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20230221_华安证券_汽车行业证券研究报告:插混技术日趋成熟带动上游增量部件_28页.pdf

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20230221_华安证券_汽车行业证券研究报告:插混技术日趋成熟带动上游增量部件_28页.pdf

敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研 究报告 插混技术日趋成熟,带动上游增量部件 Table_IndNameRptType 汽车 行业研 究/行 业专 题 Table_IndRank 行业评 级:增 持 报告日期:2023-02-21 Table_Chart 行业指数与沪深 300 走势比较 Table_Author 分析师:尹沿技 执业证书 号:S0010520020001 电话:021-60958389 邮箱:Table_Report 相关报告 1.关于 组织 开展 公共 领域 车辆全 面电动化先 行 区试 点工作 的 通知事件点评 2023-02-05 主要观 点:Table_Summary 新能源渗透率快速提 升,补贴退坡影响有限 2022 年新 能源 车市 场 表 现 超年初 预期,销量达 688.66 万 辆,渗透率提前 实现 工信 部 2025 年规划,节能 减排 路线 图 2.0 和双 积分 政策共同 推动 乘用 车市 场 电 动化转 型,达到 25.64%,预计 2023 年 补贴退坡 之后,新 能源 车市 场依旧 保持 较高 增速。插混成为市场新宠,消费 者认可度快速提升 插电式 混动 车型 销量 连续 两年实 现超 过 140%的同 比增长,相 比燃 油车,插 混车 型具备 使用 成 本低等 优点,相比 纯电 车,插混 车型 具备售价低、无里 程焦虑 等优 点。消费 者认 可度快 速提 高,国内 各大 主机厂密集发 布插 混车 型满 足消 费者多 样化 需求。串并联成为国内主流 混动 技术 根据电 机位 置和 不同 电机 位置组 合方 式,混动 技术 可分为 串联、并 联、串并联、功 率分流 四条 路 线,在 功率 分流架 构方 面,丰田 的行 星齿轮功率分 流专 利和行 星齿 轮 加工制 造难 度限制 了国 内 自主厂 商的 跟进,在 P2 电机 架构 上,欧美 厂商擅 长的 离合 器技 术和 换挡拨 叉的 控制 平顺 性 技 术 是 国 内 车 企 自 主 研 发 难 以 解 决 的 问 题,多 因 素 最 终 促 使P1+P3 的 串并 联结 构成 为 今天国 内主 流混 动技 术路 线。自主混动技术百家争 鸣,行业迎来黄金期 国内各 大主 机厂均 在积 极 布局混 动领 域,目 前主 要 混动系 统有 比亚迪DM 混动 系统、长 城混 动(柠 檬和 P2/P2+P4)、吉 利混动(雷神 混动和 GHS1.0 混动)、广 汽 GMC 混动、奇 瑞鲲 鹏 e+、长安蓝 鲸 iDD 等。混动车型快速放量带 动相 关供应链营收增长 与传统 能源 车相比,混 动 产业链 涉及 的增量 部件 主 要有动 力电 池、电机、电 控、混动专 用发 动 机、混 动变 速器等,混 动 专用发 动机 及其增量部件 主要 包括 电子 水泵、电子 油泵、低 压冷 却 EGR、涡轮 增压 器、集成油 冷器、PRV 膜 片式 单向阀、电 控活 塞冷 却喷 嘴、电 控增 压器、VVT,混动 专用电机 方面 的增量部件主 要为扁线 电 机,电控方面 的增量部件 包括 逆变 器、控制 器等部 件。投资建议 混动市 场受 益于 国 家节 能 减排政 策推 动及新 能源 车 市场的 高速 渗透,将成为 汽车 产业实 现电 动 化转型 的核 心增量,主 机 厂积极 拓展 混动车型,上游 混 动增 量部件 市 场广阔。建 议关 注,发 动 机冷却 泵龙 头 湘油泵、飞龙股份;汽车 热管 理行业 领先 企业 三花智控;国 内唯 一具 备研发、燃油 系统 标定 能力(发 动机、整 车)的 EGR 生 产 企业 隆盛科技;驱-36%-23%-11%2%14%26%2/22 5/22 8/22 11/22 2/23汽车 沪深300Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 2/27 证券研究报告 动电机制 造 企业方正电机、宁波双林、巨一 科 技、精 进电 动、正 海 磁材;扁线电机 关键零 部件扁 线的 生产企业 精达股份、长 城 科技、金杯电工;电控系统包括 英搏尔、汇川技术、菱电电控;变速箱 及零部件领域 包括万里扬、双环传动、德尔股份。