新能源車及鋰電行業(yè)動態(tài)追蹤：從模組到CTBless is more

1、 目錄降本提效驅(qū)動結(jié)構(gòu)創(chuàng)新需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化 投資建議：CTB帶來新機會 風(fēng)險分析E-golf 第一代油改電平臺（355,390模組）ID.3 第二代純電動平臺（590模 組）比亞迪漢 CTP技術(shù)（無模組概念）海豹，零跑C01 CTB技術(shù)（底盤一體化）2資料來源：懂車帝，比亞迪海豹發(fā)布會，中國電動汽車百人會歐陽明高PPT，知化汽車1.1、從德系定義標準到國內(nèi)定義標準材料和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新是動力電池行業(yè)的兩條優(yōu)選賽道，也是降本的必由之路。中國動力電池技術(shù)創(chuàng)新已從政策驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)型；電池材料創(chuàng)新主要平衡能量密度、壽命、快充、安全、成本等指標；電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新已成為近年來技術(shù)創(chuàng)新的鮮明特征。方型與

2、軟包電池經(jīng)過了多輪結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，由前期德國定義的VDA三元電池模組，逐漸進化到國內(nèi)電池廠與整車廠CTC/CTB技術(shù)率先應(yīng)用。圖：模組pack演進歷史201520172019202120232025一、降本提效引導(dǎo)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新資料來源：懂車帝，新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄一、降本提效引導(dǎo)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新355390590LFP-CTP LFP-CTB NCM-CTP上市時間20152016整 車 VW E-golfAudi e-tron2019202020222020VW ID4 比亞迪漢比亞迪海豹 北汽EU5Pack能量密度 （Wh/kg）125142175140150+171材料NCMNCMNCMLFPL

3、FPNCM1.2、復(fù)盤從355模組到CTB，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新帶來材料體系應(yīng)用的多樣化早期油改電平臺，基于燃油車架構(gòu)，要求在有限空間內(nèi)塞進盡可能多電池。由于各家雖然整車結(jié)構(gòu)類似， 但底盤不一樣，車廠定義了通用的355/390模組。同時由于對整車的續(xù)航需求，設(shè)計偏好高能量密度的 三元電池。590模組開啟純電動平臺：隨著整車對續(xù)航要求越來越高，傳統(tǒng)的油改電平臺不論從機械強度還是電量 都無法滿足，所以通用型的590系列模組應(yīng)運而生，即模組更大，適配純電動汽車平臺的包體。國內(nèi)廠家引領(lǐng)CTP/CTB（統(tǒng)稱CTV）到來：然而隨著新能源車的普及，續(xù)航里程與成本要求越來越高， CTP/CTB將電池的集成度推向極致。能量

4、物質(zhì)可用空間的增加也帶來了化學(xué)體系選擇的多樣性，LFP- CTP/CTB技術(shù)因為能夠在相同的空間內(nèi)提供與三元電池相同的續(xù)航，加之成本更低，得到了各家車企的 青睞，爆款車型的推出也使得LFP裝機占比超過NCM。表：從模組到CTB電池參數(shù)對比圖：我國三元和磷酸鐵鋰電池裝機量變化3中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，光大證券研究所，統(tǒng)計截止2022050.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%0200040006000800010000120001400016000裝機量/MWH磷酸鐵鋰三元 其他 新能源車滲透率(右)2020年退補搶裝五菱宏光miniev、比亞迪漢刀片 電池、Mo

5、del3 LFP(CTP)版本上市。 磷酸鐵鋰pack能量密度顯著提高2019年7月過渡期完畢，國補下 調(diào)系數(shù)，地補取消新冠疫情爆發(fā)比亞迪宋PLUS，比亞迪元等LFP爆 款車型上市Model Y 鐵鋰版 本開始銷售原材料成本高 企背景下，鐵 鋰裝機量占主 導(dǎo)1.3、各家CTC方案提高系統(tǒng)集成度，增強性能相較于模組方案，CTB大幅度減少了零部件，同時提升了整包能量密度。趨勢：電芯變大，結(jié)構(gòu)變強，各家電芯方案不一，但是理念殊途同歸，都是通過提升整車體積利用率， 技術(shù)優(yōu)化也從單純的電池包體進化到整車層面。比亞迪CTB VS 特斯拉CTC特斯拉的電池上蓋板結(jié)合了座椅支架+橫向加強結(jié)構(gòu)，側(cè)向受力和彎矩全

