電池模組變革風起云涌CTP CTC立上潮頭

1、電池上半場：模組標準化推動產業(yè)快速發(fā)展傳統(tǒng)電池包：電芯、模組、電池包三層架構傳統(tǒng)電池包分為電芯、模組、電池包三層架構。一般電動汽車上搭載的電池包，由電芯（Cell）組裝成為模組（Module），再把模組安裝到電池包（Pack）里，形成了“電芯（Cell）模組（Module）電池包（Pack）”的三級裝配模式。 圖 1：傳統(tǒng)電池包分為電芯、模組、電池包三層架構OFweek、搜狐、新出行等、研究優(yōu)缺點明顯：模組標準化，但空間利用率較低電動車上半場，產業(yè)從電芯標準化轉向模組標準化。電動車行業(yè)最開始的時候，車企希望將電芯標準化，進而利用規(guī)?；档统杀?，但是各家整車企業(yè)的需求不一樣，每家企業(yè)的不同車型需

2、求也不同，電芯企業(yè)的尺寸更是難以統(tǒng)一。后來退而求其次，轉而對模組進行標準化，這樣的可操作性非常強，整車企業(yè)只需要給出模組規(guī)格，不對電芯做統(tǒng)一規(guī)定，電芯企業(yè)的尺寸可以根據自己需要設計開發(fā)。過去幾年電池系統(tǒng)集成化的重點就是不斷提升標準化電池模組的尺寸，從最初 355 模組到 390 模組，再到目前使用最多的 590 模組。目前的方形電池中，VDA 標準尺寸的主流代表主要有寧德時代、國軒高科、天津力神、中航鋰電等企業(yè)。圖 2：模組標準化尺寸從 355 到 590資料來源：高工鋰電、汽車之家、蘭鈞新能源、研究模組優(yōu)點：安全穩(wěn)定，易于管理和維護。“電芯-模組-電池包”的形式相對安全，模組結構對電芯起到支

3、撐、固定和保護作用，以應對汽車使用過程中振動、碰撞等復雜外部環(huán)境；同時由于電池的一致性存在偏差，通過模組化可以降低對電芯一致性的要求；此外將電芯按照模組的形式加以區(qū)分，可以對電池更好地進行管理，后期維護也相對簡單。模組缺點：電池包成組率低、零部件較多、生產流程復雜。模組越多，需要的線纜和結構件就會越多，組裝工序相應的更加復雜，電池包重量也會相應增加，最終導致成組效率不高。行業(yè)內圓柱電芯的模組成組效率約為 87，系統(tǒng)成組效率約為 65。軟包電芯模組成組效率約為 85，系統(tǒng)成組效率約為 60。方形電芯的模組成組效率約為 89，系統(tǒng)成組效率約為 70。圖 3：傳統(tǒng)電池包結構下電池包成組率偏低（%）8

4、7%85%89%65%70%60%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%圓柱軟包方形模組系統(tǒng)OFweek、研究電池下半場：電池與車身一體化方向明確續(xù)航提升與成本下降驅動下，“電芯-模組-電池包-底盤”四者不斷向一體化的方向演進。為了提升續(xù)航能力，電動汽車要在有限的底盤空間內盡可能裝更多的電芯，以提高體積利用率，同時過多的零部件使得生產流程復雜，影響了效率，導致綜合生產成本較高。但是一體化也面臨諸多問題，比如，最初設計底盤是為了保護 PACK，所以要盡可能將 PACK布置在安全碰撞區(qū)內，甚至要在 PACK 中流出足夠的潰縮空間；后來， PACK 參與到整車的結構防護中

