电动车产业链技术研究专题报告：CTP降本增航

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。

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%。

CTP 技术对电芯产品的一致性要求高，目前处于推广应用阶段。传统电池包 构成中，模组将电芯集合在一起，对电芯起到固定、支撑和保护的同时还提供了电 池监控和管理作用。CTP 技术直接将电芯串并联到一起做成电池包，对电芯的一致 性要求提高。目前，少数企业开始推广 CTP 技术电池包。其中，比亚迪预计 2020 年 6 月上市的新车型“汉”将搭载自产的 CTP 超级 LFP 电池包，宁德时代的 CTP 三元电池包将配套北汽 EU5。此外，蜂巢能源等也在推进相关的产业化落地。

2、 站在整车角度看 CTP 技术对续航里程和成本的影响

站在整车厂的角度，最关心两个变量，续航里程和成本。续航里程方面，CTP 电池技术配合不同类型的动力电池会通过单车带电量和整车质量对续航里程产生 影响。成本方面，带电量不同、电池种类差异和 CTP 电池技术带来的制造成本和 人工费用减少等因素都会对成本产生影响。

为了研究 CTP 技术对整车端和动力电池产业链带来的影响，我们基于比亚迪 的专利 CN209389112U，建立了相同电池包体积下不同类型电芯和电池包对应的续 航里程关系，并计算相应的电池包成本。

2.1、 续航里程（km）=334.21+9.538*带电量（KWh）-0.275*整车装备

质量（kg） 影响电动车续航里程的因素较多，可简单地分为能量供给和能量消耗两大类。 能量供给方面，影响因素为单车带电量、电能可使用比例等；能量消耗方面，主要 有汽车动能、机械部件间的能耗、电子部件的能耗、风阻和汽车与路面的摩擦等。 考虑到单车带电量、汽车质量对续航里程的影响较大，这里主要研究二者对续航里 程的影响。

为了降低传动效率、电控效率等因素对续航里程的影响，样本主要为比亚迪车 型。由于比亚迪车型的续航里程在 305~520km，为了覆盖 500~660km 续航里程范 围，样本增加了特斯拉、广汽等中高端车企的长续航车型。

分析显示电动车的续航里程和单车带电量、整车装备质量具有强相关性，建立 的数学模型具有高置信度。电动车的续航里程和单车带电量、整车装备质量的数学 关系可表达为：

续航里程（km）=334.21+9.538*带电量（KWh）-0.275*整车装备质量（kg）

该数学模型具有比较强的适用性。2020 年比亚迪新车型“汉”的续航里程为 605km，与数学模型测得的 592km 相差较小，在 2%左右。

2.2、 CTP 提升单车带电量 14-21%，提升整车装备质量 7-11%

在电池包体积一定的情况下，由于体积利用率的提升，CTP 电池包的带电量和 质量会相应增加，从而影响电动车的续航里程。这里，基于比亚迪的专利披露信息， 我们研究在相同电池包体积下不同种类的方形电池包带电量和质量的变化。

为了便于研究，做出了如下的关键假设：

1. CTP 电芯的体积/质量能量密度与常规电池包中的电芯一样；

2. 基于比亚迪专利中 LFP 常规电池包的体积利用率 55%，专利中说明常规电 池工艺下，体积利用率一般在 50%左右，下限 40%。这里假设配套 NCM523/622/811 分别为 52%/49%/42%；

3. 不同种类电池包的质量能量密度取 TOP5 车型质量能量密度的均值；

4. 电池包中各部件体积：电池包采用相同的结构。LFP+常规/CTP 电池包以 比亚迪专利为基础，在 CTP 技术中，假定不使用横纵梁，横纵梁与空隙体 积为常规技术中的 40%；配电箱体积不变；不同电芯对应的热管理及其他 配电箱等的体积比例与常规技术中一样。根据宁德时代公开资料，电池包 能量密度 200Wh/kg，推测为 NCM811，假设公开资料中包体与热管理及 其他配电箱等体积同 NCM811;

