1、 -1- 证券研究报告 2020 年 03 月 09 日 电气设备电气设备行业行业 CTP 降本增航，助降本增航，助 LFP 渗透续航渗透续航 500km 以下乘用车以下乘用车 电动车产业链技术研究专题系列之一电动车产业链技术研究专题系列之一 行业专题研究行业专题研究 开文明（分析师）开文明（分析师） 证书编号：S0280517100002 证书编号：S0280119120005 CTP 技术技术“化繁为简” ，“化繁为简” ，省去省去电池包的电池包的模组环节模组环节 常规电池包采用单体电芯模组电池包的多层级成组方式， 该方式会降低 电池包的空间利用率。CTP 技术省

2、去了电池模组环节，提高了电池包的空间 利用率，可以容纳更多的电芯，提升续航。并且，模组环节的去除使电池包 的零部件数量降低、工作效率提升，成本也相应下降。 根据建立的模型测算，根据建立的模型测算， CTP 技术可使技术可使续航增加续航增加 60km 以上以上、 度电成本下降度电成本下降 16%以上以上 为了研究使用 CTP 技术时单车带电量和整车质量的变化对续航里程的影响， 我们建立了三者之间的数学模型，即续航里程续航里程（km）=334.21+9.538*带电量带电量 （KWh）-0.275*整车装备质量整车装备质量（kg） 。同时，基于比亚迪的专利，我们建立 了 LFP/NCM 电芯搭配常

3、规电芯搭配常规/CTP 电池包电池包时时的续航里程和成本模型的续航里程和成本模型。根据我 们的测算，使用 213L 和 310L 电池包，由于电芯材料不同，单车带电量可提单车带电量可提 升升 1421%，续航里程增加，续航里程增加 60130km。同时，电池包的度电成本能够下降度电成本能够下降 1619%，到到 0.570.69 元元/Wh。 短期看，短期看，CTP 技术有望技术有望推动推动 LFP 渗透渗透续航里程续航里程 500km 以下的以下的乘用车乘用车 当电池包为213L和310L时， 装满电池后CTP技术对成本的降幅最高约3700 元，续航里程可提高 60130km。短期来看，CT

4、P+LFP/NCM523 电池包电池包对对 应的续航里程有望达到常规应的续航里程有望达到常规 NCM811 电池包电池包的水平的水平，主要覆盖，主要覆盖 500km 以下以下 续航里程续航里程。在不考虑补贴的影响，LFP 的降本幅度比 NCM523 高 10002000 元，更具经济性。 长期看，高镍三元在长续航车型中地位稳固长期看，高镍三元在长续航车型中地位稳固 LFP 正极材料比容量正极材料比容量已接近理论值，而高镍三元依然有已接近理论值，而高镍三元依然有 30%以上以上的提升空的提升空 间间。长期来看，动力电池高镍化趋势不改。长期来看，动力电池高镍化趋势不改。根据我们测算，CTP+高镍三

5、元 比常规高镍三元电池包对应的续航里程多 80130km，有望将电动车续航里 程推到新高点。在电动车续航里程不断向传统燃油车看齐的趋势下，高镍三 元应用前景依然广阔。 投资建议投资建议：我们推荐 1）推动 CTP 技术应用的龙头企业，如宁德时代、比 亚迪等；2）LFP 电池产业链，如鹏辉能源、国轩高科等。受益的公司有德 方纳米等。 风险提示：风险提示：CTP 技术的安全性不及预期，新能源汽车政策不及预期 推荐推荐（维持维持评级）评级） 行业指数走势图行业指数走势图 相关报告相关报告 新基建、新方向，电力设备价值重估 2020-03-08 新基建、 新方向： 新能源汽车充电桩和 特高压2020-

6、03-04 疫情暂时扰动， 难改电动车和风光景气 向上趋势2020-03-01 2020 年新能源汽车政策向好概率增 加，且存在上行风险2020-01-11 破晓之时：经济性初具，等政策风来， 待模式演进2020-01-06 重点推荐标的业绩和评级重点推荐标的业绩和评级 证券证券 股票股票 2020-03-06 EPS PE 投资投资 代码代码 名称名称 股价股价 2018 2019E 2020E 2018 2019E 2020E 评级评级 300750.SZ 宁德时代 143.52 1.53 2.09 2.53 93.58 68.6 56.7 强烈推荐 002594.SZ *比亚迪 65.3

7、6 1.02 0.64 0.84 64.08 102.1 77.8 强烈推荐 300438.SZ 鹏辉能源 25.87 0.94 0.71 1.41 27.47 36.4 18.4 强烈推荐 002074.SZ *国轩高科 22.94 0.51 0.61 0.71 44.98 37.6 32.3 推荐 资料来源：Wind、新时代证券研究所（带*为采用 wind 一致预期） -19% -14% -9% -4% 1% 6% 11% 2019/03 2019/06 2019/09 2019/12 2020/03 电气设备 沪深300 王王琎（联系人联系人） 2020-03-09 电气设备行业 -2-