5、，模組也參與到整車的結構剛度中來；未來，電芯如果直接參與到整車的結構中去，將就意味著力對電芯的傳遞是即時的，對于電芯的強度提出了更高的要求。圖 4：“電芯-模組-電池包-底盤”四者不斷向一體化的方向演進OFweek、搜狐、新出行等、研究CTP：電芯（模組）電池包車身為了解決續(xù)航與成本問題，業(yè)界開始提出“CTP（Cell to Pack）”概念。即省略模組或將模組減少，將電芯直接布置在電池包內。CTP 技術的優(yōu)勢包括電池包體積利用率提高 15%-20%，零部件數(shù)量減少 40%，生產效率提升 50%，投入應用后會大幅降低動力電池的制造成本。（一）寧德時代2019 年，寧德時代與北汽新能源攜手打造的

6、全球首款 CTP 電池包（Cell to Pack，無模組動力電池包）在北汽新能源總部中國藍谷正式發(fā)布。首款 C TP 電池包搭載在北汽新能源 EU5 車型上。采用全新CTP 技術的無模組電池包，相較于當時傳統(tǒng)電池包，電池包體積利用率提高了 15%-20%，零部件數(shù)量減少 40%，生產效率提升了 50%。圖 5：寧德時代 CTP 專利圖圖 6：寧德時代 CTP 產品新出行、研究知化汽車、研究（二）比亞迪比亞迪的刀片電池是C TP 最好的范例之一。其直接采用了無模組的設計，相比于傳統(tǒng)電池包，刀片電池的體積利用率提升了 50%以上，也就是續(xù)航里程可提升 50%以上。同時大大減少了內部的線纜和結構件

7、，零部件數(shù)量減少 40%，生產效率提升 50%，最終成本下降 30%。圖 7：刀片電池包專利圖圖 8：刀片電池包結構新出行、研究電子技術設計、研究（三）特斯拉特斯拉在現(xiàn)有的車型 Model 3 和 Model Y 上使用了CTP 方案。M odel3 是由四個長度約 2 米的大模組組成，而之前特斯拉Model S 的模組為 16 個，以大模組替代之前小模組，把之前的小模組去掉側板，用扎帶連接起來，把模組做大。特斯拉Model 3 所采用的基于 21700 集成化大模組相對此前Model 3 僅電池成本就降低了 35%。 圖 9：Model 3 電池包結構新出行、研究CTB：電芯電池包車身CTB

8、（Cell to Body）技術是由 CTP 技術的延伸，比亞迪首創(chuàng)。從原有 CTP 方案結構來看，自下往上依次是托盤、粘接劑、電芯、粘接劑、電池上蓋和車身地板 6 部分，動力電池是一個整體，即電池上蓋-電芯-托盤，即電池三明治結構，它與車身地板是分開的。而CTB 方案結構中，從下往上依次是托盤、粘接劑、電芯、粘接劑和車身地板集成電池上蓋 5 個部分，不一樣的地方在于 CTB 方案將電池上蓋和車身地板集合為一體。CTB 方案車身地板集成電池上蓋-電芯-托盤，成為一個整車三明治結構。 圖 10：CTB 方案將電池上蓋和車身地板集合為一體團車網、研究用電池上蓋板替代車身下地板，除了減少冗余結構設計

9、，減少零部件數(shù)量，在用戶體驗側也可以帶來以下好處：車身與電池結構互補，電池抗沖擊能力及車身扭轉剛度得到大幅度提升；扭轉剛度的增強，在高速過彎時，車身形變更小，增強整車底盤操控性；整車重心和慣量降低，實現(xiàn) 50:50 黃金軸荷比，帶來更好的駕乘體驗；節(jié)省了一層地板厚度，垂向乘坐空間增加 10mm，釋放了駕駛艙的空間；能夠有效抑制車身振動，提升車輛 NVH 水平。2.2 CTC：電芯（電池包）車身CTC（Cell to Chassis）與傳統(tǒng)電池安裝方式的主要區(qū)別在于取消了電池包上蓋板或座艙地板，從而進一步簡化車身線纜和結構件。（一）特斯拉“CTC+4680+一體壓鑄”三項技術共同提升產品競爭力。