5. 电池包中各个部件质量：常规/CTP 中的包体与热管理及配电箱质量简单假 设为与其体积成正比。

在搭建的勾稽关系中，CTP 技术对电池包体积利用率和质量能量密度的 改善和公布的技术指标相符合。 1）电池包的质量能量密度方面，电池包为 213L 时，三元 CTP 电池包提高了 8~15%，符合蜂巢能源的 5~10%（第一电动披露） 和宁德时代的 10~15%（第一电动披露）；电池包体积为 310L 时，三元 CTP 电 池包提高了 4~8%，符合蜂巢能源中的 5~10%（第一电动披露），略低于宁德 时代的 10~15%（第一电动披露）； 2）电池包的空间利用率方面，电池包为 213L 时，三元 CTP 电池包的空间利用率提高了 15~21%，高于蜂巢能源的 5%（第 一电动披露），符合宁德时代的 15~20%（第一电动披露）；电池包为 310L 时， 三元 CTP 电池包的空间利用率提高了 15~18%，高于蜂巢能源的 5%（第一电 动披露），符合宁德时代的 15~20%（第一电动披露） 。

CTP 技术提升单车带电量 14~21%，增加质量 7~11%。当电池包体积为 213L 时，使用 CTP+ LFP/三元电池的单车带电量提升 14~21%，从原来的单车电量 53~59KWh 上升到 60~72KWh；CTP+ LFP/三元电池包质量增加 7~9%，从原来的 351~394kg 上升到 382~424kg。当电池包体积为 310L 时，使用 CTP+ LFP/三元电池 的单车带电量提升 14~18%，从原来的单车电量 76~86KWh 上升到 86~101KWh； 使用 CTP+ LFP/三元电池包质量提增加 10~11%，从原来的 511~566kg 上升到 567~622kg。

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

传统燃油车成熟市场中，A 级车占据着主要份额。2019 年，A 级乘用车（包 括轿车和 SUV）销量 1242 万辆，占比达 63%。B 级车和 A0 级销量分别为 347 万 辆和 294 万辆，占比分别为 16.8%和 14.2%。

由于 A00 级车型主要定位低续航里程里程应用场景，且目标客户对价格敏感， 适合搭载 LFP。并且在传统乘用车中 A00 级车占比低，不是未来发展的主流。这 里我们主要研究 CTP 电池对 A0~C 级车型搭载的 LFP、三元电池的影响。从目前 新能源汽车市场销量构成上看， A0/B/C级别乘用车以SUV 为主， A级车多为轿车。 根据样本均值数据，这里假设除电池包外的整车质量分别为 A0 SUV/A 级 1150kg， A SUV/B 级 1350kg，C 级 1650kg。

当电池包体积为 213L 时，CTP 助力续航里程增加 62~113km，CTP+高镍三 元续航提升明显。 1）从CTP对续航里程增加角度来看， LFP和NCM523在60~70km， NCM622 和 NCM811 分别为 81 和 113km。CTP+高镍三元，尤其是 NCM811，能够 大幅增加续航里程。2）从续航里程角度看，CTP+LFP/NCM523 对应的续航里程与 常规 NCM811 电池包处于相同水平。

B 级车 Model 3 长续航版的电芯总体积约为 107L、电池模组总体积约 188L。 我们预计拥有 76KWh 的 310L LFP 电池包用在 B 级及以上的车型。

当电池包体积为 310L 时，CTP 助力续航里程增加 82~130km，CTP+高镍三 元续航提升明显。 1）从 CTP对续航里程增加角度来看， LFP和NCM523在80~95km， NCM622 和 NCM811 分别为 105 和 130km。CTP+高镍三元，尤其是 NCM811，能 够大幅增加续航里程。2）从续航里程角度看，CTP+LFP/NCM523 对应的续航里程 与常规 NCM811 电池包处于相同水平。

