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1、 電池盒新能源汽車電池的衛(wèi)士電池盒是新能源汽車的重要安全結(jié)構(gòu)件電池盒是在新能源汽車中用以承載、固定和保護(hù)電池組的組件。較傳統(tǒng)燃油車而言,純電動(dòng)汽車多出了核心的三電系統(tǒng):電池、電機(jī)、電控,動(dòng)力電池取代了原來(lái)的燃油系統(tǒng);電機(jī)取代了原來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī);電控系統(tǒng)綜合了 ECU 和 TCU 的功能接替整車控制工作。電池盒作為新能源汽車動(dòng)力電池的主要載體,在加固電池位置、減少外界沖擊和維護(hù)電池安全等方面起到關(guān)鍵作用。電池盒體積較大,為了不占據(jù)車身內(nèi)部空間,許多電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將電池盒固定連接在汽車地板上,兩側(cè)用地板縱邊梁加以防護(hù)。電池盒作為重要的安全結(jié)構(gòu)件,主要由上蓋與下殼體(托盤)兩部分組成。動(dòng)力電池盒與電芯
2、、電池管理系統(tǒng)共同構(gòu)成動(dòng)力電池系統(tǒng)。其中,電芯是動(dòng)力電池的能量存儲(chǔ)單元,電池管理系統(tǒng)用于管理監(jiān)控電芯,電池盒作為動(dòng)力電池系統(tǒng)載體的同時(shí),對(duì)于電池各個(gè)相關(guān)子系統(tǒng)的安全性、密封性、防沖撞能力以及集成效應(yīng)起到了至關(guān)重要的作用。電池盒主體結(jié)構(gòu)分為上蓋和下殼體,另外還包括金屬支架、端板、螺栓等零部件。圖 1:電池盒的安裝位置資料來(lái)源:汽車之家,圖 2:電池盒結(jié)構(gòu)資料來(lái)源:大眾汽車官網(wǎng),鋁合金材料為輕量化中托盤的主流方案新能源汽車質(zhì)量高于同級(jí)別燃油車,嚴(yán)重影響續(xù)航能力。相比傳統(tǒng)燃油車而言,電動(dòng)汽車多了三電系統(tǒng),整車質(zhì)量比同級(jí)別燃油汽車要高出 10%-20%,極大地影響了電動(dòng)汽車的續(xù)航能力。車身輕量化是提高
3、續(xù)航里程的重要途徑,在工況不變的前提下,汽車的能量消耗和質(zhì)量基本成線性關(guān)系,電動(dòng)汽車車身質(zhì)量的增加會(huì)明顯縮短續(xù)航里程。對(duì)于新能源純電動(dòng)汽車,汽車質(zhì)量每減少 10%,電耗下降 5.5%,續(xù)航里程增加 5.5%。同時(shí)汽車質(zhì)量的降低還可減少制動(dòng)距離,提高安全性能。電池盒減重是目前新能源汽車輕量化的重要途徑。三電系統(tǒng)一般會(huì)占到新能源汽車整車重量的 30%-40%,其中電池 Pack 占到整車重量的 18%-30%,電池盒占電池 Pack 重量的 10%-20%。電池 Pack 質(zhì)量最大的是電芯,其次是下殼體、上蓋、BMS 集成部件等。由于電芯的能量密度目前存在技術(shù)瓶頸,目前要達(dá)到輕量化的目的主要通過(guò)減
4、小非電芯部分的質(zhì)量,電池盒減重首當(dāng)其沖。圖 3:部分主流車型整車質(zhì)量、Pack 質(zhì)量及其占比Pack質(zhì)量/kg整備質(zhì)量/kgPack質(zhì)量占比圖 4:斯拉 Model3 電池 Pack 各部件質(zhì)量占比電芯模組殼體及支架BMS等部件集成系統(tǒng)上蓋3000250027.0%26.8%28.7%25.1%35%30%下箱體其他20.7kg200020.7%27.6%22.6%22.6%25%15.8kg 29.5kg4.30%15001000500019.3%20.8%17.5% 21.7% 20%15%10%5%0%3.30% 6.20%53kg 11.10%58.7kg 12.30%300.3kg6
5、2.80%資料來(lái)源:純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包輕量化技術(shù)綜述(李日步),資料來(lái)源:純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包輕量化技術(shù)綜述(李日步),當(dāng)前電池包下殼體的主流方案是鋁合金材料。電池盒下殼體在追求輕量化的同時(shí),由于需要承擔(dān)整個(gè)電池組的重量,且工況環(huán)境惡劣,常受到高低溫、撞擊、水等影響,需要 具備高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫等性能。目前使用的材料主要有高強(qiáng)鋼、鋁合金、碳纖維復(fù) 合材料等。其中,高強(qiáng)鋼成本低,抗沖擊性強(qiáng),但輕量化效果差;碳纖維各方面性能優(yōu)異, 但價(jià)格高目前難以普及。材料成型工藝主要有沖壓、壓鑄和擠壓成型三大技術(shù)路線。目前 下殼體的主流方案是選用鋁合金材料配以擠壓成型工藝,可廣泛適用于各種尺寸的電池包,具
6、有模具成本低、強(qiáng)度剛度性能好等特點(diǎn),在基本滿足電池殼體性能要求的前提下能夠顯 著降低殼體質(zhì)量。表 1:電池盒材料、工藝優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用情況對(duì)比材料密度材料優(yōu)點(diǎn)材料缺點(diǎn)工藝工藝優(yōu)點(diǎn)工藝缺點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景代表車型重量大;剛性高強(qiáng)7.85鋼價(jià)格經(jīng)濟(jì),有優(yōu)良的加工及焊接性能,強(qiáng)抗沖擊性差,碰撞易發(fā)沖壓生擠壓變形;耐腐蝕性差沖壓輕量化效果好;強(qiáng)度及剛性高;成本低存在拉延深度,電池包振動(dòng)、沖擊強(qiáng)度不足等早期電動(dòng)汽車有較強(qiáng)的車身、底盤集成設(shè)計(jì)能力的車企,進(jìn)行結(jié)Nissan Leaf、Vol問(wèn)題構(gòu)強(qiáng)化和碰撞保護(hù)顯著降低箱體質(zhì)鋁合整體工藝難一體成型,能靈活的一次投入模具金度較高進(jìn)行結(jié)構(gòu)和壁厚設(shè)計(jì),能集成電池包殼費(fèi)用高;表