10、2020 年 9 月特斯拉在電池日上首次發(fā)布與新電芯配套的CTC 技術，特斯拉的C TC 方案也稱之為structural battery，直接將電芯或是模組安裝在底盤上，電池組將作為車身結構的一部分，連接前后兩個車身大型鑄件，取消原有座艙底板，將車艙橫梁和車內座椅都集成在電池包上。特斯拉的 CTC方案可以減少支撐件、減輕整車質量、提升整體電池容量，為車輛降低 10%車重，增加 14%續(xù)航里程，減少 370 個零件，單位成本下降 7%，單位投資下降 8%，大幅提升汽車生產制造的效率。并且，特斯拉最新的第三代圓柱電池 4680 電芯和上一代電芯都可以使用這套 CTC 方案。 圖 11：特斯拉 4

11、680 電池 CTC 方案 圖 12：特斯拉 CTC 將座椅集成在電池包上蓋上電車測試、研究愛卡汽車、研究（二）零跑汽車零跑汽車CTC 將電池包殼體與車身合二為一。2022 年 4 月，零跑汽車發(fā)布了CTC 方案，并非“電芯-底盤”，而是使用了“電芯-模組-底盤”的模式。零跑CTC 方案中，創(chuàng)新性的應用了CTC 雙骨架環(huán)形梁式結構，將電池骨架結構和底盤車身結構合二為一，既是車身底盤結構又是電池結構，整體結構效率更高。其次，氣密性通過車身設計實現(xiàn)電池密封， CTC 技術借用底盤基本結構，利用車身縱梁、橫梁形成完整的密封結構，相對于傳統(tǒng)汽車，這絕對是一大創(chuàng)新。根據零跑官方公布的資料，其 CTC 方

12、案將零部件數(shù)量減少 20%，結構件成本減低 15%，整車剛度提高 25%，實現(xiàn)高度集成化和模塊化。還擁有極強的擴展性，可兼容智能化、集成化熱管理系統(tǒng)。未來可兼容 800V 高壓平臺，支持 400kW 超級快充等。在空間方面，通過取消電池上部結構，減少冗余的結構設計，整車垂直空間增加 10mm，電池布置空間增加 14.5%，使得車內空間布置更加靈活實用。 圖 13：零跑汽車 CTC 方案示意圖 圖 14：零跑汽車 CTC 方案實物圖騰訊網、研究電車測試、研究（四）寧德時代2020 年 8 月，寧德時代宣布研發(fā)電池底盤一體化新技術。目前，寧德時代正在加快 CTC 的研發(fā)攻關，并宣布計劃于 2025

13、 年左右推出高度集成化的 CTC 技術，有望在 2028年前后升級至第五代智能化CTC。寧德時代的集成化CTC 技術不僅會重新布置電池，還會納入包括電機、電控、DC/DC、OBC 等動力部件。將電芯與車身、底盤、電驅動、熱管理及各類高低壓控制模塊等集成一體，使行駛里程突破 1000km。短期 CTP 有望主導，未來 CTP 與 CTC 共存從車企布局來看，CTP 有望占據短期主導。除了比亞迪、寧德時代外，廣汽“彈匣”電池、長城汽車“大禹”電池、上汽“魔方”電池也均為CTP 技術。相比CTC 技術，C TP對電芯的要求略低一些，同時再安全性及維修方面具備優(yōu)勢。在當前市場需求和技術能力下，CTP

14、有望成為市場主導。首款搭載車型劣勢優(yōu)勢電池類型電池包技術企業(yè)方案發(fā)布時間表 1：短期來看，CTP 有望成為主流電池形態(tài)上汽魔方集團電池2022.6CTP (Cell無限 to Pack)制1 .躺式電芯布局設計電池能量可選種類各樣 (44kWh-150kWh)電池可更換1.用雙向換流，熱流分配等“疏導”方式分攤熱量對電芯一致性要求較高,更換難度較大電油與整車依然存在多個模組，可能并不節(jié)省空間并未徹底解決熱失控問題，智上汽 MG MULAN長城大禹汽車電池廣汽彈匣集團電池刀片電池比亞及底迪盤技術零跑無專2021.6CTP (Cell無限to Pack)制2021.3CTP (Cell無限to P

