(報告出品方/作者:天風證券,孫瀟雅)
1.引言:為什麼高電壓是趨勢?
現在電動車的痛點是什麼?
續航里程焦慮。我們預計特斯拉Model 3、Model Y、蔚來ET7、小鵬P5、極氪001、大眾I.D 6等車型會成為 2022年暢銷車型,其中特斯拉Model 3續航里程468/605km,小鵬P5續航里程600km,大眾I.D 6續航436- 588km,極狐阿爾法S續航525-708km。
充電時長焦慮。目前充電方法一般有三種:
在家中充電:家庭使用者使用的三眼插座有10A和16A兩種規格,約8-10小時可以充滿。
交流充電樁:將電動車直接在電流更大的交流電網上,用充電樁進行充電,充電時長約4小時。慢充電樁功率通 常為3.5kW和7kW,取決於車載充電機的額定輸入功率。目前車載充電機的額定輸入電流分為16A和32A兩大主 流,充電功率為16*220≈3.5kW、32*220≈7kW。假設充30度電,需要約4h。
直流充電樁:將電動車連線到交流電網或直流電網時,使用了帶控制導引功能的直流供電裝置。由大功率非車載 直流充電機直接輸出直流給車輛電池充電。在充電時,充電樁需要提供與電池相匹配的電壓,國標規定直流輸出 電流最大不超過250A,多數電動車能獲得不高於102.5 kW的峰值充電功率。假設充30度電,需要約0.5h。
從暢銷車型看,Model 3 、Model Y快充、慢充時間分別為1h、10h,大眾版ID.6快充、慢充時間分別為0.67h、 9.5h,充電時間相較於燃油車的體驗仍有距離。
最好的解決方案?整車電壓高壓化
高壓平臺能大幅提升整車平臺執行效率,縮短充電時長。
1)電壓提高,同樣電阻下電耗損失小,效率提升,續航也相應提升。類似居民電壓220V,傳輸採用高壓,電線 傳輸損失減小。
2)800V電壓平臺搭配350kW超級充電樁,充30度電約5分鐘,接近燃油車在加油站的使用體驗。 資料來源:電工之家、中華網汽車,天風證券研究所
與低壓平臺相比,高壓平臺有以下幾點優勢:
能量/功耗損失小 :在功率相同的情況下,電壓越高透過汽車線路的電流越小,由Q=I2Rt可知產生的功率損耗也 越小。因此要想使整個系統效率更高,可增加電池組電壓可降低電流,進而降低損耗。
電機驅動效率更高 :電流不變時,電池電壓越高電機的功率越大,電動車速度就越大,電機驅動的效率也越高。
提高充電功率:在充電時,充電樁需要提供與電池相匹配的電壓。因此當電壓確定時,增大電流,可提升充電功 率,縮短充電時間。
2.高壓帶動哪些零部件升級?
電壓平臺提升,哪些器件需要升級?
隨著電動車平臺從400V升級至800V,部分器件需要進行升級。
元器件:在450V下,Si-IGBT的實際耐壓需求接近650V,而當電壓提升到800V,Si-IGBT的實際耐壓需求將達到 1200V,之前適用於400V的Si-IGBT模組將不再適用。同時,繼電器、熔斷器、薄膜電容也會受到高壓的影響, 使用壽命會出現下降,需要選擇具有更高的耐壓值的元器件。
軟磁合金粉芯:隨著充電電壓達到800V,需要升壓電感進行升壓,特別是PHEV車型,須安裝升壓模組,對軟磁 合金粉芯使用需求提升。純電動汽車金屬磁粉用量為0.6-0.8kg/輛,混動汽車用量為2-3kg/輛。
高壓(400V →800V→1000V)、大功率趨勢下,迭代速度快,ASP持續提升
電壓平臺提升對單價的變化:
高壓直流繼電器:目前A級車單車在800元左右,我們預計800V電壓平臺單車價值量+40%。
薄膜電容:高電壓需要更厚的材料,難度略有下降,但材料用量、體積增大,目前主流車型薄膜電容單個200- 300元,我們預計800V平臺價格提升20%。
熔斷器:目前EV單車約200-250元,我們預計800V電壓單車約250-300元,漲幅約22%。
磁材:功率提升對磁材的粉芯量用量提升。
3.這些零部件新能源業務的市場空間如何?
新能源行業增速:預計未來4年電動車、光伏、風電、儲能年均複合增速分別 為42%、26%、17%、53%
電動車:看2025年,預計全球汽車新能源汽車銷量2316萬輛,滲透率達到26%。預計2025年全球汽車銷量 8900萬輛,新能源汽車滲透率達到26%。預計2021、2025年銷量分別為570、2316萬輛,4年複合增速42%。
光伏:預計2021、2025年全球裝機分別為160、400GW,4年複合增速26%。
風電:預計2021、2025年裝機分別為86、159GW,4年複合增速17%。
儲能:預計2021、2025年裝機分別為38、210GWh,4年複合增速53%。
新能源市場空間對比:高壓直流繼電器>薄膜電容>熔斷器>合金軟磁材料
2025年新能源整體行業規模對比:1)高壓直流繼電器:僅考慮新能源汽車,預計2025年規模169億元。2) 薄膜電容:預計2025年規模106億元,新能源車83.3億+光伏13.9億+風電5.9億+儲能3.1億。3)熔斷器:預 計2025年95億,新能源車63.3億(含激勵)+光伏15.7億+風電4.1億+儲能11.6億。4)合金軟磁材料:預計 2025年54元,新能源車17.7億+光伏28.6億+儲能7.5億。
4.競爭格局如何?
