国金证券4月新能源汽车行业研究专题报告--郭俊伟.pdf
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1、 敬请参阅最后一页之特别声明 1 行业研究报告行业研究报告 寻找新能源汽车产业的“潍柴动力” 投资要点投资要点 ? 潍柴动力是重卡及工程机械行业通用动力总成的供应商,公司为下游整车 厂提供包括发动机、变速箱在内的一体化动力解决方案。重卡行业上游核 心零部件资源稀缺、下游整车产能过剩的业态造成行业利润集中在上游零 部件企业,过去几年中,潍柴动力成为重卡行业高速增长的最大受益者; ? 与传统汽车相比,混合动力及纯电动等新能源汽车最大的改变是动力系统 由简单的汽/柴油机驱动向复杂的油电/电电混合驱动过渡,大功率电机及 电机控制系统成为动力总成中的核心零部件; ? 然而新能源汽车并没有改变商用车行业的
2、业态环境,尤其是众多客车企 业,仍将以“组装”的方式生产混合动力客车。我们相信在新能源汽车产 业中,同样会出现类似于潍柴动力这样的、为下游整车厂提供一体化动力 解决方案的核心零部件企业,而国家推广“十城千辆”的计划将成为这些 企业快速发展的契机,寻找新能源汽车产业的“潍柴动力”是我们第三篇 专题报告的主要目的,我们的观点包括: 然而新能源汽车并没有改变商用车行业的业态环境,尤其是众多客车企 业,仍将以“组装”的方式生产混合动力客车。我们相信在新能源汽车产 业中,同样会出现类似于潍柴动力这样的、为下游整车厂提供一体化动力 解决方案的核心零部件企业,而国家推广“十城千辆”的计划将成为这些 企业快速
3、发展的契机,寻找新能源汽车产业的“潍柴动力”是我们第三篇 专题报告的主要目的,我们的观点包括: ? 与纷乱复杂的动力电池产业相比(技术路径之争不确定,竞争格局不 明朗),我们对电机驱动产业的判断要清晰许多,主要体现为技术路 径的发展趋势明朗,竞争格局相对简单; ? 目前全球范围内多数混合动力汽车和纯电动汽车电机的主流都是永磁 电机,国内则是交流异步、永磁和开关磁阻三类并举的状况,但永磁 电机效率高、体积小、控制系统相对简单的优势明显,必将成为车用 驱动电机的主流; ? 电机及控制系统的进入壁垒主要体现为电机设计和控制系统研发两方 面,我们认为具备电机及控制系统一体化研发优势和动力系统完整解 决
4、方案的企业将获取超额收益; ? 尽管新能源汽车电驱动系统同样处于早期发展阶段,但竞争格局较为 简单,一类是以东风电动、万向电动、南车时代电汽为代表的、提供 整套动力系统解决方案的企业;另一类则是以宁波韵升、上海大郡为 代表的、有望在电机及控制系统领域取得领先优势的企业; ? 在上市公司中,我们认为最值得关注的企业是宁波韵升,原因在于: ? 08 年 6 月公司与上海安乃达、北京中科易能共同发起成立“上海电驱 动有限公司”,宁波韵升持股 35%。这是一家强强联合的企业,合作 的三方在永磁电机及控制系统领域都具备较强的研发实力; ? 宁波韵升本身是国内生产永磁材料钕铁硼的龙头企业之一,公司在磁 机
5、电一体化领域的优势明显,今后有可能形成“电驱动公司以研发为 主、宁波韵升批量生产成熟产品”的一体化企业,我们认为这是未来 最有可能给公司带来超额收益的项目,上海电驱动公司有望在上海世 博会中率先接到第一批订单; 新能源汽车行业新能源汽车行业 新能源汽车行业研究专题报告新能源汽车行业研究专题报告 长期竞争力评级:高于市场均值长期竞争力评级:高于市场均值 市场数据市场数据 市场优化平均市盈率 20.60 沪深 300 指数 2686.99 上证指数 2536.06 深证成指 9724.58 中小板指数 4115.06 2009 年 04 月 20 日 李孟滔李孟滔 (8621)61038309
6、联系人:朱莉 (8621)61038271 中国上海黄浦区中山南路 969 号谷 泰滨江大厦 15A 层(200011) 相关报告相关报告 1 电动自行车应用锂电池, 上 游 受 益 最 大 , 2009.4.3 2 混合动力汽车对上游原 材料的需求分析, 2009.3.18 3 磷酸铁锂 PHEV,光芒四 射的新能源汽车时代, 2009.3.3 此文档仅供管理有限公司使用 新能源汽车行业研究报告 敬请参阅最后一页之特别声明 2 “十城千辆”计划让客车厂都披上了“新能源汽车”的华丽外衣“十城千辆”计划让客车厂都披上了“新能源汽车”的华丽外衣 ? 据财政部新闻办公室 2009 年 1 月 24