风险提示 经济复 苏态 势 不及 预期,电动化 进程 不及预 期,混 动平台 技术 优化不及预期,零 部件 厂商 产能 释放不 及预 期。WUDWvMtOtQqRtNmPnQpQrQ7NaO9PpNmMpNnOeRnNnPjMmOtR8OpOnQwMrQsNvPmPuNTable_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 3/27 证券研究报告 正文目录 1 插 混 车 型 成为 国 内主 流 选择.5 1.1 2022 年新 能源车 型渗透 率增长超 预期.5 1.2 插混车 型优势 明显.7 1.3 插混方 案成为 主机厂 主 流选择.10 2 插 电 式 混 动总 成 技术 发 展趋 势.10 2.1 混动架 构电机 位置分 布.10 2.2 混动联 结方式.12 3 自 主 混 动 技术 百 家争 鸣.16 3.1 比亚迪:DM-I 和 DM-P 双平台战 略.16 3.2 吉利:EPRO 混动+雷神 智擎 HIX 混动.17 3.3 广汽:钜浪双 混动技 术 路线.18 3.4 上汽:超级电驱 EDU G2 PLUS.19 3.5 长城:柠檬混动 DHT.20 3.6 奇瑞:DP-I 智能混动 系 统.21 3.7 长安:蓝鲸 IDD.21 4 混 动 增 量 部件 市 场广 阔.22 4.1 混动专 用发动 机及增 量 部件.22 4.2 混动适 配电机.23 4.3 电机控 制器.24 4.4 混动专 用变速 器.25 风 险 提 示:.26 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 4/27 证券研 究报告 图表目录 图表 1 2016-2022 年 新 能 源 车 渗 透率 变 化.5 图表 2 2022 年 新 能 源 车 型渗 透 率 月变 化.5 图表 3 新 能 源 车 型中 纯 电和 插 混 车型 占 比.6 图表 4 节 能 与 新 能源 汽 车技 术 路 线图 2.0.6 图表 5 新 能 源 乘 用车 车 型积 分 计 算方 法(2017 年 9 月发布).7 图表 6 新 能 源 乘 用车 车 型积 分 计 算方 法(2020 年 6 月发布).7 图表 7 2024-2025 年 度 新 能 源 乘 用车 车 型积 分 计算 方法(2022 年 7 月).7 图表 8 历 年 新 能 源政 策 补贴 变 化.8 图表 9 新 能 源 车 型发 布 数量 明 显 增加.9 图表 10 不 同 车 型 使 用成 本对 比.9 图表 11 电机 P0-P4 位 置 分布.11 图表 12 不 同联 结 方式 优 缺点 对 比.13 图表 13 丰 田普 锐 斯动 力 分流 装 置.13 图表 14 丰田 THS 行 星 齿 轮总 成.13 图表 15 输 入式 功 率分 流 系统 结 构.14 图表 16 输 出式 功 率分 流 系统 在 低 速行 驶 时变 速 器内 功率 流 向.14 图表 17 复 合式 功 率分 流 系统 结 构.15 图表 18 不 同功 率 分流 方 案对 比.15 图表 19 混动 架 构发 展 现状.16 图表 20 比 亚迪 混 动技 术 发展 历 程.17 图表 21 吉 利雷 神 智擎 HIX 混动外观.18 图表 22 广 汽钜 浪 混动 结 构图.19 图表 23 第 二代 EDU 电 驱 系 统 结 构图.20 图表 24 柠 檬混 动 DHT 动力 总 成.20 图表 25 奇 瑞混 动 专用 高 效发 动 机.21 图表 26 长 安蓝 鲸 IDD 混 动系 统.22 图表 27 汽油 EGR 阀.23 图表 28 涡 轮 增 压 器零 部 件.23 图表 29 2021 年 全 球 不 同 车型 驱 动 电机 数 量占 比.24 图表 30 不 同 类 型 电机 使 用量 测 算.24 图表 31 新 能源 车 电控 厂 商.25 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 5/27 证券研 究报告 1 插 混 车型 成为 国 内主 流 选择 1.1 2022 年新能源车型渗 透率增长超预期 2022 年,新 能 源 车 市 场表现 超 年 初预 期,全年 销 量规模 达 688.66 万 辆,新 能 源车市 场 渗 透率 超过 25%。