8、 证券研究报告 目目 录录 1、 CTP 技术能降本增效，开启市场推广 . 4 2、 站在整车角度看 CTP 技术对续航里程和成本的影响. 5 2.1、 续航里程（km）=334.21+9.538*带电量（KWh）-0.275*整车装备质量（kg） . 6 2.2、 CTP 提升单车带电量 14-21%，提升整车装备质量 7-11% . 8 2.3、 CTP 技术有助于续航里程增加 60130km，CTP+高镍三元续航提升效果显著 . 11 2.4、 CTP 有助成本下降 1619% . 15 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 .

9、 16 3、 投资建议 . 18 4、 风险提示 . 19 图表目录图表目录 图 1： 大众 MEB 电池包架构 . 4 图 2： 大众 MEB 平台电池包 . 4 图 3： 使用 CTP 技术的比亚迪刀片电池包 . 4 图 4： 宁德时代 CTP 技术对电池包能量密度的改善 . 5 图 5： 蜂巢能源 CTP 技术对电池包能量密度的改善 . 5 图 6： 比亚迪“汉”续航 605km . 5 图 7： 宁德时代、北汽联合研发的 CTP 电池发布 . 5 图 8： CTP 会通过带电量、电池包质量和电芯总成本影响续航里程和电池包成本 . 6 图 9： 续航里程的影响因素较多，主要有单车带电量和

10、汽车质量 . 6 图 10： 续航里程数学模型回归分析 . 8 图 11： 电池包 213L 时，CTP 电池提高电池包体积能量密度 14%以上 . 9 图 12： 电池包 310L 时，CTP 电池提高电池包体积能量密度 14%以上 . 10 图 13： 电池包 213L，CTP 提高单车带电量 1421% . 10 图 14： 电池包 213L，CTP 提高电池包质量 8%左右 . 10 图 15： 电池包 310L，CTP 提高单车带电量 1418% . 11 图 16： 电池包 310L，CTP 提高电池包质量 10%左右 . 11 图 17： 2019 年我国乘用车市场以 A 级车为

11、主，其次为 B 级和 A0 级 . 11 图 18： 除电池包外的整车质量分别为 3 档 . 12 图 19： 电池包 213L 时，CTP 电池提高续航里程 15%以上 . 12 图 20： 搭载 213L 的 CTP 高镍三元电池包，A0/A 级车续航里程超 500km. 13 图 21： CTP 对续航里程的增加额在 62113km . 13 图 22： 电池包 310L 时，CTP 电池提高续航里程 14%以上 . 14 图 23： 搭载 310L 的 CTP 高镍三元电池包，B 级车续航里程超 650km . 14 图 24： CTP 对续航里程的增加额在 82130km . 15

12、图 25： CTP 技术有助于电池包度电成本下降 16%以上，单位：元/Wh . 16 图 26： CTP 技术可使度电成本下降 16%以上，单位：元/Wh . 16 图 27： 213LCTP 电池包，续航增加、成本下降情况 . 17 图 28： 310LCTP 电池包，续航增加、成本下降情况 . 17 图 29： 三元正极材料比容量还有 30%以上的提升空间 . 17 表 1： 部分样本数据 . 7 表 2： 电动车续航里程数学模型准确度高 . 8 表 3： 不同技术下的续航里程情况，单位：km . 17 nMsNnNmQmRoQnPqRtMwPnObR9RbRpNmMpNmMjMrRtQ

13、lOqRoM6MnNvMwMrRvNxNsOnQ 2020-03-09 电气设备行业 -3- 证券研究报告 表 4： 相关公司估值 . 19 2020-03-09 电气设备行业 -4- 证券研究报告 1、 CTP 技术技术能降本增效，开启市场推广能降本增效，开启市场推广 CTP 技术是技术是一种一种从电池包从电池包结构结构层面层面来提升电池包空间利用率和能量密度的方来提升电池包空间利用率和能量密度的方 法。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

14、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。 图图1： 大众大众 MEB 电池包架构电池包架构 图图2： 大众大众 MEB 平台电池包平台电池包 资料来源：高工锂电、新时代证券研究所 资料来源：网上车市、新时代证券研究所 图图3： 使用使用 CTP 技术的比亚迪刀片电池包技术的比亚迪刀片电池包 资料来源：比亚迪专利、新时代证券研究所 CTP 技术有助于成本降低，提升体积能量密度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

