比亚迪业务布局亮点在哪?

比亚迪业务布局亮点在哪?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/02/05 10:13

全产业链布局,成本严控。

1、 刀片电池:安全稳定与工艺是核心优势

刀片电池的核心在于磷酸铁锂的稳定性与叠片工艺。1)安全稳定:比亚迪选择 安全稳定性高但是能量密度相对较低的磷酸铁锂作为电池正极,通过提升电池包 的空间利用率来增加电芯的堆积,将续航里程提升至与三元锂电池车型相近水 平。且磷酸铁锂稳定性高电池寿命长,乘用车保值率相对提升。2)叠片技术: 相对于卷绕工艺,叠片技术减少电池内阻保证电能传输效率,放电平台和体积比 容量都高于卷绕工艺锂离子电池,所以能量密度也相应较高。3)结构性:刀片 电池电芯可以作为车身结构支撑提高车身强度,优化车身设计。

层层降本,提升方案性价比。磷酸铁锂电池通过安全性优势降低冷却端的技术投 入。特斯拉 4680 电池散热技术领先,电芯热管理通过,1)侧面蛇形水冷板增 大接触面积,起到了结构件和导热作用。2)全极耳技术将产生的电流分散通过 极耳导到外电路降低电池热量。宁德麒麟电池当电芯为三元锂电时,同样需要立 式水冷板放置于电芯之间提高电芯与水冷板之间的接触面积。受益于磷酸铁锂电 池的稳定性以及叠片工艺降低内阻,比亚迪简化散热路径,水冷板放置于刀片电 池侧端保证电芯方案的高性价比。 电芯多种组合形成带电量不同的电池包。由于带电量需求不同,比亚迪 BEV 电 芯与 PHEV 电芯采取多种方案。1)BEV 方案包括 135Ah 和 150Ah;2)PHEV 方案包括 26Ah、40Ah、47.7Ah。比亚迪通过不同的电压配置组合出不同的电芯 能量,降低电池包组合的复杂性。

1.1、电池开启结构化与集成化创新

电池厂去模组化方案逐步升级,空间利用率提升。2019 年宁德时代开启电池去 模组化方案 CTP1.0 并逐步迭代至麒麟电池 CTP3.0 技术(CTP,cell to pack)。 相较于传统电芯-模组-电池包的方案,CTP1.0/2.0 分别去掉模组的侧板与端板, 并在 3.0 技术完全取消模组形态,降低电池包结构件成本,提升电芯的空间利用 率以提升电池能量密度至峰值 255Wh/kg。

车身电池一体化成为主机厂偏好方案。2020 年特斯拉于电池日发布 CTC 方案 (CTC,cell to chasis)将电芯直接整合到车辆底盘结构内,从而提升车身的空 间利用率/车身扭转刚度。2022/5/20 比亚迪发布 CTB 方案(CTB,cell to body) 搭载于海豹,成为国内首家真正实现电池车身一体化的主机厂。通过搭载 CTB 技术,1)车身刚度与安全性提升:将车身与电池整合后海豹整车强度会大幅提 高,整车扭转刚度提升 70%,整车扭转刚度可达到 40500N·m/°。2)保证内部 空间性:作为轿跑车型海豹采用低趴车型降低风阻,但 CTB 技术车身深度融合 后提升车内垂直空间 10mm,保证乘坐舒适性。3)有效降本:根据特斯拉电池 日资料,车身底盘一体化约可以降低约 7%-10%的电池成本,比亚迪 CTB 技术 与特斯拉 CTC 技术接近。以电池成本占整车 35%成本推算,我们估计均价 20 万元的纯电汽车通过 CTC 技术可以降低约 5000-7000 元电池成本。

为提升整车续航里程,除选择能量密度更高的电解质方法以外,还可以进行电池 与车身之间的结构创新,实现降低电池成本+提升空间利用率,因此电池由模组 转变为去模组化并逐步融合至车身底盘是大势所趋。CTP 技术普遍由电池厂提 供标准化方案,且主机厂仍存在电池研发量产壁垒,因此车身电池搭载主流方案 仍为 CTP 技术。国内部分主机厂已加快电池研发量产以提升主机厂电池环节成 本控制能力,预计 CTB/CTC 技术或更为具备量产电池能力的主机厂偏好方案。