7、面和內(nèi)部缺陷較多,多應(yīng)用于尺寶馬 PHEV、大眾Golf GTE 插電混壓鑄體側(cè)壁吊耳、冷卻通道等,工序簡(jiǎn)單、生易發(fā)生欠鑄、裂紋、冷隔、凹陷、寸偏小的電池包殼體上動(dòng)、Audi e-tron、BMW X5 插電混產(chǎn)效率高、尺寸精度氣孔等;壁厚限動(dòng)高、氣密性良好制輕量化效果擠壓模具成本低、工藝簡(jiǎn)需要采用拼接可廣泛適用蔚來(lái) ES8、小鵬寶馬 i3、特斯拉 Model S、特斯拉 Model 32.70量,良好的耐腐蝕性、抗沖擊性材料密度材料優(yōu)點(diǎn)材料缺點(diǎn)工藝工藝優(yōu)點(diǎn)工藝缺點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景代表車型碳纖1.55維高比強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度/密度),約為鋼的 5-7 倍;高比模量(彈性模量/密度),約為鋼的 4-6倍;具
8、有抗腐蝕性、阻燃性和低熱導(dǎo)率價(jià)格昂貴(約為鋁的 5 倍,鋼的 10 倍)模壓、RTM、真空輔助成型工藝 (VARI)單、斷面設(shè)計(jì)柔性好,型材結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度剛度高,在大尺寸電池包殼體制造中更有優(yōu)勢(shì)模壓、RTM 工藝適用于零件批量大的情 況。VARI 工藝所需的模具成本較低,成型產(chǎn)品的纖維含量較高方法,焊接零件較多,工藝復(fù)雜VARI 工藝成型過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng),適用于批量要求小、成本低的零件生產(chǎn)于各種尺寸的電池包國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上并無(wú)量產(chǎn)應(yīng)用,部分企業(yè)進(jìn)行前瞻研究探索G3、寶馬 IX3、大眾 MEB 等主流電動(dòng)平臺(tái)蔚來(lái)與德國(guó) SGL Carbon 聯(lián)合開發(fā)了 84 kWh 碳纖維電池包資料來(lái)源:敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申
9、報(bào)稿),純電動(dòng)汽車電池包殼體輕量化材料應(yīng)用及研究進(jìn)展(王付才),新能源汽車電池托盤應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(譚錦紅),車用動(dòng)力電池碳纖維箱體的設(shè)計(jì)研究(張曉紅), 注:密度單位:g/cm3圖 5:不同類型的電池盒資料來(lái)源:純電動(dòng)汽車電池包殼體輕量化材料應(yīng)用及研究進(jìn)展(王付才),新能源汽車電池托盤應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(譚錦紅),電池包箱體的輕量化與連接技術(shù)(司福建),當(dāng)前電池包上蓋的主流方案是選用 SMC 材料。上蓋主要起密封作用,一般由相對(duì)輕薄的金屬或復(fù)合材料制成,主要材質(zhì)有沖壓鋼板、沖壓鋁板、SMC、碳纖維等復(fù)合材料。鋼板具有較好的沖壓性能,能較好的實(shí)現(xiàn)上蓋高度方向的特征成型,應(yīng)用于日產(chǎn) LEAF、
10、 BMW i3、Model S/3 等車型;沖壓鋁板可實(shí)現(xiàn) 20%-30%的輕量化效果,應(yīng)用于蔚來(lái) ES8,小鵬 G3 等,但沖壓性能不如鋼板;目前國(guó)內(nèi)上蓋材質(zhì)的主流是 SMC,具備密度小、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、整體成型、耐腐蝕、減震性好和阻燃性好等優(yōu)點(diǎn),如帝豪 GSE、長(zhǎng)安 C206、廣汽 GE3、北汽 C30/C33、前途 K50 等電池盒上蓋均采用此材質(zhì),不僅能實(shí)現(xiàn)輕量化而且剛度也優(yōu)于金屬材料。表 2:吉利某車型各材料電池箱上蓋情況對(duì)比上蓋材料密度(g/cm3)厚度(mm)質(zhì)量(kg)鋼板7.90.815.7鋁板2.71.812.1SMC(不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)模塑料)1.852.511.5資料來(lái)
11、源:純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包輕量化技術(shù)綜述(李日步), 需求分析:新能源汽車帶動(dòng)電池盒新賽道高速發(fā)展隨新能源汽車而生的全新增量市場(chǎng),過(guò)去五年 CAGR 為 47.5%電池盒作為隨新能源汽車出現(xiàn)的全新賽道,在政策和平價(jià)驅(qū)動(dòng)下市場(chǎng)呈現(xiàn)高增速。電池盒作為新能源汽車中必備的安全結(jié)構(gòu)件,其市場(chǎng)規(guī)模與新能源汽車市場(chǎng)呈完全正相關(guān)關(guān)系。據(jù) EV Sales 數(shù)據(jù)顯示,電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展迅速,2017-2020 年 CAGR 達(dá) 30%。2020年即使在疫情的影響下,全球電動(dòng)汽車銷量為 324 萬(wàn)輛,同比增速高達(dá) 38%。根據(jù)敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書數(shù)據(jù),2019 年電池盒全球市場(chǎng)規(guī)模為 48.7 億元,根據(jù) 2020 年
12、電動(dòng)汽車銷量情況,我們預(yù)測(cè) 2020 年全球電池盒市場(chǎng)規(guī)模為 67 億元,其中,中國(guó)/歐洲/美國(guó)市場(chǎng)規(guī)模分別為 28/26/6 億元,總計(jì)占據(jù)全球市場(chǎng)份額超過(guò) 9 成。圖 6:2017-2020 年中美歐新能源汽車銷量(單位:萬(wàn)輛)圖 7:2015-2020 年全球電池盒市場(chǎng)規(guī)模 (單位:億元)350300250200150100500中國(guó)歐洲美國(guó)其他2202363243230148232236382733551252028771251211372017201820192020電池盒市場(chǎng)規(guī)模(億元)67.044.348.726.415.99.68070605040302010020152016