6、由電池包承擔(dān)，側(cè)面預(yù)留空間 較大，以泡沫塑料填充，采用液冷方案；比亞迪CTB中提供側(cè)向強度和扭轉(zhuǎn)剛度的橫向鋼梁還留在車上，而非結(jié)合到電池上蓋板中，側(cè)面預(yù)留空間 比特斯拉小（刀片側(cè)向強度高于圓柱），采用空調(diào)直冷方案。資料來源：汽車之家，tesla發(fā)布會，比亞迪CTB發(fā)布會，寧德時代微信公眾號表：各家CTB/CTC對比性能比較零跑C01與傳統(tǒng)模組方案相比，電池布置空間增加14.5%，續(xù)航增加10%； 由于消除電池包與車身之間的安裝間隙，車內(nèi)垂直空間增加10mm；在電池增加的情況下，C01車型實現(xiàn)減重15kg，車身輕量化系數(shù)相比傳統(tǒng)方案提升 20%，車身扭轉(zhuǎn)剛度提升25%。特斯拉可節(jié)省370個零部件

7、、車身減重10%、每千瓦時電池成本可降低7%，與公司此前工廠 相比，CTC技術(shù)可將電池組產(chǎn)線規(guī)?？s減一半。海豹電池側(cè)壁類似蜂窩結(jié)構(gòu)的強度原理，結(jié)合刀片電池，能通過50 噸壓力測試； 車身地 板與電池上蓋集成，體積利用率提升至66%，垂直空間增加10mm。寧德時代麒麟電池（CTP3.0）采用CTP 3.0 技術(shù)的 LFP 電池能量密度可達 160Wh/kg，NCM 電池則可達 250Wh/kg若比較最新的4680 系統(tǒng)，寧德時代稱CTP 3.0 技術(shù)可以在相同的條件下，提升13% 的能量密度。4資料來源：特斯拉電池日，比亞迪CTB發(fā)布會一、降本提效引導(dǎo)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新圖：特斯拉CTC展示圖，比亞迪CTB

8、展示圖TeslaBYD51.4、單純電池包降本到整車綜合降本和技術(shù)壁壘主導(dǎo)前期在模組層級，模組和pack結(jié)構(gòu)件占整個成本比例較高，然而到了CTP/CTB層級，pack整體邊際成 本下降趨緩，而更多的是作為技術(shù)壁壘以及綜合降本來體現(xiàn)。比亞迪CTB相對于CTP最大的區(qū)別在于省去了車身地板，電池包上蓋板與之相結(jié)合。在整包BOM層面和 工序?qū)用嫔蠈Τ杀矩暙I不大，然而通過z向空間的節(jié)約，進一步壓低了車身，使得風(fēng)阻系數(shù)從0.233降低 到0.219，同時續(xù)航里程增加，能耗系數(shù)從百公里14.9kwh降低到12.7kwh。電池包的設(shè)計更多影響到整 車綜合成本降低。比亞迪海豹發(fā)布會圖：CTB技術(shù)一、降本提效引導(dǎo)

9、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新比亞迪海豹四驅(qū)版比亞迪漢四驅(qū)版續(xù)航/km650610百公里電耗/kwh12.714.9電量/kwh82.585.4百公里加速/s3.83.9表：比亞迪漢與海豹四驅(qū)版對比資料來源：懂車帝 目錄降本提效驅(qū)動結(jié)構(gòu)創(chuàng)新需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化 投資建議：CTB帶來新機會 風(fēng)險分析車企車型上市時間寧德時代零跑零跑C012022.05寧德時代哪吒？2023比亞迪比亞迪海豹2022.05特斯拉特斯拉Model Y2023大眾?2025沃爾沃?？各公司發(fā)布會，哪吒，大眾，沃爾沃尚未確定CTV應(yīng)用車型2.1、從整車定義電池到電池定義整車模組時代整車廠主導(dǎo)電池產(chǎn)品定義：在純電車發(fā)展早期，電池標準的定義往往

