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（報告出品方/分析師：國泰期貨 邵婉嫕 張航 張再宇）近幾年來，新能源汽車在生活中愈發(fā)常見，各種新能源爆款車型層出不窮，新能源汽車行業(yè)景氣度持續(xù)向上，逐漸打破燃油車一家獨大的格局。本文將回顧國內(nèi)外新能源汽車的發(fā)展史，剖析新能源汽車行業(yè)崛起的原因，見證未來新能源汽車發(fā)展的浪潮。 
從十九世紀末到二十世紀初，是早期新能源電車發(fā)展的黃金時期，電動車在與燃油車、蒸汽車的交鋒中絲毫不落下風，在 1900 年歐美出售的 4200 輛汽車中，40%是蒸汽機車，38%是電動汽車，剩下的 22%才是燃油汽車。 1.2 新能源汽車的至暗時刻 進入 20 世紀，隨著內(nèi)燃機的發(fā)明以及生產(chǎn)技術的提高，燃油車成本出現(xiàn)大幅度的降低，電車的售價約為燃油車的 4 倍之多，高昂的售價使不少消費者望而卻步。公路網(wǎng)絡的發(fā)展使得長途出行成為可能，消費者對于續(xù)航里程也提出了更高的要求，受限于儲能技術，電車的續(xù)航成為一個難以解決的頑疾。隨著石油開發(fā)的推進，燃油的價格也逐漸下滑，縱使燃油車會產(chǎn)生大量的污染與噪音，較為經(jīng)濟的價格與消費者出行的需求等多種因素使得燃油車成為消費者的首選，電動車也在這一階段逐漸退出了市場。 1.3 新能源汽車迎來發(fā)展的曙光 20 世紀 60 年代以來，中東石油危機開始爆發(fā)，全世界陷入石油短缺的桎梏，世界各國開始思考并探索新的能源以減少對石油的依賴，同時由于廢氣排放引發(fā)的溫室效應等環(huán)境問題，主機廠逐漸開始投入到電動車領域的研發(fā)和制造當中。但是，由于電池技術發(fā)展滯后，電動車的續(xù)航?jīng)]有得到實質(zhì)性的進展，混合動力汽車成為了當時新能源汽車的主流，其中以豐田為首的日本主機廠率先邁向了油電混合之路，甚至于在純電動(BEV)、插電式混動(PHEV)成為主流的今日，豐田依然沒有放棄對于油電混合動力（HEV）的深入探索。
相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機車，HEV 采用了小型內(nèi)燃機加電機的混合動力裝置，能量的來源還是汽油，由發(fā)動機工作時驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電，給動力電池充電。當速度較低時，燃油發(fā)動機不工作，由電動機帶動汽車行駛，當?shù)竭_一定速度時，發(fā)動機開始運作，使發(fā)動機一直保持在最佳工況狀態(tài)，從而提高發(fā)動機的效率，減少廢氣排放，其中汽車的熱效率可提高 10%以上，廢氣排放可改善 30%以上。 1.4 新能源汽車的騰飛 早在混合動力發(fā)展的年代，不少學者已經(jīng)提出混合動力只是過渡階段的產(chǎn)物，進一步的電動化將是未來的發(fā)展方向。進入 21 世紀，隨著政策的持續(xù)助力以及跨時代車企特斯拉的出現(xiàn)帶來的技術革命，新能源汽車的發(fā)展開始了質(zhì)的飛躍，特斯拉引領了電動化的狂潮，各個傳統(tǒng)主機廠也開始布局新能源汽車，特斯拉自身也一躍成為市值最高的車企。新能源汽車在全球的銷量以及滲透率在此階段持續(xù)提升，本階段新能源汽車車型分為 BEV(純電動)、PHEV（插電式混動）、FCEV（燃料電池）三種類型，而上一階段的主流車型 HEV（普通混動）嚴格意義上已經(jīng)不在新能源汽車統(tǒng)計口徑內(nèi)。 2022 年全球新能源汽車（不含 HEV）銷量突破 1000 萬大關，達到 1039 萬輛，滲透率達到 12.9%，銷量以及滲透率已經(jīng)達到 5 年前的約 10 倍水準；車型方面，純電動銷量持續(xù)走強，在廣義新能源汽車（包含 HEV）中的占比持續(xù)攀升，插電式混動表現(xiàn)也逐漸改善，占比亦在提升，而普通混動雖然總量依然在增加，占比卻在持續(xù)走弱，燃料電池車相較前三者體量較小，年銷量僅有 2 萬輛的水平。新能源汽車銷量以及滲透率的快速增長，BEV、PHEV 的走強無不預示著電動化的洪流不可阻擋。
2.1 自主品牌強勢崛起，助力產(chǎn)銷世界第一 我國產(chǎn)銷量已經(jīng)連續(xù) 8 年位居世界第一，2018 年突破百萬大關，2020-2022 三年間，產(chǎn)銷量增長超過 400%，2022 年產(chǎn)銷分別達到 705.8 萬輛、688.7 萬輛，新能源汽車滲透率達到 25.6%，遠高于世界平均水平，在這驚人的產(chǎn)銷數(shù)據(jù)背后，國內(nèi)主機廠做出了巨大的貢獻，以 2022 年為例，國內(nèi)新能源汽車暢銷車型前十中，只有 Model Y 與 Model 3 兩種車型為國外品牌制造，其余都是自主品牌，其中比亞迪成為最大贏家，前十暢銷車型中獨占 6 席，即使放在全球?qū)用?，比亞迪也交出了一份亮眼的成績單，比亞?2022 全球銷量 186.35 萬輛，超越特斯拉的 131.39 萬輛，成為全球最為暢銷的新能源車企。
我國新能源汽車不僅國內(nèi)產(chǎn)銷數(shù)據(jù)喜人，在對外出口方面也漸露鋒芒，除去出口量在連續(xù)攀升以外，新能源汽車在整車出口的占比也在逐漸升高，2022 年新能源汽車出口占比已達到 33%，甚至高于國內(nèi)新能源汽車的滲透率。雖然特斯拉超級工廠占了近五成的出口量，國內(nèi)主機廠也在馬不停蹄的出海，包括比亞迪、長城、吉利等傳統(tǒng)主機廠，蔚來、小鵬、理想等造車新勢力都在向歐洲、亞洲、非洲等地區(qū)擴張銷售網(wǎng)，在不久的將來，會有越來越多的新能源汽車主機廠邁出國門，屆時將不僅僅限于銷售網(wǎng)絡的構建，當下少有的如大型海外工廠的建造，基礎設施（如充換電站）的建設也會紛至沓來。
2.2 產(chǎn)業(yè)鏈完整，零部件國產(chǎn)化愈演愈烈 新能源汽車的崛起也帶動了一系列汽車零部件企業(yè)的發(fā)展，使得我國擁有完整的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈，核心零部件可完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，從而降低成本、加強主機廠盈利能力、提升行業(yè)景氣度。 目前新能源汽車車型以 BEV 和 PHEV 為主，BEV 核心零部件毫無疑問是包含電池、電機、電控的“三電”系統(tǒng)，而 PHEV 相較 BEV 多出了變速箱與發(fā)動機這兩項核心部件。 動力電池：動力電池是三電系統(tǒng)中最為核心的部件，占新能源汽車成本的 40%，直接關乎汽車的續(xù)航里程以及乘車安全等。我國是動力電池第一大國，2022 年全球動力電池裝機量排行前十中有 6 家中國企業(yè)，占有 60.4%的市場份額，其中寧德時代穩(wěn)居世界第一，市占率高達 37%，比亞迪也進入了世界前三，除了總量之外，在增長率方面國內(nèi)電池制造商也遠超 71.8%的行業(yè)增長率，增長率排名前三的企業(yè)全部來自中國，分別是欣旺達、孚能科技、比亞迪，同比分別增長 253.2%、215.1%、167.1%。市占率、裝機量以及增長率的數(shù)據(jù)無不表明國內(nèi)動力電池水平穩(wěn)居世界前列，且地位愈發(fā)穩(wěn)固。
銷量和市占率的領先離不開我國動力電池制造商卓越的技術工藝，在電池結構創(chuàng)新層面上，各大電池制造商紛紛推出自己的電池結構，如寧德時代的麒麟電池、比亞迪的刀片電池、蜂巢能源的短刀電池、中創(chuàng)新航的 one stop 電池等。其中麒麟電池和刀片電池最為著名，從參數(shù)上看，麒麟電池與刀片電池與特斯拉 4680 圓柱電池對比中各有千秋，也側面反映了我國電池制造商在國際市場技術的領先地位。
動力電池的高度自主不僅體現(xiàn)在下游國內(nèi)電池制造商的高市占率，還體現(xiàn)在動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主，從上游鈷、鋰、鎳、石墨等構成鋰離子電池的基礎原料，到中游的正極材料、負極材料、電解液、隔膜的四大材料都出現(xiàn)大量中國企業(yè)的身影，上中游原料的自主化也能為下游動力電池公司提供相對穩(wěn)定的供應，減少動力電池公司的原材料成本，降低斷供風險，為我國動力電池制造的持續(xù)發(fā)展奠定基礎。
