硅膠多少錢一噸（新能源汽車動(dòng)力電池行業(yè)專題研究）

（報(bào)告出品方/作者：廣發(fā)證券，陳子坤、紀(jì)成煒）一、2022年是電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新全面應(yīng)用元年2019年開(kāi)始動(dòng)力電池企業(yè)積極探索結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，以CTP技術(shù)對(duì)電池包結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量降本增效，有效對(duì)沖了較大程度的原材料成本上升壓力。一方面通過(guò)電池

（報(bào)告出品方/作者：廣發(fā)證券，陳子坤、紀(jì)成煒）

一、2022 年是電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新全面應(yīng)用元年

2019年開(kāi)始動(dòng)力電池企業(yè)積極探索結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，以CTP技術(shù)對(duì)電池包結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn) 行創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量降本增效，有效對(duì)沖了較大程度的原材料成本上升壓力。一方面 通過(guò)電池包內(nèi)材料件與結(jié)構(gòu)件的減少降低材料與工藝成本，另一方面通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化與 規(guī)?；a(chǎn)提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池續(xù)航能力提升，連續(xù)打造爆款車型，2022年產(chǎn)品日益成熟后全面導(dǎo)向市場(chǎng)，尤其在原材料成本壓力下將加 快以CTP為代表的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，不僅短期有效消化了成本壓力，在長(zhǎng)期指引了技術(shù)平價(jià)之路。

（一）CTP 結(jié)合磷酸鐵鋰技術(shù)開(kāi)啟技術(shù)平價(jià)之路

2020年以來(lái)CTP結(jié)合磷酸鐵鋰技術(shù)以成本優(yōu)勢(shì)推動(dòng)新能源汽車平價(jià)趨勢(shì)，打造 諸如特斯拉Model 3、比亞迪漢等高性價(jià)比爆款車型，并逐步打開(kāi)海外客戶接受度。 2021年特斯拉、比亞迪、上汽通用五菱等加大磷酸鐵鋰應(yīng)用持續(xù)打造爆款車型，2021 年12月宏光MINI EV銷量50561輛，維持銷量第一，特斯拉Model 3、特斯拉Model Y 分別以40500輛和30102輛隨其后，磷酸鐵鋰車型大幅包攬暢銷榜，尤其是2021年3 月小鵬P7開(kāi)始應(yīng)用磷酸鐵鋰與CTP技術(shù)，8月特斯拉Model Y上市磷酸鐵鋰版本，對(duì) 銷量快速產(chǎn)生積極影響。隨著小鵬P5、比亞迪海豚/DM-i系列、長(zhǎng)城歐拉等車型集中 交付，CTP結(jié)合磷酸鐵鋰技術(shù)更廣范圍推廣，2022年10-20萬(wàn)元新能源乘用車市場(chǎng)需 求有望釋放奠定技術(shù)平價(jià)基石。

2020年10月小鵬P7車型上市，2021年3月，小鵬宣布旗下P7車型將搭載CTP技 術(shù)電池包，與此同時(shí)當(dāng)月銷量環(huán)比上月增長(zhǎng)102.63%，后續(xù)增長(zhǎng)持續(xù)放量。

2021年9月23日，蔚來(lái)汽車應(yīng)用新一代CTP技術(shù)的75KWh三元鐵鋰電池上線， 且75KWh電池包車型售價(jià)、BaaS價(jià)格、換電權(quán)益、續(xù)航升級(jí)權(quán)益等與原三元鋰 70kWh電池包車型相同。對(duì)于ES6而言，新CTP的上線在對(duì)車型降本提效的同時(shí)保 持價(jià)格不變，等同于另一種形式的降價(jià)從而獲得銷量增長(zhǎng)。可以看到2021年9月新 CTP電池包上線后，ES6的2021年9-12月銷量增速分別為64%/-6%/98%/98%(10月 增速為負(fù)系工廠生產(chǎn)線改造為兼容新車型ET7準(zhǔn)時(shí)上線)，顯著高于2020年同期增速 與2021年全年增速，2021年9-12月總銷量增速亦高于2021年全年。

通過(guò)復(fù)盤CTP電池對(duì)小鵬P7以及蔚來(lái)ES6銷量影響可以推斷，造車新勢(shì)力如蔚 來(lái)、小鵬、理想等對(duì)于CTP的應(yīng)用態(tài)度會(huì)更積極。

（二）中國(guó)電池企業(yè)引領(lǐng)全球CTP 技術(shù)開(kāi)發(fā)