10、來自于整車，在給定的標 準模組空間內(nèi)電池要盡可能的滿足各項性能指標，而整車作為OEM往往更加側(cè)重于整體的運用。在供應(yīng) 商策略也是如此，車企通過推行通用模組可以與供應(yīng)商一定程度上解耦，便于供應(yīng)商管理。CTV時代核心是電池廠與整車廠控制力博弈：到了CTP以及CTV時代，由于電池與整車高度綁定，為了 追求更高的性能，定制化程度越來越高，電池廠向下游延伸，涉足汽車底盤，而車廠也通過自建電池廠 向上游延伸以維持對核心零部件的掌控。兩者誰將勝出，目前尚無定論。圖：零跑，特斯拉，大眾CTC規(guī)劃表：各家CTC/CTB（CTV）合作伙伴及上市時間零跑CTC發(fā)布會，特斯拉2021柏林工廠開放日，大眾Future

11、Trends on Battery7 Systems- ready for the next Generation 二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化82.2、企業(yè)戰(zhàn)略不同導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)思路差異下游的客戶結(jié)構(gòu)決定了企業(yè)的產(chǎn)品戰(zhàn)略。電池開發(fā)是一個上下游高度配合的過程，寧德時代下游客戶較 為分散，且每年變化較大。弗迪電池下游客戶集中，與整車配合緊密。電池開發(fā)周期長，追求通用性。電池開發(fā)周期一般為2-3年，下游車企由于PACK與車身結(jié)合緊密，各家 都有所不同，頭部車企都想定義自己的產(chǎn)品，所以電池廠往往開發(fā)模組級別的通用型產(chǎn)品適配各家車廠 需求。集成度提升給電芯通用性帶來挑戰(zhàn)。由于各家對于整車集成度的要求進一

12、步提高，加之下游客戶出貨量 占比變化太快，對于寧德時代來說，在CTP層級，電芯產(chǎn)品的通用性是一個很大的挑戰(zhàn)。北汽, 18%宇通客車, 11%上海汽車, 7%吉利汽車,東風(fēng)汽 蔚來汽 廣汽乘用 7%車, 4% 車, 4% 車, 6%長城汽 車, 2% 威馬汽車,3%中通客車, 3%其他, 35%2019宇通客車, 8.50%小鵬汽車, 5.40%特斯拉, 5.30%理想汽車, 4.30%吉利汽長城汽 車,車,3.90%3.80%上海汽車, 3.20%東風(fēng), 廣汽, 2.80% 3.10%其他, 49.80%2020蔚來汽車, 9.90%特斯拉, 19%蔚來汽車, 9%小鵬汽車, 7%上海汽車,

13、5%理想汽車, 5%一汽大眾, 吉利汽車, 5%5%宇通汽 車, 3% 東風(fēng)汽車, 3% 上汽大眾, 4%其他, 35%2021圖：寧德時代2019-2021客戶裝機結(jié)構(gòu)GGII，光大證券研究所圖：弗迪電池2021客戶裝機結(jié)構(gòu)乘用車上險數(shù)據(jù)，光大證券研究所比亞迪96%2021其他4%二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化成本考慮開發(fā)成本， 開 發(fā)周期， 電池物料 成本， 供應(yīng)鏈的成 熟度， 產(chǎn)線的制造 節(jié)拍， 占地面積等。集成度綜合考慮車型對應(yīng) 需求電池能量密度， 電量， 整車續(xù)航規(guī) 劃， 功率， 快充， 強度， 安全等性能。通用性考慮產(chǎn)品開發(fā)之后 下游客戶的適用性， 在不同pack 中的布 局緊湊性，