電機：新能源汽車驅(qū)動電機基于電磁感應現(xiàn)象，將電池中的電能轉化為機械能，驅(qū)動新能源汽車行駛，是決定新能源汽車動力性能的核心零部件之一，當前新能源汽車電機主要為永磁同步電機與鼠籠式異步感應電機，而我國以永磁同步電機為主。從 2021 年以及 2022 年上半年數(shù)據(jù)來看，國內(nèi)新能源乘用車電機裝機量前十的企業(yè)有超過大半為中國企業(yè)，其中比亞迪始終占據(jù)第一的位置，2022 年 H1 的市占率甚至超過 了 1/4，數(shù)據(jù)表明國產(chǎn)電機也處于蓬勃發(fā)展階段，完全可實現(xiàn)國產(chǎn)化。
電機的國產(chǎn)化不僅僅局限于下游電機制造，從上游永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金到中游的定子、轉子、軸承等都有國內(nèi)企業(yè)的布局，也意味著我國可實現(xiàn)電機從 0 到 1 過程的國產(chǎn)化。
電控：電控技術好比汽車的最強大腦，在一定程度上影響汽車的動力性、經(jīng)濟性、排放性、舒適性等，重要性自然不言而喻，比如特斯拉雖然沒有自主研發(fā)電池、電機，但是電控技術完全自主，足見電控的重要性。電控技術主要涉及三個方向：電池管理系統(tǒng)（BMS）、電機控制器（MCU）、整車控制器（VCU）。BMS 負責電池狀態(tài)的監(jiān)控并反饋給 VCU 進行決策；MCU 也叫逆變器，將動力電池輸出的直流電能，逆變成三相交流電提供給電機運轉，同時在電動汽車制動過程中又起到制動回收電能返回電池包的作用；VCU 是車輛的大腦，負責汽車的正常行駛、制動能量回饋、動力電池的能量管理、網(wǎng)絡管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等。 硬件層面，相對“三電”中的其他兩電，由于控制模塊芯片方面的落后導致我國電控國產(chǎn)化進程相對落后。電池管理系統(tǒng)中，2022 年我國 BMS 裝機量前十多為國內(nèi)企業(yè)，其中比亞迪旗下的弗迪電池占據(jù)近 1/3 的份額，但集成電路板上最為核心的電壓采集芯片等部件為國外企業(yè)所壟斷，如美信、德州儀器、恩智浦等；MCU 中的核心功率半導體 IGBT 市場份額大多也被國際巨頭占有，但近年來國產(chǎn) IGBT 也漸露鋒芒，2022 年國內(nèi)乘用車 IGBT 裝機量中已有比亞迪、斯達半導、中車時代三家國產(chǎn)企業(yè)；從 VCU 裝機量方面來看，整車控制器的國產(chǎn)化也在逐步滲透，根據(jù) 2021 年國內(nèi)乘用車裝機量數(shù)據(jù)，前十中也有一半為國內(nèi)企業(yè)，如弗迪動力、金美通信等。從電控各組件裝機量數(shù)據(jù)來看，比亞迪在電控的各個方面都占據(jù)行業(yè)領先位置，也是國內(nèi)少有的能將電控生產(chǎn)完全國產(chǎn)化的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。
軟件算法層面，雖然新能源汽車初期的電控技術基本都來源于傳統(tǒng)汽車電控（ECU），而我國早先在汽車電子產(chǎn)業(yè)又屬于嚴重落后，但隨著各大主機廠的持續(xù)投入以及諸如華為等科技巨頭的入局，國內(nèi)車企軟件算法處在高速發(fā)展階段。目前國內(nèi)車企對于電控愈發(fā)重視，加之國家在政策層面的支持以及國內(nèi)半導體企業(yè)在車規(guī)級半導體方向的加大投入，預計在不久的將來，自主車規(guī)級芯片會逐步放量，從而帶動電控國產(chǎn)率進一步提升。 變速箱與發(fā)動機：混動變速箱是將發(fā)動機與驅(qū)動電機的動力以一定的方式耦合在一起并能實現(xiàn)變速、變扭的傳動系統(tǒng)。混動變速箱通過發(fā)動機、電機不同的動力耦合方式，可實現(xiàn)多種混動功能，如純電驅(qū)動、串聯(lián)驅(qū)動(雙電機系統(tǒng))、并聯(lián)驅(qū)動、混聯(lián)驅(qū)動(雙電機系統(tǒng))、發(fā)動機驅(qū)動充電、能量回收、怠速充電等?；靹榆囆蛣恿碓床恢皇请妱訖C，在許多工況下，混動車型也需要燃油發(fā)動機為車輛提供動力，因此混動車型的燃油經(jīng)濟性與排放性很大程度上取決于發(fā)動機的效率，如今混動發(fā)動機使用阿特金森或米勒循環(huán)，在熱效率和膨脹比等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)發(fā)動機。 近年來，國內(nèi)車企都推出了自主品牌的混動專用變速箱，如比亞迪DMI、長城檸檬DHT、吉利雷神DHT、長安藍鯨等，其中集成的發(fā)動機多為車企自身研發(fā)制造，自主發(fā)動機在功率、扭矩等動力方面的表現(xiàn)可圈可點。總體而言，在變速箱與發(fā)動機的領域，國內(nèi)自主化程度較高。高自主率的原因不僅僅是國內(nèi)主機廠的研發(fā)投入，同時和混動技術路線的多樣化也有著千絲萬縷的關系，混動技術路線需要技術和產(chǎn)業(yè)基礎的傳承，不同國家因技術基礎與產(chǎn)業(yè)基礎不同，自然會選擇不同的技術路線，因此變速箱與發(fā)動機的自主是混動汽車發(fā)展的必經(jīng)之路。
3.1 政策助力行業(yè)發(fā)展，市場驅(qū)動消費偏好 新能源汽車是少有的全球能達成共識的事物，世界各國都出臺了一系列政策以刺激新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，總結起來各國政府主要在如下四個方面進行政策鼓勵： 提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃：包括中國、美國、歐洲、日本等汽車主要消費大國都對新能源汽車產(chǎn)業(yè)做出了相應的規(guī)劃，提出了新能源滲透率在將來某個時點需要達到的目標。 稅費減免：大量國家與地區(qū)對于新能源汽車的購置稅進行了一定程度的減免，一些依賴于進口的國家如泰國、馬來西亞等對于新能源汽車的進口稅也進行了減免。 消費補貼：將新能源汽車按價格區(qū)間段進行分級，對處于不同區(qū)間的新能源汽車提供不同金額的消費補貼，從而降低到手價以刺激新能源汽車的消費。 充換電設施建設的支持：完善的充電站網(wǎng)絡是新能源汽車發(fā)展不可或缺的因素之一，多國對于新能源汽車能量補給環(huán)節(jié)較為重視，對于充換電站的建設都做出了相應的規(guī)劃與資金上的補貼。 從燃油車到新能源汽車是時代的一個轉型過程，轉型離不開政策的支持，早年間的新能源汽車對處于霸主地位的燃油車有較大的劣勢，價格較高且能源補充不方便，使得消費者更加偏向購買燃油車。各項優(yōu)惠政策的及時出臺使得新能源汽車性價比逐漸凸顯，消費者開始慢慢接受新能源汽車。在政策的長期助力下，目前新能源汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸從政策導向型轉換為市場導向型，在近些年新能源購車補貼的持續(xù)滑坡下，新能源汽車的銷量不但沒有下滑，反而延續(xù)了上行的趨勢，反映出了消費者對于新能源汽車產(chǎn)品本身的高認可度。
在政策的長期助力下，目前新能源汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸從政策導向型轉換為市場導向型。我國新能源車補貼退坡，政策驅(qū)動轉向消費驅(qū)動。我國自 2009 年起，通過中央財政對新能源汽車的推廣應用進行補助，補貼政策原定于 2020 年逐步退出，爾后一直延續(xù)至 2021 和 2022 年。2022 年，新能源車補貼較 2021 年退坡 30%，其中續(xù)航里程 300-400km 純電動乘用車的單車補貼金額由 13000 元下降至 9100 元，續(xù)航里程高于 400km 車型的補貼由 18000 元退坡至 12600 元。若中央財政補貼不在 2022 年結束后延期，那么 2023 年 1 月 1 日后上牌的車輛將不再享受補貼政策，國內(nèi)新能源車的政策扶持退坡，逐步轉向市場化競爭。歐洲主要國家的新能源車補貼政策與中國相似，均出現(xiàn)了大幅減量，甚至完全取消。德國、英國、法國和瑞典等國家削減純電、插電式混動汽車等車型補貼，單車補貼降幅在 1000-5000 歐元。挪威自 2021 年以來滲透率已超過 80%，2022 年 11 月 8 日之后購買或訂購新能源車將不再享受氣候補貼。與其他國家不同，2022 年 3 月，意大利政府計劃提高新能源車補貼預算，單車最高補貼達 6000 歐元，較前期增加 2000 歐 元。