15、ack)制磷酸 2022.5CTB (Cell鐵鋰to Body)電池CTC (cell無限采取定向排爆，自動滅火將火源引導至滅火通道后安全排出可支持不同類型的電池1 .電芯耐高溫且穩(wěn)定性強超強隔熱電池安全艙，保證單個電池爆炸不波及所有電池對電池 24h 小時監(jiān)測，出現(xiàn)問題降溫處理將電池包整合至車身，車身空間更大大幅提升車輛結構強度，以及扭轉剛度能量密度較高，目前最高可達 150kwh適配性好，將電池與整車集成和模塊化，可跨平臺適配未來各級別、類型車型能疏導火源非電池包技術，沒有實際碰撞案例參考電池包體積和質量將會變大因電池包含隔熱安全艙，密度比普通三元鋰或磷酸鐵鋰電池差一些電池集成度有待提升

16、，需要保證技術升級更新電池不可更換技術并不完善，集成度仍需大幅提升集成化和模塊化可能出現(xiàn)矛沙龍機甲龍埃安 AION Y比亞迪海豹零跑屬名汽車稱4680特斯圓柱拉電池2022.42020.9tochassis)制CTC (cell三元 to鋰電chassis)池擴展型腔，可兼容智能化、集成化熱管理系統(tǒng)大幅減少車輛零部件數(shù)量，降低成本電池包獨立上蓋可代替車身地板，進一步提升空間利用率續(xù)航方面，電池保溫性能得到優(yōu)化，續(xù)航提升 10%。形成了 CTC 雙骨架環(huán)形梁式結構，整車車身的扭轉剛度也能實現(xiàn) 25%的提升盾，造成車輛無法充分體現(xiàn)技術優(yōu)勢3.電池不可更換如果汽車發(fā)生故障導致電池需要維修，可能需要連

17、帶底盤一同更換，增加維修成本。電芯直接抱團，對整體的熱管理提出更高的要求。在碰撞中，底盤直接參與受力、并發(fā)生形變，電芯也將直接受致力、甚至變形C01特斯拉 model Y騰訊網、知料汽車、愛卡汽車、研究寧德時代推出麒麟電池，CTP 或加快滲透CTP 3.0“麒麟電池”推出，性能更加優(yōu)異。2022 年 3 月 25-27 日，中國電動汽車百人會上，寧德時代官宣了最新的 CTP 3.0 電池技術，在其內部被稱為“麒麟電池”。根據披露，該技術具備極速、無損、安全、高效等特點，能夠與 LFP（磷酸鐵鋰）和NCM（三元鋰）電池適配，對應的能量密度分別達到 160Wh/kg 和 250Wh/kg。作為對比

18、，寧德時代表示在相同的化學體系、同等電池包尺寸條件下，C TP 3.0 的電量相比特斯拉的 4680 電池提升了 13%?！镑梓腚姵亍奔磳l(fā)布，C TP 滲透率有望加速提升。6 月 10 日，寧德時代通過互動平臺宣布今年二季度將推出麒麟電池。6 月 16 日，寧德時代首席科學家吳凱在 2022 世界動力電池大會“云上宜賓”高端對話活動上表示，麒麟電池在兩塊電芯的中間加水冷鈑，使相鄰兩塊電芯的熱傳導降低，不會出現(xiàn)熱失控； 第二，可滿足高壓快充；第三，因為水冷鈑具有緩沖作用，可極大提高電池壽命；第四，麒麟電池可提高利用空間，比能量相應提高。 圖 15：寧德時代 CTP3.0 平臺化模塊電池聯(lián)盟、研