14、 生產(chǎn)質(zhì) 量可靠性， 量產(chǎn)緊 急程度等。集成度通用性成本比亞迪，特斯拉132寧德時代，LG312電池1.0電池2.0電池3.0比亞迪模組產(chǎn)品CTP（刀片）CTB（刀片）特斯拉18650217004680CTC寧德時代標準化模組CTP（大模組）CTP3.0（麒麟電池）， CTC，MTCLG標準化模組大模組MTC圖：寧德時代與比亞迪電池產(chǎn)品圖：電池企業(yè)產(chǎn)品決策考量光大證券研究所繪制，表格內(nèi)數(shù)字代表優(yōu)先級，1為優(yōu)先級最高9電動汽車觀察家，光大證券研究所二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化2.2、企業(yè)戰(zhàn)略不同導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)思路差異下游的客戶結(jié)構(gòu)決定了企業(yè)的產(chǎn)品戰(zhàn)略。電池開發(fā)是一個上下游高度配合的過程，寧德時代下

15、游客戶較 為分散，且每年變化較大。弗迪電池下游客戶集中，與整車配合緊密。電池開發(fā)周期長，追求通用性。電池開發(fā)周期一般為2-3年，下游車企由于PACK與車身結(jié)合緊密，各家 都有所不同，頭部車企都想定義自己的產(chǎn)品，所以電池廠往往開發(fā)模組級別的通用型產(chǎn)品適配各家車廠 需求。集成度提升給電芯通用性帶來挑戰(zhàn)。由于各家對于整車集成度的要求進一步提高，加之下游客戶出貨量 占比變化太快，對于寧德時代來說，在CTP層級，電芯產(chǎn)品的通用性是一個很大的挑戰(zhàn)。2.3.1 寧德時代CTP發(fā)展-卷繞VDA寧德時代通過在卷繞VDA尺寸電池上不斷創(chuàng)新，在盡量維持電芯通用性的情況下，pack結(jié)構(gòu)不斷簡化。二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)

16、用分化CTP-Gen0CTP1.0表：寧德時代進化路徑CTP-3.0CTP2.0CTP-Gen0CTP1.0CTP2.0CTP3.0CTC背景原理降低Pack BOM成本，提升Pack體積能量密度，電氣化集成度增加車型Bus/Truck/Ess (LFP)BEV(LFP/NCM)BEV (LFP/NCM)BEV (LFP/NCM)車企Yutong、BYD、FAWGEELY、NIO、PSA?NIO、HongQi、GEELYTBDTBD路線電芯-單排無側(cè)板模組-Pack電芯-單排/雙排無側(cè)板模組-Pack電芯-堆疊體-Pack電芯-Pack電芯-底盤電芯成本變化電芯種類減少，鋁殼、頂蓋、鋁箔、銅箔

17、等電芯材料成本的降低無影響電芯模組主要原料 座、雙面膠、金屬端板、鋼帶、PET扎帶、輸出極底 絕緣罩、CCS(鍵合采樣、 成本低故障率略高)電芯、雙面膠、金屬端板、鋼帶、 PET扎帶、輸出極底座、絕緣罩 CCS (一體支架）、模組上蓋電芯、雙面膠、注塑端板、CCS( 一體熱壓)、堆疊體頂貼片電芯、雙面膠、CCS(一體熱 壓)、頂貼片CTC能量密度體積能量密度提升10-20%;LFP系統(tǒng)：160Wh/kg290Wh/L NCM系統(tǒng)：250Wh/kg450Wh/L模組成本下降無金屬端板、扎帶、鋼帶、輸出極底座及絕緣罩，單模組成本下降約1015%Pack成本下降主要是高低壓線束成本，總成本下降1%，