在近些年新能源購車補貼的持續(xù)滑坡下，新能源汽車的銷量不但沒有下滑，反而延續(xù)了上行的趨勢，反映出了消費者對于新能源汽車產(chǎn)品本身的高認可度。 3.2 電動化+智能化技術發(fā)展提升用戶體驗 早期新能源汽車受制于相關技術，有著諸如續(xù)航里程短、生產(chǎn)成本高、動力不足等諸多缺點，相較于燃油車性價比較低，消費者趨之若鶩。隨著相關技術的發(fā)展，許多問題都迎刃而解。隨著越來越多造車新勢力以及高科技公司的入局，新能源汽車不僅在電動化方面持續(xù)改善，在車輛硬件上與燃油車平起平坐，在軟件智能化上，如人車交互、自動駕駛等方面已經(jīng)處于領先的地位。隨著電動化與智能化兩方面的科技升級，新能源汽車將給消費者帶來更好的用車體驗，從而進一步蠶食傳統(tǒng)燃油車的市場份額。1.電動化升級：電動化升級是新能源汽車性價比提升的重要因素，電動化的升級可分為兩個維度，第一是動力電池的升級，第二是純電平臺的產(chǎn)生與升級。 (1)動力電池的升級：動力電池是新能源汽車的心臟，占整車成本 40%以上，電池技術的發(fā)展、電池性能的提升是決定新能源汽車實現(xiàn)長久發(fā)展的核心動力。在 100 多年間，動力電池的材料和性能都發(fā)生了翻天覆地的變化，從初始的鉛酸電池到鎳鉻電池、鎳氫電池再到目前主流的鋰離子電池，動力電池最終形成了磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池兩個主流派系。 相較于其他材料的電池，鋰離子電池擁有較高的能量密度，能達到 100-265Wh/kg，是鉛酸電池的 6- 7 倍，也就意味著電池在車身質(zhì)量中的占比更少，相同重量可以儲存更多電能，增加續(xù)航里程；鋰離子電池使用壽命較長，在 6 年以上，減低了消費者日后的更換成本；鋰離子電池能夠承受高功率，便于高強度的啟動；鋰離子電池在低溫情況下放電性能優(yōu)異，鋰離子電池在-25℃時能正常工作，容量依然可達到 70% 的標準。眾多的優(yōu)點也使得鋰元素在眾多元素中脫穎而出，成為動力電池的首選材料。目前鋰離子電池以磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池為主，一般情況下，高端車型配備三元鋰電池，中低端車型配備磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，三元鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。相較于三元鋰電池，磷酸鐵鋰使用貴金屬比例較低，且鐵的價格較為低廉，因此磷酸鐵鋰在成本上具有一定優(yōu)勢，每瓦時便宜 0.2 元；三元鋰電池最大優(yōu)點在于高能量密度，三元鋰電池能量密度在 180wh/kg-230wh/kg 之間，高鎳配比可達到 250wg/kg 以上，磷酸鐵鋰能量密度一般為 140-160Wh/kg，目前最高也只有 180Wh/kg；在耐低溫方面，三元鋰電池更勝一籌，磷酸鐵鋰的低溫極限值一般為-20℃，三元鋰電池的極限值則達到-30℃低溫，且在低溫下性能衰減更慢；安全性方面，磷酸鐵鋰電池更為安全，首先，它有更高的熱分解溫度，其次，針刺實驗結果表明，傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池無明火、有煙，表面溫度達到 200℃-400℃，而三元鋰針刺后瞬間出現(xiàn)升溫超 500 度，并開始劇烈燃燒；耐用度方面，磷酸鐵鋰電池完全充放電次數(shù)大于三元鋰電池。
各家車企也在嘗試將兩種不同技術路線的缺陷進行修正，如比亞迪研發(fā)的刀片電池，在保留原有磷酸鐵鋰電池的安全性下，通過去模組化提高利用率，大幅度提升了磷酸鐵鋰電池的能量密度；特斯拉的 4680 電池，繼續(xù)保持三元鋰電池的高能量密度，通過制作工藝以及電池體積的改變，減少生產(chǎn)成本，擴大熱量傳輸通道，提升安全性。總體而言，目前的電池技術已經(jīng)能夠滿足消費者在安全情況下的高續(xù)航需求， A00 級入門級別代步車的續(xù)航里程基本都在 100 公里以上，高配置可達到 300 公里，更高級別的主流車型 續(xù)航都能達到 400 公里以上。 電池技術的發(fā)展也使得電池成本下降，降低整車價格，使新能源汽車性價比增高。2022 年上半年原材料普遍漲價的背景下，電池成本依然從 2013 年的 732 美元/kWh 下降至 2022 年 151 美元/kWh。業(yè)內(nèi)普遍觀點認為，電池成本達到 100 美元/kWh 是電動汽車能夠與燃油車成本角力的臨界點，隨著電池技術的持續(xù)發(fā)展以及鋰礦供應的加大，預計在 2026 年能達到臨界點，屆時燃油車在消費終端價格上的優(yōu)勢也將蕩然無存。(2)純電平臺的發(fā)展：純電平臺的發(fā)展使得車企能夠在生產(chǎn)時極大程度的減輕人力、物力、財力、時間的投入，使得車企能在產(chǎn)品規(guī)劃、市場反應、售價等方面都具備一定的優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)油改電平臺直接將原本的發(fā)動機和變速箱替換成電動車的三大件，純電平臺事先規(guī)劃電池的放置位置，可以放下更多的電池組，進而提供更出色的續(xù)航；同時純電平臺將電池殼體和車身結構互相加強，提升車輛安全系數(shù)；純電平臺還可以針對既定目標做出更好地優(yōu)化而不受限制，如懸架性能、NVH 性能等。以比亞迪 e 平臺 3.0 為 例，平臺標配八合一電動力總成，進一步提升集成化、減少成本，動力性能也進一步提升，百公里加速時間僅需 2.9s，續(xù)航里程最大可突破 1000km，同時擁有 800V 高壓快充技術，能夠?qū)崿F(xiàn)充電 5 分鐘最大可 續(xù)航 150km，基于 e 平臺 3.0 制造的新能源汽車能夠一定程度上解決新能源汽車最為消費者詬病的續(xù)航以及能源補充的問題。無獨有偶，除了比亞迪以外，像大眾、上汽、小鵬、蔚來等國內(nèi)外車企都推出了相應的純電平臺，純電平臺的發(fā)展已成為各大主機廠的重點攻克的對象。未來，新能源汽車的性價比將隨著純 電平臺的升級而進一步提高，整體滲透率也將進一步提升。
2.智能化升級：新能源汽車的崛起也離不開智能化的發(fā)展，傳統(tǒng)燃油車發(fā)展重心在“三大件”即底盤、發(fā)動機、變速箱上，新能源汽車因其動力總成難度較低且共通率較高，三電系統(tǒng)會直接采用一些供應商的解決方案，所以新能源新勢力往往將重心放在人機交互、車機、駕駛輔助系統(tǒng)等智能化項目以達到產(chǎn)品差異化，發(fā)展側重點的不同也導致了傳統(tǒng)燃油車企在智能化方面遠遠落后新能源車企。在如今的信息時代，智能化能夠極大滿足消費者的交互需求，成為新能源汽車的重大“賣點”。對于消費者而言，智能化主要體現(xiàn)在三個方面，第一是智能座艙（包括大屏娛樂、數(shù)字化儀表、HUD、功放等），第二是自動駕駛（L1/L2 輔助駕駛 +L3 以上高級自動駕駛），第三是 OTA 服務（對汽車各類服務進行在線更新升級）。 (1)智能座艙：相較于傳統(tǒng)座艙以機械儀表和車載音視頻播放器為主的架構，智能座艙更加集成化，將觸控、智能語音、視覺識別、智能顯示等實現(xiàn)多模態(tài)交互。主要升級在以下三個方面：“一芯多屏”實現(xiàn)更好的人車交互；HUD 配置的普及；車載功放的升級。 相較于“一芯多屏”，傳統(tǒng)各個控制器單獨控制自身顯示界面輸出的模式存在兩大弊端：第一，控制器數(shù)量增加，增加生產(chǎn)成本。第二，多屏聯(lián)動進行頻繁的信息交互，控制器之間通信開銷加大，通信延遲增加。在車載芯片算力的提升下，“一芯多屏”逐漸成為主流，高性能的 CPU 使得多個應用能同時流暢運行，高性能的 GPU 保證了中控顯示屏和液晶儀表的清晰度。對于消費者而言，“一芯多屏”的模式在能帶 來更加頻繁的人車交互的前提下，保證了使用的流暢，有較好的用戶體驗。