13、2017201820192020E資料來(lái)源:中汽協(xié),Marklines,ACEA,EV sales,資料來(lái)源:弗若斯特沙利文(轉(zhuǎn)引自敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi):成長(zhǎng)邏輯明確,產(chǎn)品政策雙驅(qū)動(dòng)自主品牌向上,合資/外資品牌電動(dòng)化加速。預(yù)計(jì) 2021 年下半年有大量新車型上市,且 2021 年新車投放料將繼續(xù)加速,優(yōu)良的供給將刺激需求提升:1)自主品牌車型向上,包括比亞迪秦/漢/宋 PLUS-DM-i、廣汽 AionY、北汽 Arcfox S、東風(fēng)嵐圖 free 等;2)外資及合資推出旗艦車型:大眾 ID.4/ID.6、福特 Mach-e、奔馳 EQA/EQB/EQS、寶馬 iX等;3)造
14、車新勢(shì)力:蔚來(lái) ET7 等。預(yù)計(jì) 2021 年將延續(xù)高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),同比增量超過(guò) 110 萬(wàn)輛。自 2020H2 以來(lái),優(yōu)質(zhì)車型供應(yīng)改善,疫情影響減緩,行業(yè)景氣度開始向上。2021Q1 國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量同比增長(zhǎng) 359%, 2021Q2 將繼續(xù)保持 164%的高增長(zhǎng),2021Q3/Q4 分別有望實(shí)現(xiàn)銷量 64 /73萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 84%/20%,預(yù)計(jì) 2021 年全年銷量有望達(dá)到 252 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 91%。主要增長(zhǎng)包括:特斯拉 Model3/Y 10/15 萬(wàn)輛、大眾 MEB 等合資車型 10 萬(wàn)輛、造車新勢(shì)力 10 萬(wàn)輛、比亞迪 25 萬(wàn)輛以上、上通五菱 25 萬(wàn)輛以上,其他自主品牌傳
15、統(tǒng)車企增量預(yù)計(jì)超過(guò) 20 萬(wàn)輛。圖 8:2016-2021 年中國(guó)新能源汽車月度銷量及預(yù)測(cè)(單位:萬(wàn)輛)圖 9:2018Q1-2021Q4 中國(guó)新能源汽車季度銷量及預(yù)測(cè)201620172018201920202021 2021E新能源汽車銷量(萬(wàn)輛)YoY80359%70400%350%30262523 21 2220 22 22 236027502440 159%5394%6164 735116864%2682%300%250%200%27183052%95%3341%84%150%202043%32%20% 100%151110 143127 35 2411-27%3550%0-37%0%
16、1050月份-10-20-20%-59%-50% Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3E Q4E-100%123456789 10 11 122018201920202021資料來(lái)源:中汽協(xié),預(yù)測(cè)資料來(lái)源:中汽協(xié),預(yù)測(cè)“雙碳目標(biāo)”頂層設(shè)計(jì)再夯實(shí)行業(yè)前景。2020 年 9 月,習(xí)近平總書記提出 2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。從碳排放行業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看,交通占能源活動(dòng)中碳排放量的 13%,而公路交通占交通行業(yè)碳排放 80%以上。因此發(fā)展電動(dòng)車以減少交通碳排放是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要途徑,行業(yè)前景再度得到夯實(shí)。圖 10:我國(guó)交通領(lǐng)
17、域碳排放結(jié)構(gòu)(單位:萬(wàn)噸 CO2)鐵路水路民航公路100000900008000070000600005000040000300002000010000020052010201320142015201620172018資料來(lái)源:國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,2019 能源數(shù)據(jù)(王慶一),國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃保障行業(yè)高速發(fā)展,我們預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量未來(lái)五年 CAGR為 40.5%。我們認(rèn)為國(guó)家長(zhǎng)期扶持新能源汽車的政策導(dǎo)向不變,產(chǎn)業(yè)政策從直接補(bǔ)貼向間接扶持過(guò)渡,“雙積分”、限購(gòu)限行、充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、電池回收政策等促進(jìn)措施有望推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)已于 2020 年 1