18、綜合模組成本下降，相同電量Pack物料成本下降10%左右不考慮原材料導(dǎo)致的 電芯成本波動)人力設(shè)備成本人力總成本下降10-15%，設(shè)備成本下降5-10% (CTP整線)寧德時代微信公眾號，光大證券研究所整理102.3.2 比亞迪pack發(fā)展-刀片電池BEV：從比亞迪自研模組到刀片CTB，電芯逐步加長，同時設(shè)計思路也從將電芯作為單一的能量件變?yōu)?結(jié)構(gòu)件與能量件共同體。PHEV：從三元VDA方殼電芯，向軟包電芯變換，提升能量密度與空間利用率，降低成本。圖：比亞迪進化路徑二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化2022年B E VP H E V2021年LFP DMiNCM PHEV2021年EV世紀，第一鋰電

19、網(wǎng)，比亞迪CTB發(fā)布會，比亞迪dmi發(fā)布會，光大證券研究所整理2008年2013年2020年112.3.3 LG CTP發(fā)展-軟包電芯LG產(chǎn)品迭代跟隨海外車企需求，從355390590（純電平臺）M2C結(jié)構(gòu)，主要還是圍繞著模組來進 行，這也是因為三元軟包電池的結(jié)構(gòu)強度和安全性能限制，使得整包設(shè)計無法過于極限，限制了成組效 率。二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化355/390 Module-PackModule-Chasis（M2C）590 Module-Pack圖：LG電池產(chǎn)品進化路徑OKTESLA中文網(wǎng)，LG專利“Under Body for Vehicle”，光大證券研究所整理12車型價格帶為優(yōu)

20、（萬元）經(jīng)銷商報價（萬元）電池類型對應(yīng)帶電量（kwh）電池成本占整車價格比例三元鐵鋰三元鐵鋰三元鐵鋰五菱宏觀mini ev8 以下4.364.3613.813.931%26%長安奔奔5.985.9832.231.252%43%歐拉黑貓6.986.9828.530.340%36%比亞迪海豚8-2011.1844.933%歐拉好貓11.3811.3845.9947.839%34%Aion S Plus7015.45937%宋 Plus EV17.571.734%ID crozz20-30228537%漢 ev23.57727%小鵬P736.6924.428160.221%20%Model333.9

21、926.676.85522%17%蔚來 ES630 以上34.77521%Model Y34.830.1878.46022%16%寶馬 iX3388020%奔馳 EQC507915%132.4、集成還是解耦？未來的發(fā)展趨勢未來電池與整車兩種方向：換電模式和與整車高度集成模式，對應(yīng)了不同的應(yīng)用場景。整車價格越低，電池成本占比趨向于上升。對于追求成本與補能速度的場景，換電模式會有更大的發(fā)展空間。同時由于換電的通用性要求，電池到CTP層級即可。而對于高集成度的追求性能的汽車，后續(xù)由車企和電池廠綁定更加緊密的CTB將會是未來的發(fā)展方向。表：不同價位代表車型電池占整車售價比例二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化

22、圖：寧德時代巧克力換電電池寧德時代公眾號圖：零跑MTC電池資料來源：懂車帝，202201價格，光大證券研究所測算整理，三元pack：0.97元/Wh，鐵鋰 pack：0.82元/Wh零跑CTC發(fā)布會142.4.1、國產(chǎn)集成化的典范-比亞迪比亞迪由于供應(yīng)鏈采用一體化戰(zhàn)略，在產(chǎn)品快速迭代升級階段擁有更強優(yōu)勢：整車設(shè)計考慮更加全面：從e1.0到e3.0，通過不斷的提高整車集成度，從電池，電機，電控，車身，熱管理全面一體化，實現(xiàn)整車輕量化，高強度，長續(xù)航。迭代速度快：供應(yīng)鏈都是一個體系內(nèi)，相互之間配合緊密，對市場需求響應(yīng)更加迅速。圖：比亞迪e平臺發(fā)展歷程二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化圖：e3.0平臺進一