HUD 抬頭顯示是一套將重要的行車信息實時映射在車前擋風玻璃上的顯示系統(tǒng)，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉頭就能看到重要的行車信息。HUD 主要有三種類型：組合式抬頭顯示器 C-HUD、風擋式抬頭顯示器 W-HUD 和增強現(xiàn)實式抬頭顯示器 AR-HUD。C-HUD 會在汽車儀表上方、儀表板頂部加裝一個半透明樹脂板，再將該樹脂板作為投影介質(zhì)反射出虛像，成像面積小也導致其顯示內(nèi)容有限；W-HUD 使用前擋風玻璃來反射成像，可支持更大的成像區(qū)域和更遠的投影距離；AR-HUD 與 W-HUD 一樣使用前擋風玻璃來反射 成像，但面積更大，同時可將投射信息與交通環(huán)境進行高度融合，使顯示信息直接投射在用戶視野角度的道路上。HUD 主要作用在于提升安全性與加強人車交互：HUD 技術可以讓駕駛者不用將視線從路面上挪開就能獲取大量的信息，從而提升安全性，作為對比，駕駛員查看 HUD 上的信息僅需低頭 5°-10°，而查看組合儀表需要低頭 20°-25°；HUD 技術除了可讓車況、智能駕駛等信息的顯示更為高效，還可大幅增強導航的顯示效果，使二維導航邁向?qū)嵕皩Ш?，提升人車交互體驗。
車載功放是聲學系統(tǒng)中將音頻輸入信號進行選擇與預處理，通過功率放大芯片將音頻信號放大，用來驅(qū)動揚聲器重放聲音的電子產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車中功放產(chǎn)品配置率更高，同時為加強車內(nèi)體驗，新能源主機廠對汽車聲學產(chǎn)品有更多元化與復雜化的應用與要求。目前較為先進的功放為數(shù)字功放，數(shù)字功放是一種具有失真小、噪音低、動態(tài)范圍大等特點的放大器，在音質(zhì)的冷暖度、解析力、背景的寧靜、低頻的震撼力度方面是傳統(tǒng)功放不可比擬的，音質(zhì)的提升可使得用戶身臨其境，對于人車交互體驗感的提升有著極大的正向作用。 (2)自動駕駛：對于各大車企來說，新能源和自動駕駛可以說是同一時間起步，新能源汽車結構相較燃油車更為簡單，對車輛的控制更多集成在電腦中，更易于控制和推行自動駕駛，目前市面上自動駕駛系統(tǒng)也主要應用于新能源車型。自動駕駛分為 L1-L5 5 個等級，目前大部分新能源汽車大多裝配 L2 級別或 L2.5 級別的輔助駕駛系統(tǒng)，L2 級別意味著可以自動完成某些駕駛任務，并且通過處理分析，自動調(diào)整車輛的狀態(tài)，例如特斯拉車道保持功能，而 L3 級別通過更有邏輯性的行車電腦控制車輛，駕駛員不需要手腳待命，車輛能夠在特定的環(huán)境下獨立完成操作駕駛，從汽車工程學會的分級來看，并沒有 L2.5 級，主機廠通過增加 L2 級的配置，將其宣傳為 L2.5 級，比如增加了諸如 TJA 交通擁堵輔助、ATC 自適應彎道巡航、ALC 轉向燈控制變道等配置，本質(zhì)沒有達到 L3 級在復雜環(huán)境中自動駕駛的能力?？傮w而言，自動駕駛功能的裝配對于使用者的駕駛體驗以及安全性都能帶來提升。
(3)OTA 升級服務：在智能化的背景下，新能源汽車裝有大量的軟件程序，當出現(xiàn)軟件問題或更新時，按照傳統(tǒng)的做法，主機廠需要召回后進行更新升級，嚴重影響消費者體驗和滿意度，同時增加主機廠的時間人力成本。為了解決這一痛點，OTA 技術引入汽車行業(yè)，OTA(Over-the-Air)是指通過移動通信網(wǎng)絡對汽車的零部件終端上固件、數(shù)據(jù)及應用進行遠程管理的技術。OTA 也分為兩類：一類為固件在線升級 FOTA，是指不改變車輛原有配件的前提下，通過寫入新的固件程序，使擁有聯(lián)網(wǎng)功能的設備進行升級，包括車輛的發(fā)動機，電機，變速箱，底盤等控制系統(tǒng)；另一類為軟件在線升級 SOTA，在操作系統(tǒng)的基礎上對應用程序進行升級。在如今各項功能開發(fā)迭代迅速的時代，OTA 已經(jīng)成為新能源汽車中不可或缺的一部分，升級 的頻次也會逐漸增加。
3.3 充換電設施的完善解決能源補給問題 充換電設施建設的推進是新能源汽車蓬勃發(fā)展的前提，完善高效的能源供給網(wǎng)絡是新能源汽車崛起的重要基礎支撐。從消費者角度出發(fā)，能源補給的便利性無疑是重要的考慮因素，便利性可分為地點和時間 兩個維度。目前，充換電設施的高普及率以及能源補給速度的加快很大程度上提升了這兩個維度上的便利性，使得潛在消費者打消了在能源補給上的顧慮，更加有可能地去選擇新能源汽車。 地點維度：全球充電樁保有量持續(xù)上升，截至 2021 年底，公共快充充電樁已有 56 萬個，公共慢充充電樁保有量已達到 120 萬個，保有量的上升意味著充電樁分布更加密集，消費者更容易找到充電樁進行能源補給，在充電地點上的選擇性會更多；我國公用充電樁保有量也在持續(xù)上升，2022 年總量已達到 179.7 萬個，私人充電樁上升量更大，從 2018 年的 47.7 萬上升至 2022 年的 341.2 萬，上升近八倍。私人充電樁大多隨車裝配，消費者可以選擇在住所附近安裝，和手機充電相似，消費者可以在晚上休息時段直接在家充電，無需額外等待時間，大大提升了便利性。
時間維度：充電樁可分為直流充電樁與交流充電樁，相比于交流充電樁，直流充電樁具有更大功率，最高可達到 300KW 以上，而交流充電樁大多為 7、11、22KW，因此，直流充電樁能極大程度的縮短充電時間，一般而言，直流充電樁能在 20 分鐘到 2 小時內(nèi)完成充電，而交流充電樁則需要耗費 7-8 小時。直流充電樁根據(jù)不同功率分為不同價格區(qū)間，總體成本遠高于交流充電樁，由于其高功率、高定價的特點，直流充電樁多為充電站所有。截至 2022 年底，我國已有 76.1 萬個直流充電樁，近五年復合增長率 47.2%；同時擁有 11.1 萬個充電站，近五年復合增長率 40%，直流充電樁的大幅度普及以及充電站數(shù)量的增加，消費者充電等待時間大大縮短，提高了能源補給的速率。
除了直流充電樁的普及，換電站的發(fā)展將進一步縮短能源補給時間，換電是指車輛在進入換電站后通過快速更換設備將車輛的動力電池取下并即刻更換另一組動力電池，整個過程所需時間和燃油車加油時間相似，幾乎不需要任何等待。雖然換電技術依然處于發(fā)展的初始階段，越來越多的企業(yè)已經(jīng)入局，無論是以蔚來為代表的主機廠、寧德時代等動力電池公司、中國石化等傳統(tǒng)能源公司都在致力于換電站的建設升 級。每年的換電站的數(shù)量也在穩(wěn)步提升，截至 2022 年底，國內(nèi)已建成換電站 1973 個，較去年增長近 700 個。充換電站數(shù)量的持續(xù)增加使得消費者對于能源補給的時間維度上的滿意度也會隨著逐漸提升。
1. 百年沉浮錄：新能源汽車的前世今生
