新能源车及锂电行业动态追踪：从模组到CTB，less is more

证券研究报告 从模组到CTB，less is more ——新能源车及锂电行业动态追踪 2022年 6月22日 作者：光大证券电新环保团队 目录 降本提效驱动结构创新 需求引导不同结构应用分化 投资建议：CTB带来新机会 风险分析 nMwPyQnQnPxPoPnPoMwOsQ6M9R8OnPrRmOsQiNmMpRfQpNmO9PoPoQxNmOwOwMmOmM请务必参阅正文之后的重要声明 2015 2017 2019 2021 2023 2025 E-golf 第一代油改电平台（355,390模组） ID.3 第二代纯电动平台（590模组） 比亚迪汉 CTP技术（无模组概念） 海豹，零跑C01 CTB技术（底盘一体化） 2 资料来源：懂车帝，比亚迪海豹发布会，中国电动汽车百人会欧阳明高PPT，知化汽车 图：模组pack演进历史 1.1、从德系定义标准到国内定义标准 材料和结构创新是动力电池行业的两条优选赛道，也是降本的必由之路。 （1）中国动力电池技术创新已从政策驱动向市场驱动转型； （2）电池材料创新主要平衡能量密度、寿命、快充、安全、成本等指标； （3）电池系统结构创新已成为近年来技术创新的鲜明特征。 方型与软包电池经过了多轮结构创新，由前期德国定义的VDA三元电池模组，逐渐进化到国内电池厂与整车厂CTC/CTB技术率先应用。 一、降本提效引导结构创新 请务必参阅正文之后的重要声明 3 1.2、复盘从355模组到CTB，结构创新带来材料体系应用的多样化 早期油改电平台，基于燃油车架构，要求在有限空间内塞进尽可能多电池。由于各家虽然整车结构类似，但底盘不一样，车厂定义了通用的355/390模组。同时由于对整车的续航需求，设计偏好高能量密度的三元电池。 590模组开启纯电动平台：随着整车对续航要求越来越高，传统的油改电平台不论从机械强度还是电量都无法满足，所以通用型的590系列模组应运而生，即模组更大，适配纯电动汽车平台的包体。 国内厂家引领CTP/CTB（统称CTV）到来：然而随着新能源车的普及，续航里程与成本要求越来越高，CTP/CTB将电池的集成度推向极致。能量物质可用空间的增加也带来了化学体系选择的多样性，LFP-CTP/CTB技术因为能够在相同的空间内提供与三元电池相同的续航，加之成本更低，得到了各家车企的青睐，爆款车型的推出也使得LFP装机占比超过NCM。 资料来源：懂车帝，《新能源汽车推广应用推荐车型目录》 表：从模组到CTB电池参数对比 一、降本提效引导结构创新 355 390 590 LFP-CTP LFP-CTB NCM-CTP 上市时间 2015~ 2016~ 2019~ 2020~ 2022~ 2020~ 整车 VW E-golf Audi e-tron VW ID4 比亚迪汉 比亚迪海豹 北汽EU5 Pack能量密度（Wh/kg） 125 142 175 140 150+ 171 材料 NCM NCM NCM LFP LFP NCM 图：我国三元和磷酸铁锂电池装机量变化 资料来源：中国汽车动力电池产业创新联盟，光大证券研究所，统计截止202205 0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%0200040006000800010000120001400016000装机量/MWH磷酸铁锂三元其他新能源车渗透率(右)2020年退补抢装五菱宏光miniev、比亚迪汉刀片电池、Model3 LFP(CTP)版本上市。磷酸铁锂pack能量密度显著提高2019年7月过渡期完毕，国补下调系数，地补取消新冠疫情爆发比亚迪宋PLUS，比亚迪元等LFP爆款车型上市Model Y 铁锂版本开始销售原材料成本高企背景下，铁锂装机量占主导请务必参阅正文之后的重要声明 4 1.3、各家CTC方案提高系统集成度，增强性能 相较于模组方案，CTB大幅度减少了零部件，同时提升了整包能量密度。 趋势：电芯变大，结构变强，各家电芯方案不一，但是理念殊途同归，都是通过提升整车体积利用率，技术优化也从单纯的电池包体进化到整车层面。 比亚迪CTB VS 特斯拉CTC 特斯拉的电池上盖板结合了座椅支架+横向加强结构，侧向受力和弯矩全由电池包承担，侧面预留空间 较大，以泡沫塑料填充，采用液冷方案；  比亚迪CTB中提供侧向强度和扭转刚度的横向钢梁还留在车上，而非结合到电池上盖板中，侧面预留空间 比特斯拉小（刀片侧向强度高于圆柱），采用空调直冷方案。 资料来源：汽车之家，tesla发布会，比亚迪CTB发布会，宁德时代微信公众号 表：各家CTB/CTC对比 性能比较 零跑C01 与传统模组方案相比，电池布置空间增加14.5%，续航增加10%； 由于消除电池包与车身之间的安装间隙，车内垂直空间增加10mm； 在电池增加的情况下，C01车型实现减重15kg，车身轻量化系数相比传统方案提升20%，车身扭转刚度提升25%。 特斯拉 可节省370个零部件、车身减重10%、每千瓦时电池成本可降低7%，与公司此前工厂相比，CTC技术可将电池组产线规模缩减一半。 海豹 电池侧壁类似蜂窝结构的强度原理，结合刀片电池，能通过 50 吨压力测试； 车身地板与电池上盖集成，体积利用率提升至 66%，垂直空间增加 10mm。 宁德时代麒麟电池（CTP3.0） 采用 CTP 3.0 技术的 LFP 电池能量密度可达 160Wh/kg，NCM 电池则可达 250Wh/kg；若比较最新的 4680 系统，宁德时代称 CTP 3.0 技术可以在相同的条件下，提升 13%的能量密度。 图：特斯拉CTC展示图，比亚迪CTB展示图 资料来源：特斯拉电池日，比亚迪CTB发布会 一、降本提效引导结构创新 Tesla BYD 请务必参阅正文之后的重要声明 5 1.4、单纯电池包降本到整车综合降本和技术壁垒主导 前期在模组层级，模组和pack结构件占整个成本比例较高，然而到了CTP/CTB层级，pack整体边际成本下降趋缓，而更多的是作为技术壁垒以及综合降本来体现。 比亚迪CTB相对于CTP最大的区别在于省去了车身地板，电池包上盖板与之相结合。在整包BOM层面和工序层面上对成本贡献不大，然而通过z向空间的节约，进一步压低了车身，使得风阻系数从0.233降低到0.219，同时续航里程增加，能耗系数从百公里14.9kwh降低到12.7kwh。电池包的设计更多影响到整车综合成本降低。 资料来源：比亚迪海豹发布会 图：CTB技术 一、降本提效引导结构创新 比亚迪海豹四驱版 比亚迪汉四驱版 续航/km 650 610 百公里电耗/kwh 12.7 14.9 电量/kwh 82.5 85.4 百公里加速/s 3.8 3.9 表：比亚迪汉与海豹四驱版对比 资料来源：懂车帝 目录 降本提效驱动结构创新 需求引导不同结构应用分化 投资建议：CTB带来新机会 风险分析 请务必参阅正文之后的重要声明 7 2.1、从整车定义电池到电池定义整车 模组时代整车厂主导电池产品定义：在纯电车发展早期，电池标准的定义往往来自于整车，在给定的标准模组空间内电池要尽可能的满足各项性能指标，而整车作为OEM往往更加