不同於電池材料企業,零部件企業的競爭對手多為海外企業,競爭格局更優
不同於電池材料企業,零部件企業的競爭對手多為海外企業。在國產替代過程中預計價格緩慢下降,國內龍頭 企業能保持較好盈利水平。
以負極為例,2020年出貨前三的企業為貝特瑞、紫宸、杉杉,市佔率分別為22%、18%、17%;以電解液為例, 2020年出貨前三的企業分別為天賜、新宙邦、國泰花榮,市佔率分別為29%、18%、15%。
5.未來彈性如何?
考慮競爭格局&競爭對手盈利情況,預計2025年宏發、法拉、中熔、鉑科在 全球電動車市佔率分別為37%、46%、39%、40%
宏發:由於松下仍有較高份額,預計2025年電動車國內、海外市佔率分別為45%、30%,全球市佔率達到37%。
法拉:競爭對手盈利能力顯著弱於法拉,預計2025年電動車國內、海外市佔率分別為60%、45%,全球市佔率 達到46%。
中熔:競爭對手多數為外資企業,有望國產替代加速,預計2025年電動車國內、海外市佔率分別為50%、30%, 全球市佔率達到39%。
鉑科:盈利能力顯著高於競爭對手,預計2025年電動車、風光儲市佔率均達到40%。
2025年新能源車ASP對比:高壓直流繼電器>薄膜電容>熔斷器>軟磁合金
看2025年,預計高壓直流繼電器在新能源車中ASP最大。2025年,預計高壓直流繼電器、薄膜電容、熔斷器、 軟磁合金在新能源汽車的ASP分別為731、360、273、76元。軟磁合金最主要下游為光伏及儲能。
從ASP提升角度看,預計熔斷器提升幅度最大。由於新產品漲價,老產品降價,預計汽車零部件整體 ASP微降, 但熔斷器由於激勵熔斷器的應用使得ASP不斷提升,預計2025年單車273元,4年平均增速4%。
6.重點公司分析
宏發股份:全球繼電器龍頭,高壓直流繼電器加速成長
宏發系全球繼電器龍頭,2020年在全球的市佔率超過14%。我們認為未來3-5年公司成長最快的業務為高壓直流 繼電器,從行業空間看,2020年全球繼電器市場規模約467億,而2025年我們預計新能源汽車用高壓直流繼電器 行業空間約169億,增加30%+行業空間。
從市佔率看,宏發2018年高壓直流繼電器全球市佔率20%,國內市佔率40%,宏發憑藉質量、成本優勢,我們 預計宏發有望在2025年國內、海外市佔率分別達到45%、30%,全球市佔率達到37%。公司長期積澱的自動化 生產能力將帶來質量、成本、生產效率等優勢,且在產品品類上顯著多於競爭對手。
法拉電子:注重品質,製造端縱向整合,新能源開啟成長屬性
注重產品質量,目光前瞻引入自動化產線。法拉在1983年引進國外先進技術和裝置,實現自動化生產。公司以產 品質量為第一,不惜重金引入自動化產線,同時也向上游佈局金屬化鍍膜,取得成本優勢。
單價大幅提升+新能源行業高增,開啟成長屬性。法拉電子薄膜電容器2020年產均價為0.7元/個,而新能源汽車薄 膜電容器單個價格200-300元,一輛電動車用1-2個薄膜電容器。2019年全球薄膜繼電器市場空間18億美元(約 115億RMB)。預計2025年電動車、光伏、風電、儲能薄膜電容市場空間分別為 83.3、13.9、5.9、3.1億,合 計約106億,4年複合增速34%。
中熔:激勵熔斷器提升安全性,隨成本下降滲透率有望加速
隨著電路保護要求提高,新型熔斷器逐漸得到應用。傳統電力熔斷器無法根據保護要求調整,而新型的激勵熔斷 器可以透過接收控制訊號,激發保護動作。與傳統熔斷器相比,激勵熔斷器可根據車輛的工況需要,主動切斷高 壓回路,使系統供電迅速斷開,使高壓端隔離,保護系統以及人身安全。此外,激勵熔斷器能主動切斷故障電流, 且動作時間更短、功耗更低。
未來智慧熔斷器或進一步提升ASP。從中熔主要研發課題看,智慧熔斷器已在研發中。智慧熔斷器可以根據應用 需求定製保護特性,透過自動檢測迴路電流或其他訊號,自動觸發保護動作。智慧熔斷器的研發以激勵熔斷器為 基礎,透過測量激發系統,實現熔斷器智慧可控熔斷,未來有望進一步提升產品單價。
鉑科:成本優勢明顯+擴產加速
鉑科在2021-2023年產能加速擴張,由於成本優勢顯著,預計市佔率快速提升。我們預計鉑科2021-2023年合 金軟磁粉芯產能分別為2.5、3.3、5萬噸,產量分別為2.2、3、4.2萬噸。公司毛利率、淨利率均顯著高於同類企 業,成本優勢明顯,隨著擴產加速,市佔率將快速提升。
產品結構改善+引入自動化產線,盈利水平預計提升。2020年公司合金軟磁粉芯單噸淨利為0.7萬,而2021年隨 著上游原料漲價,預計盈利能力受到壓力,往長期看,公司透過減少單價較低的變頻空調佔比,增加單價較高的 電動車、光伏等佔比,盈利水平有望提升。此外,公司將佈局自動化產線,將進一步提升生產效率,降低成本。
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