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法国核电比例高,则纯电动车在法国的温室气体排放量将低于美国。
即便主流车企已对汽车电动化趋势达成共识,但不同车企基于成本和市场的考虑,均有着不同的电动化战略和技术路径。
其中,丰田在普通混动车领域的一枝独秀,逼迫几乎其他所有品牌转战插电混动车和纯电动车市场,自己则推出了更为领先的燃料电池车Mirai。
另一日系品牌本田从普通混动车转向插电混动车的同时,也紧随丰田推出了自己的燃料电池车FCXClarity。
欧美豪华品牌基本全部都选择了插电混动车的技术路径,豪华电动车新锐特斯拉则坚持纯电动车的路
线。
而其他的普通家用品牌中插电混动车和纯电动车则基本平分秋色。
与此同时这些欧美也都在进行燃料电池车的技术储备,但并未推出量产车型。
值得一提的是,各个企业基本都不约而同地给出了截至2020年的电动化战略时间表,这与欧洲所提出的严苛排放标准时间表高度吻合。
基于以上事实,我们认为:
从车企的角度来说,其推进汽车电动化主要动力主要源于排放标准下的生存压力,而电动化所带来的行驶性能的提升并不是车企的着眼点。
2、消费者选择电动化:
更省油更环保
无论整车企业选择何种电动化技术路线,为产品埋单的最终还是消费者。
那么,消费者的购车选择因素则在一定程度上决定了汽车电动化的未来走向。
根据CenterforSustainableEnergy在2015
年的调查,美国加州(占
美国新能源车销量近50%)的个人消费者选择新能源车的首要因素为节约燃油使用成本,其次为减少环境污染。
(注:
HOVlane为美国特有的通行政策,不具备普遍性参考价值)而根据Hutchinsetal于2013年在欧洲国家英国的调查,英国个人消费者选择新能源车的首要因素同样为节约燃油使用成本,其次为减少环境污染。
根据以上调查,我们认为,新能源车的销量增速会在一定程度上受燃油价格波动的影响。
而美国和欧洲新能源车的销量在一定程度上也验证了我们的判断。
金融危机过后,国际原油价格自2009年初至开始稳步稳步回升,并于2011年初至2014年上半年间保持在100美元/桶的水平高位运行。
2014年下半年以来原油价格再次大幅回落至金融危机后的水平。
美国燃油价格随国际原油价格下跌之后,美国的新能源车销量增速走低。
2014年上半年以前,燃油价格保持高位运行,美国的新能源车(纯电动车和插电混动车)的销量呈现健康增长的态势。
但2014年下半年以来,燃油价格持续下跌,美国消费者的燃油使用成本相对于整车购买成本也在持续下降。
因而美国车市迎来复苏,但新能源车的销量却不升反跌(同级别中新能源车售价比燃油车更高),2015年前10个月中有6个月出现同比负增长。
而欧洲燃油价格虽然也有所下降,但整个欧洲的燃油价格长期为美国燃油价格的两倍左右。
也就是说,相对于欧洲消费者的燃油车购买成本,其使用成本依然很高。
以英国为例:
根据SMMT统计,英国2015年上半年纯电动车销量同比增长83%,而插电混动车更是同比暴增520%。
考虑到民众环保意识不会在短时间内大幅提升,我们认为:
燃油价格的波动将直接影响消费者对电动化汽车的购买热情,进而影响电动化汽车的渗透速度。
3、政府选择电动化:
环境治理及能源安全
当前,各国政府都在为全球空气环境治理做出努力,其方式主要是改善能源结构、减少化石燃料的使用。