15、间利用率能够提升 520%，零部件数量可减少 2240%。 电池包 包体 单体 电池 单体 电池 2020-03-09 电气设备行业 -5- 证券研究报告 图图4： 宁德时代宁德时代 CTP 技术对电池包能量密度的改善技术对电池包能量密度的改善 图图5： 蜂巢能源蜂巢能源 CTP 技术对电池包能量密度的改善技术对电池包能量密度的改善 资料来源：高工锂电、新时代证券研究所 资料来源：网上车市、新时代证券研究所 CTP 技术对电芯产品的一致性要求高，技术对电芯产品的一致性要求高，目前目前处于推广应用阶段。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

16、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。 图图6： 比亚迪“汉”续航比亚迪“汉”续航 605km 图图7： 宁德时代、北汽联合研发的宁德时代、北汽联合研发的 CTP 电池发布电池发布 资料来源：第一电动、新时代证券研究所 资料来源：第一电动、新时代证券研究所 2、 站在整车角度看站在整车角度看 CT

17、P 技术对续航里程和成本技术对续航里程和成本的影响的影响 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。 2020-03-09 电气设备行业 -6- 证券研究报告 图图8： CTP 会通过带电量、电池包质量和电芯总成本影响续航里程和电池包成本会通过带电量、电池包质量和电芯总成本影响续航里程和电池包成本 资料来源：新时代证券研究所 为了研究 CTP 技术对整车端和动力电池产业链带来的影

18、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（续航里程（km）=334.21+9.538*带电量（带电量（KWh）-0.275*整车装备整车装备 质量（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。 图图9： 续

19、航里程的影响因素较多，主要有单车带电量和汽车质量续航里程的影响因素较多，主要有单车带电量和汽车质量 资料来源：新时代证券研究所 整车角度 续航里程 电池包成本 单车带电量 整车质量 电芯总成本 除电芯外成本 其它 电池包质量 除电池包外 整车质量 续航里程续航里程能量供给能量消耗 单车带电单车带电 量量 机械/电子 部件的能 量消耗 风阻 电池包技术 常规 CTP 电能可使 用比例 其他 电芯种类 LFP NCM523 NCM622 NCM811 汽车动能汽车质量汽车质量 其他 2020-03-09 电气设备行业 -7- 证券研究报告 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

20、为比亚迪车 型。由于比亚迪车型的续航里程在 305520km，为了覆盖 500660km 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。 表表1： 部分样本数据部分样本数据 通用名称通用名称 级别级别 纯电动续航里程纯电动续航里程， km 动力蓄电池组动力蓄电池组 总能量总能量，KWh 整车整备质量整车整备质量， kg 比亚迪元 EV A0 SUV 305 41 1450 比亚迪 e2 A 305 35 1250 比亚迪秦 A 310 41 1420 比亚迪秦 A 320 41 1420 比亚迪 e1 A00 351 34 1080 比亚迪秦 A 400 53 1520 比亚

21、迪秦 Pro A 401 53 1605 比亚迪秦 A 405 51 1490 比亚迪宋 A SUV 405 59 1745 比亚迪元 EV A0 SUV 410 53 1645 比亚迪秦 Pro A 420 56 1650 比亚迪 e5 A 420 53 1570 腾势 X B SUV 500 83 2330 传祺 AION.S A 510 59 1625 比亚迪秦 Pro A 520 70 1710 传祺 AION LX B SUV 520 73 1900 Model X 高性能版 C SUV 552 100 2530 Model X 长续航版 C SUV 576 100 2491 Mod

22、el 3 长续航全轮驱动版 B 590 78 1874 Model 3 高性能全轮驱动版 B 595 78 1875 传祺 AION LX B SUV 600 93 2180 传祺 AION LX B SUV 650 93 2040 Model S 高性能版 C 654 100 2292 Model S 长续航版 C 660 100 2260 Model 3 长续航后轮驱动版 B 664 78 1753 资料来源：汽车之家、工信部、新时代证券研究所 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

23、系可表达为： 续航里程续航里程（km）=334.21+9.538*带电量带电量（KWh）-0.275*整车装备质量整车装备质量（kg） 2020-03-09 电气设备行业 -8- 证券研究报告 图图10： 续航里程数学模型回归分析续航里程数学模型回归分析 资料来源：新时代证券研究所 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。 表表2： 电动车续航里程电动车续航里程数学模型数学模型准确度高准确度高 项目 数值 带电量，KWh 85 整车装备质量，kg 2020 工信部续航里程，km 605 预测续航

24、里程，km 592 误差 2% 资料来源：工信部、新时代证券研究所 2.2、 CTP 提升提升单车带电量单车带电量 14-21%，提升，提升整车装备质量整车装备质量 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