23、步提升集成度，獲得極致性能比亞迪e3.0平臺發(fā)布會光大證券研究所繪制三電關(guān)鍵部件平臺化 突破電動汽車核心技術(shù)主要特點：雙向逆變充放電式電 機控制器高電壓構(gòu)架高安全高能量動力電池大功率高轉(zhuǎn)速電機整車關(guān)鍵系統(tǒng)平臺化 滿足多樣化電動需求打造“33111”模式：3-電驅(qū)動三合一模塊3-充配電三合一模塊1-高安全高比能電池1-DiLink智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)1-深度集成控制模塊核心模塊進一步集成化 軟硬件解耦全價格覆蓋“安全、高效、智能、美學(xué)”安全-刀片電池車身電池融合，強度提升高效-全場景高效體驗智能-軟硬件完全解耦，賦能整車持續(xù)自進化美學(xué)-重新定義美學(xué)，更長的軸距設(shè) 計，更大設(shè)計空間，更低趴造型e平臺1.0

24、201020182021年份e平臺2.0e平臺3.02.4.2 解耦的典范-寧德時代麒麟電池創(chuàng)新熱管理下的高集成度三元鐵鋰CTP寧德時代通過在卷繞VDA尺寸電池上不斷創(chuàng)新，在盡量維持電芯通用性的情況下，pack結(jié)構(gòu)不斷簡化。到 了麒麟電池階段，集成度進一步提升。除了結(jié)構(gòu)上的簡化以外，麒麟電池還有以下關(guān)鍵提升：安全性：以往三元CTP采用氣凝膠在電池之間進行阻隔，一方面吸收電芯膨脹，另一方面阻隔熱失控時 候的熱量。由于熱量主要通過大面?zhèn)鬟f，CTP3.0通過中間加入水冷板可以快速導(dǎo)出電芯熱失控產(chǎn)生的熱 量，防止失控蔓延到鄰位電芯。CTP應(yīng)用從5系三元電池延伸到8系及以上高鎳三元電池。快充：大面冷卻，

25、加速熱量傳導(dǎo)，提升由于結(jié)構(gòu)件產(chǎn)熱限制的快充能力。二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化優(yōu)點安全：電池包不產(chǎn)生熱擴散，一個電池包出問題不引起連鎖反應(yīng)， 兩個電芯間熱傳導(dǎo)很難，解決了熱失控問題?？斐洌鹤畲箅y點結(jié)構(gòu)上發(fā)熱太高，加強冷卻極大緩解快充發(fā)熱；壽命：電化學(xué)材料相關(guān)，結(jié)構(gòu)也有相關(guān)性。麒麟電池電芯間水冷板 在循環(huán)過程中為方形電池膨脹起到緩沖，可以增加壽命；比能量：水冷作用、隔熱、緩沖，功能三合一，節(jié)約空間，鐵鋰160Wh/kg，290Wh/L，三元250Wh/kg，450Wh/L，可實現(xiàn)1000公里水冷板冷卻底部側(cè)面氣凝膠電芯之間間隔一個電芯冷卻板托盤電芯之間傳統(tǒng)CTP麒麟電池CTP3.0電芯 氣凝膠電芯

26、 氣凝膠 同樣條件下相比4680，麒麟可多13%電量。動力電池大會-“云上宜賓”，光大證券研究所整理表：寧德時代麒麟電池與傳統(tǒng)CTP對比圖：寧德時代麒麟電池寧德時代公眾號162.5、8-20w車型或?qū)⒂卸喾N解決方案，8w以下、20w以上純電占主導(dǎo)由于8-20w價格段對于成本很敏感，同時21年在銷量中占比達50%以上，各家在成本與技術(shù)平衡過程中已發(fā)展出 多個方向。解耦化：寧德時代推出EVOGO換電模式，目標為8-12萬的車型，主打快換，降低整車成本。集成化PHEV：比亞迪推出Dmi插混平臺，降低電池成本。集成化BEV：Aion Y，海豚，元plus EV等小型車降低帶電量，提高集成度，主打性價比。圖：不同應(yīng)用場景對電池的需求不一二、需求引導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用分化圖：汽車分價格帶市場份額變化資料來源：中汽協(xié)，光大證券研究所整理8-2