各国政府根据自身的情况制定了针对汽车电动化的鼓励政策。
其中,经济水平越高、化石燃料发电比例越低、化石燃料发电热效率越高的国家,在汽车电动化的推广上越为积极。
但我国作为发展中国家,在经济发展遭遇下行压力、低燃烧效率
燃煤发电占主导的情况下,在资金层面对电动车的鼓励补贴已经超过美国、法国、日本和英国等国家。
我们认为,我国如此注重新能源车(特别是技术门槛相对较低的纯电动车)的原因主要是:
在我国原油缺口日益增大的情况下,减少原油对外依存度,保障国家能源安全。
二、电动化路径:
技术分化,各有所长
从丰田在1997年推出第一辆量产混合动力车以来,汽车电动化已经逐步得到了全球消费者的认可。
但消费者需求多样化倾向更加明显,车企也根据自身的状况选择了不同的汽车电动化技术路径。
目前来看,汽车电动化路径难分优劣,普通混合动力、纯电动、插电混合动力和燃料电池等技术路径均有优势和不足,但技术分化和发展阶段的不对称带来持续的投资机会,因此我们给予行业“推荐”评级。
1、普通混合动力车:
丰田独孤求败
根据统计,2014年间,全球混合动力车共销售168万台,而丰田的销量就达到116万台,市场占有率达到惊人的69%,第二名本田只有不足17%,丰田的优势不言而喻。
丰田在普通混合动力上使用的并非锂电池,而是镍氢电池。
相对于锂电池,镍氢电池的优势在于:
1,大功率充放电性能优越;
2,安全性高;
3,报废电池易于回收等。
另一组数字显示:
自1997年12月销售全球首款量产混合动力乘用车“PRIUS普锐斯”以来,丰田混合动力车型达成第一个累计销量100万辆用了10年(1997-2007),从2014年9月底达成700万辆到2015年7月突破800万辆,仅用了约10个月的时间。
其主要原因是:
丰田对混合动力技术的定义由最初小范围应用的高端技术变化成普遍应用的常用技术,产品价格大幅下降,同时消费者对丰田混合动力技术的认知程度已经很高,丰田混合动力车销量的高速增长自然顺理成章。
2015年发布的第四代普锐斯则代表了丰田混动技术的最近成果:
发动机热效率达到40%,整体碳排放水平在70g/km左右,领先最为严格的欧洲碳排放标准约10年。
除此以外,丰田的混合动力技术基本不要求消费者改变自身的任何驾驶习惯。
因此从某种意义上来说,普通混动已经进入丰田一家独大的局面,其领先优势已难以逆转。
2015年10月丰田首次将平价混合动力——双擎卡罗拉和双擎雷凌推入中国市场,仅在不足一个月后的广州车展上,丰田中国公布卡罗拉双擎和雷凌双擎的订购数量已达到8000辆,广州也推出了针对雷凌双擎的支持政策(雷凌双擎已入围广州节能车目录,直上新能源牌,摇号中签率100%,享10000元政府补贴)。
按照丰田的规划,其混合动力车型在国内的销量在1-2年内将增长10倍。
此外,吉利是自主品牌中唯一一家进行普通混动技术储备的整车企业。
目前虽然没有量产车型推出,但我们认为未来有望成为新一轮的增长点。
因此,我们建议关注丰田和吉利混动产业链上的投资标的。
2、纯电动车:
增长与缺陷并存
纯电动技术路线在特斯拉ModelS的引领下时隔近百年重新回到大众视野。
经过几年的发展,以锂电池为动力源的纯电动车销量高速增长。
但是,除了锂电池高温低温使用性能不佳(日产聆风屡次受到电池衰减的投诉甚至诉讼)、报废后污染严重且难以处理等不可避免的问题之外,续航里程短、成本仍偏高、充电时间长等问题也未得到妥善解决。