根据中国汽 车工业 协会数 据,2022 年全年,国 内 汽车 市 场总销量为 2686.4 万辆,其中新 能源车型(包括 纯电车 型、插混车型、增程 式车型、燃 料电池车型)销量为 688.66 万 辆,相比 2021 年接 近翻倍,新 能源车型 的渗透 率达到 25.64%。如果按月 来看,2022 年全年,新能 源车销 量渗透 率明显 呈现逐 月上升 趋势,11 月份和12 月份 渗透率 均超过 30%,预期 23 年渗透 率将继 续 保持提升。新能 源汽车 零售 渗透率的提 升,对新 能源 车企 业的 信心 有不 小的 提振 作用,新 能源 车体 量规 模大 幅提 升将 对燃油车市场 带来较 大冲击,导 致燃油车 市场规 模下降,新 能源汽车 市场竞 争力进 一步 提升,电动化普 及时代 将加速 到来。图表 1 2016-2022 年新 能源车渗透率变化 图表 2 2022 年新能源车型渗透率月变化 资料来源:中国汽车工业协会,Wind,华安证券研究所 资料来源:中国汽车工业协会,Wind,华安证券研究所 2023 年,插 混 车 型 销 量 将 持 续 爆 发 增 长,市 场 关 注 度 将 持 续 提 升。根 据中 汽 协数据,2022 年 1-12 月 的新能 源车销量 中,纯电车 型销量 为 536.49 万 辆,占新能 源 车销量比重为 77.90%,插 电式混 动 车型销量 为 151.84 万辆,占 新能源车 销量比 重为 22.05%,其中,插电 式混动 车型 2021 年销量 增长率为 140.38%,2022 年 增长率 达到 151.64%,可以预见,2023 年插 混车 型销量将 继续出 现超过 140%的复合增 长率,其 在新能 源车型销量中的 占比也 将持续 提升。1.81%2.69%4.47%4.68%5.40%13.40%25.64%0%5%10%15%20%25%30%05001000150020002500300035002016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年 2021 年 2022 年汽车年销量(万辆)新能源汽车年销量(万辆)渗透率17.05%19.21%21.68%25.31%24.02%23.84%24.50%27.95%27.11%28.49%33.78%31.84%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0501001502002503001 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月汽车月销量(万辆)新能源汽车月销量(万辆)渗透率Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 6/27 证券研 究报告 相比 纯电路线,政策导向将使 混动汽车收 益更多,配合 双积分政策,混动汽车迎来高增长黄金时期。工 信 部 节能 与新 能源 汽车 技术 路线 图 2.0 规 划到 2025 年,新能源 汽车 占总 销量 20%左右,混动 车占 传统 能源 车销量 的 50%以上。2022 年,新能源 车型 渗透 率已 达 到 25.64%,提 前实 现 2025 规划任 务,而 22 年 的混 动车型销量仅 占 传 统能 源 车 销量 的 7.59%,未来 三年,混 动车型 市场 上升 空间 仍然 非常 可观。路线 图 2.0 规 划到 2030/2035 年,混动 新车 年销售 量占 传统 能源 乘用 车比 例分别达到 75%以上/100%,由 此可 见,混 动汽 车市 场尚处 于 市 场快 速扩 张阶 段。技术路线 图 2.0 指 出全 面 混动化 方向,用“全 面电 驱动计 划”代替“禁 燃时 间表”,到 2035 年,新能 源汽 车、混动 新车 与传 统能 源节 能车 年 销量 占比 分别 为 2:1:1,汽车产业 实现 电动 化转 型。