18、1 月 2日發(fā)布,進(jìn)一步支撐新能源汽車的長(zhǎng)期高速發(fā)展。我們預(yù)計(jì)中國(guó)市場(chǎng) 2021/2025/2030 年電動(dòng)車銷量將分別達(dá)到 256/750/1950 萬(wàn)輛,其中 2020-2025 年 CAGR 為 40.5%。表 3:中國(guó)新能源汽車相關(guān)政策的目標(biāo)時(shí)間新能源汽車政策目標(biāo)政策文件三部委汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2017)2025 年產(chǎn)銷量(萬(wàn)輛) 700 萬(wàn)輛滲透率20%汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃八項(xiàng)重點(diǎn)工程實(shí)施方案(2018), 直接明確了 700 萬(wàn)輛目標(biāo)國(guó)務(wù)院中國(guó)制造 2025(2015)三部委汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2017)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)(2016)節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖新能源汽
19、車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)(2020)2030 年產(chǎn)銷量(萬(wàn)輛)超 1000 萬(wàn)輛國(guó)務(wù)院中國(guó)制造 2025(2015)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)(2016)節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖滲透率40%新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)征求意見稿(2020)資料來(lái)源:工信部,中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì),圖 11:2017-2030 年中國(guó)新能源汽車銷量及預(yù)測(cè)中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量(萬(wàn)輛)YoY250020001500100050002017201820192020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E2030E90%82%195062%31%33%28%13%-3%31
20、%4405647503367712512113725680%70%60%50%40%30%20%10%0%-10%資料來(lái)源:中汽協(xié),預(yù)測(cè)海外:歐洲排放考核下增長(zhǎng)明確,美國(guó)政策利好望觸底反彈CO2 排放考核下,我們預(yù)計(jì)歐洲新能源汽車銷量未來(lái)五年 CAGR 為 33.7%。根據(jù)不斷收緊的歐盟排放考核要求,假定不對(duì)車企罰款,歐盟 2021/2025/2030 年須銷售約139/327/686 萬(wàn)輛電動(dòng)車。歐洲大力度補(bǔ)貼刺激需求端,目前歐洲各國(guó)對(duì)純電車型平均補(bǔ)貼 6000 歐元(約合 5 萬(wàn)元/輛),插混車型平均補(bǔ)貼 2500 歐元(約合 2 萬(wàn)元/輛),高額補(bǔ)貼使雷諾 ZOE、日產(chǎn) Leaf 等老款
21、車型與同級(jí)別燃油車購(gòu)置價(jià)格相當(dāng),從需求端配合考核政策落地。疊加 2021 年起歐洲傳統(tǒng)車企(大眾、寶馬、戴姆勒、沃爾沃)新車型投放市場(chǎng),我們預(yù)計(jì)歐洲市場(chǎng) 2021/2025/2030 年電動(dòng)車銷量將分別達(dá)到 190/534/950 萬(wàn)輛,其中 2020-2025 年 CAGR 為 33.7%。圖 12:2017-2030 年歐洲新能源汽車銷量及預(yù)測(cè)10009008007006005004003002001000歐洲電動(dòng)乘用車銷量(萬(wàn)輛)YoY127%95053446%52%36%35%25742733330%28%12519025% 2838552017201820192020 2021E 2
22、022E 2023E 2024E 2025E2030E140%120%100%80%60%40%20%0%資料來(lái)源:Marklines,ACEA,預(yù)測(cè)政策環(huán)境趨好,我們預(yù)計(jì)美國(guó)新能源汽車銷量未來(lái)五年 CAGR 為 53.4%。與 2018年相比,美國(guó) 2019 年與 2020 年銷量均有下滑,同比-10%/+3%。隨著后疫情時(shí)代到來(lái),同時(shí)拜登政府大力支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,美國(guó)市場(chǎng)有望實(shí)現(xiàn)觸底反彈。拜登政府提出在 2030 年全國(guó)建立 50 萬(wàn)座電動(dòng)車充電樁,政府采購(gòu) 300 萬(wàn)臺(tái)新能源車,力爭(zhēng)使美國(guó)在2050 年之前實(shí)現(xiàn) 100%清潔能源經(jīng)濟(jì)和零凈碳排放。拜登電動(dòng)汽車計(jì)劃于 3 月 31 日
23、首次宣布,將 1740 億美元用于電動(dòng)車扶持計(jì)劃。我們預(yù)計(jì)美國(guó)市場(chǎng) 2021/2025/2030 年新能源汽車銷量有望達(dá)到 56/255/689 萬(wàn)輛,其中 2020-2025 年 CAGR 為 53.4%。表 4:拜登政府關(guān)于新能源汽車相關(guān)政策與重要發(fā)言梳理目標(biāo)提出未來(lái)美國(guó)將實(shí)現(xiàn) 100%的清潔能源經(jīng)濟(jì),在 2050 年之前達(dá)到凈零碳排放使用聯(lián)邦政府的采購(gòu)系統(tǒng)(每年花費(fèi) 5000 億美元)來(lái)實(shí)現(xiàn)能源 100%清潔和車輛零排放2020 年清潔能源革命和環(huán)境計(jì)劃美國(guó)聯(lián)邦層面目標(biāo)在 2030 年底之前建設(shè)超過(guò) 50 萬(wàn)個(gè)新增公共充電站,將恢復(fù)全額電動(dòng)車稅收抵免,鼓勵(lì)購(gòu)買新能源車,并制定更加嚴(yán)格燃油