2015年10月,美国权威的《消费者报告》降低了特斯拉ModelS的评级,原因是其可靠性得分已低于平均水平,也向纯电动车的可靠性问题提出了挑战。
相对于传统的燃油车,纯电动车结构简单,制造门槛低。
从我国的情况来看:
在销售端高额补贴的刺激下,资金纷纷涌入,电动车产销量暴增,但总体来说仍处于低质低价的层次,产品基本集中于A00和A0级市场,为获得补贴采用简单的堆砌电池的方式达到补贴的最低历程标准,远未达到产业升级和弯道超车的目标。
但是我们认为,纯电动车尽管有多种普遍性不足,但同样具有鲜明的优势:
使用成本低、维护简单。
对于每日行驶路线和行驶里程确定、单日行驶距离长使用率高、有固定的停车场所便于充电的商用车(公交车、城际客车、物流车、共享经济下的汽车分时租赁等),纯电动车型仍具有较大的推广应用价值。
特别是我国柴油商用车普遍排放问题严重,纯电动车型的推广可大幅降低商用车排放。
因此,我们建议关注位于纯电动商业车产业链(包括后市场)上的相关标的。
3、插电混动车:
低估的新能源车增长点
插电混动车兼具纯电动车和内燃机车的优点,既有较长的纯电行驶里程用于短途行驶,又可依靠内燃机应对长途行驶和充电桩不足的
环境。
但相应的,插电混动车不仅比传统燃油车和纯电动车都更为复杂,而且比传统燃油车更贵。
在使用中,虽然一定程度上可以达到省油的目的,但零部件保养费用并未降低。
由于插电混动车更为复杂,插电混动车型的推出比纯电动车相对滞后。
以美国市场为例,2015年中美国进入新能源车销量的平缓期,纯电动车的供给有所增加,插电混动车的供给却进入真空期。
其中2014年插电混动全球销量冠军三菱欧蓝德PHEV竟仍然没有登陆美国市场,2013-2014连续两年新能源车销量前五名的丰田普锐斯插电混动版也因为换代而处于几乎无车可卖的局面。
而在供给相对充足的欧洲和中国市场,插电混动车的销量增长势头与纯电动车不相上下。
在欧洲市场,插电混动车的市场份额增速持续提升,2015年一季度插电混动车在新能源车领域的市场占有率为34%;
二季度市场占有率提升至40%,说明插电混动车的销量增速要高于纯电动车。
而在中国市场,在供给不足和政策劣势(相对于纯电动车补贴较低、部分城市不认可其新能源车身份)的情况下,插电混动车的销量增速也达到了200%以上。
但2016年起将有大量插电混动车型上市(例如宝马3系、5系、7系、X1、X5等将均推出了插电混动版;
奔驰将在2017年前推出10款
插电混动车型),我们认为2016年起插电混动车的销量将大幅增长。
具体至国内,上汽、长安、吉利、奇瑞、广汽等主流厂商均将在2016-2017年间推出自己的插电混动车型。
当前,与美国市场不同,我国国内购买国产新能源车的消费者绝大部分为首次购车者。
我们认为,对于首次购车的消费者,插电混动车型比纯电动车更符合其用车需求,在补贴逐步退坡,纯电动车价格优势不再之后,插电混动车销量增速有望超越纯电动车成为新能源车增长主力军。
因此,我们建议关注插电混动车销售占比较高的整车企业和进入其供应链的投资标的。
4、燃料电池车:
绝不可轻视的后起之秀
2014年丰田宣布量产其燃料电池车Mirai,加氢仅需3分钟,一次加氢续航超过500km-600km(超过特斯拉),0-100km/h静止加速只需要9.6秒,最高车速达到180km/h,各项数据明显优于同级别纯电动车。
2015年Mirai在日本正式上市,新车售价723.6万日元(约37.8万人民币),日本政府补贴后,实际价格520万日元(约27.1万人民币)。