從世界上第一輛汽車誕生至今，汽車的發(fā)展已經(jīng)走過了 137 個年頭，自問世以來，燃油車就開始全面取代蒸汽機車，20 世紀乃至于新世紀的前十年，雖然人類對于新能源汽車的領域進行持續(xù)的探索，但是依然無法撼動燃油車的霸主地位，近幾年來，隨著技術的發(fā)展以及政策的支持，新能源汽車后來居上，對燃油車產(chǎn)生了巨大的沖擊，在不久的將來，我們甚至有可能見證燃油車退出歷史的舞臺，形成新能源汽車一家獨大的局面。 冰凍三尺非一日之寒，新能源汽車的崛起也絕非短期內(nèi)的爆發(fā)，人類對于新能源汽車的研究設計改進也有百年的歷史，探其歷史，我們將新能源汽車的發(fā)展分為四個階段。1.1 新能源汽車的起源與早期發(fā)展 1834 年，世界上第一輛電動汽車誕生，它是由美國人托馬斯·達文波特打造的一輛電動三輪車；1838 年，蘇格蘭商人羅伯特·安德森制造了一輛類似的電動汽車。然而，這兩款電動三輪車使用的都是一次性的干電池。受益于鉛蓄電池的發(fā)展，第一輛可充電電車于 1881 年由法國人古斯塔夫·特魯夫打造，比卡爾·本茨打造的世界上第一臺汽車還要早上 5 年。從十九世紀末到二十世紀初，是早期新能源電車發(fā)展的黃金時期，電動車在與燃油車、蒸汽車的交鋒中絲毫不落下風，在 1900 年歐美出售的 4200 輛汽車中，40%是蒸汽機車，38%是電動汽車，剩下的 22%才是燃油汽車。 1.2 新能源汽車的至暗時刻 進入 20 世紀，隨著內(nèi)燃機的發(fā)明以及生產(chǎn)技術的提高，燃油車成本出現(xiàn)大幅度的降低，電車的售價約為燃油車的 4 倍之多，高昂的售價使不少消費者望而卻步。公路網(wǎng)絡的發(fā)展使得長途出行成為可能，消費者對于續(xù)航里程也提出了更高的要求，受限于儲能技術，電車的續(xù)航成為一個難以解決的頑疾。隨著石油開發(fā)的推進，燃油的價格也逐漸下滑，縱使燃油車會產(chǎn)生大量的污染與噪音，較為經(jīng)濟的價格與消費者出行的需求等多種因素使得燃油車成為消費者的首選，電動車也在這一階段逐漸退出了市場。 1.3 新能源汽車迎來發(fā)展的曙光 20 世紀 60 年代以來，中東石油危機開始爆發(fā)，全世界陷入石油短缺的桎梏，世界各國開始思考并探索新的能源以減少對石油的依賴，同時由于廢氣排放引發(fā)的溫室效應等環(huán)境問題，主機廠逐漸開始投入到電動車領域的研發(fā)和制造當中。但是，由于電池技術發(fā)展滯后，電動車的續(xù)航?jīng)]有得到實質(zhì)性的進展，混合動力汽車成為了當時新能源汽車的主流，其中以豐田為首的日本主機廠率先邁向了油電混合之路，甚至于在純電動(BEV)、插電式混動(PHEV)成為主流的今日，豐田依然沒有放棄對于油電混合動力（HEV）的深入探索。相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機車，HEV 采用了小型內(nèi)燃機加電機的混合動力裝置，能量的來源還是汽油，由發(fā)動機工作時驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電，給動力電池充電。當速度較低時，燃油發(fā)動機不工作，由電動機帶動汽車行駛，當?shù)竭_一定速度時，發(fā)動機開始運作，使發(fā)動機一直保持在最佳工況狀態(tài)，從而提高發(fā)動機的效率，減少廢氣排放，其中汽車的熱效率可提高 10%以上，廢氣排放可改善 30%以上。 1.4 新能源汽車的騰飛 早在混合動力發(fā)展的年代，不少學者已經(jīng)提出混合動力只是過渡階段的產(chǎn)物，進一步的電動化將是未來的發(fā)展方向。進入 21 世紀，隨著政策的持續(xù)助力以及跨時代車企特斯拉的出現(xiàn)帶來的技術革命，新能源汽車的發(fā)展開始了質(zhì)的飛躍，特斯拉引領了電動化的狂潮，各個傳統(tǒng)主機廠也開始布局新能源汽車，特斯拉自身也一躍成為市值最高的車企。新能源汽車在全球的銷量以及滲透率在此階段持續(xù)提升，本階段新能源汽車車型分為 BEV(純電動)、PHEV（插電式混動）、FCEV（燃料電池）三種類型，而上一階段的主流車型 HEV（普通混動）嚴格意義上已經(jīng)不在新能源汽車統(tǒng)計口徑內(nèi)。 2022 年全球新能源汽車（不含 HEV）銷量突破 1000 萬大關，達到 1039 萬輛，滲透率達到 12.9%，銷量以及滲透率已經(jīng)達到 5 年前的約 10 倍水準；車型方面，純電動銷量持續(xù)走強，在廣義新能源汽車（包含 HEV）中的占比持續(xù)攀升，插電式混動表現(xiàn)也逐漸改善，占比亦在提升，而普通混動雖然總量依然在增加，占比卻在持續(xù)走弱，燃料電池車相較前三者體量較小，年銷量僅有 2 萬輛的水平。新能源汽車銷量以及滲透率的快速增長，BEV、PHEV 的走強無不預示著電動化的洪流不可阻擋。2. 乘電動東風，國產(chǎn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈崛起
我國新能源汽車起步相較國外較晚，2001年，我國“十五”啟動“863 汽車”重大專項，電動汽車被列入 “863”計劃的 12 個重大專項之一；2007年，我國正式把新能源汽車劃為一個獨立的類別來規(guī)范生產(chǎn)，此時國內(nèi)新能源汽車市場主要集中在公共領域的示范項目，如電動公交等，國內(nèi)主機廠如比亞迪、長安、上汽等都已投入到新能源汽車的研發(fā)工作中；2014年特斯拉進行了專利開源，使得造車難度進一步下降，在此期間，我國新能源汽車行業(yè)涌現(xiàn)出了如蔚來、小鵬、理想等造車新勢力；2018年，在雙積分政策的出爐背景下，國內(nèi)幾乎所有車企都加快了新能源汽車制造的步伐，同年特斯拉超級工廠落戶上海，生產(chǎn)所需原材料和零部件，大部分都來自中國供應商，極大促進了中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的完善與升級。如今，無論是從整車的產(chǎn)銷量、滲透率、產(chǎn)業(yè)鏈的完整度的角度出發(fā)，我國已成為新能源汽車的世界第一大國。2.1 自主品牌強勢崛起，助力產(chǎn)銷世界第一 我國產(chǎn)銷量已經(jīng)連續(xù) 8 年位居世界第一，2018 年突破百萬大關，2020-2022 三年間，產(chǎn)銷量增長超過 400%，2022 年產(chǎn)銷分別達到 705.8 萬輛、688.7 萬輛，新能源汽車滲透率達到 25.6%，遠高于世界平均水平，在這驚人的產(chǎn)銷數(shù)據(jù)背后，國內(nèi)主機廠做出了巨大的貢獻，以 2022 年為例，國內(nèi)新能源汽車暢銷車型前十中，只有 Model Y 與 Model 3 兩種車型為國外品牌制造，其余都是自主品牌，其中比亞迪成為最大贏家，前十暢銷車型中獨占 6 席，即使放在全球?qū)用?，比亞迪也交出了一份亮眼的成績單，比亞?2022 全球銷量 186.35 萬輛，超越特斯拉的 131.39 萬輛，成為全球最為暢銷的新能源車企。我國新能源汽車不僅國內(nèi)產(chǎn)銷數(shù)據(jù)喜人，在對外出口方面也漸露鋒芒，除去出口量在連續(xù)攀升以外，新能源汽車在整車出口的占比也在逐漸升高，2022 年新能源汽車出口占比已達到 33%，甚至高于國內(nèi)新能源汽車的滲透率。雖然特斯拉超級工廠占了近五成的出口量，國內(nèi)主機廠也在馬不停蹄的出海，包括比亞迪、長城、吉利等傳統(tǒng)主機廠，蔚來、小鵬、理想等造車新勢力都在向歐洲、亞洲、非洲等地區(qū)擴張銷售網(wǎng)，在不久的將來，會有越來越多的新能源汽車主機廠邁出國門，屆時將不僅僅限于銷售網(wǎng)絡的構建，當下少有的如大型海外工廠的建造，基礎設施（如充換電站）的建設也會紛至沓來。2.2 產(chǎn)業(yè)鏈完整，零部件國產(chǎn)化愈演愈烈 新能源汽車的崛起也帶動了一系列汽車零部件企業(yè)的發(fā)展，使得我國擁有完整的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈，核心零部件可完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，從而降低成本、加強主機廠盈利能力、提升行業(yè)景氣度。 目前新能源汽車車型以 BEV 和 PHEV 為主，BEV 核心零部件毫無疑問是包含電池、電機、電控的“三電”系統(tǒng)，而 PHEV 相較 BEV 多出了變速箱與發(fā)動機這兩項核心部件。 動力電池：動力電池是三電系統(tǒng)中最為核心的部件，占新能源汽車成本的 40%，直接關乎汽車的續(xù)航里程以及乘車安全等。我國是動力電池第一大國，2022 年全球動力電池裝機量排行前十中有 6 家中國企業(yè)，占有 60.4%的市場份額，其中寧德時代穩(wěn)居世界第一，市占率高達 37%，比亞迪也進入了世界前三，除了總量之外，在增長率方面國內(nèi)電池制造商也遠超 71.8%的行業(yè)增長率，增長率排名前三的企業(yè)全部來自中國，分別是欣旺達、孚能科技、比亞迪，同比分別增長 253.2%、215.1%、167.1%。市占率、裝機量以及增長率的數(shù)據(jù)無不表明國內(nèi)動力電池水平穩(wěn)居世界前列，且地位愈發(fā)穩(wěn)固。