2019年以來(lái)，寧德時(shí)代、比亞迪和蜂巢能源陸續(xù)發(fā)布了CTP（Cell to Pack，無(wú) 模組動(dòng)力電池包）技術(shù)，將電芯直接集成至電池包，省去模組環(huán)節(jié)可以有效提升電池包的空間利用率和能量密度。2021年3月，寧德時(shí)代宣布將于2025年前后正式推出高度集成化的CTC（Cell to Chassis，將電芯直接集成到底盤上，省去模組與電池 包）電池技術(shù)。按照寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群介紹，CTC技術(shù)不僅會(huì)重新布置電池， 還會(huì)將三電系統(tǒng)納入進(jìn)來(lái)，包括電機(jī)、電控、整車高壓如DC/DC、OBC等。未來(lái)， CTC技術(shù)還將進(jìn)一步通過(guò)智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗。

1.寧德時(shí)代：CTP的漸進(jìn)演變模式

常規(guī)電池包構(gòu)成：電芯-模組-電池包。將單個(gè)電芯大面相互粘接貼合， 采用焊接兩個(gè)側(cè)板以及兩個(gè)端板的方式，將單體電芯固定成電池模組。焊接成組后， 采用吊裝夾具的方式，將多個(gè)電池模組移入電池箱體中，通過(guò)固定板和電池箱體的 固定板上的水平支撐面固定。

CTP電池包構(gòu)成：電芯-電池包。將多個(gè)電芯直接布置在箱體內(nèi)（用散 熱片做隔貼合），無(wú)需先將多個(gè)單體電芯組裝成電池模組，簡(jiǎn)化了電池包的結(jié)構(gòu)和 組裝工藝。

（1）寧德時(shí)代原電池包和模組結(jié)構(gòu)：

電芯組裝成模組的流程如下：

①首先，電芯與電芯間添加氣凝膠（柔性吸能材料）來(lái)進(jìn)行粘連、隔熱和防撞優(yōu)化。

②其次，在堆疊后的電芯組焊接端板、側(cè)板進(jìn)行成型和穩(wěn)定加固。側(cè)板和端板見(jiàn)通過(guò)焊接相連。其中端板除了起到聚攏單體電芯，提供一定壓力的作用以外，有時(shí)還會(huì)將模組與電池包的固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在上面。

③再次，在電芯成組上方進(jìn)行電路布局。在電芯組上方放置隔離板，再將CSC （電池監(jiān)控單元，上面設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電片和鍵合引線）放置在隔離板上，通過(guò)導(dǎo)線 將CSC與電芯相連（導(dǎo)線一端串聯(lián)電芯，一端鏈接CSC上面的鍵合引線）。

模組裝電池包流程：

電池包Pack構(gòu)成：動(dòng)力電池模組+電池箱體結(jié)構(gòu)（上蓋+托盤+支架結(jié)構(gòu)[電池箱 體的橫梁縱梁支撐座螺栓結(jié)等）+電氣系統(tǒng)（線束+繼電器）+熱管理系統(tǒng)（液冷板） +電池管理系統(tǒng)BMS。

①結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：主要由動(dòng)力電池Pack上蓋、各種金屬支架、電池箱外殼、托盤和 螺栓組成，是Pack的“骨骼”，起到支撐、抗機(jī)械沖擊、機(jī)械振動(dòng)作用。

②電氣系統(tǒng)：由高壓跨接片或高壓線束、低壓線束和繼電器組成。

③熱管理系統(tǒng)：包括液冷板，冷卻水管組成。

④動(dòng)力電池管理系統(tǒng) (BMS)：由傳感器、執(zhí)行器、控制器(電控單元)等組件構(gòu) 成，采集系統(tǒng)的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)。有效地管理控制動(dòng)力電池包的充放電，以 及響應(yīng)整車層面的功能需求。

（2）寧德時(shí)代CTP：

寧德時(shí)代在專利中提到的CTP可以看到：結(jié)構(gòu)中省去了模組結(jié)構(gòu)（模組頂蓋、模 組端板、模組側(cè)板，模組隔離板、模組底板）。上部將電芯正極通過(guò)一層絕緣構(gòu)件+ 結(jié)構(gòu)膠與上箱蓋相連。下部將電芯底部通過(guò)絕緣構(gòu)件+結(jié)構(gòu)膠與下箱體相連（液冷板 直接集成在下箱體上）。液冷板與下箱體中間是否有緩沖墊，尚無(wú)統(tǒng)一，是選配件。 在此種集成過(guò)程中節(jié)省掉的材料構(gòu)件及工藝流程有：