24、排放新標(biāo)準(zhǔn)號(hào)召其他地區(qū)拜登將在上任后的第一天宣布重新加入巴黎協(xié)議總投資額度 1740 億美元,主要包括 1000 億美元的消費(fèi)者電動(dòng)車退稅、150 億美元電動(dòng)車基建、200 億美元電動(dòng)車校車撥款、250 億美元電動(dòng)車公交撥款以及 140 億美元其他電動(dòng)車稅收優(yōu)惠幫助美國(guó)企業(yè)制造電池和電動(dòng)車,推動(dòng)從原材料到零部件的國(guó)產(chǎn)化消費(fèi)者購(gòu)買美國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)車,可以獲得銷售回扣和稅收優(yōu)惠2021 年新基建計(jì)劃電動(dòng)汽車領(lǐng)域制造業(yè)領(lǐng)域?yàn)榈胤秸蛡€(gè)人部門提供贈(zèng)款和激勵(lì),目標(biāo)在 2030 前建設(shè) 50 萬(wàn)臺(tái)充電站網(wǎng)絡(luò)將 5 萬(wàn)輛柴油公交車和 20%校車替換為電動(dòng)車通過(guò)聯(lián)邦采購(gòu),用電動(dòng)汽車取代美國(guó)政府的約 65 萬(wàn)輛
25、汽車推動(dòng)未來(lái)公共汽車 100%電動(dòng)化等國(guó)會(huì)撥款投資 460 億美元用于聯(lián)邦政府購(gòu)買電動(dòng)汽車、充電樁和商業(yè)建筑的電熱泵,以促進(jìn)清潔能源產(chǎn)業(yè)資料來(lái)源:Joe Biden 總統(tǒng)競(jìng)選官網(wǎng),The White House,圖 13:2017-2030 年美國(guó)新能源汽車銷量及預(yù)測(cè)8007006005004003002001000美國(guó)電動(dòng)乘用車銷量(萬(wàn)輛)YoY81%86%68955%50%45%35%255189-9%33-9%30130568720362017201820192020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E2030E100%80%60%40%20%0%-20%資料來(lái)源
26、:EV Sales,預(yù)測(cè)在以下假設(shè)下:電池盒在新能源汽車中的滲透率為 100%,一套電池盒配套一輛新能源汽車,兩者數(shù)量呈完全正相關(guān)關(guān)系;根據(jù)敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書數(shù)據(jù),2019 年電池盒全球市場(chǎng)規(guī)模為 48.7 億元,根據(jù)2019 年新能源汽車銷量 235.6 萬(wàn)輛測(cè)算出電池盒單價(jià)為 2067 元,假設(shè) 2019-2030 年單價(jià)保持不變。我們預(yù)計(jì) 2020-2025 年中國(guó)/全球電池盒市場(chǎng)消費(fèi)額 CAGR 為 40.6%/39.6%; 2020-2030 年中國(guó)/全球電池盒市場(chǎng)消費(fèi)額 CAGR 為 30.4%/ 29.8%。表 5:2017-2030 年中國(guó)及海外電池盒市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)201720
27、182019202021E22E23E24E25E30E20-25CAGR20-30CAGR中國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)量77125121137256336440564750195040.6%30.4%海外電動(dòng)車產(chǎn)量7196115187284409558747968245838.9%29.4%全球電動(dòng)車產(chǎn)量14822023632454074599813101718440839.6%29.8%電池盒單價(jià)1789200920672067206720672067206720672067中國(guó)電池盒規(guī)模1425252853699111715540340.6%30.4%海外電池盒規(guī)模1319243959851151542
28、0050838.9%29.4%全球電池盒規(guī)模2644496711215420627135591139.6%29.8%資料來(lái)源:中汽協(xié),Marklines,ACEA,EV sales,弗若斯特沙利文(轉(zhuǎn)引自敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),預(yù)測(cè)注:產(chǎn)量單位:萬(wàn)輛;單價(jià)單位:元;規(guī)模單位:億元 供給分析:中國(guó)企業(yè)走向全球,雙重門檻利好先行者中外企業(yè)同起點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng),國(guó)內(nèi)企業(yè)全球化發(fā)展電池盒的重資產(chǎn)屬性使得其以零部件廠商供應(yīng)為主。生產(chǎn)電池盒的企業(yè)主要分為兩類:1)具備電池盒生產(chǎn)能力的整車企業(yè),如比亞迪等;2)給車企/電池企業(yè)配套電池盒的零部件廠商,如凌云股份、和勝股份、敏實(shí)集團(tuán)、文燦股份等。由于電池盒行業(yè)屬于
29、重資產(chǎn)行業(yè),車企自行覆蓋的回報(bào)率較低,主要由零部件廠商供應(yīng)為主。部分中國(guó)企業(yè)在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)方面已經(jīng)全部同步或優(yōu)于歐美企業(yè)。由于電池盒市場(chǎng)是由新能源汽車市場(chǎng)發(fā)展所帶來(lái)的一個(gè)全新賽道,尚處于發(fā)展的早期階段,市場(chǎng)格局尚不明朗,中外企業(yè)站在同一起跑線上競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展迅猛,由此帶來(lái)的電池盒市場(chǎng)蛋糕巨大,相比國(guó)外企業(yè)在面對(duì)中國(guó)市場(chǎng)時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)具有本土優(yōu)勢(shì),能夠以更低的成本提供貼近客戶需求的產(chǎn)品。同時(shí),部分中國(guó)企業(yè)通過(guò)較早在全球范圍內(nèi)布局,在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)方面已經(jīng)同步或優(yōu)于歐美企業(yè),斬獲眾多國(guó)際大型車企的訂單,逐步走向世界。表 6:國(guó)內(nèi)部分電池盒廠商客戶情況國(guó)內(nèi)企業(yè)面向市場(chǎng)客戶情況通過(guò)全資收