1.2、产能扩张提高外供比例

比亚迪电池市场份额保持上行趋势,产能扩张外供比例有望提升。受益于电池自 供/品牌销量稳步抬升,比亚迪电池装机量与市场份额均呈现上行趋势。截止 2022/7 比亚迪实现外供比例约 4%+,主要客户包括长安、东风、一汽。鉴于比 亚迪磷酸铁锂电池市场认同度较高,且比亚迪电池产能可充分保证自供,公司或 将逐年提高电池外供比例。

我们对比亚迪外供收入进行测算,包括以下假设,1)自供电池能量根据单车带 电量与对应车型销量预测的乘积计算,预计至 2025E 自供电池约 218.0Gwh;2)随比亚迪电池产能扩张,电池外供比例预计逐步抬升至 2025E 约 18%,对应外 供电池约 47.9Gwh;3)考虑规模效应、以及电池原材料价格下降,我们预测电 池包成本同步下降;4)自供价格为电池包成本价格,外供价格以 15%+毛利率 测算。我们预计,比亚迪 2022-2025E 电池收入为 37.9/141.6/266.4/425.5 亿元, CAGR 为 123.9%。

2、 功率半导体:车身关键半导体器件

新能源汽车渗透率提升带动车规级半导体的单车价值量提升。车规级半导体作为 汽车电子的核心元器件,可广泛应用于车内相关控制与检测装置,主要分布于车 身控制模块、车载信息娱乐系统、动力传动综合控制系统、主动安全以及高级辅 助驾驶系统,其应用广泛程度高于燃油车。车规半导体对产品稳定性与安全性有 极高的要求,因此准入门槛较高,测试周期长。根据功能差异性,车规半导体可 以划分为 IGBT 功率半导体、SiC、智能控制 IC(MCU、电源 IC)、传感芯片等。 功率半导体在电动车的车规半导体中成本最高。功率半导体在新能源汽车的电机 驱动控制器中发挥核心作用,进行直交流电的转换,同时对交流电机进行变频控 制,通过决定驱动系统的扭矩和最大输出功率来直接影响新能源汽车的加速能力 和最高时速。相较于传统燃油车,电动车由于新增电驱电控、OBC、DCDC 等模 块,因此对于功率半导体的需求量提升,其中需求端主要产品为 IGBT 模块、IGBT 单管,并且随着高压快充布局对于 SiC MOSFET 以及 SiC 单管的需求逐步释放。

2.1、IGBT:国产替代格局已打开

比亚迪深耕功率半导体业务,具备技术与产能优势。比亚迪自 2005 年搭建 IGBT 研发团队,经过十余年的发展具备 IGBT 相关产品的 IDM 能力。公司 IGBT 产品 具备以下优势,1)产品已通过认证:车载 IGBT 因为涉及车身安全性问题,认 证周期长,通常需要 1-2 年的导入期,特殊车型则更长。车企对半导体供应商的 要求是产品已批量搭载,比亚迪 IGBT 具备先发优势,产能释放后可较快通过认 证进行产品外供。2)IDM 模式:产品交付能力与成本控制能力都强于 Fabless 模式,可以有明确的交付期保障。公司现有宁波、济南工厂产能快速爬坡,其长 沙工厂在建中,预计 2022-2023E 产能可配套旗下汽车产能的半数以上电控。3) 技术迭代周期长,海外厂商与国内厂商技术差异有限:比亚迪 IGBT 技术迭代至 英飞凌 5 代,相较于英飞凌 7 代导通压有 0.05V-0.1V 的差距,整车最大输出功 率少 10-20kw,但 5 代技术已基本可以满足车载性能。 国产替代格局打开,比亚迪市场份额有望保持领先。公司 IGBT 产品已经达到车 规级高可靠性、高耐流、高效率的性能要求,抓住国产替代机遇集中对车规级功 率半导体进行产能扩张,2022 年上半年比亚迪在国内厂商中车规级功率半导体 市场份额居首位占比约 19.5%。当前国内厂商车载功率半导体市场份额已达到 40%+,比亚迪与斯达半导、中车时代保持市场出货量领先地位。随着以上三家 厂商产能爬坡提速、以及士兰微功率半导体开启大规模车规功率半导体量产,我 们预计 2023-2024E 国内出货的车规级功率半导体占全国市场份额将至 50%+。