19、究上下博弈與換電模式下，CTP 與 CTC 大概率共存（一）CTC 路線下，整車企業(yè)與電池企業(yè)間存在長期博弈可能性對于整車企業(yè)來說，C TC 技術直接涉及到底盤，這是車企最為關心的核心部件。因此，擁有更多底盤研發(fā)經驗的車企，在未來將會擁有更多的主導權，而不具備開發(fā)優(yōu)勢的車企最終在底盤等硬件環(huán)節(jié)也將喪失主導權。而對于電池企業(yè)來說，CTC 技術要求電池制造商從更早的階段就介入車型設計中，這就要求電池企業(yè)具備更強的研發(fā)設計能力，以便于配合部分主機廠進行深度開發(fā)。此外，電池企業(yè)缺乏對車輛底盤的開發(fā)經驗和技術積累，因此在CTC 的研發(fā)過程中很可能會失去對整個項目的主導權，打破目前電池廠商的強勢地位。圖

20、16：CTC 結構下整車企業(yè)更加強勢小鵬官網、研究（二）換電模式下，CTP 當前更易實現(xiàn)政府與企業(yè)共同努力，換電模式或進一步推動 CTP 發(fā)展。2021 年，國務院發(fā)布的新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年），提出要大力推動充換電網絡建設。目前，北汽新能源、蔚來、寧德時代、吉利等企業(yè)相繼推出各自的換電技術。換電模式最大的優(yōu)勢就是補能耗時短，帶給車主更好的用車體驗。此外，換電模式可以節(jié)省電池購置費用，對消費者而言有更多選擇。 圖 17：寧德時代巧克力換電塊 圖 18：蔚來換電站騰訊網、研究車家號、研究CTP 與CTC 各有優(yōu)勢，預計未來保持共存。C TP 在換電、后期維修上更有優(yōu)勢，C

21、TC電池系統(tǒng)在空間、續(xù)航、駕駛體驗方面具備明顯的優(yōu)勢，但不適用于換電，同時維修成本高昂。因此，我們分析認為C TC 更適合于高端車型，對于成本不敏感，但對續(xù)航能力、駕駛體驗要求較高，對維修成本不敏感的用戶群更加匹配。相關標的：先惠技術（東恒機械）2022 年 5 月，先惠技術披露了重大資產購買報告書（草案），先惠技術擬現(xiàn)金收購寧德東恒機械 51%的股權，交易金額 8.16 億元。東恒機械成立于 2014 年，一直圍繞主要客戶寧德時代進行相關電池結構件服務，產品包括側板、端板和特殊結構件。主要應用于新能源乘用車、商用車、共享單車、充電樁、儲能系統(tǒng)，終端客戶包括特斯拉、大眾、豐田、福特、蔚來、長安

22、等主流車廠。近年來公司產能跟隨大客戶寧德時代的需求極速擴張，2021 年公司實現(xiàn)營收 9.04 億元，同比增長 118%，凈利潤 1.42 億元，同比增長 130%。2020-2021 年寧德時代占公司營業(yè)收入的比重分別為 87.63%、92.99%，是寧德時代優(yōu)秀供應商。 圖 19：東恒機械主要產品 圖 20：動力電池模組側板端板示意圖公司公告、研究表 2：寧德時代是東恒機械主要客戶公司公告、研究年度客戶名稱銷售額（萬元）占當期營業(yè)收入比例寧德時代新能源科技股份有限公司84,083.4292.99%寧德新能源科技有限公司1,465.241.64%福建元晟汽車配件科技有限公司1,153.891

23、.28%福建瀚盈實業(yè)有限公司955.551.06%廣東和勝新能源科技有限公司563.460.62%合計88,221.5697.57%寧德時代新能源科技股份有限公司36,309.2387.63%寧德新能源科技有限公司2,731.016.59%福建元晟汽車配件科技有限公司563.071.36%凌云工業(yè)股份有限公司寧德分公司454.161.10%福建瀚盈實業(yè)有限公司314.910.76%合計40,372.3897.44%2021 年度2020 年度公司公告、研究模組結構件壁壘較高，東恒機械盈利水平行業(yè)領先。相比傳統(tǒng)的汽車結構件，動力電池外殼結構件在保證結構強度，如抗壓性、耐腐蝕性等特點外，還需要考慮