图表 3 新能源车型中纯电和插混车型占比 资料来源:中国汽车工业协会,Wind,华安证券研究所 图表 4 节能与新能源汽车技术路线图 2.0 资料来源:工信部,北极星氢能网,华安证券研究所 60.34 151.84 80.67%83.91%78.31%80.57%81.56%82.82%77.90%19.33%16.09%21.57%19.20%18.36%17.14%22.05%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%01002003004005006002016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年 2021 年 2022 年纯 电 动汽车 累计年 销量(万辆)插 电 式混合 动力汽 车累计 年销量(万辆)纯电车型 占新能 源车型 比重 插混车型 占新能 源车型 比重Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 7/27 证券研 究报告 在补 贴退坡之后,双积分政策 有效助力乘 用车燃料消耗 量逐年下降 和新能源汽车产 销快速增 长,为产 业稳增 长和高质 量发展提 供了有 力支撑。新能源积分 政策 旨在引 导传统车企进 行新能源汽 车生产,在新 能源汽车积 分政策下,企 业所生产的 新能源乘 用车 数量 越大,企 业所能 获得 的新 能源 汽车 积分越 多,反 之,则 出现 负 积分,这极大 促进 了 节 能汽 车的 技术进 步和 新能 源汽 车产 业化推 广。2020 年 6 月新 版双 积分政策 规定“2019 年度、2020 年度、2021 年度、2022 年度、2023 年 度的 新 能源汽车积 分比 例要 求分 别 为 10%、12%、14%、16%、18%”,2019-2023 年积 分 比例每年稳 定增 长 2%,2024-2025 年每 年大 幅增长 10%,插 混车 标准 车型 积分 不断下调,2021-2023 年 度、2024-2025 年 度插 混车 标准 车型 积分较 上一 阶段 分别 下调 20%、37.5%,与 纯 电车 积分 差 距缩小,推 动插 混车 市场 不断扩 大。1.2 插混车型优 势明显 插混 车型综合 了传统车 和纯电 车的优点,系列优 势获得 消费者认 可。我国新 能源汽 车产业体量不 断壮大,新 能源乘用车市 场已经颇具 规模,随着新 能源车型渗 透率快 速提升,当前 新能源汽车 消费市场已经 形成了体量 级的消费需求,消费者已 逐渐接受 新能 源车 型。图表 5 新能源乘用车车型积分计算方法(2017 年 9 月发布)资料来源:工信部,华安证券研究所 图表 6 新能源乘用车车型积分计算方法(2020 年 6 月发布)资料来源:工信部,华安证券研究所 图表 7 2024-2025 年度新能源乘用车车型积 分计 算方法(2022 年 7 月)资料来源:工信部,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 8/27 证券研 究报告 1.2.1 新能 源补 贴政策退 坡影 响有限 补 贴政策退 坡影响 有限,新 能源车型 销量持 续保持高 增长。我国对新能源汽 车的消 费补贴大致经 历了三个发 展阶段,第一 阶段为补贴 提振消费阶段,第二阶段 为补贴始 退坡 阶段,第 三阶 段为补 贴大 幅下 滑、行业 自主发 展阶 段。自 2014 年 起,随着车 企对新能源汽 车的重视程 度提高以及技 术投入增加,国家对新能 源的补贴逐渐开始退坡,此后在 2016-2019 年间,新能 源补 贴政 策开始 大幅 下降,国内 新 能源汽车在 历经 技术 持续革新 和 供应链成 本下 降之后,于 2020 年开 始进入 高质 量 发展阶段。在国 家 10 多年 引导 发 展之后,国内 车企 新能 源 技术逐 渐成 熟,新 能源 车 型价格已逐渐 接近 传统 燃油 车价 格,公众 对新 能源 车的 接 受程度 已大 幅提 升,2021 年补贴如期温 和退 坡之后,新 能 源汽车 市场 受补 贴影 响明显 较小。2022 年 是新能 源 车型销量大爆 发的 一年,补 贴对 新能源 车型 销量 的拉 动作 用明显 减弱,以五菱 宏 光 MINI 等不享受 补贴 的热门 车 型为 例,即便 没有补 贴,车 型销 量依旧 火爆。因 此,我 们认 为,2023 年补 贴政 策退 坡影 响 有限,新能 源车 型销 量将 继续维 持高 速增 长状 态。1.2.2 新发 车型 较多、消 费者 选择多 随 着 车 企 密 集 推 出 新 能 源 新 车 型,叠 加 优 惠 补 贴 政 策,将 有 力 助 推 新 能 源 汽 车 保有量快 速增 长。根据 崔东 树 公布 的数 据,2022 年,国内推出 93 款 新能 源车 型 发布,相对于 历年 的 70 款 左右 的 水平,大 幅的 增长,尤 其 第三、四 季度 新车 型发 布 数量持续保持 高位,分别 发行 31/24 款 新车 型,而 2021 年 国内汽 车市 场仅 发 布 70 款 新能源车型,增长 率高 达 32.86%,大 量的 新能 源车 型发 布 给予了 消费 者更 多样化 的 选择。