30、購(gòu)德國(guó)WAG 公司切入電池盒業(yè)凌云股份務(wù),歐洲市場(chǎng)高端起步,逐漸開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)保時(shí)捷、寶馬、奔馳、奧迪、長(zhǎng)城等國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)知名龍頭企業(yè)、寧德時(shí)代、和勝股份獲得多個(gè)國(guó)內(nèi)外新能源汽車重點(diǎn)項(xiàng)目的訂單進(jìn)入多家主機(jī)廠全球電動(dòng)車平臺(tái)的供貨商體敏實(shí)集團(tuán)諾、福特、沃爾沃及捷豹路虎等品牌項(xiàng)目訂單函文燦股份研發(fā)一體化電池盒國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)知名龍頭企業(yè)華域汽車主要針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)知名龍頭企業(yè)華達(dá)科技通過(guò)收購(gòu)江蘇恒義,面對(duì)全球市場(chǎng)國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)知名龍頭企業(yè)、上汽系廣汽新能源、比亞迪等在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)方面均同步或優(yōu)于歐美企業(yè),獲得寶馬、奔馳、戴姆勒、本田、日產(chǎn)、雷資料來(lái)源:各公司公告,敏實(shí)集團(tuán)
31、招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),資金門檻:“就近配套建廠+車型配套產(chǎn)線”對(duì)資金提出高要求規(guī)?;a(chǎn)企業(yè)常采取“就近供貨”的產(chǎn)能布局策略,對(duì)資金有較高要求。電池盒是電池 Pack 中質(zhì)量?jī)H次于電芯的部件,由于質(zhì)量、體積較大,長(zhǎng)距離運(yùn)輸不具備經(jīng)濟(jì)性,大型企業(yè)往往會(huì)采取“就近供貨”的產(chǎn)能布局策略。由于電池盒是重資產(chǎn)行業(yè),想要從“就近供貨”的產(chǎn)能布局策略中獲益,這就對(duì)廠商的規(guī)?;a(chǎn)能力和資金投入能力提出了較高的要求。以敏實(shí)集團(tuán)為例,公司在全球多地搭建的生產(chǎn)基地輻射范圍涵蓋國(guó)內(nèi)北方區(qū)、華中區(qū)、華南區(qū)、長(zhǎng)三角區(qū)以及歐洲地區(qū),2021 年發(fā)起的募投項(xiàng)目中涉及到的電池盒擴(kuò)建項(xiàng)目計(jì)劃投資總額高達(dá) 27.3 億元。此外,
32、華達(dá)科技在江蘇省溧陽(yáng)市投資 3.63 億元建設(shè)動(dòng)力電池托盤項(xiàng)目,以此為位于溧陽(yáng)的公司第一大客戶上汽時(shí)代提供更加便捷的服務(wù)。圖 14:敏實(shí)集團(tuán)電池盒全球化“就近供貨”產(chǎn)能布局資料來(lái)源:敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),表 7:主要電池盒企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)及資金投入情況公司項(xiàng)目名稱投資主體計(jì)劃投資額項(xiàng)目規(guī)劃IRR(稅后)鹽城新能源電池殼組件項(xiàng)目鹽城分公司2.15 億元產(chǎn)品包括電池殼下箱體、后模組支架、模組連接板等11.31%(一期)15.60%(二期)凌云股份鹽城新能源電池殼下箱體項(xiàng)目鹽城分公司0.28 億元項(xiàng)目產(chǎn)品為電池殼下箱體20.45%涿州新能源電池殼項(xiàng)目凌云股份(河北涿州)億元項(xiàng)目產(chǎn)品包括電池下殼體
33、和電池殼上蓋。建設(shè)年產(chǎn) 100 萬(wàn)套電池箱體、車28.46%(一期)28.51%(二期)達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)年和勝股份和勝新能源汽車高端部件項(xiàng)目安徽和勝10 億元沈陽(yáng)敏能汽車零部件智能化生產(chǎn)基沈陽(yáng)敏能4.2 億元地(一期)建設(shè)項(xiàng)目年產(chǎn) 120 萬(wàn)件新能源汽車電池包生身部件和電芯、模組零件研發(fā)制造基地年產(chǎn)各型號(hào)汽車電池包總成 21.5萬(wàn)件,預(yù)計(jì) 2020 年 12 月投產(chǎn)收入 17 億元單件平均投資1954 元浙江敏能5.5 億元敏實(shí)集團(tuán)產(chǎn)線項(xiàng)目新能源汽車電池盒生產(chǎn)項(xiàng)目一期湖北敏能2 億元新能源汽車電池盒建設(shè)項(xiàng)目歐洲敏實(shí)12.13 億元新能源汽車電池盒生產(chǎn)項(xiàng)目捷克敏能3.44 億元華達(dá)科技動(dòng)力電池托盤項(xiàng)目
34、江蘇恒義項(xiàng)目分兩期,一期產(chǎn)能鋁型材擠壓3.63 億元3 萬(wàn)噸,電池托盤總成 50 萬(wàn)只資料來(lái)源:各公司公告,各公司官網(wǎng),敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),為不同車型提供配套產(chǎn)線需要廠商具有較高的資金投入能力。電池盒的體積較大,有時(shí)需要根據(jù)不同車型的整體方案要求給予特性化設(shè)計(jì),需要廠商為其單獨(dú)建設(shè)生產(chǎn)線,如凌云股份的寶馬某電池殼項(xiàng)目計(jì)劃投資 2.39 億元;保時(shí)捷某電池殼項(xiàng)目計(jì)劃投資 2.98 億元。這同樣會(huì)對(duì)廠商的規(guī)?;a(chǎn)能力和資金投入能力提出較高的要求。技術(shù)門檻:核心工藝持續(xù)革新,企業(yè)加速研發(fā)投入焊接:核心技術(shù)難點(diǎn),持續(xù)更新升級(jí)焊接技術(shù)難度高,對(duì)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)積累與研發(fā)能力有較高要求。當(dāng)前主流方案
