双电机架构的节能车产品逐渐得 到生产企业的重视,市场空间前景广阔,我们预测节能车(HEV+PHEV)2025年渗透率达到50%。

自主品牌混动技术超越合资,DM-i出现推动渗透率快速提升。自主车企在混动架构、发动机热效率、电机电控 技术、电池技术以及最终产品的经济性、动力性、成本方面达到或者超越合资品牌水准。对比哈弗H6的出现推 动SUV渗透率迅速提升,比亚迪DM-i的出现,凭借强大的产品力,有望成为混动技术新的标杆。而其它自主车 企(长城、吉利、长安、广汽、奇瑞)新一代混动方案迅速跟进,将进一步地壮大混动市场。

2 原因一:政策层面不仅支持PHEV也会支持HEV

政策+技术导向,混动市场前景广阔。2020年12月,中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图2.0 》,指出到2025/2030/2035年混合动力占比分别达到40%/45%/50%,2025/2030/2035年油耗目标为每百公 里5.6L/4.8L/4.0L,通过48V轻混技术难以达到,需要使用HEV强混技术。

双积分政策修改,增加传统乘用车节能引导措施。2020年6月,工信部发布关于修改《<乘用车企业平均燃料消 耗量与新能源汽车积分并行管理办法>的决定》。增加了引导传统乘用车节能的措施,对生产/供应低油耗车型 的企业在核算新能源汽车积分达标值时给予核算优惠,考虑到随着油耗达标要求逐年加严,符合低油耗标准的 车型技术难度和成本逐步增大的实际情况,2021至2023年逐步提高低油耗车型核算优惠力度,从0.5倍、0.3倍 逐步过渡到0.2倍。

3 原因二:自主品牌技术突破日系垄断且方案最优

传统混动技术各有缺点,平衡三要素实现最佳产品力。在混动市场原有方案中,没有兼顾动力性、经济性以及 产品成本三要素的产品。1)以丰田THS方案为例,经济性较高,但动力性较弱,成本较高。2)以现阶段主流 P2架构的PHEV方案为例,亏电状态下燃油经济性较差,并且两套动力系统,成本高。3)以本田i-MMD方案为 例,经济性和动力性得到了平衡,但是合资品牌成本较高,且控制逻辑的原因,导致高速再加速能力差。市场 需要能够兼顾动力性、经济性以及成本三要素的产品出现。

发动机+架构+电机电控+电池共同实现最佳混动方案

目的:使发动机更有效地工作。混合动力汽车的主要目的是为了能够使发动机的工作更靠近有效的区间。现阶 段发动机的热效率最高能够达到40%左右,但是在不同的工况下区别很大。

发动机工作特性:1)功率恒定时,转速与扭矩成反比;2)高效工作区域狭窄,中速范围,2000-3500r/min 之间;3)不同的工况下,发动机热效率差别很大,低效区间仅为高效区间的60%甚至更低;4)低转速和低负 荷工况下,发动机效率很低,对应着车辆低速起步阶段。

日常行驶工况复杂,需要储能装置协助“削峰填谷”。车辆行驶的过程中,很多情况没有办法达到最佳的工况 ,正常行驶时最佳工况功率>所需功率,急加速或上坡时最佳工况功率<所需功率,需要一个储能装置“削峰 填谷”,使发动机一直运行在最佳工况下。

混合动力架构,使得发动机更加“纯粹”。因混动系统中电动机低转速高扭矩特性,使得发动机设计无需考虑 覆盖全工况,可以选用低转速扭矩小,但中高转速经济性更优的“阿特金森”循环发动机,提高燃油经济性。

电动机+电池参与能量回收,进一步提升燃油经济性。除了发动机工作导致的能量储存和释放以外,因为电动 机的特性,混动车辆可以将制动产生的能量回收储存,而不是像传统车辆那样作为热能白白耗散掉,进一步提 升了燃油经济性。

油-电两套动力系统不同组合方式带来三种架构。混动汽车拥有汽油—>发动机以及电池—>电动机两套动力系 统,两套动力系统相互配合工作的不同模式就带来了串联、并联以及混联(串并联)三种不同的动力架构。

串联架构。优点:发动机和电动机间无机械连接,结构最为简单,易于布置和设计。缺点:1)发动机无法直 接驱动车轮,能量转化存在消耗浪费;2)电机设计需覆盖全工况,成本要求高。