MIRAI所配备的高压储氢罐可以存储大约5kg的氢气,1kg氢气可以保证100km以上的续航里程,而加1kg氢气的费用大约在1000日元左右。
而根据丰田的计划,丰田将在2020年前把MIRAI的制造成本再次削减一半。
届时,一辆MIRAI的售价,即使在没有政府补贴的情况下,也将降低到400万日元以下,约合人民币也不会高于20万。
同时氢燃料的成本同样会逐步降低。
自此,各大车厂均不得不加快了燃料电池车的研发进程,防止丰田统治普通混动市场的局面重演。
简单来说,燃料电池车通过氢气和氧气发生电化学反应将化学能转化为电能,进而驱动汽车行驶。
其动力系统主要由燃料电池堆栈、能量控制单元、高压储氢罐、电动机、动力电池等组成。
燃料电池堆栈作为主要能量源发电,并通过电机驱动车辆行驶,排放物仅仅是水。
从燃料电池车的核心动力系统可以看出,燃料电池车与传统燃油车完全不同。
虽然燃料电池车已有先例,但丰田推出的Mirai的亮点是其低廉的价格。
作为对比,仅仅一年前2014年4月上市的现代ix35燃料电池版本售价1.5亿韩元(约85.5万元),而且加氢需要10分钟(丰田Mirai仅需3分钟),续航400公里(丰田Mirai续航500-600公里)。
2015年中,Mirai在日本上市后持续供不应求,上市第一个月就接到1500辆的订单,而丰田在2014年底提出的2015年全年的产量目标也仅有700辆。
但在产能吃紧的情况下,丰田汽车公司仍按原计划让Mirai10月在美国上市,并于7月20日展开预定。
车主可以花57500美元(约36万元人民币)购买,或者选择先付3649美元(约2.2万元人民币),然后每月再支付499美元(约3094元人民币)的36个月租赁方案。
在开放接单10天后,Mirai就收到了600张订单。
而另一家日本车企本田在普通混动领域被丰田全面压制后,也在2015年10月的东京车展推出了全新的燃料电池车FCVClarity,加氢时间同样为3分钟,续航里程达到700km。
FCVClarity将在2016年先后在日本和美国市场上市,其中日本售价为766万日元,并享受200万日元补贴。
我们认为,在丰田的强力推动下,燃料电池车走入普通民众家庭的大幕已经揭开,燃料电池车正式杀入汽车商战。
从上图可以看出,丰田和本田在燃料电池车上的设计有异曲同工之妙:
高压储氢罐取代了传统汽油车油箱的位置,被安置在车身了后方;
车头也不再搭载有发动机,取而代之的是一个电动马达;
燃料电池堆栈放置在车身中部。
这样的设计可平衡布局和配重比,而且中心
较低,驾驶转向均比较平稳。
区别之处是丰田的动力电池为镍氢电池,本田的动力电池为锂电池,但都是基于双方的自家的混动技术设计而成。
事实上,自2013年起,全球排名靠前的大部分车企就已经分别组成技术研发联盟进行燃料电池车的研发,而现代起亚和大众并没有参与结盟。
尽管车企结盟研发燃料电池技术,但是均采用最适合车用的PEMFC燃料电池技术路线。
而汽车领域的应用也成为了燃料电池出货量增长的最大动力。
根据4thEnergyWave的预测,2015年燃料电池的整体出货量(按兆瓦数)同比增长将达到3倍,用于运输的燃料电池出货量(按兆瓦数)同比增长将达到8.2倍,而用于乘用车的燃料电池出货量(按兆瓦数)同比增长将达到25倍!
按照Mirai目前火爆的预定量,我们认为,燃料
电池的车用进程将开启燃料电池车产业链的巨大蓝海!