7、 日公告,财政部、科技部发出了关 于开展节能与新能源汽车示范推广工作试点工作的通知,决定在北京、 上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆 明、南昌等 13 个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作。鼓励试 点城市率先在公交、出租、公务、环卫和邮政等公交服务领域推广使用节 能与新能源汽车。 ? 2 月 5 日,财政部公布了关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作 的通知 ? 2 月 17 日,财政部、科技部、发改委、工业和信息化部四部委在京为 13 个节能与新能源汽车示范推广试点城市授牌,进一步明确财政补贴的标 准,并对推进试点工作作出具体部署。 图表图表1:公共服务用
8、乘用车和商用车示范推广补助标准:公共服务用乘用车和商用车示范推广补助标准 单位:万元单位:万元/辆辆 图表图表2:十米以上城市公交客车示范推广补助标准(单:十米以上城市公交客车示范推广补助标准(单 位:万元位:万元/辆)辆) BSG车型10-20%20-30%30-40% 5-10%0.4 10-20%2.83.2 20-30%3.23.64.2 30-40%4.24.5 40%以上5.0 纯电动汽车100%6.0 燃料电池汽车100%25.0 最大功率比 节油率 混合动力汽车 最大电功率比最大电功率比 20%-50%50%以上 10%-20%520 20%-30%72530 30%-40%8
9、3036 40%以上3542 纯电动汽车 100%50 混合动力汽 车 使用镍氢电池、锂离子电池/超级 电容器的混合动力系统使用铅酸电池的混合 动力系统 节能与新能 源汽车类型 节油率 来源:财政部,国金证券研究所 ? 由于客车厂以“组装”生产模式为主,在生产出传统客车的底盘、车身之 后,只需将此前的柴油机换成混合动力系统,就可以摇身一变成为新能源 汽车,因此在国家出台补贴政策之后,新能源客车就如雨后春笋般涌向市 场。据不完全统计,目前中国已有 17 个省(市)的 30 多家企业开始涉足 新能源客车领域,除去宇通、金龙等行业龙头之外,不少产销规模几千辆 的小厂同样开发出新能源客车; 图表图表3
10、:目前各省市涉足新能源客车的企业:目前各省市涉足新能源客车的企业 省(市) 企业名称新能源试点城市受益上市公司 北京福田欧V、北京京华北京福田汽车 上海上海交大神舟、上汽集团、万象大宇、上海申沃上海上海汽车 天津天津清源 重庆重庆长安、重庆恒通重庆长安汽车 安徽滁州扬子、安凯客车合肥安凯客车 福建厦门金旅、厦门金龙 广东广汽客车、深圳五洲龙深圳 河南郑州宇通、河南少林 湖北东风电动、武汉扬子江武汉 湖南湘潭机电、南车时代长沙 吉林一汽集团长春 江苏常州依维柯、一汽无锡、苏州金龙、江苏常隆 江西安源客车、江西凯马百路佳南昌 辽宁大连客车厂、丹东黄海大连曙光股份 山东中通客车、山东华融济南中通客车
11、 陕西陕汽集团(混合动力客车底盘) 浙江宁波吉江、浙江青年杭州 来源:国金证券研究所 ? 由于进入壁垒较低,新能源客车的整车生产环节难以赚取超额利润,这也 是我们不看好新能源客车企业的主要原因,但是新能源客车的推广却有可 能为上游零部件企业带来投资机会; 由于进入壁垒较低,新能源客车的整车生产环节难以赚取超额利润,这也 是我们不看好新能源客车企业的主要原因,但是新能源客车的推广却有可 能为上游零部件企业带来投资机会; 目前国家“十城千辆”计划 中,只有为数不多的几个城市 具备动力系统的研发生产能 力: 目前国家“十城千辆”计划 中,只有为数不多的几个城市 具备动力系统的研发生产能 力: 上海上
12、海申沃上海上海申沃 武汉东风电动武汉东风电动 长春一汽集团长春一汽集团 株洲南车时代株洲南车时代 杭州万向电动杭州万向电动 多数城市新能源汽车的动力系 统都需要外购,这为独立的动 力系统供应商提供了发展的机 遇 多数城市新能源汽车的动力系 统都需要外购,这为独立的动 力系统供应商提供了发展的机 遇 新能源汽车行业研究报告 敬请参阅最后一页之特别声明 3 新能源客车的推广应用在下半年将加速发展新能源客车的推广应用在下半年将加速发展 ? 在国家推出“十城千辆”计划和政府补贴政策之后,各地方政府推广新能 源客车的积极性骤然升高: 在国家推出“十城千辆”计划和政府补贴政策之后,各地方政府推广新能 源客
