混合动力大时代来临

不同于市场认知，我们认为混合动力会成为新能源汽车的重要组成方案，甚至不是过渡方案。

市场往往认为，随着动力电池能量密度的提升，纯电动会替代混合动力，但是我们认为动力电池的能量密度提升在当前的材料体系下，再想要大规模的提升，边际上是存在一定困难的。

氢燃料电池因为自身的缺陷（氢对于材料的破坏作用），以及燃点范围宽，存在相当的安全风险，更不要提因此而带来的成本高昂问题，因此氢燃料电池的应用范围将会限制在船用、大型远距离商用车和物流车等场景中。真实的商业和工业场景中，是需要综合考量性价比和工艺可实现性的，因此，综合来看，混合动力汽车将会成为新能源汽车的重要组成方案，伴随着中国主流自主车企不断推出适合市场需要的混合动力车型，混合动力将会在可见的未来迎来一个属于自己的大时代。

混合动力汽车原理在于“削峰填谷”，保持发动机运行在高效区间。发动机高效工作区间一般位于中低转速、中高负荷的狭窄范围，在复杂的运行工况下，汽车运行功率需求难以完全匹配发动机最佳工作区间。而混动车利用电驱系统实现了“削峰填谷”，保证发动机更多的在高效区间工作，其原理如下：

（1）在启动及低速运行时，发动机效率不高，系统利用电池带动电动机进行驱动；

（2）在加速行驶或爬坡时，路况需求功率高于发动机最佳功率，此时发动机和电动机共同驱动；

（3）一般运行时，发动机最佳功率大于等于路况需求，剩余能量则通过发电机产生电能并储存至电池中；

（4）在减速或制动时，能量可以被回收并储存至电池中。为了实现这一策略，目前已发展出多种不同形式的混动系统方案。

主流混动系统架构可分为串联增程式、单电机并联式、双电机串并联式和功率分流混联式。

早期在石油危机背景下，F公司采用功率分流混联式架构来降低油耗，结构紧凑，成本上具有优势，其凭借先发优势和技术积累建立起专利壁垒；日产采用串联增程式架构来解决其电动车产品的续航问题，在纯电动车的基础上增加发动机+发电机为电池供电来增加里程，由于车辆仍靠电池+电机来驱动，因此成本很高，且高速工况下能量效率低；

欧洲大部分车企为应对趋严的排放法规，采用单电机并联式架构，该架构允许车辆保留传统燃油车平台的发动机、机械多挡变速箱等部件，在满足排放标准的条件下实现最小的改造成本，但燃油经济性相对较差；B公司等采用双电机串并联架构，对电机与电池要求较高，该结构能量利用率高，兼具动力性与燃油经济性。

在混动市场竞争中，技术是重要驱动力，性能与成本的平衡是技术的关键。

发动机控制的关键在于转速调节，F公司的THS系统采用行星齿轮机械结构将发动机与两台电机进行转速耦合，通过调节电机转速来控制发动机转速实现E-CVT无级变速，从而取缔了传统变速箱结构，其中发动机是主要驱动来源，系统对电机功率和电池性能要求不高，因此在早期电机电控成本处于高位时，F公司这套“高功率发动机+低功率电机”的混动系统极具成本优势。

2013年，B公司推出i-MMD双电机串并联系统，与F公司不同的是，B公司通过电控系统实现发动机与电机的协同工作及工作模式的切换。B公司的i-MMD中电机更多的参与驱动，因此随着电机电控的降本，系统性能不再受限于电机成本，B公司的混动“低功率发动机+高功率电机”方案的优势逐渐凸显。

F公司THS混动系统原理图

B公司i-MMD滑动系统原理图

电机降本助力双电机串并联方案建立性能与成本综合优势。采用发动机为主、机械结构耦合的功率分流混联式虽然在高速工况下发动机与电机无法解耦导致能量效率低，但在电机电控与电池成本处于高位时，成本优势显著高于其他混动架构。随着三电系统降本，串联增程式、双电机串并联式的降本空间更大，其中双电机串并联系统在保持发动机高效输出的同时，采用大功率电机驱动，动力性能比功率分流式更强，且高速工况下发动机直驱模式的效率更高。未来双电机串并联架构有望在性能与成本上建立全面优势。

新能源汽车市场2021年以来月度销量持续超预期，全年销量预计312万辆。

2021年以来，伴随Model Y、秦Plus DM-i、AION S等优质电动车型上市后放量，以及造车新势力、五菱MINI等销量持续超预期，带动电动车行业月度销量持续上行。结合年底每年四季度均为电动车旺季，伴随年底补贴退坡换挡，预计21Q4电动车产销有望持续提升。明后年诸多重磅新车上市提振销量，经测算，预计2021年新能源乘用车有望达312万辆。

当前，动力电池能量密度与成本管控问题对应新能源汽车两大焦虑，未来关键焦虑有望逐步消除，但价格下降曲线逐渐趋缓.

首先动力电池的能量密度直接关系到电池包的体积、续航里程等。动力电池能量密度的提升能够减小电池包的整体体积，也能带来更长的续航里程。据BNEF，动力电池电芯能量密度十年间持续提升，2020年达到300Wh/kg。同时也应该看到近年来因逐渐靠近传统锂电材料理论极限，能量密度增长逐渐趋缓；

其次，动力电池系统作为新能源车核心部件，成本占比大，而2010年以来全球电池包均价持续下降，2020年来到137美元/kWh，2023年有望降至101美元/kWh，与燃油车相比，价格竞争力逐步凸显，但价格下降曲线逐渐趋缓。

纯电动汽车里程受制于动力电池能量密度提升，因此就带动了混动汽车地位提升，预计未来15年内混合动力汽车将实现对燃油车的完全替代。

中国汽车工程学会牵头修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出了我国汽车技术的总体目标，到2025年、2030年和2035年，国内新能源汽车分别达到总销量的20%、40%和50%，节能汽车（包括48V、HEV等混动技术方案）分别达到传统能源乘用车50%、75%和100%；乘用车新车油耗分别达到4.6L/100km、3.2L/100km和2.0L/100km。

根据中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图2.0》的规划，未来新能源汽车中的混合动力汽车（包括节能汽车、PHEV和EREV）的合计占比，到2025/2030/2035年将由2020年的2.5%增加到42.0%/47.8%/52.5%。据此测算，混合动力汽车在2020-2025这5年时间里可能有超过16倍增长空间。

21年以来结合混动新品的放量，兴业证券预计2021、2022年国内PHEV车型销量将有望分别达56/130万辆，同比增速预计分别达130%/132%。同时结合主要车企纯电动产品的销量预测，兴业证券预计2022年国内新能源乘用车总销量为518万辆，同比增66%。

当前国产自主品牌纷纷布局混动新能源车型，预计将有望显著提振混动销量，未来三年，国产自主品牌的燃油车有望大比例地切换搭载混动系统。

与合资品牌相比，国产自主品牌混动领域的优势主要体现在以下方面：

成本控制优势：自主品牌大量核心零部件如电池、电机均为自供零件，有利于规模化降本；

先发布局优势：自主品牌新一代混动技术围绕着双电机、多挡，技术方案已经和日系处于同一梯队且计划于2021-2022这两年投放市场。考虑到研发、试验、起步生产、产品上市等阶段，自主品牌具备一定的先发优势。