燃料电池车产业链有以下重点关注领域:
(1)质子交换膜燃料电池堆栈
质子交换膜燃料电池(即PEMFC)堆栈由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。
其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为传递H+的介质,只允许H+通过。
之后将双极板与膜电极三合一组件(MEA)交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成质子交换膜燃料电池堆栈。
叠合压紧时应确保气体主通道对正以便氢气和氧气能顺利通达每一单电池。
燃料电池堆栈工作时,氢气和氧气分别由进口引入,经堆栈气体主通道分配至各单电池的双极板,经双极板导流均匀分配至电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。
质子交换膜是PEMFC的核心部件,对燃料电池性能起关键作用。
它是一种选择透过性膜,不仅起到隔膜作用,还起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用。
全质子交换膜主要用氟磺酸型质子交换膜;
nafion重铸膜;
非氟聚合物质子交换膜;
新型复合质子交换膜等。
催化剂活性直接影响电池的性能。
为了加快电化学反应速度,气体扩散电极上都含有催化剂。
电极催化剂包括阴极催化剂和阳极催化剂两类。
迄今为止PEMFC的阴极和阳极有效催化剂仍以铂为主。
铂对两个电极反应均具有催化活性,而且可长期工作。
由于铂的价格昂贵,大大限制了PEMFC广泛应用。
这样,降低贵金属催化剂用量,寻找廉价催化剂,提高电极催化剂性能成为电极催化剂研究的主要目标。
气体扩散层在PEMFC中起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的重要作用,实现反应气体和产物水在流场和催化层之间的再分配,是影响电极性能的关键部件。
主要由基底层和微孔层组成,其中基底层材料通常为碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布及炭黑纸;
微孔层通常是为了改善基底层的孔隙结构而在其表面制作的一层碳粉层。
双极板是将质子交换膜燃料电池串联起来组装成一个整体电池堆的关键部件,它的一侧与一个单电池的MEA的阳极侧接触,另一侧与毗邻的单电池的阴极侧MEA接触,因此称为双极板。
双极板需要满足以下条件:
(1)易成型、耐腐蚀、寿命长、质量轻、机械强度高,价格低廉,适于批量加工。
(2)提供气体通道,具有合适的流场结构,能使反应气体在气室内均匀分布和流动,并带出电池中生成的水气。
(3)集电流作用,为实现单电池之间的连接,必须具有高的导电性。
(4)热的良导体,具有较高的导热系数,以利于电池组废热的排出,保证电池组的温度分布均匀。
(5)具有较低的氢气透过率,双极板必须具有阻气功能,应选择无孔材料。
目前根据材料不同主要分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板。
丰田的燃料电池主要对质子交换膜、催化剂和双极板(双极板使用钛合金制成)有了大幅的改进。
能量密度大幅上升,重量和体积都大幅减少,成本同时大幅下降。
(2)氢产业链
燃料电池车采用氢作为燃料,与传统燃油车和纯电动车均完全不同,意味着以氢为核心的全新的产业链将随着燃料电池车的推广而迎来全面繁荣。
事实上目前已有氢经济的概念,但由于以往燃料电池的渗透率增速有限,产业链的整体增速受到制约。
但目前燃料电池车已进入量产阶段,燃料电池大规模应用指日可待,氢经济的爆发已是大概率时间。
①制氢
目前氢气主要被当成二次能源使用,制氢方法如下:
但是目前,使用清洁能源制氢的比例较低,主要依靠化石燃料制氢,且多年制氢来源未发生重大变化。
从全球来看,依靠化石燃料的制氢比例超过95%,其中天然气占比近50%,石油占比约30%,而煤占比超过15%。
特别值得一提的是,日本为了推广其燃料电池车,川崎重工正在进行利用澳大利亚褐煤制造氢并且将氢从褐煤产地澳大利亚运输回日本,副产物二氧化碳直接掩埋,制氢成本大幅降低同时降低温室气体排放。