图表 8 历年 新能源政策补贴变化 资料来源:财政部,工业和信息化部,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 9/27 证券研 究报告 1.2.3 市区 行驶 有优势 插电 式混动车 型兼顾了燃油和 纯电动车 的优势,成为消 费者的热 门选择。根据对易车 网 1607 款 车型(包 括同款 车型 不同 版本,仅 包含乘 用车)数 据整 理,汽油 车百公里 能耗 成本 约 57.93 元,而 插混 车、增程 式车、纯电 车的 百公 里使 用成 本均 为20 元 出头(不考 虑馈 电油 耗),以 插混 车和 增程式 日 常使 用 30%耗油 和 70%耗 电的权重 来计算,插混 车和增程式 车型 的能耗成 本接近 燃油 车的 三分之一,日常插电 使用确实 会节 约很 大成 本,纯电行 驶每 公里 成本 接近 2 毛,而燃 油车 每公 里的 成本 近6 毛。此外,插 电混动 车与 传统车 使用 习惯 接近,除 动能回 收功 能之 外,其他 基本 一样,习 惯使 用传 统车 的消 费者可 以选 择混 动车。图表 9 2022 年新能源车型发布数量明显增加 资料来源:崔东树,华安证券研究所 图表 10 不同车型使用成 本对比 资料来源:易车网,华安证券研究所 5 8 5 16 15 15 8 27 24 23 21 21 25 13 31 19 33 14 17 24 16.67%1.43%-1.41%32.86%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%01020304050607080901002018 年 2019 年 2020 年 2021 年 2022 年第一季度 第二季度 第三季度 第四季度 yoyTable_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 10/27 证券 研究报告 1.3 插混方案成 为主机厂 主流选择 从国 内混动车型 发展路径来看,国内造车 新势力普遍选 择了纯电或 者增程式混动路 线,如理想、蔚来等,而 传统主机厂普 遍选择插电 式混动路线,如比亚迪、吉利、广 汽、上汽 等,造成 这 种格局 的主 要原 因在 于 2019 年 发改 委出 台的 汽 车 产业投资 管理规定 中 明确规定“新建汽车发动 机企业投资 项目企业法人 应具备较强 研发能 力,研制的产 品主要技术 指标达到行业 领先水平。新建汽车发动 机企业和现 有企业新 增发 动机 产品 投资 项目,发 动机 产品 应满 足 国家最 新汽 车排 放标 准相 应要求。”对于 新入场的造车 新势力而言,插电式混动 车型关键零 部件发动机技 术壁垒较高,企业 研发 能力 难以 获得 插混车 型项目投资准 入标准,因 而,没有传统 燃油发动机 技术积 累的造车新势 力只能退而 求其次选择与 其他发动机 制造商合作,在增程式电 动车型 上发力。而具 有发动机研 发能力的传统 主机厂则利 用雄厚的技术 积累,发挥 原有技术 优势,在 插电 式混 动方向 开拓 市场。2 插 电 式混 动总 成 技术 发 展趋 势 多 因 素 促使 P1+P3 的 串 并 联 结 构 成为 国 内主 流 混动 技术 路 线。根据电机位置不同和不 同电 机位 置的 组合 方式,混 动车 型动 力系 统架 构有 多种 技术 路线。国 内自 主品 牌混动技 术的 发展 是扬 长避 短的 过程,在 功率 分流 架构 方面,丰 田的 行星 齿轮 功率 分流 专利和行星齿 轮 加工 制造难 度 限 制了 国内 自主厂 商 的跟 进,在 P2 电机 架构上,欧美 厂 商擅长的 离合 器 技 术和 换挡 拨叉 的控 制平 顺性 技术 是国 内车 企自 主研 发难 以解 决的 问题,多因素 最终 促使 P1+P3 的串 并联结构 成为今 天国内 主流 混动技术 路线。2.1 混动架构电 机位置分 布 不 同 位 置 的 电 机 扮 演 着 不 同 的 角 色,发 挥 的 作 用 与 车 辆 能 耗、动 力 性 有 直 接 关 系。在混合动 力汽车 中,按电 机 位置的不 同可分 为 P0-P4 和 PS 架构,PS 架 构即 P2.5 的位置,从 P0 到 P4,电机的 位 置离驱动 轮端越 来越近,与 发动机越 来越远,即电机 动 力 传递到轮端 的传递 路径越 来越 短、传递效 率越来 越高,同 时 电机与发 动机的 解耦程 度越 高。