并联架构。优点:1)布局接近传统燃油车布置,设计改动小;2)电机动力通过变速箱变速,所需功率小,成 本降低。缺点:电机直驱时,动力仍然需要通过变速箱,存在动力损耗。

串并联混合架构。优点:无需变速箱,驱动模式多样,发动机和电动机均可参与动力输出,增加了传动效率。 缺点:对离合器和M2电动机要求高,成本较高。

基于电池容量及电机功率对混动进行分级。可以分为微混、轻混、中混、强混、插电混动以及增程式混动这六 个级别。微混是燃油车的加强版,处于中间部分的轻混、中混、强混、PHEV这四大类型可以看作混合动力方 案。EREV更加接近纯电的驾驶体验,但是匮电后的经济性和动力性指标全面下降,并且无法实现发动机直驱。 基于双电机架构的HEV和PHEV更加符合经济性+动力性的混合动力要求。

4 原因三:标杆性产品已诞生且众多新品快速跟进

自主品牌混动车型产品力如何?

中低速电机驱动+高速发动机直驱,降低变速箱制造门槛。混动系统主流采用双电机架构,电机覆盖中低速时 的工况,高速时采用发动机直接驱动车辆前进。这样的架构仅需要采用单档或者单档变速箱,很好的规避了复 杂的变速箱设计和制造工艺。

自主品牌技术&成本占优,补贴政策下PHEV方案占优。从混动架构/发动机/电机电控/动力电池多个维度进行 比较,自主品牌均占据一定的优势,并具备有竞争力的价格优势。受益于新能源补贴+购置税减免等政策, PHEV的DM-i方案具备更强的市场竞争力,有望成为爆款产品。

比亚迪DM-i:PHEV自主新一代混动产品首款产品;长城玛奇朵:HEV自主新一代混动产品首款产品 选取智能化配置相当的2款车比较:宋PLUS-DM-i 尊荣型+玛奇朵原萃版。

1)宋PLUS的优势:能享受国家补贴且能享受牌照优惠,能享受纯电续航模式。

2)玛奇朵优势:完全不受限 于充电条件,且能享受低节油率和动力性强。

比亚迪DM-i率先量产,产品热销得到市场认可。自主品牌新一代混动方案中,比亚迪DM-i率先量产,搭载在 三款产品:A级轿车—秦PLUS(售价10.58-14.58万元)、紧凑型SUV—宋PLUS(售价14.68-16.98万元)、 中型SUV—唐(售价18.98—21.68万元),从2021年3月量产开始,销量持续攀升,7月份秦PLUS DM-i销量 首次过万,达到11230辆,宋销量达到7264辆,产品力得到了市场的肯定。

政策+市场需求推动混动车型占比提升,强大产品力助推自主崛起。在“双碳+双积分”政策推动下,厂商将逐 步用混动车型替换掉传统的燃油车型。市场也需要性价比高的混合动力产品来协助降低使用成本,并带来纯电 的驾驶体验。除了比亚迪已经推出的DM-i技术车型之外,长城、吉利、广汽、长安、奇瑞等多家自主品牌混动 车型也将在年内或明年上市,借助此次混动渗透率上行趋势,有望助推自主崛起。

5 投资分析:混动普及超市场预期,自主最为受益

三重因素驱动中国市场混合动力(特指PHEV+HEV强混)迎 来真正的春天。我们预计2021-2025年混合动力渗透率将从7%提升至50%,有望复制SUV渗透率2011-2016 年成长之路:

原因一:2025年百公里油耗降低至5L(NEDC)是国家政策目标,PHEV政策前期一直支持,而HEV 强混在双积分最新版+节能路线技术图2.0版均加强重视,按照国家目标2025年混合动力渗透率达到40%。

原 因二:比亚迪-长城-吉利等一线自主品牌最新一代混动方案真正实现技术突破且做到“动力-经济-成本”最佳 平衡方案,效果好于德系也好于日系。

原因三:比亚迪率先推出DM-i标杆性产品引爆市场化需求,且长城/吉 利等其他一线自主品牌2022-2023年陆续进入混动产品大年将共同带动混动渗透率快速提升。

报告节选:

汽车行业专题报告:混合动力的春天到了吗?

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(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库官网】。

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