24、導電、絕緣、阻燃等動力電池熱失控防護的特殊要求。東恒機械通過技術積累，靈活掌握了金屬切割、壓延、貼膜、噴涂、焊接等批量生產工藝，為客戶提供個性化電池外殼的解決方案和批量生產方案。與同行業(yè)相比，公司毛利率、凈利率水平領先，一定程度上反映了公司產品壁壘和競爭力。項目2021 年度2020 年度營收（萬元）占比毛利率營收（萬元）占比毛利率側板產品62,976.9969.65%33.33%18,821.5645.43%35.77%表 3：東恒機械側板毛利率水平較高端板產品12,284.9413.59%8.62%7,366.7817.78%13.14%設備工裝產品13,113.8614.50%23.36

25、%14,161.4934.18%29.14%其他2,043.592.26%51.22%1,083.502.62%42.88%合計90,419.38100.00%28.93%41,433.34100.00%29.67%公司公告、研究圖 21：東恒機械整體利潤率水平行業(yè)領先（2021 年）28.93%26.25%20.25%18.00%15.68%17.43%16.33%12.21%8.83%5.61%3.90%東恒機械科達利和勝股份震裕科技長盈精密領益制造-6.02%35%30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%毛利率凈利率、公司公告、研究受益于C TP 產業(yè)趨勢，部分模組結構件單車

26、價值量有望提升。根據公司重大資產購買報告書（草案）數(shù)據，新產品側板價格在 400-500 元，相較于老產品價格顯著提升。假設 CTP 方案單車需要用 4 個側板，那么單車價值量約為 1600-2000 元，同時我們預計 2025年CTP 滲透率將達到 35%左右（不考慮刀片電池），按照 2025 年新能源汽車滲透率達到 25%測算，到 2025 年全球模組側板市場空間將超過 200 億。表 4：全球新能源車模組側板市場空間20212022E2023E2024E2025E全球汽車銷量/萬輛81058267843286018773YOY-汽車銷量/%4%2%2%2%2%全球新能源車滲透率/%8%1

27、0%15%20%25%全球新能源車銷量/萬輛650827126517202193YOY-新能源車銷量/%108%27%53%36%28%CTP 滲透率/%15%20%25%30%35%CTP 車型銷量/萬輛98165316516768側板單車價值量/元18001800180018001800CTP 側板市場空間/億統(tǒng)模組滲透率/%85%80%75%70%65%傳統(tǒng)模組車型銷量/萬輛55366194912041426側板單車價值量/元500500500500500傳統(tǒng)模組側板市場空間/億元2833476071合計市場空間/億元4563104153209公司公告、研究證券

28、代碼證券簡稱2022/6/20歸母凈利潤（百萬元）PE市值（億）21A22E23E24E21A22E23E24E表 5：先惠技術估值表688155.SH先惠技術85702414436221213519 14、研究風險提示（一）重組審批風險本次交易方案已經上市公司第三屆董事會第二次會議審議通過。本次交易尚需取得的批準包括但不限于：上海證券交易所問詢及回復，上市公司股東大會審議本次交易方案。本次交易能否通過上述審批，以及最終通過審批的時間都存在不確定性。（二）交易可能被暫停、中止或取消的風險交易存在如下被暫停、中止或取消的風險：1、交易存在因上市公司股價的異常波動或異常交易可能涉嫌內幕交易，而被暫停、中止或取消的風險；2、交易存在因標的公司出現(xiàn)無法預見的重大不利事項，而被暫停、中止或取消的風險；3、在交易審核過程中，交易雙方可能需根據監(jiān)管機構的要求不斷完善交易方案，如交易雙方無法就完善交易方案的措施達成一致，則交易存在中止的可能；（三）市場競爭加劇的風險新能源動力電池作為國家重點鼓勵產業(yè)，近年來發(fā)展速度較快，相應帶動動力電池相關產業(yè)（包括動力電池結構件產業(yè)）快速發(fā)展。東恒機械長期