证券研究报告
作者:
行业评级:行业报告| 强于大市
维持2021年12月06日
(评级)分析师李鲁靖SAC 执业证书编号:S1110519050003联系人朱晔
行业研究周报
机械行业核心组合与重点关注行业/板块
核心组合:三一重工、恒立液压、艾迪精密、浙江鼎力、春风动力、晶盛机电、建设机械、先导智能、国茂股份、中密控股、杰克股份
重点组合:中联重科、星云股份、杰瑞股份、拓斯达、弘亚数控、美亚光电、华峰测控、克来机电、伊之密
建议关注:海容冷链、联赢激光。
本周专题:《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》明确提出,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,预计到2025年,我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,电动汽车的普及趋势已不可逆转。随着电池能量密度的提升,市场上500km、600km长续航的电动汽车产品越来越多,续航已不再是客户购买电动汽车的焦虑点。另一方面,高续航也意味着电池电量的增加,在现有的充电体系下,充电慢、充电难已成为客户使用电动汽车的一大痛点,亟待解决。高电压平台技术和与之配套的超级充电桩是目前最被看好的解决方案之一。
工程机械板块:10月份挖掘机销量同比-30.6%,海外市场持续高增速:10月销售各类挖掘机械产品18,964台,同比下降30.6%。其中,国内市场销量12,608台,同比下降47.2%;出口销量6,356台,同比增长84.8%。投资建议:焦点聚集于龙头α,继续推荐三一重工、中联重科、恒立液压、艾迪精密。
专用设备:
1)光伏设备:光伏设备新突破,1)金辰股份管式PECVD装备将其应用于TOPCon,助力TOPCon电池效率突破25.53%;2)华晟与迈为签署异质结电池产线开发合作协议,目标量产效率达25.5%。
2)锂电设备:宁德时代与亿纬锂能近期发布公告,纷纷上调投资规划,打开扩产空间,进一步完善产能布局;其他锂电设备企业也有新进展,1)松下宣布其4680电池具备商用条件,已可以低成本量产;2)中航锂电合肥基地项目启动建设,年产能50GWh;3)欣旺达浙江产业园正式开园,达产后可
年产锂离子电芯2.4亿只、年产锂离子电池模组2.4亿只。
3)中大排量摩托车:我国二轮摩托车由小排量逐渐向大排量转换。从销量数据看,今年1-9月,我国250cc+排量摩托车累计销量23.5万辆,同比+59%;其中,250-400cc排量摩托车累计销量16.4万辆,同比+76%;400-750cc排量摩托车累计销量7.2万辆,同比+31%。摩托车排量越大,整体售价越高,因此行业天花板亦随着摩托车排量的增大而逐渐提升。继续推荐:春风动力。
风险提示:宏观经济下行或重大政策变化,基建和地产投资大幅下滑;中美贸易摩擦等影响国内投资情绪;国外肺炎疫情影响进口原材料供应和出口市场需求。测算具有一定主观性仅供参考。
1.1 本周专题:800V高电压平台技术——充电效率与新能源汽车需求不匹配,催生电压平台升级➢《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》明确提出,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,预计到2025年,我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用,充换电服务便利性显著提高。虽然在动力噪音、使用成本等方面,电动车已经甩开燃油车一个身位,而且续航超过1000km的车型陆续亮相很大程度的缓解了续航焦虑,但充电慢、充电难依旧是电动车的主要问题。高电压平台技术和与之配套的超级充电桩是目前最被看好的解决方案之一。➢目前车企普遍应用的是400V高压平台,250A电流可以达到100kW的充电功率,电池30%-80%SOC约30分钟,与客户期望的接近传统汽油车加油体验还存在着较大的差距。
➢为了进一步向传统车加油时间看齐,业内寄望于把电压平台提升到800V甚至更高水平,达到300-500kW的充电功率。只需几分钟就可以迅速补能。
图:常见新能源汽车车型快充时间和续航里程图:不同电压平台充电功率
车型快充(h)续航里程(km)
北汽E150EV2150
江淮和悦IEV4  2.5200
江淮和悦IEV5  2.5200
奇瑞eQ纯电动汽车0.5200
腾势  1.5-2250
北汽C70GB2130
荣威E50  1.5180
资料来源:汽车之家、中华汽车网、天风证券研究所
资料来源:汽车之家、中华汽车网、天风证券研究所
1.2 本周专题:800V 高电压平台技术——电压平台升级的阶段性问题
➢受限于硅基IGBT 功率元器件的耐压能力,之前电动车高压系统普遍采用的是400V 电压平台。基于该电压平台的充电桩中,充电功率最大的是特斯拉第三代超级充电桩,达到了250kW ,工作电流的峰值接近600A 。如果想要进一步提高充电功率、缩短充电时间,就需要将电压平台从400V 提升到800V 、1000V 甚至更高的水平,来实现高压系统的扩容。
➢电压平台的升高,意味着核心三电系统以及空调压缩机、DCDC (直流变压器)、OBC (车载充电机)等部件都要能在800V 甚至1000V
的电压下正常工作。
图:电动车高压框架示意图
部件主要难点解决方向
电池
高电压、大电流下电池安全性与使用寿命承压,包括:
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1.析锂:高倍率充电会降低电极与电解
液稳定性,副反应增加,引发析锂等,
导致容量衰减、电池起火爆炸等
2.热效应:高倍率充电电池大量发热,
冷却系统承压3.机械效应
•电池材料改进
•BMS 精读控制•冷却方式优化
电驱动•对核心功率器件半导体的绝缘、耐压、损耗、效率等要求升高
•Si IGBT 耐压600~750V ,SiC MOSFET 能承
受800V 以上高压,但目前产能和成本仍存在问题
车规级产能建设
降本
其他空调压缩机、PTV 、DC-DC 、OBC 面向高压平台进行相应的产品设计与调整
产品重新适配设计
图:高电压大功率充电主要的难点与解决方向
资料来源:汽车之家、NE 时代、天风证券研究所
资料来源:汽车之家、NE 时代、天风证券研究所
1.3 本周专题:800V高电压平台技术——基于800V高压平台的IGBT产品有限,SiC器件崭露头角➢在电驱动系统方面,电压的提高会对绝缘能力、耐压等级以及爬电距离提出更高的要求,将对电气部件的设计和成本带来影响,但在工业电机等领域还是有比较丰富的高压应用经验可以借鉴,主要的难点在电机控制器的核心元件——功率半导体器件。目前满足车规级标准的功率半导体器件中,最主流的硅基IGBT 耐压等级在600-750V,能在800V平台上使用的高压IGBT产品并不多,还存在着损耗高、效率低的缺点。
➢随着耐压能力更高、导热性更好的碳化硅材料在技术上逐渐成熟,碳化硅MOSFET功率半导体器件
开始在高电压平台上崭露头角,不仅在耐压和损耗水平上都能满足800V电压平台的需求,还具备进一步拓展至1200V电压平台的潜力。目前车企打造800V高压平台的出路,都是在IGBT上做文章,用碳化硅(SiC)器件来替代目前的硅基IGBT。
图:IGBT在新能源汽车中的应用图:800V电机控制器IGBT技术路线
资料来源:汽车之家、汽车测试网、天风证券研究所资料来源:汽车之家、汽车测试网、天风证券研究所