25、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

26、; 回归统计 Multiple R0.9667684 R Square0.9346412 Adjusted R Square0.9323874 标准误差27.407891 观测值61 方差分析 dfSSMSFSignificance F 回归分析2623045.6222 311522.811 414.704374.40377E-35 残差5843569.16466 751.192494 总计60666614.7869 Coefficients标准误差t StatP-valueLower 95%Upper 95%下限 95.0%上限 95.0% Intercept334.2103921.6135

27、2505 15.4630209 3.082E-22290.9462192 377.47456 290.94622 377.47456 X Variable 1 9.53817790.559615919 17.0441505 2.964E-248.417984943 10.658371 8.4179849 10.658371 X Variable 2 -0.2751240.029901405 -9.2010324 6.188E-13-0.334977958-0.21527-0.334978-0.21527 2020-03-09 电气设备行业 -9- 证券研究报告 5. 电池包中各个部件质量： 常

28、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。 在在搭建的勾稽关系中，搭建的勾稽关系中，CTP 技术对电池包技术对电池包体积体积利用率和利用率和质量能量密度的质量能量密度的 改善和改善和公布的技术指标公布的技术指标相相符合符合。 1） 电池包的质量能量密度方面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 815%， 符合蜂巢能源的 510% （第一电动披露） 和宁德时代的 1015%（第一电动披露） ；电池包体积为 310L 时，三元 CTP 电 池包提高了 48%，符合蜂巢能源中的 510%（第一电动披露） ，略低于宁德 时代的 10

29、15% （第一电动披露） ； 2） 电池包的空间利用率方面，） 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 1521%，高于蜂巢能源的 5%（第 一电动披露） ，符合宁德时代的 1520%（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 1518%，高于蜂巢能源的 5%（第一电 动披露） ，符合宁德时代的 1520%（第一电动披露） 。 图图11： 电池包电池包 213L 时，时，CTP 电池提高电池包电池提高电池包体积体积能量密度能量密度 14%以上以上 资料来源：比亚迪专利、第一电动、新时代证券研究所 注：比

30、亚迪和宁德时代的数据为推算 种类LFPNCM523NCM622NCM811LFPNCM523NCM622NCM811BYD 超级LFP CATL公开资料 工艺卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕叠片卷绕 体积能量密度，Wh/L455485534 660455485534660468 660 质量能量密度，Wh/kg175200220 2700180 270 工艺常规常规常规常规刀片CTPCTPCTP刀片CTP 电池包体积，L22213213 电芯体积合计，L9133109 除电芯外体积，L

31、96859110480104 内部横/纵梁与间隙体积，L666 包体与热管理及其他配电箱等体积，L586470855 配电箱体积，L23232323232323232323 电池包质量，kg3943823583582424371 电芯质量，kg3032692532266345266 除电芯外质量，kg92999111679106 梁质量，kg5555000000 包体与热管理及配电箱等质量，kg87999111679106 带电量，KWh53

32、54 56 59 606265726272 体积能量密度，Wh/L2492522605337291337 质量能量密度，Wh/kg88146193 体积能量密度成组率55%52%49%42%62%60%57%51%62%51% 质量能量密度成组率77%70%71%62%81%76%76%70%81%72% 电芯体积之和占电池包体积比例55%52%49%42%62%60%57%51%62%51% CTP/刀片对体积能量密度的提升14%15%17%21%17%21% CTP/刀片对质量能量密度的提升6%8%8%12%9%15% CT

33、P/刀片对体积利用率的提升14%15%17%21%14%21% 电池包指标电池包指标 电池包电池包 电芯电芯 CTP/刀片电池的影响刀片电池的影响 2020-03-09 电气设备行业 -10- 证券研究报告 图图12： 电池包电池包 310L 时，时，CTP 电池提高电池包体积能量密度电池提高电池包体积能量密度 14%以上以上 资料来源：比亚迪专利、第一电动、新时代证券研究所测算 注：比亚迪和宁德时代的数据为推算 CTP 技术提升单车技术提升单车带带电量电量 1421%，增加，增加质量质量 711%。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 1421%，从

34、原来的单车电量 5359KWh 上升到 6072KWh；CTP+ LFP/三元电池包质量增加 79%，从原来的 351394kg 上升到 382424kg。 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 1418%，从原来的单车电量 7686KWh 上升到 86101KWh； 使用 CTP+ LFP/三元电池包质量提增加 1011%，从原来的 511566kg 上升到 567622kg。 图图13： 电池包电池包 213L，CTP 提高提高单车带电量单车带电量 1421% 图图14： 电池包电池包 213L，CTP 提高电池包质量提高电池包质量 8%左右左右 资料来源：新时代证券研究所 资料来源：新时代证券研究所 电芯电芯 种类LFPNCM523NCM622NCM811LFPNCM523NCM622NCM811BYD 超级LFP CATL公开资料 工艺卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕卷绕叠片卷绕 体积能量密度，Wh/L455485534 660455485534