P0 电机 置于变 速器之 前,BSG 电机和 HSG 电机 集成 在发动机 皮带上;P1 电机置 于变速 器之前,安装在发 动机曲 轴上,在 K0 离合 器之前,ISG 电机 通常置于 P1 或 P2 位置;P2 电机 置于变 速箱的 输入 端,在 K0 离合 器之后;P3 电机 置于变 速器的 输出 端,由皮 带、齿 轮或与 发动 机同轴连 接,同 源输出;P4 电机 置于变 速箱之 后,与发动机 的输出 轴分离,一 般驱动后 轮;P2.5 是 把电机 放在变 速器上(即由 皮带或 齿轮连 接的)或 集成在变 速器内 的构型。Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 11/27 证券 研究报告 2.1.1 P0 架构 P0 架构 是利用 皮带传 动兼 顾启动和 发电的 一体机,能 够控制发 动机的 启停,并 且 还能回收发 动机多 余的热 量。优点是 P0 架 构中可 以调控 发动机的 转速,从而使 车辆 在启停、怠速、换挡、加速等方面平 顺性得 到极大 的改 善。缺点是 P0 电 机不能 脱 离发动机 单独驱 动车辆,通 常担当辅助角 色。P0 架 构中,电 机不与发 动机直 接相连,因 此给发动 机的加 力和电 机回 收动能效率较 低。P0 架 构一般 匹配 48V 弱 混系统,目 前 P0 架构系 统有奥 迪 SQ7 TDI 和马自达 i-Eloop 等 弱 混系统。2.1.2 P1 架构 P1 架构 中,电 机位于 发动 机的曲轴 后端,直 接与发 动 机连接,在 离合器 之前。电 机中的 定子(电 机的 固定 部分)直 接放 在了 发动 机的 缸体 上,电机 的转 子(电机 的旋 转部分)取代了 传统的 飞轮,发 动机曲轴 则充当 了电机 的转 子。与 P0 结构相 比,P1 结 构与P0 架构 同样可 以控制 发动 机的启停,回收 多余的 动能。由于直 接与发 动机相 连,效率会更高,但 是这 也会 导致 该架 构中 电机 无法 单独 驱动 车轮,没 有纯 电行 驶的 能力,同 时由于很难解 决散热 问题,因此,P1 电 机无法 承担长 时间 高功率、高负荷 的工作。除 了可以运用在微 混和弱 混系统 中,还可以应 用在 100-200V 电压 的中混 系统中,目前 P1 架构系统有本田 INSIGHT、奔驰 的 S400 混动 系统等。2.1.3 P2 架构 P2 架构 可谓是 分水岭,从 P2 架构 开始,之后的 架构 都能够单 独驱动 车辆工 作。由于 P2 架 构的布 局,车辆可 以形成纯 电、混动、纯由 这 三种工作 模式。由于 P2 架 构可以通过 离合 器的 分合 来实 现单 独驱 动车 辆,车辆 可以 形成 纯电、混 动、纯油 这三 种工 作模式。从布 局来看,P2 架 构的 结构更为 简单,不需要 对发 动机和变 速器进 行更改,造 价也比 P1 便 宜。除 此之外,P2 架构 的效率 会有更 高的效 率和更高 的燃油 经济性。P2 架构一般情况 下会与 P0 架 构一 起,通常 不会单 独存在。许 多欧洲车 企爱用 P2 架 构,如沃尔沃等。图表 11 电机 P0-P4 位置 分布 资料来源:汽车之家,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 12/27 证券 研究报告 2.1.4 P3 架构 P3 架构中 电机位 于变速 器 之后,通 常用在 后驱的 车上,比亚迪 第二 代 DM 系统 就是采用了 P3 架 构。相比 于 P2 架构,P3 直接与 传动轴 相连,其纯 电驱动/起步 效率 和动能回 收效 率更 高。由于 位于 变速 器之 后,因此 降低 了对 变速 器承 扭能 力的 要求。缺 点是它需要单 独的空 间放置,另 外该电机 无法用 于启动 发动 机,因 此需要 额外的 P0 或者 P1电机弥补 这一功 能,最 后在 纯电驱动 下,电 机会 带 动前 方的变速 箱从而 导致能 量损 失。2.1.5 P4 架构 P4 架构 与发动 机没有 任何 的联系,一般不 单独出 现,通常会与 P0 和 P1 电 机搭 配出现,搭 配不 同的 架构 会出 现不 同的 新能。优 点该 架构 不用 传动 就能 够实 现四 轮驱 动、与发 动机 的动 力可 以兼 容,另外 后排 地面 没有 凸起,能 够带 来较 好的 乘坐 体验。