銷量和市占率的領先離不開我國動力電池制造商卓越的技術工藝，在電池結構創(chuàng)新層面上，各大電池制造商紛紛推出自己的電池結構，如寧德時代的麒麟電池、比亞迪的刀片電池、蜂巢能源的短刀電池、中創(chuàng)新航的 one stop 電池等。其中麒麟電池和刀片電池最為著名，從參數(shù)上看，麒麟電池與刀片電池與特斯拉 4680 圓柱電池對比中各有千秋，也側面反映了我國電池制造商在國際市場技術的領先地位。動力電池的高度自主不僅體現(xiàn)在下游國內(nèi)電池制造商的高市占率，還體現(xiàn)在動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主，從上游鈷、鋰、鎳、石墨等構成鋰離子電池的基礎原料，到中游的正極材料、負極材料、電解液、隔膜的四大材料都出現(xiàn)大量中國企業(yè)的身影，上中游原料的自主化也能為下游動力電池公司提供相對穩(wěn)定的供應，減少動力電池公司的原材料成本，降低斷供風險，為我國動力電池制造的持續(xù)發(fā)展奠定基礎。電機：新能源汽車驅(qū)動電機基于電磁感應現(xiàn)象，將電池中的電能轉化為機械能，驅(qū)動新能源汽車行駛，是決定新能源汽車動力性能的核心零部件之一，當前新能源汽車電機主要為永磁同步電機與鼠籠式異步感應電機，而我國以永磁同步電機為主。從 2021 年以及 2022 年上半年數(shù)據(jù)來看，國內(nèi)新能源乘用車電機裝機量前十的企業(yè)有超過大半為中國企業(yè)，其中比亞迪始終占據(jù)第一的位置，2022 年 H1 的市占率甚至超過 了 1/4，數(shù)據(jù)表明國產(chǎn)電機也處于蓬勃發(fā)展階段，完全可實現(xiàn)國產(chǎn)化。電機的國產(chǎn)化不僅僅局限于下游電機制造，從上游永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金到中游的定子、轉子、軸承等都有國內(nèi)企業(yè)的布局，也意味著我國可實現(xiàn)電機從 0 到 1 過程的國產(chǎn)化。電控：電控技術好比汽車的最強大腦，在一定程度上影響汽車的動力性、經(jīng)濟性、排放性、舒適性等，重要性自然不言而喻，比如特斯拉雖然沒有自主研發(fā)電池、電機，但是電控技術完全自主，足見電控的重要性。電控技術主要涉及三個方向：電池管理系統(tǒng)（BMS）、電機控制器（MCU）、整車控制器（VCU）。BMS 負責電池狀態(tài)的監(jiān)控并反饋給 VCU 進行決策；MCU 也叫逆變器，將動力電池輸出的直流電能，逆變成三相交流電提供給電機運轉，同時在電動汽車制動過程中又起到制動回收電能返回電池包的作用；VCU 是車輛的大腦，負責汽車的正常行駛、制動能量回饋、動力電池的能量管理、網(wǎng)絡管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等。 硬件層面，相對“三電”中的其他兩電，由于控制模塊芯片方面的落后導致我國電控國產(chǎn)化進程相對落后。電池管理系統(tǒng)中，2022 年我國 BMS 裝機量前十多為國內(nèi)企業(yè)，其中比亞迪旗下的弗迪電池占據(jù)近 1/3 的份額，但集成電路板上最為核心的電壓采集芯片等部件為國外企業(yè)所壟斷，如美信、德州儀器、恩智浦等；MCU 中的核心功率半導體 IGBT 市場份額大多也被國際巨頭占有，但近年來國產(chǎn) IGBT 也漸露鋒芒，2022 年國內(nèi)乘用車 IGBT 裝機量中已有比亞迪、斯達半導、中車時代三家國產(chǎn)企業(yè)；從 VCU 裝機量方面來看，整車控制器的國產(chǎn)化也在逐步滲透，根據(jù) 2021 年國內(nèi)乘用車裝機量數(shù)據(jù)，前十中也有一半為國內(nèi)企業(yè)，如弗迪動力、金美通信等。從電控各組件裝機量數(shù)據(jù)來看，比亞迪在電控的各個方面都占據(jù)行業(yè)領先位置，也是國內(nèi)少有的能將電控生產(chǎn)完全國產(chǎn)化的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。軟件算法層面，雖然新能源汽車初期的電控技術基本都來源于傳統(tǒng)汽車電控（ECU），而我國早先在汽車電子產(chǎn)業(yè)又屬于嚴重落后，但隨著各大主機廠的持續(xù)投入以及諸如華為等科技巨頭的入局，國內(nèi)車企軟件算法處在高速發(fā)展階段。目前國內(nèi)車企對于電控愈發(fā)重視，加之國家在政策層面的支持以及國內(nèi)半導體企業(yè)在車規(guī)級半導體方向的加大投入，預計在不久的將來，自主車規(guī)級芯片會逐步放量，從而帶動電控國產(chǎn)率進一步提升。 變速箱與發(fā)動機：混動變速箱是將發(fā)動機與驅(qū)動電機的動力以一定的方式耦合在一起并能實現(xiàn)變速、變扭的傳動系統(tǒng)。混動變速箱通過發(fā)動機、電機不同的動力耦合方式，可實現(xiàn)多種混動功能，如純電驅(qū)動、串聯(lián)驅(qū)動(雙電機系統(tǒng))、并聯(lián)驅(qū)動、混聯(lián)驅(qū)動(雙電機系統(tǒng))、發(fā)動機驅(qū)動充電、能量回收、怠速充電等?；靹榆囆蛣恿碓床恢皇请妱訖C，在許多工況下，混動車型也需要燃油發(fā)動機為車輛提供動力，因此混動車型的燃油經(jīng)濟性與排放性很大程度上取決于發(fā)動機的效率，如今混動發(fā)動機使用阿特金森或米勒循環(huán)，在熱效率和膨脹比等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)發(fā)動機。 近年來，國內(nèi)車企都推出了自主品牌的混動專用變速箱，如比亞迪DMI、長城檸檬DHT、吉利雷神DHT、長安藍鯨等，其中集成的發(fā)動機多為車企自身研發(fā)制造，自主發(fā)動機在功率、扭矩等動力方面的表現(xiàn)可圈可點。總體而言，在變速箱與發(fā)動機的領域，國內(nèi)自主化程度較高。高自主率的原因不僅僅是國內(nèi)主機廠的研發(fā)投入，同時和混動技術路線的多樣化也有著千絲萬縷的關系，混動技術路線需要技術和產(chǎn)業(yè)基礎的傳承，不同國家因技術基礎與產(chǎn)業(yè)基礎不同，自然會選擇不同的技術路線，因此變速箱與發(fā)動機的自主是混動汽車發(fā)展的必經(jīng)之路。3. 多因素助力新能源汽車崛起
新能源汽車的崛起絕非偶然，除了順應全球低碳化的潮流外，行業(yè)崛起的背后也離不開各方的共同努力，主要表現(xiàn)在如下三個方面：第一，各國政府出臺相關政策支持，將新能源汽車推向公眾；第二，新能源汽車相關技術的升級，包括電動化升級與智能化升級，提升車輛性價比與用車體驗；第三，相關能源補給配套設施的建設逐漸完善，成為奠定新能源汽車普及的基礎。3.1 政策助力行業(yè)發(fā)展，市場驅(qū)動消費偏好 新能源汽車是少有的全球能達成共識的事物，世界各國都出臺了一系列政策以刺激新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，總結起來各國政府主要在如下四個方面進行政策鼓勵： 提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃：包括中國、美國、歐洲、日本等汽車主要消費大國都對新能源汽車產(chǎn)業(yè)做出了相應的規(guī)劃，提出了新能源滲透率在將來某個時點需要達到的目標。 稅費減免：大量國家與地區(qū)對于新能源汽車的購置稅進行了一定程度的減免，一些依賴于進口的國家如泰國、馬來西亞等對于新能源汽車的進口稅也進行了減免。 消費補貼：將新能源汽車按價格區(qū)間段進行分級，對處于不同區(qū)間的新能源汽車提供不同金額的消費補貼，從而降低到手價以刺激新能源汽車的消費。 充換電設施建設的支持：完善的充電站網(wǎng)絡是新能源汽車發(fā)展不可或缺的因素之一，多國對于新能源汽車能量補給環(huán)節(jié)較為重視，對于充換電站的建設都做出了相應的規(guī)劃與資金上的補貼。 從燃油車到新能源汽車是時代的一個轉型過程，轉型離不開政策的支持，早年間的新能源汽車對處于霸主地位的燃油車有較大的劣勢，價格較高且能源補充不方便，使得消費者更加偏向購買燃油車。各項優(yōu)惠政策的及時出臺使得新能源汽車性價比逐漸凸顯，消費者開始慢慢接受新能源汽車。