2.4、 CTP 有助成本下降 16~19%

CTP 技术是对电池包结构组成进行了简化，对整车其他部件的影响小。为了便 于研究，这里不考虑 CTP 对电池包以外的整车成本变化，并做了如下的关键假设：

1. 电芯的度电成本不变。电池结构件、热管理等成本和体积成比例；

2. 由于制造工艺的简化，单位能源/人工成本和制造费用下降。根据宁德上帝 爱公开资料，生产效率将提升 50%。这里假设单位能源/人工成本和制造费 用的降幅为 33%；

3. 电芯中除正极材料单位瓦时的成本不同，其他相同。LFP 电芯成本构成参 考国轩高科，三元正极材料的价格为理论计算，主要原材料的含税价参考 真锂研究，分别为硫酸镍 2.52 万元/吨，硫酸钴 5.7 万元/吨，硫酸锰 0.5 万 元/吨，碳酸锂 5 万元/吨，氢氧化锂 5.6 万元/吨。

基于上述假设，CTP 技术能够使电池包成本下降 16%以上。常规 LFP 和三元 电池包的度电成本在 0.7~0.82 元/Wh，使用 CTP 电池技术的 LFP 和三元电池包的 度电成本在 0.57~0.7 元/Wh。

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

短期看，CTP+LFP 的性价比高，主要定位续航里程 500km 以下的车型。1） 当电池包为213L和310L时，装满电池后CTP电池对成本的降幅在0~4000元左右， 而续航里程可提高 60~130km。2）短期若高镍三元电芯的能量密度提升幅度不大， CTP+LFP/NCM523 对应的续航里程有望达到常规高镍三元的水平，续航里程主要 集中在 500km 以下。3）当电池包为 213L 和 310L 时，NCM523 和 LFP 使用 CTP 技术时的续航里程相差小，仅 10km 左右。在不考虑补贴的影响， LFP 的降本幅 度比 NCM523 高 1000~2000 元，LFP 经济性较好。

中长期看，高镍三元能量密度提升空间大，顺应新能源汽车长续航的大趋势。 目前 LFP 正极材料的实际比容量 145mAh/g，电芯能量密度改进空间有限。三元正 极材料的实际比容量还有 30%以上的提升空间。当 NCM811 电芯提升 10%的能量 密度来估算，常规 NCM811 电池包对应的续航里程比 CTP+LFP/NCM622 有优势。 随着 CTP 技术的应用成熟和 NCM811 的量产工艺改进，CTP+NCM811 更会将新能 源汽车的续航里程推到新高点。

3、 投资建议

CTP 技术简化电池包结构，提高空间利用率，能够实现降本增效的作用。从 2019 年开始，比亚迪、宁德时代和蜂巢能源等企业均推出了 LFP 和三元动力电池 的 CTP 电池包。随着比亚迪“汉”的推出，2020 年将会成为 CTP 技术产业化的元 年。在国内主流动力电池厂和车企的引导示范作用下，CTP 技术在电池包中的渗透 率有望进一步提升。

短期来看，受益于 CTP 技术，我们预计在 500km 以下车型中 LFP 渗透率将得 到提升，LFP 产业链有望受益；长期来看，高镍三元能量密度提升空间大，顺应新 能源汽车长续航趋势。

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；2）LFP 电池产业链，如鹏辉能源、国轩高科等。正极材料受益公司有德方纳米等。

1）宁德时代

产能快速扩张巩固行业龙头地位。根据 GGII 数据，2019 年我国动力电池装机 量约 62GWh，其中，宁德时代装机量约为 32GWh，市占率高达 52%。目前公司产 能约 60GWh，按照已公布的产能规划，未来公司全资总产能超 200GWh，合资产 能约 70GWh。未来公司产能扩张迅速，有望维持高市占率，保持行业龙头地位。

CTP 电池包逐步达成合作，短期内有望量产落地。作为 CTP 技术的引领者和 推广者，公司与国内新能源汽车主流整车厂北汽新能源合作研发的 CTP 三元电池 将配套北汽 EU5 车型上，未来陆续为哪吒汽车 5 款车型配套 CTP 电池包。