13、车的积极性骤然升高: ? 上海市有关政府部门表示,2010 年世博会期间,将有超过 1000 辆的 新能源汽车为上海世博会服务,其中约 300 辆车为超级电容车、纯电 动车,200 辆为燃料电池车,其余 500 辆车为包括混合动力车在内的 低碳排放车;世博会后,混合动力和纯电动汽车可直接加盟公交路 线; ? 上海大众交通集团计划在 2012 年实现其麾下全部公交车(约 6000 辆) 改换为电池电容混合动力汽车; ? 北京公交表示,2009 年将投资 13 亿元购置 910 辆新能源公交车,这 910 辆车包括 50 辆纯电动公交车辆和 860 辆混合动力车。加上现有的 60 辆纯电动车和混合
14、动力车,以及将购进的 30 辆新能源环卫车,到 今年年底,北京将有 1000 辆新能源车; ? 湖南省政府表示,2012 年前,湖南省政府将和长沙、株洲、湘潭等地 政府每年共安排 7000 万元专项资金,用于电动汽车整车及关键零部件 的研发生产、购置补贴、运营补助; ? 大连市政府表示,到 2010 年,大连市至少要有 1200 辆节能与新能源 汽车示范运行,同时逐步形成至少两万辆的节能与新能源汽车整车生 产和核心零部件配套能力; ? 此外,济南、杭州、武汉、重庆等地的新能源客车订单也将陆续披 露; ? 2009 年 4 月 10 日,由工信部组织的电动汽车产业发展论坛于北京召开, 论坛各方核
15、心观点包括: ? 建议汽车产业振兴规划中提出的“10 亿安时动力电池生产能力”以锂 电池为主,建议 2011 年形成 50 万辆以 PHEV 为主的锂电汽车中 国工程院院士陈立泉; ? 以锂电池和小型电动轿车为重点,推进自主品牌新能源汽车大规模商 业化欧阳明高; ? 我们认为新能源客车的推广应用在下半年将加速发展,各地方政府的采购 订单将陆续释放,生产动力总成关键零部件的企业有望掘到第一桶金; 我们认为新能源客车的推广应用在下半年将加速发展,各地方政府的采购 订单将陆续释放,生产动力总成关键零部件的企业有望掘到第一桶金; 新能源汽车行业研究报告 敬请参阅最后一页之特别声明 4 新能源汽车电力驱
16、动系统结构新能源汽车电力驱动系统结构 ? 对于 HEV/PHEV/EV 三种新能源汽车,尽管其整车工作原理有一定区别, 但是电力驱动系统的结构基本是相同的,下图为简化的电力驱动系统原理 图; 图表图表4:新能源汽车电力驱动系统结构图:新能源汽车电力驱动系统结构图 动力电池 电池管理系统 变频调速控制器 驱动电机 整车控制系统 车辆其它模 块,如发动机 、变速箱等 CAN总线 电池模块 整车控制模块 电机及其控制模块 电能流控制信号流 充电 来源:国金证券研究所 ? 首先由整车控制系统产生总体控制信号,经过 CAN 总线输送至电池管 理系统、变频调速控制器、以及车辆其它功能模块(如发动机、变速
17、箱、ABS、汽车电子装置等等); ? 电池管理系统对动力电池进行控制,为驱动电机及其他装置提供电 能; ? 变频调速控制器对动力电池提供的电能经过 DC/AC 变换和频率变换, 达到控制驱动电机转速进而控制车辆行进的目的; ? 由上图可以看到,电力驱动系统由整车控制模块、电池模块、电机及其控 制模块组成 由整车控制模块、电池模块、电机及其控 制模块组成;整车控制模块需要根据不同的车型确定不同的结构及控制参 数,一般由整车厂自行开发,所以对于上游零部件厂商,主要的机会在于 电池模块和电机及其控制模块 对于上游零部件厂商,主要的机会在于 电池模块和电机及其控制模块; 图表图表5:由南车时代电汽生产
18、的电机控制器(:由南车时代电汽生产的电机控制器(09年年3月客车博览会)月客车博览会) 来源:国金证券研究所 混合动力及纯电动汽车的动力 系统通常包括: 混合动力及纯电动汽车的动力 系统通常包括: ? 电池模块电池模块 ? 电机及控制模块电机及控制模块 ? 整车控制模块整车控制模块 电机及其控制模块是本报告的 研究重点 电机及其控制模块是本报告的 研究重点 新能源汽车行业研究报告 敬请参阅最后一页之特别声明 5 驱动电机及变频调速控制系统分析驱动电机及变频调速控制系统分析 驱动电机类型:交流电机与永磁电机并存,后者将渐成主流驱动电机类型:交流电机与永磁电机并存,后者将渐成主流 ? 目前 HEV