缺 点就是在没电 时,P4 电机 的架 构会增加 油耗。2.1.6 P2.5 架构 P2.5 是将电 机整合 进入变 速器,相 比电动 机置于 发动 机输出端 的 P1 及变速 箱输 入端的 P2 形 式,P2.5 在油 电 衔接瞬时 冲击方 面更具 优势。相比电 动机置 于变速 箱输 出端的 P3 形式,P2.5 可将电 动 机的力矩 通过变 速箱多 挡位 放大,不 仅能让 电动机 经济 运行区域更广,而且 选型时 也可 以考虑采 用功率 更小的 电机。优点是电 动机可 以做得 很小 巧,可 以选择 高转速 小体积 的电动机。另 外,相对于 P2的形 式,因为 有离 合器 控制 发动 机到 变速 器的 动力 传递,在 发动 机和 电动 机的 动力 融合时,可以做 到更自 然顺畅。缺点是 P2.5 结 构本身 复杂,对系统的 匹配和 调校也 会 比较复杂,比如 双离 合器 的接 合控 制、发动 机和 电动 机都 作用 到输 出轴 上进 行动 力融 合等,如果较调 不 够完善,将会 在变 速箱内部 产生明 显的换 挡冲 击。2.2 混动联结方 式 根 据 混 合动 力 驱动 的 联结 方式,混 合 动力 系 统主 要 分为串 联 式 混合 动 力系 统、并联式 混 合 动力 系 统、混 联式 混合 动 力 系统 三 类,混 联式 包括 串 并 联和 功 率分 流 两种。串联:发动机并 不直接 提供 动力,也不能 单独带 动车轮,仅仅 用来带 动发电 机为电池充 电,提供 电动 机运 行的 电能。优 点是 结构 简单,动 力总 成 控 制逻 辑简 单,发动 机位置布 置也 比较 自由。缺 点是 发动 机无 法直 接驱 动车 辆,发动 机通 过发 电机 将热 能转 化为电能,再 通过 逆变 器传 递给 电动 机,该过 程中 能量 损失 较大,并 且,除电 动机 外还 需要额外的专 用发电 机。该 连接 方式常见 于增程 式车型。并联:发动机和电 动 机与 车 轮均有机 械连接,都可 以单 独带动车 轮同时 也可以 协同工作,共 同驱 动车 辆。优点 是可 安装 功率 较小 的电 机配 合发 动机 驱动 车辆,并 且极 限输出功 率较 高。缺点 是需 要安 装变 速箱,变 速箱 会带 来额 外的 功率 损失。该 方案 多见 于欧系车企的 P2 架 构混动 方案。串并联:在汽车低速 行驶时,以串 联方式 工作,当汽 车 高速稳定 行驶时,以 并联方式为 主。该方 案优 点是 能结 合串 联和 并联 的优 点,车辆 可在 不同 工况 下选 择相 应的 最佳效率 工作 方式。缺 点是 动力 总成 结构 较为 复杂,需 要更 多精 密零 部件 较调 发动 机与 驱动电机的 工 作配合,而 且不同 工况下的 工作切 换逻辑 要求 较高。国内主 流的 P1+P3 方案属于该类型 联结方 式。Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 13/27 证券 研究报告 除上述三 种连接 方式之 外,丰田汽车 早在 1969 年就 开 始研发混 合动力 技术,1997年就上市 了其第 一款基 于 行 星齿轮组 实现的 功率分 流(PS)架构车 型。功 率分流 混 动系统是 把发 动机 的功 率分 为机 械功 率流 和电 功率 流,然后 分别 将 两 个支 流传 输到 车轮 上驱动汽 车,以提 升全 局效 率。根据 其变 速器 的结 构不 同,有输 入式、输 出式 和复 合式 等三种形式,功率分 流结构 主要 靠变速器 内部的 行星齿 轮来 实现。图表 13 丰田普锐斯动力 分流装置 图表 14 丰田 THS 行星齿 轮总成 资料来源:Hybrid Autopart,华安证券研究所 资料来源:Hybrid Autopart,华安证券研究所 输入式功率分流是指 发 动 机 的 功 率 在 变 速 器 输 入 端 的 行 星 齿 轮 组 齿 架 上 被 分 为 两个部 分,并分 别以 机械、电 的形 式传 输至 变速 器出 口,并在 变速 器上 重新 汇合。该 架构的优点是 结构简 单,组 成部 件只有 发 动机、发电机、电 动机及行 星齿轮 组;低 速工 况下,发动机功 率大部 分由发 电机 吸收,发动 机可在 最佳效 率 区间工作,燃油经 济性有 效 提高,系统 整体 效率 有效 提升。缺 点是 高速 工况 下,部分 功率 在变 速器 内部 循环,无 法有 效输出到车轮 端,系 统效率 较低。该方案 的代表 车型为 丰田 Prius THS。