2）比亚迪

新能源汽车龙头，不断改进创新。技术方面，推出第三代混动技术，IGBT4.0 领先市场主流，SiC Mosfet 已完成研发；人才引进方面，聘请前奥迪造型总监、法 拉利外饰设计总监、奔驰内饰设计总监，并且引进通用中国总裁甘文维提供顾问咨 询服务；产品线布局方面，打造全新纯电 e 平台，集成化、模块化有助降本和缩短 车型研发周期等。

动力电池行业领先，刀片电池+CTP 技术引领创新。公司动力电池产品成熟， 经过汽车后市场多年验证，品质有保障。受限于体系内部供给，公司动力电池尚没 有充分受益于行业整体向上的红利。根据GGII数据，公司2019年装机量达10.8GWh， 市占率 17%，国内装机量第二。随着子公司弗迪动力的成立，未来批量外供或将照 进现实。公司创新能力强，刀片电池从电芯层面进行改进，叠片工艺有望提升质量 能量密度 5%左右。CTP 技术从电池包层面可达到降低成本、提高电池包带电量的 目的。

3）国轩高科

公司深耕 LFP 电池，技术不断突破。公司动力电池装机量稳居国内动力电池 企业前三，仅次于宁德时代和比亚迪。公司 LFP 电芯能量密度不断提升，最高达 190Wh/kg，电池包能量密度突破 140Wh/kg。

LFP 车型不断推出，公司产能快速释放。公司客户主要有江淮、奇瑞、北汽 新能源、长安等。随着补贴的逐步退出，主要车企不断推出搭载 LFP 电池的新能 源车型。目前公司产能约 15GWh，其中 LFP 约 11GWh；在建产能 14GWh，其中 LFP 约 13GWh。

积极开拓动力电池外市场，联手华为发力 5G 基站市场。公司与华为建立战略 合作关系，开展锂电领域的供货配套。未来公司将充分受益 5G 基站加快建设进度。

4）鹏辉能源

深耕锂电近 20 年，营收稳步增长。公司成立于 2001 年，经营电池行业约 20 年，产品布局广，涉及一次电池和二次电池。公司自 2015 年来营收复合增速保持 在 25%以上，净利润复合增速 40%。公司治理机制不断优化，引进中高层管理人才， 销售实施大客户战略。

下游业务有望多点开花。1）消费类电池方面，TWS 耳机的应用的崛起和 ETC 的推广带动公司 2019 年营收快速增长。我们预计 2020 年 TWS 行业下游需求依然 保持旺盛。同时，随着公司在智能穿戴、电子烟、TPMS 等领域的持续渗透和应用 领域拓展，有望助力消费类电池营收高增长。2）动力电池方面，客户不断优化， 公司配套的上汽通用五菱多款车型产品逐步上市并放量，有望拉动公司 LFP 电池 出货量的快速增长。3）轻型动力和储能方面，公司储能领域经验丰富，与铁塔签 订供货协议，并积极与中兴等客户对接，受益于 5G 基站加速建设，公司储能业务 有望迎来新发展。轻型动力电池客户不断开拓，有望凭借锂电的技术优势进入台铃 供应链。

5）德方纳米

公司是 LFP 三元正极材料技术领先。公司自研的自热蒸发液相合成法和非连 续石墨烯包覆的方法具有性价比高，性能好的优点，奠定了核心竞争优势。

大客户战略成果显著，深度绑定宁德时代。公司大客户战略成果显著，客户主 要有宁德时代、亿纬锂能、赣锋电池等国内主要动力电池厂商。其中，公司向宁德 时代的销售额超过销售总额的 50%。2019 年 5 月，公司还与宁德时代签订协议合 资建设年产 1 万吨曲靖麟铁项目，公司与宁德时代股权比例为 6:4。

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（报告来源：新时代证券）

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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。）