35、采用的擠壓鋁型材托盤后續(xù)需要總成工藝將單體合成,總成工藝最關(guān)鍵的步驟在于第一步的焊接過(guò)程。電池盒的焊接工藝難度高,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響重大,對(duì)于企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)積累與研發(fā)能力有著較高的要求。由于型材的厚度、斷面都各不相同,在焊接時(shí)就產(chǎn)生了很多種組合,尤其在厚度差異很大時(shí),熱輸入非常難以控制。另外電池盒的焊道多且長(zhǎng),但同時(shí)要求焊道要小,都對(duì)生產(chǎn)技術(shù)提出了非常高的要求。圖 15:電池盒的總成工藝資料來(lái)源:敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),焊接核心技術(shù)持續(xù)更新升級(jí)。隨著汽車電池包箱體結(jié)構(gòu)不斷演變,焊接技術(shù)從之前傳統(tǒng)熔化焊(TIG 焊、CMT 焊),逐漸發(fā)展到目前廣泛使用的攪拌摩擦焊(FSW),再到成本較高尚無(wú)法普及
36、的激光焊、螺栓自擰緊技術(shù)(FDS)等逐漸出現(xiàn),核心技術(shù)也在持續(xù)更新升級(jí)。目前的主流方法是 FSW,它具有使用范圍廣、接頭質(zhì)量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)電池包底板模塊獨(dú)立焊接時(shí)使用單軸肩 FSW,效率低且底板變形調(diào)控較難。目前,國(guó)內(nèi)外均在研究雙機(jī)頭焊接來(lái)降低底板變形量,同時(shí)縮短單工序作業(yè)時(shí)間。表 8:電池盒焊接方法對(duì)比工藝原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用品圖片牌舉例鎢極氬?。═IG焊)攪拌摩擦焊 (FSW)在惰性氣體的保護(hù)下,利用鎢極與焊件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(也可以不加焊絲),形成優(yōu)質(zhì)焊縫CMT 焊利用較大的脈沖電流使焊絲順利起弧,在熔滴即將脫落時(shí),電流急劇衰熱輸入小、無(wú)飛濺、電減至幾乎為零,實(shí)現(xiàn)熔滴
37、的完美過(guò)渡, 弧穩(wěn)定以及焊接速度快形成連續(xù)焊縫難擺脫鋁合金傳統(tǒng)熔化焊的問(wèn)題,如熱輸入大比亞迪、引起的變形、氣孔、焊北汽接接頭系數(shù)低等以旋轉(zhuǎn)的攪拌針以及軸肩與母材摩擦產(chǎn)生的熱為熱源,通過(guò)攪拌針的旋轉(zhuǎn)攪拌和軸肩的軸向力實(shí)現(xiàn)對(duì)母材的塑化流動(dòng),最終得到區(qū)別于熔化焊鑄造組織的精細(xì)鍛造組織的焊接接頭電弧與熔池的可見性 好、操作簡(jiǎn)單、焊縫外觀無(wú)焊灰及不需清潔焊接變形小、無(wú)裂紋及氣孔等缺陷,且焊接接頭強(qiáng)度高、密封性好、成本低、便于自動(dòng)化焊接速度慢、焊接熱輸入大、焊后變形大、不易控制對(duì)裝配精度要求較高比亞迪、吉利吉利、小鵬通過(guò)設(shè)備中心擰緊軸將電動(dòng)機(jī)的高速螺栓自旋轉(zhuǎn)傳導(dǎo)至待連接板料摩擦生熱產(chǎn)生擰緊技塑性形變后,自
38、攻螺絲并螺栓連接的術(shù)(FDS)冷成形工藝通常配合機(jī)器人使用,自動(dòng)化程度高;保證足夠連接強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)箱體的密封性能設(shè)備成本高、焊后凸起蔚來(lái)以及螺釘造價(jià)昂貴利用能量密度極高的激光束照射在待激光焊設(shè)備前期投資成焊接質(zhì)量高、精度高、激光焊焊材料表面,使材料熔化并形成可靠本高、回報(bào)周期長(zhǎng),鋁大眾速度快的連接接頭合金激光焊接困難資料來(lái)源:新能源汽車電池包關(guān)鍵連接技術(shù)(胡大武),電池包箱體的輕量化與連接技術(shù)(司福建),CTP:當(dāng)前革新趨勢(shì),企業(yè)加速研發(fā)CTP 無(wú)模組方案為電池包新趨勢(shì)。為了增加續(xù)航里程,廠商都希望在有限的空間內(nèi)裝載更多的電芯,因此出現(xiàn)了從小、中、大再到無(wú)模組的進(jìn)化過(guò)程,以提升電池內(nèi)部的空間
39、利用率和能量密度。傳統(tǒng)電池包基本都采用從電池-模組-電池包的成組方式,通過(guò)多層級(jí)的成組方式保障電池安全。而無(wú)模組技術(shù) (CTP=Cell to Pack) 取消模組結(jié)構(gòu),由電芯直接組成電池包,直接承受碰撞的沖擊,電池包需要承載載荷,對(duì)電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱管理系統(tǒng)等也就提出了更高的要求。CTP 方案的進(jìn)一步集成是 CTC(Cell to Chassis)方案,使用地板的上下板代替電池殼體和蓋板,將電芯與地板和底盤一體化設(shè)計(jì),從根本上改變電池的安裝形式。然而這種技術(shù)對(duì)工藝提出了更高的要求,如果制造不合格會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池報(bào)廢。表 9:電池集成方案對(duì)比基本概念集成方案空間利用率電池電量可維修性優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傳統(tǒng)