图表 12 不同 联结方式优 缺点 对比 资料来源:汽车之家,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 14/27 证券 研究报告 输 出 式 功率 分 流 是指 发动机和电机传 来的两 部分功 率在 行星齿轮 组上进 行汇合,功率汇 合 后 通过 变速 器的 输出 轴 传 递到 车轮 端。该架 构的 优点 是 高 速工 况下,系 统整 体效率较高,输出动 力强劲。缺 点是 低速 时,电 动机与 发电 机的角色 互换:电动机 负责 发电,而发 电机 负责 驱动,发 动机 输入 的功 率 分 别传 递给 电动 机和 变速 器输 出轴,传 递到 电动机的 功率 转化 为电 能后 又传 递到 发电 机,电能 再次 转化 为机 械能 传递 到发 动机 轴上,这导致 变速 器内 部出 现无 效功 率反 复循 环,整体 效率 大大 降低。通 用汽 车推 出的 雪佛 兰沃蓝达 第一 代 车型 是该技 术路 线的典型 代表。复 合 式 功率 分 流 是由两个行星齿轮组 构成,结合了 输入 式 和输出 式 功率 分流。该结构的 优点 是 系 统内 两个 电机 没有 绝对 的发 电机 和电 动机 的角 色划 分,两台 电机 可交 互使用,在中 高速 车况 下的 车辆 燃油 经济 性很 高。缺点 是 低 车速 时,电机 上的 功率 非常 高,系统 整体 效率极 低。通 用汽 车推出的 雪佛兰 沃蓝达 第二 代 车型 是 该技术 路线的 典型 代表。图表 15 输入 式功率分流 系统 结构 资料来源:obasic,华安证券 研究所 图表 16 输出式功率分流 系统在低速行驶时变 速器 内功率流向 资料来源:obasic,华安证券 研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 15/27 证券 研究报告 根据不同 电机位 置及其 组合 方式,各主机 厂探索 出了差 异化的混 动方案。总 体来看,在电 机数 量方 面,早期 的混 动方 案多 采用 单电 机架 构,而现 在 的 混动 架构 多采 用双 电机甚至三电 机。如 低压微 混 48V 架构 在 发动机 前端 P0 位置安装 一台 BSG 电机,辅助 拉升发动机 转速,使 其越过 低 速抖动区 间再点 火;早期 本田 IMA、奔驰、Volvo 等混 动架构在 P1 位 置单独 安装启 动发 电一体电 机(ISG),而现 在 P1 位 置电机 很少单 独使 用,常与 P3 或 P4 位 置搭配 安装 双电机使 用。图表 17 复合 式功率分流 系统 结构 资料来源:obasic,华安证券 研究所 图表 18 不同 功率分流方 案对比 资料来源:obasic,华安证券 研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 16/27 证券 研究报告 3 自主混动 技术 百 家争 鸣 国内各大 主机厂 均在积 极布 局混动 领 域,目前 主 要混动 系统有比 亚迪 DM 混 动系统、长城混动(柠檬和 P2/P2+P4)、吉 利混动(雷神 混动 和 GHS1.0 混 动)、广汽 GMC 混动、奇瑞 鲲鹏 e+、长安蓝 鲸 iDD 等。3.1 比亚迪:DM-i 和 DM-p 双 平台战略 比亚迪早 在 2003 年 就开始 研发插电 式混动 系统,并 于 2008 年推 出第一 代 DM 技术,2008 年上市 的 F3DM 是世界上 第一款 量产的 插电 式混动汽 车。第 一代 DM 技 术的设计理念 是完全 以节能 为技 术导向,通 过双电 机与单 速 减速器的 结构搭 配 1.0L 自 吸三缸发动机,实现 了纯电、增程、混动(包括直 驱)三种 驱动方 式,取 得了纯 电百公 里电耗 16kWh,综合工况 油耗 2.7L/100km 的成绩。第二代 DM 技术于 2013 年 发布,搭载在 2013 年末上 市的秦 2014 款 上。DM 从DM 的节 能取向 变成性 能 取向,代在 代的 基础 上 取消了 P1 电机,增 大 P3 电 机 功率至 110kW,通过 1.5T 缸 内直喷发 动机(最大 功率 113kW)以及 6 速干 式双离 合变 速箱做到了百 公里加 速 5.9 秒的 成绩。第三代 DM 技术发 布于 2018 年,首 搭 车型 2018 年上 市唐 DM。DMI II 相较 DMI I最大的特 点是增 加了位 于 P0 位置的 BSG 电

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