在政策的長期助力下，目前新能源汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸從政策導向型轉換為市場導向型，在近些年新能源購車補貼的持續(xù)滑坡下，新能源汽車的銷量不但沒有下滑，反而延續(xù)了上行的趨勢，反映出了消費者對于新能源汽車產(chǎn)品本身的高認可度。在政策的長期助力下，目前新能源汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸從政策導向型轉換為市場導向型。我國新能源車補貼退坡，政策驅(qū)動轉向消費驅(qū)動。我國自 2009 年起，通過中央財政對新能源汽車的推廣應用進行補助，補貼政策原定于 2020 年逐步退出，爾后一直延續(xù)至 2021 和 2022 年。2022 年，新能源車補貼較 2021 年退坡 30%，其中續(xù)航里程 300-400km 純電動乘用車的單車補貼金額由 13000 元下降至 9100 元，續(xù)航里程高于 400km 車型的補貼由 18000 元退坡至 12600 元。若中央財政補貼不在 2022 年結束后延期，那么 2023 年 1 月 1 日后上牌的車輛將不再享受補貼政策，國內(nèi)新能源車的政策扶持退坡，逐步轉向市場化競爭。歐洲主要國家的新能源車補貼政策與中國相似，均出現(xiàn)了大幅減量，甚至完全取消。德國、英國、法國和瑞典等國家削減純電、插電式混動汽車等車型補貼，單車補貼降幅在 1000-5000 歐元。挪威自 2021 年以來滲透率已超過 80%，2022 年 11 月 8 日之后購買或訂購新能源車將不再享受氣候補貼。與其他國家不同，2022 年 3 月，意大利政府計劃提高新能源車補貼預算，單車最高補貼達 6000 歐元，較前期增加 2000 歐 元。在近些年新能源購車補貼的持續(xù)滑坡下，新能源汽車的銷量不但沒有下滑，反而延續(xù)了上行的趨勢，反映出了消費者對于新能源汽車產(chǎn)品本身的高認可度。 3.2 電動化+智能化技術發(fā)展提升用戶體驗 早期新能源汽車受制于相關技術，有著諸如續(xù)航里程短、生產(chǎn)成本高、動力不足等諸多缺點，相較于燃油車性價比較低，消費者趨之若鶩。隨著相關技術的發(fā)展，許多問題都迎刃而解。隨著越來越多造車新勢力以及高科技公司的入局，新能源汽車不僅在電動化方面持續(xù)改善，在車輛硬件上與燃油車平起平坐，在軟件智能化上，如人車交互、自動駕駛等方面已經(jīng)處于領先的地位。隨著電動化與智能化兩方面的科技升級，新能源汽車將給消費者帶來更好的用車體驗，從而進一步蠶食傳統(tǒng)燃油車的市場份額。1.電動化升級：電動化升級是新能源汽車性價比提升的重要因素，電動化的升級可分為兩個維度，第一是動力電池的升級，第二是純電平臺的產(chǎn)生與升級。 (1)動力電池的升級：動力電池是新能源汽車的心臟，占整車成本 40%以上，電池技術的發(fā)展、電池性能的提升是決定新能源汽車實現(xiàn)長久發(fā)展的核心動力。在 100 多年間，動力電池的材料和性能都發(fā)生了翻天覆地的變化，從初始的鉛酸電池到鎳鉻電池、鎳氫電池再到目前主流的鋰離子電池，動力電池最終形成了磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池兩個主流派系。 相較于其他材料的電池，鋰離子電池擁有較高的能量密度，能達到 100-265Wh/kg，是鉛酸電池的 6- 7 倍，也就意味著電池在車身質(zhì)量中的占比更少，相同重量可以儲存更多電能，增加續(xù)航里程；鋰離子電池使用壽命較長，在 6 年以上，減低了消費者日后的更換成本；鋰離子電池能夠承受高功率，便于高強度的啟動；鋰離子電池在低溫情況下放電性能優(yōu)異，鋰離子電池在-25℃時能正常工作，容量依然可達到 70% 的標準。眾多的優(yōu)點也使得鋰元素在眾多元素中脫穎而出，成為動力電池的首選材料。目前鋰離子電池以磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池為主，一般情況下，高端車型配備三元鋰電池，中低端車型配備磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，三元鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。相較于三元鋰電池，磷酸鐵鋰使用貴金屬比例較低，且鐵的價格較為低廉，因此磷酸鐵鋰在成本上具有一定優(yōu)勢，每瓦時便宜 0.2 元；三元鋰電池最大優(yōu)點在于高能量密度，三元鋰電池能量密度在 180wh/kg-230wh/kg 之間，高鎳配比可達到 250wg/kg 以上，磷酸鐵鋰能量密度一般為 140-160Wh/kg，目前最高也只有 180Wh/kg；在耐低溫方面，三元鋰電池更勝一籌，磷酸鐵鋰的低溫極限值一般為-20℃，三元鋰電池的極限值則達到-30℃低溫，且在低溫下性能衰減更慢；安全性方面，磷酸鐵鋰電池更為安全，首先，它有更高的熱分解溫度，其次，針刺實驗結果表明，傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池無明火、有煙，表面溫度達到 200℃-400℃，而三元鋰針刺后瞬間出現(xiàn)升溫超 500 度，并開始劇烈燃燒；耐用度方面，磷酸鐵鋰電池完全充放電次數(shù)大于三元鋰電池。各家車企也在嘗試將兩種不同技術路線的缺陷進行修正，如比亞迪研發(fā)的刀片電池，在保留原有磷酸鐵鋰電池的安全性下，通過去模組化提高利用率，大幅度提升了磷酸鐵鋰電池的能量密度；特斯拉的 4680 電池，繼續(xù)保持三元鋰電池的高能量密度，通過制作工藝以及電池體積的改變，減少生產(chǎn)成本，擴大熱量傳輸通道，提升安全性。總體而言，目前的電池技術已經(jīng)能夠滿足消費者在安全情況下的高續(xù)航需求， A00 級入門級別代步車的續(xù)航里程基本都在 100 公里以上，高配置可達到 300 公里，更高級別的主流車型 續(xù)航都能達到 400 公里以上。 電池技術的發(fā)展也使得電池成本下降，降低整車價格，使新能源汽車性價比增高。2022 年上半年原材料普遍漲價的背景下，電池成本依然從 2013 年的 732 美元/kWh 下降至 2022 年 151 美元/kWh。業(yè)內(nèi)普遍觀點認為，電池成本達到 100 美元/kWh 是電動汽車能夠與燃油車成本角力的臨界點，隨著電池技術的持續(xù)發(fā)展以及鋰礦供應的加大，預計在 2026 年能達到臨界點，屆時燃油車在消費終端價格上的優(yōu)勢也將蕩然無存。(2)純電平臺的發(fā)展：純電平臺的發(fā)展使得車企能夠在生產(chǎn)時極大程度的減輕人力、物力、財力、時間的投入，使得車企能在產(chǎn)品規(guī)劃、市場反應、售價等方面都具備一定的優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)油改電平臺直接將原本的發(fā)動機和變速箱替換成電動車的三大件，純電平臺事先規(guī)劃電池的放置位置，可以放下更多的電池組，進而提供更出色的續(xù)航；同時純電平臺將電池殼體和車身結構互相加強，提升車輛安全系數(shù)；純電平臺還可以針對既定目標做出更好地優(yōu)化而不受限制，如懸架性能、NVH 性能等。以比亞迪 e 平臺 3.0 為 例，平臺標配八合一電動力總成，進一步提升集成化、減少成本，動力性能也進一步提升，百公里加速時間僅需 2.9s，續(xù)航里程最大可突破 1000km，同時擁有 800V 高壓快充技術，能夠?qū)崿F(xiàn)充電 5 分鐘最大可 續(xù)航 150km，基于 e 平臺 3.0 制造的新能源汽車能夠一定程度上解決新能源汽車最為消費者詬病的續(xù)航以及能源補充的問題。無獨有偶，除了比亞迪以外，像大眾、上汽、小鵬、蔚來等國內(nèi)外車企都推出了相應的純電平臺，純電平臺的發(fā)展已成為各大主機廠的重點攻克的對象。未來，新能源汽車的性價比將隨著純 電平臺的升級而進一步提高，整體滲透率也將進一步提升。2.