2.2、碳化硅:高性能与高成本之间的权衡

碳化硅渗透率抬升。碳化硅器件使用第三代半导体材料碳化硅作为衬底,与硅基 器件相比,碳化硅为基底的功率半导体器件具有以下优势,1)宽禁带:禁带是 硅的 3 倍,可转换为高 10 倍的击穿电场。2)高导热性:导热率是硅基底器件 3 倍。功率损耗产生的热量可以快速通过 SiC 传导。3)耐高温:200 度以上高温 环境下运行效率良好。相较于硅基器件,SiC MOSFET 的整体功耗更小,结合本 身高导热性与耐高温的特性,其对系统中整体的电池容量/冷却系统元器件需求 量降低,进而减少系统成本。综合来看,碳化硅器件的应用可以有效提升新能源 汽车的续航里程+百公里加速能力,可承载 1200V 以上电压,当前小范围应用于 配套高压快充的 B 级及以上车型。

高压快充布局加快碳化硅渗透。碳化硅模块可应用于已搭载高压快充/计划搭载 高压快充技术、高 ASP 新能源汽车主电驱,碳化硅单管可应用于车身 DCDC 以 及充电系统领域。800V 车端布局也加快了高压充电桩的建设需求,升级高压充 电桩同样需要充进行升级充配电模块升级,包括将硅基器件替换为碳化硅单管实 现更高的开关频率。

成本与良品率限制碳化硅大规模应用。SiC 在拥有众多优点且应用广泛,但始终 没有大规模量产,核心在于制备的各个环节良品率提升难度较大,产品成本对应 提升。以衬底制备环节为例,SiC 衬底晶片制备分为以下过程,1)原料合成 SiC 微粉:2700 度高温+350MPa 环境下通过物理气相运输法(PVT)合成 SiC 气体(vs.硅基底在 1600 度合成);2)晶体生长:生长速度缓慢,0.1-0.2mm 每小 时的生长速度。(vs.硅基每小时生长 42mm);3)晶锭加工:材料硬度接近金 刚石,进一步的切割、研磨、抛光、检测、清洗难度都加大。受制于衬底环节制 备难度,海外厂商 CREE 良品率约 70%-80%,国内厂商良率约 50%,碳化硅产 品成本提升,因此碳化硅衬底的模块只小范围应用于单车价值量较高的车型。

当车身的碳化硅/IGBT 价格比为 2-2.5x,其电池节省成本将会超过碳化硅成本。 通过主电驱使用碳化硅器件,车辆系统效率提升降低电能耗,电池容量可以相应 降低进而以减少车身电池成本。根据英飞凌测算,碳化硅可节约车身约 6%电池 系统成本。我们以目前已知搭载碳化硅车型测算,预计当 SiC/IGBT 的价格比为 2-2.5x 时,电池的成本节省高于碳化硅增加的成本。当前带电量 70kWh 以上车 型电驱部分碳化硅模块盈亏平衡价格与碳化硅市场价格接近,因此碳化硅模块已 小范围应用于带电量高/单车价值量高的纯电车型,实现大规模搭载的关键仍为 良率提升后的规模化降本。