而褐煤是煤化程度最低的矿产煤,燃烧值很低,我国完全可以利用褐煤进行制氢。
②储氢
氢气的储存是氢能使用的关键环节。
尤其在车载氢能源的使用过程中,氢气的储存是至关重要的一步。
储氢技术主要有高压气态储氢技术、金属氧化物储氢技术、物理吸附储氢技术、液态有机化合物储氢技术和低温液态储氢技术。
目前丰田和本田均使用了高压储氢罐。
③加氢站
同纯电动车的充电桩一样,加氢站的建设速度对燃料电池车的推广也起着重要作用,但加氢站同样面对着成本难以回收的尴尬局面。
以日本为例,丰田、本田以及日产三大日系车企将联手投资4892万美元(约合3亿元人民币),在日本建设氢燃料电池补给站,计划在2016年扩充至100个,每个加氢站的建设成本约500万美元(约合3105万人民币),其中50%的建设费用将由政府予以补贴,30%由三家车企承担,其余20%的建设费用将由日本其他企业赞助,但补助申请截止日期以内,仅有76家氢气站获批。
综上,目前几乎全球所有大型车企都在进行燃料电池车技术储备,以防落后于其他竞争对手。
但在我国,除上汽以外的所有车企均未提及燃料电池车的研发计划。
如果丰田与本田的燃料电池车持续销售火
爆,国家政策有望出台相关政策支持燃料电池车发展。
而从已有的销售数据来看,燃料电池车超预期发展已成必然,我们认为关于燃料电池车相关领域的投资机会将再次获得关注。
三、重点企业简析
1、星宇股份
公司专注于车灯领域,客户覆盖德系、日系和自主品牌多款A级车型,与国务院鼓励政策吻合度极高。
从公司的项目储备来看:
公司在2015上半年顺利量产了包括5款前照灯、4款后组合灯在内的共计31款车灯项目;
承接了包括7款前照灯、8款后组合灯在内的共计61款车灯研发项目,订单在握保证了公司业绩增长安全垫。
丰田已成为公司第二大客户,2015年来自丰田的营收占比有望超过20%。
2015年10月,公司拟非公开发行股票募集资金总额15亿元,用于“吉林长春生产基地扩建项目”(8亿元)和“汽车电子与照明研发中心”(7亿元)建设,说明公司业务发展态势良好,市场占有率将不断提升。
2、科力远
公司为我国镍氢电池领域的龙头企业,未来业务重心将转向车用板块。
公司形成了以HEV原材料、电池极片、电池、电池能量包以及动力总成系统的全产业链布局。
公司将成为丰田中国HEV市场的产业化发展的重要合作伙伴,与吉利汽车打造了国家级混合动力总成平台,未来产值与盈利能力有望大幅提升。
公司为我国镍氢电池领域的龙头企业,未来业务重心将转向车用板块。
虽然短期估值偏高,但我们看好公司未来向丰田供应国产混合动力车型镍氢动力电池、以及向吉利等整车厂供应混合动力总成的发展前景,公司未来业绩有望随着丰田混动车型和其他品牌混动车型的增多而快速增长。
一、以湖南科霸(公司全资子公司)和科力美(公司占股40%)为中心的车用镍氢动力电池。
2011年公司全资收购日本松下公司旗下湘南工厂,该工厂是全球最早实现镍氢汽车动力电池规模化生产的企业。
2015年5月份开始,在2015-2017年向丰田中国主机厂供应电池极片分别为3万台/套、5万台/套、10万台/套。
科力美主要向丰田供应国产混合动力车型的镍氢动力电池,目前已经竣工,将于2016年开始试生产并向丰田供货。
而从目前来看,雷凌和卡罗拉混动版的销量超过预期已是大概率事件,公司订单有望再度增长。
二、以CHS项目公司(科力远占股51%,吉利汽车占股比例49%)为中心的国产混合动力汽车动力总成系统。
2015年11月该项目通过了国家科技成果鉴定,认定该成果形成了具有完全自主知识产权的新型混合动力系统,并完成了可靠性、耐久性考核;
总体达到国际领先水平,与国际同类型先进技术比较更适用于插电式混合动力电动汽车;
该公司已建成了该产品生产线,形成了相应的零部件供应体系,建立了质量控制体系,形成批量生产能力。
从目前与整车厂的谈判进度来看,2016年将以率先搭载至吉利汽车的混合动力车型,之后将推广至其他整车企业。
公司已成为A股中混合动力总成系统的唯一投资标的。
3、杉杉股份
在电池原材料领域,公司是
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