智能化升級：新能源汽車的崛起也離不開智能化的發(fā)展，傳統(tǒng)燃油車發(fā)展重心在“三大件”即底盤、發(fā)動機、變速箱上，新能源汽車因其動力總成難度較低且共通率較高，三電系統(tǒng)會直接采用一些供應商的解決方案，所以新能源新勢力往往將重心放在人機交互、車機、駕駛輔助系統(tǒng)等智能化項目以達到產(chǎn)品差異化，發(fā)展側重點的不同也導致了傳統(tǒng)燃油車企在智能化方面遠遠落后新能源車企。在如今的信息時代，智能化能夠極大滿足消費者的交互需求，成為新能源汽車的重大“賣點”。對于消費者而言，智能化主要體現(xiàn)在三個方面，第一是智能座艙（包括大屏娛樂、數(shù)字化儀表、HUD、功放等），第二是自動駕駛（L1/L2 輔助駕駛 +L3 以上高級自動駕駛），第三是 OTA 服務（對汽車各類服務進行在線更新升級）。 (1)智能座艙：相較于傳統(tǒng)座艙以機械儀表和車載音視頻播放器為主的架構，智能座艙更加集成化，將觸控、智能語音、視覺識別、智能顯示等實現(xiàn)多模態(tài)交互。主要升級在以下三個方面：“一芯多屏”實現(xiàn)更好的人車交互；HUD 配置的普及；車載功放的升級。 相較于“一芯多屏”，傳統(tǒng)各個控制器單獨控制自身顯示界面輸出的模式存在兩大弊端：第一，控制器數(shù)量增加，增加生產(chǎn)成本。第二，多屏聯(lián)動進行頻繁的信息交互，控制器之間通信開銷加大，通信延遲增加。在車載芯片算力的提升下，“一芯多屏”逐漸成為主流，高性能的 CPU 使得多個應用能同時流暢運行，高性能的 GPU 保證了中控顯示屏和液晶儀表的清晰度。對于消費者而言，“一芯多屏”的模式在能帶 來更加頻繁的人車交互的前提下，保證了使用的流暢，有較好的用戶體驗。HUD 抬頭顯示是一套將重要的行車信息實時映射在車前擋風玻璃上的顯示系統(tǒng)，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉頭就能看到重要的行車信息。HUD 主要有三種類型：組合式抬頭顯示器 C-HUD、風擋式抬頭顯示器 W-HUD 和增強現(xiàn)實式抬頭顯示器 AR-HUD。C-HUD 會在汽車儀表上方、儀表板頂部加裝一個半透明樹脂板，再將該樹脂板作為投影介質(zhì)反射出虛像，成像面積小也導致其顯示內(nèi)容有限；W-HUD 使用前擋風玻璃來反射成像，可支持更大的成像區(qū)域和更遠的投影距離；AR-HUD 與 W-HUD 一樣使用前擋風玻璃來反射 成像，但面積更大，同時可將投射信息與交通環(huán)境進行高度融合，使顯示信息直接投射在用戶視野角度的道路上。HUD 主要作用在于提升安全性與加強人車交互：HUD 技術可以讓駕駛者不用將視線從路面上挪開就能獲取大量的信息，從而提升安全性，作為對比，駕駛員查看 HUD 上的信息僅需低頭 5°-10°，而查看組合儀表需要低頭 20°-25°；HUD 技術除了可讓車況、智能駕駛等信息的顯示更為高效，還可大幅增強導航的顯示效果，使二維導航邁向?qū)嵕皩Ш?，提升人車交互體驗。車載功放是聲學系統(tǒng)中將音頻輸入信號進行選擇與預處理，通過功率放大芯片將音頻信號放大，用來驅(qū)動揚聲器重放聲音的電子產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車中功放產(chǎn)品配置率更高，同時為加強車內(nèi)體驗，新能源主機廠對汽車聲學產(chǎn)品有更多元化與復雜化的應用與要求。目前較為先進的功放為數(shù)字功放，數(shù)字功放是一種具有失真小、噪音低、動態(tài)范圍大等特點的放大器，在音質(zhì)的冷暖度、解析力、背景的寧靜、低頻的震撼力度方面是傳統(tǒng)功放不可比擬的，音質(zhì)的提升可使得用戶身臨其境，對于人車交互體驗感的提升有著極大的正向作用。 (2)自動駕駛：對于各大車企來說，新能源和自動駕駛可以說是同一時間起步，新能源汽車結構相較燃油車更為簡單，對車輛的控制更多集成在電腦中，更易于控制和推行自動駕駛，目前市面上自動駕駛系統(tǒng)也主要應用于新能源車型。自動駕駛分為 L1-L5 5 個等級，目前大部分新能源汽車大多裝配 L2 級別或 L2.5 級別的輔助駕駛系統(tǒng)，L2 級別意味著可以自動完成某些駕駛任務，并且通過處理分析，自動調(diào)整車輛的狀態(tài)，例如特斯拉車道保持功能，而 L3 級別通過更有邏輯性的行車電腦控制車輛，駕駛員不需要手腳待命，車輛能夠在特定的環(huán)境下獨立完成操作駕駛，從汽車工程學會的分級來看，并沒有 L2.5 級，主機廠通過增加 L2 級的配置，將其宣傳為 L2.5 級，比如增加了諸如 TJA 交通擁堵輔助、ATC 自適應彎道巡航、ALC 轉向燈控制變道等配置，本質(zhì)沒有達到 L3 級在復雜環(huán)境中自動駕駛的能力?？傮w而言，自動駕駛功能的裝配對于使用者的駕駛體驗以及安全性都能帶來提升。(3)OTA 升級服務：在智能化的背景下，新能源汽車裝有大量的軟件程序，當出現(xiàn)軟件問題或更新時，按照傳統(tǒng)的做法，主機廠需要召回后進行更新升級，嚴重影響消費者體驗和滿意度，同時增加主機廠的時間人力成本。為了解決這一痛點，OTA 技術引入汽車行業(yè)，OTA(Over-the-Air)是指通過移動通信網(wǎng)絡對汽車的零部件終端上固件、數(shù)據(jù)及應用進行遠程管理的技術。OTA 也分為兩類：一類為固件在線升級 FOTA，是指不改變車輛原有配件的前提下，通過寫入新的固件程序，使擁有聯(lián)網(wǎng)功能的設備進行升級，包括車輛的發(fā)動機，電機，變速箱，底盤等控制系統(tǒng)；另一類為軟件在線升級 SOTA，在操作系統(tǒng)的基礎上對應用程序進行升級。在如今各項功能開發(fā)迭代迅速的時代，OTA 已經(jīng)成為新能源汽車中不可或缺的一部分，升級 的頻次也會逐漸增加。3.3 充換電設施的完善解決能源補給問題 充換電設施建設的推進是新能源汽車蓬勃發(fā)展的前提，完善高效的能源供給網(wǎng)絡是新能源汽車崛起的重要基礎支撐。從消費者角度出發(fā)，能源補給的便利性無疑是重要的考慮因素，便利性可分為地點和時間 兩個維度。目前，充換電設施的高普及率以及能源補給速度的加快很大程度上提升了這兩個維度上的便利性，使得潛在消費者打消了在能源補給上的顧慮，更加有可能地去選擇新能源汽車。 地點維度：全球充電樁保有量持續(xù)上升，截至 2021 年底，公共快充充電樁已有 56 萬個，公共慢充充電樁保有量已達到 120 萬個，保有量的上升意味著充電樁分布更加密集，消費者更容易找到充電樁進行能源補給，在充電地點上的選擇性會更多；我國公用充電樁保有量也在持續(xù)上升，2022 年總量已達到 179.7 萬個，私人充電樁上升量更大，從 2018 年的 47.7 萬上升至 2022 年的 341.2 萬，上升近八倍。私人充電樁大多隨車裝配，消費者可以選擇在住所附近安裝，和手機充電相似，消費者可以在晚上休息時段直接在家充電，無需額外等待時間，大大提升了便利性。時間維度：充電樁可分為直流充電樁與交流充電樁，相比于交流充電樁，直流充電樁具有更大功率，最高可達到 300KW 以上，而交流充電樁大多為 7、11、22KW，因此，直流充電樁能極大程度的縮短充電時間，一般而言，直流充電樁能在 20 分鐘到 2 小時內(nèi)完成充電，而交流充電樁則需要耗費 7-8 小時。直流充電樁根據(jù)不同功率分為不同價格區(qū)間，總體成本遠高于交流充電樁，由于其高功率、高定價的特點，直流充電樁多為充電站所有。截至 2022 年底，我國已有 76.1 萬個直流充電樁，近五年復合增長率 47.2%；同時擁有 11.1 萬個充電站，近五年復合增長率 40%，直流充電樁的大幅度普及以及充電站數(shù)量的增加，消費者充電等待時間大大縮短，提高了能源補給的速率。除了直流充電樁的普及，換電站的發(fā)展將進一步縮短能源補給時間，換電是指車輛在進入換電站后通過快速更換設備將車輛的動力電池取下并即刻更換另一組動力電池，整個過程所需時間和燃油車加油時間相似，幾乎不需要任何等待。雖然換電技術依然處于發(fā)展的初始階段，越來越多的企業(yè)已經(jīng)入局，無論是以蔚來為代表的主機廠、寧德時代等動力電池公司、中國石化等傳統(tǒng)能源公司都在致力于換電站的建設升 級。每年的換電站的數(shù)量也在穩(wěn)步提升，截至 2022 年底，國內(nèi)已建成換電站 1973 個，較去年增長近 700 個。充換電站數(shù)量的持續(xù)增加使得消費者對于能源補給的時間維度上的滿意度也會隨著逐漸提升。