2.3、车端升级+充电兼容或为最适配方案

车端高压快充升级

目前针对 800V 高压快充升级,车身端主流方案包括三种,1)全平台高压快充: 电池与电机等器件全部支持 800V 高压,可兼容 400V 的直流充电桩,无需再配 备增高压部件。全平台高压的整车能耗较低,并且安全风险显著降低,但是由于 需要全平台器件更新,系统的新增成本较高;2)部分支持 800V 高压:电池支 持 800V,其余器件仅支持 400V,车身内系统平台器件相对更新较少,但是需要 新增 400-800VDCDC。相对于方案一,方案二的整车能耗较高,且对于 400V-800V 的安全性要求较高,属于部分主机厂过渡方案;3)电池并联 800V:采用 2*400V 电池并联设计,且车内器件仅支持 400V,因此在 800V 充电时需要新增继电器 切断 400V 部件。整车能耗高,且需要电池座特殊设计和改动,对电池和继电器 的安全性要求都较高。

桩端高压快充升级

当前实现大功率充电通过三种方案,1)以特斯拉为代表的大电流快充:特斯拉 峰值电流可至 600A,但是电流产生热损失较大,热管理成本高;2)以保时捷为 代表的大电压快充,电压提升至 800V,单桩最大功率为 350kWh;3)以小鹏为 代表的电压与电流同步提升,可以实现峰值功率 480kWh 的超级快充,而超级 快充的快速布局也会加快充电桩端碳化硅功率器件的需求量。

我们对车端+桩端碳化硅需求进行测算。假设包括,1)2022 年前 10 月 25 万元 以上新能源乘用车渗透率约为 25%,且至 2025 年渗透率预计抬升至约为 30%; 2)25 万元以上新能源乘用车搭载碳化硅模块渗透率逐年抬升至 2025E 约 45%; 3)全部 25 万元以上车型需搭配碳化硅单管;4)考虑碳化硅制备良品率提升/ 产能释放后,碳化硅单车/桩价值量对应 2023/2024/2025E 降幅预计逐年增加, 分别为 5%/10%/15%;5)基于当前布局超级快充桩的厂商规划,假设建设超 级快充桩的厂商的布局进程一致,预计 2025E 超级快充桩数量约为 8 万个。我 们预计,2022-2025E 车端+桩端的碳化硅模块+单管的市场空间约为 20.4/55.3/95.9/121.5 亿元,其中车端碳化硅市场前景更广。

车端升级+充电兼容或为更优方案。比亚迪 2021 年上市 e3.0 平台已实现通过高 电压电驱升压充电架构进行直流电压转换保证快充效率,兼容第三方电桩,充电 功率高且稳定。当前比亚迪全系 OBC 搭载 SiC 单管实现家用交流电开关频率提 升降低能耗,高端车型电驱搭载 SiC MOSFET 提高电驱性能与续航里程。我们认为,1)比亚迪碳化硅布局进展已处于国内领先水平并实现规模量产以及上车 验证,具备领先优势;2)超充桩布局涉及用地成本+桩端升级成本,而通过车 端升压架构可充分增加快充应用场景;3)相对看好车端碳化硅放量前景,预计 国内碳化硅车端市场空间高于超级快充桩端(2025E 车端模块+单管 118.6 亿元 vs. 充电桩端 2.9 亿元),良品率/规模效应仍为后续渗透率抬升关键。

参考报告REPORT

比亚迪(002594)研究报告:笃行致远,变革于浪潮之巅.pdf

比亚迪(002594)研究报告:笃行致远,变革于浪潮之巅。新能源汽车产业中的龙头自主品牌。公司深耕新能源产业十余载,主营产品包括新能源汽车与产业链核心零部件的自研量产、手机部件及组装业务、以及二次充电电池业务。我们判断,比亚迪已实现品牌力+车型竞品力、以及销量/业绩的突破。1)纯电方面,在汉的成功上市/爬坡下,产品矩阵进一步完善(代表中低端市场的海豚+元plus销量快速增长,代表高端市场的腾势D9已正式交付、全新仰望品牌对标百万元级豪车市场);2)插混方面,技术成熟+定位精准,成功挖掘10-20万元潜在市场用户;3)基本面方面,产品力+交付周期改善、以及规模降本实现销量与业绩双兑现。我们判断,...

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