40、方案CTP方案CTC方案電芯-模組-電池包-車身電芯-電池包-車身電芯-車身先電池本身集成,再安裝到車身上先電池本身集成,再安裝到車身上電池包有獨(dú)立上蓋或車身地板作為電池上蓋低-比傳統(tǒng)方案高增加10-15%比 CTP 增加更高5-10%可單獨(dú)更換模組只能更換電池包更換電池包并重新密封模組的存在保障安全性較高增加電芯數(shù)量;降低重量;簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,提效降本極大提高空間利用率,可使續(xù)航增加 15%-25%;取消結(jié)構(gòu)件,降低了重量空間利用率低,重量大 電芯將直接承受碰撞的沖擊,電池包承載載荷,對(duì)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出高要求電芯承載載荷,需考慮如何將電芯與上下結(jié)構(gòu)件固定 以應(yīng)對(duì)苛刻剪切力;制造不合格,會(huì)導(dǎo)致整
41、個(gè)電池報(bào)廢資料來(lái)源:CTC 集成技術(shù)在電動(dòng)汽車電池布置中的應(yīng)用(張濤),圖 16:電池 CPT 集成方案資料來(lái)源:無(wú)模組技術(shù)在新能源汽車動(dòng)力電池中的應(yīng)用與研究(朱小燕),圖 17:電池 CTC 集成方案資料來(lái)源:CTC 集成技術(shù)在電動(dòng)汽車電池布置中的應(yīng)用(張濤),龍頭企業(yè)加速研發(fā),引領(lǐng)國(guó)際技術(shù)發(fā)展。目前 CTP 主要有以寧德時(shí)代為代表的部分減模組化技術(shù)與以比亞迪為代表的完全無(wú)模組化技術(shù)。寧德時(shí)代的 CTP 技術(shù)是以大模組替代小模組,用鋼扎帶形成大模組。相比傳統(tǒng)電池,容量利用率增加 15%-20%,能量密度提高 10%-15%,生產(chǎn)效率提升了 50%,大大降低動(dòng)力電池的制造成本。比亞迪的刀片電池
42、是通過(guò)將單體蓄電池扁長(zhǎng)化設(shè)計(jì),進(jìn)一步改進(jìn)電池包集成效率。體積比能量密度比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池提升 50%,成本下降 30%,具有高安全和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。隨后國(guó)軒又推出 J2M,直接用卷芯放在模組里面,一次完成制作。中國(guó)企業(yè)發(fā)揮電芯制造優(yōu)勢(shì),加速研發(fā),超越了大眾的 VDA、MEB 電芯尺寸標(biāo)準(zhǔn),引領(lǐng)了國(guó)際電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新。圖 18:中國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新進(jìn)展資料來(lái)源:第七屆中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇主要電池盒企業(yè)研發(fā)投入占比整體呈上升趨勢(shì)。在電池盒技術(shù)持續(xù)變革的趨勢(shì)下,主要電池盒企業(yè)在多個(gè)方向加速開展研發(fā)工作,以保持?jǐn)U大優(yōu)勢(shì)地位。比如敏實(shí)集團(tuán)自行研發(fā)的 48V 電池盒、CTP 電池盒、熱塑性復(fù)合
43、材料電池盒上蓋方案等,同時(shí)與中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所正在合作研發(fā)復(fù)合材料電池箱上蓋等。主要電池盒企業(yè)研發(fā)投入逐年攀升,占營(yíng)收比例整體呈上升趨勢(shì)。圖 19:主要電池盒企業(yè)研發(fā)費(fèi)用占營(yíng)業(yè)收入比例敏實(shí)集團(tuán)凌云股份和勝股份6.04.63.84.94.14.14.43.83.16.5%6.0%5.5%5.0%4.5%4.0%3.5%3.0%2.5%2.0%201820192020資料來(lái)源:各公司公告,敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),雙重門檻利好先進(jìn)入者快速發(fā)展。電池盒行業(yè)的高資金、高技術(shù)要求對(duì)后來(lái)玩家設(shè)置了較高的門檻,先入玩家能夠獲得更多的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。綜合技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)能產(chǎn)量及客戶情況,以凌云股份、
44、和勝股份、敏實(shí)集團(tuán)、華達(dá)科技、華域汽車等為代表的國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)企業(yè)近幾年來(lái)通過(guò)持續(xù)的資金投入、產(chǎn)能擴(kuò)建、技術(shù)研發(fā)等在電池盒領(lǐng)域迅速擴(kuò)張,產(chǎn)量與營(yíng)收不斷攀升,與國(guó)內(nèi)其他企業(yè)已經(jīng)拉開較大差距。圖 20:2018-2020 年主要上市公司電池盒產(chǎn)量(單位:萬(wàn)件)華域汽車敏實(shí)集團(tuán)華達(dá)科技和勝股份14.112.06.97.23.51.62.30.31614121086420201820192020資料來(lái)源:各公司公告,敏實(shí)集團(tuán)招股說(shuō)明書(申報(bào)稿), 風(fēng)險(xiǎn)因素行業(yè)產(chǎn)能投放超預(yù)期,部分企業(yè)訂單不及預(yù)期,新能源汽車銷量增長(zhǎng)不及預(yù)期,技術(shù)變革的風(fēng)險(xiǎn)。 投資建議電池盒作為全新增量市場(chǎng),受到新能源汽車市場(chǎng)高增的拉動(dòng)而快速擴(kuò)張,中國(guó)市場(chǎng)受到供給端與政策端雙驅(qū)動(dòng),成長(zhǎng)邏輯確定;歐洲市場(chǎng)排放考核不斷收緊,高速增長(zhǎng)趨勢(shì)明確;美國(guó)市場(chǎng)政策環(huán)境趨好,預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)觸底反彈,我們預(yù)計(jì) 2021/2025/2030 年全球電池盒市場(chǎng)規(guī)模為 112/355/911 億元,2020-
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