19、/PHEV/EV 可以应用的电机类型包括:(有刷)直流电机、交流 电机、永磁电机、开关磁阻电机等,目前全球范围内多数混合动力汽车和 纯电动汽车电机的主流都是永磁电机,国内则是交流异步、永磁和开关磁 阻三种并举的格局: 目前全球范围内多数混合动力汽车和 纯电动汽车电机的主流都是永磁电机,国内则是交流异步、永磁和开关磁 阻三种并举的格局: 图表图表6:各种类型电机特点对比:各种类型电机特点对比 优点缺点代表性公司 技术成熟,调速简单,可同时用做发 电机和电动机 电刷容易磨损,使用寿命短无 同步交流电机技术成熟,综合成本低不易调速,一般不用做电动机无 异步交流电机技术成熟,综合成本低,调速简单功率因
20、数低,一般不用做发电机万向电动 永磁无刷直流电机 体积小,寿命长,输出扭矩大,可同 时用做发电机和电动机 调速精度稍低,成本稍高 永磁同步交流电机 体积小,寿命长,调速精度高,可同 时用做发电机和电动机 输出扭矩略小,成本稍高 结构简单,调速范围宽,启动性能 好,可同时用做发电机和电动机 转矩脉动引起的振动和噪声是开 关磁阻电动机的主要缺点 东风电动 上海申沃 开关磁阻电机 电机类型 (有刷)直流电机 交流电机 永磁电机 来源:国金证券研究所 ? (有刷)直流电机(有刷)直流电机:这是应用历史最为久远的一种电机,调速较为简 单,但由于需要使用电刷,非常容易磨损,寿命较短;虽然由于其可 以同时用
21、做发电机和电动机而被用在少数厂商的混合动力车上,但预 计很快就会被淘汰; ? 交流电机交流电机:又称为交流感应电机,分为同步交流电机和异步交流电 机,是目前应有最为广泛的一种电机,技术成熟,综合成本较低,而 且在电力电子技术发展后调速也变得更为简单。但是交流电机也有一 个明显的问题:同步交流电机一般不用做电动机,而异步交流电机一 般不用做发电机,所以很难在并联混合动力系统中得到应用(并联混 合动力需要驱动电机同时作为发电机和电动机);此外,交流电机由 于转子需要线圈绕枢励磁,所以结构复杂体积较大。目前交流电机主 要用在串联混合动力客车上(典型方案是一个三相同步交流发电机 + 一个三相异步交流电
22、动机); ? 永磁电机永磁电机:永磁电机使用永磁材料代替传统电机转子中的线圈绕枢励 磁机构,所以结构和体积大为改善;永磁电机分为永磁无刷直流电机 和永磁同步交流电机。永磁电机可以同时作为发电机和电动机,加之 结构简单体积较小,被广泛用于并联/混联混合动力系统,预计在未来 5-10 年内将成为混合动力车用电机的主流; ? 需要指出的是,永磁无刷直流电机和永磁同步交流电机结构和原理非 常相似,区别在于转子磁钢的几何形状和输入电流的波形,所以两种 永磁电机的制造方法较为近似,控制方法略有区别(但都为变频调 速);从性能上来说,永磁无刷直流电机的输出力矩和效率略高,而 永磁同步交流电机的稳定性略好;
23、? 开关磁阻电机开关磁阻电机:这是一种较为新型的电机,具有结构简单,体积小, 容易冷却,调速范围宽,启动和低速性能好等诸多优点,而且可同时 用发电机和电动机;但是开关磁阻电机目前技术发展还不够成熟,所 以应用不算广泛,随着技术的进步,开关磁阻电机未来也有望成为混 合动力车用电机的选择之一; 新能源汽车行业研究报告 敬请参阅最后一页之特别声明 6 图表图表7:不同类型新能源汽车适用电机:不同类型新能源汽车适用电机 混合动力汽车类型发电机电动机 串联式HEV同步交流电机异步交流电机 并联式HEV 混联式HEV交流电机/永磁电机永磁电机 插电式PHEV永磁电机永磁电机 纯电动EV 永磁电机 交流电机
24、/永磁电机 来源:国金证券研究所 ? 图表 8 是国内外部分新能源汽车所使用驱动电机的类型,从中可以看到: ? (有刷)直流电机由于缺陷较为明显,几乎已经没有厂商应用; ? 永磁电机(包括永磁无刷直流电机和永磁同步交流电机)是目前新能 源汽车用电机的主流,特别是在混合动力和纯电动轿车上,由于永磁 电机可以同时用作发电机和电动机,而且体积重量较小,几乎成为驱 动电机的不二之选; ? 就两种不同的永磁电机来说,由于永磁同步交流电机稳定性稍好,控 制较为容易,所以当前应用更为广泛,但是永磁无刷直流电机也有一 定的应用; ? 交流电机目前仍然有相当比例的应用,特别是串联混合动力客车和纯 电动客车,由于
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