①模組的側(cè)板和端板：端側(cè)板構(gòu)件和端側(cè)板的焊接工藝流程全部省去。

②螺栓及鎖附：原來(lái)每模組要鎖四個(gè)螺栓（如有8個(gè)模組，總計(jì)32個(gè)；現(xiàn)在變成 一個(gè)模組后僅需四個(gè)螺栓。

③輸出級(jí)的簡(jiǎn)化：原來(lái)每個(gè)模組有2個(gè)輸出級(jí)（如果有八個(gè)模組，即需要16個(gè)輸 出級(jí)），當(dāng)前僅需2個(gè)輸出級(jí)[鋁牌+銅牌]。同時(shí)輸出級(jí)的焊接工藝也相應(yīng)減少。

④輸出級(jí)后接插件簡(jiǎn)化：原來(lái)每個(gè)模組都有正負(fù)極的接插件?，F(xiàn)在僅需兩個(gè)接 插件。

當(dāng)前，在車型的實(shí)際應(yīng)用上，寧德時(shí)代的CTP結(jié)構(gòu)當(dāng)前尚未完全去除模組結(jié)構(gòu)，而是將小模組結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為大模組結(jié)構(gòu)（如原來(lái)8~12個(gè)模組，轉(zhuǎn)化為2~4個(gè)大模組）。

2.比亞迪：刀片電池形態(tài)

比亞迪傳統(tǒng)電池包的安裝

①模組的安裝：電池模組包含多個(gè)依次排列的單體電芯；在電芯陣列外部設(shè)置 有端板和側(cè)板，同時(shí)端板和側(cè)板通過(guò)螺釘連接，或者通過(guò)拉桿等其它鏈接件連接， 實(shí)現(xiàn)對(duì)電芯陣列的固定。

②電池包體的安裝：包體內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)橫梁一個(gè)縱梁，兩個(gè)橫梁和一個(gè)縱梁將 單體電池分隔成六個(gè)電池模組，每個(gè)電池模組均具有側(cè)板和端板。電池模組通過(guò)螺釘?shù)姆绞焦潭ㄔ跈M梁或縱梁上。

這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)下，由于端板和側(cè)板均具有一定的厚度和高度，連接方式中的橫 縱梁，均浪費(fèi)了包體內(nèi)的空間，降低了包體內(nèi)的體積利用率。一般情況下，此種結(jié)構(gòu) 中的包內(nèi)單體電芯體積與包體的體積比值在40%~50%。

比亞迪刀片電池（無(wú)模組電池包的結(jié)構(gòu)）： 單體電芯的長(zhǎng)度直接延申在動(dòng)力電池的包的整個(gè)寬度方向（B）上，即沿動(dòng)力電 池包的寬度B方向，單體電芯由一側(cè)延申到另一側(cè)，兩端配合于寬度方向B上相對(duì)的 兩側(cè)壁，固定于包體。由于包提內(nèi)部無(wú)需橫梁和縱梁，直接通過(guò)連接的單體電芯承 擔(dān)加強(qiáng)筋的作用，極大的簡(jiǎn)化了包體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。同時(shí)包體的生產(chǎn)制作工藝簡(jiǎn)化， 單體電芯的組裝復(fù)雜程度降低，生產(chǎn)成本降低。

另外，還有一種電池包的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。單體電芯的長(zhǎng)度方向沿動(dòng)力電池包 的寬度方向B布置。多個(gè)單體電芯沿電池包的長(zhǎng)度方向A排列成電池陣列。包提內(nèi)的 高度方向C至少有兩層電芯陣列（兩個(gè)模組上下疊放）。

3.蜂巢能源：長(zhǎng)條型L600“6條”電池LCTP方案

2021年10月，蜂巢能源推出L600長(zhǎng)薄型電池。把多個(gè)L600“6條”電芯組成的儲(chǔ) 電組件直接放置在電池包殼體內(nèi)，通過(guò)電池包殼體與車身的連接，取代現(xiàn)有的電池 包結(jié)構(gòu)，減少了部件數(shù)量，使得容納L600“6條”電芯的空間更大，有效提高了電池 包的能量密度，電池包殼體內(nèi)部的空間利用率由原來(lái)的35%-40%提升至50%-60%。

（三）電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新同步降本增效，成本壓力下有望加速

1.2021年上游原材料成本上漲200~300元/kwh

2021年以來(lái)，上游原材料價(jià)格大幅增加，動(dòng)力電池生產(chǎn)成本不斷增加擠壓盈利 水平。其中：材料成本占比最高的正極材料：磷酸鐵鋰從2020年底的3.85萬(wàn)元每噸 上漲至2021年底的10.10萬(wàn)元/噸；三元正極（以5系為例）自2020年底的14~15萬(wàn)元 /噸上漲至2021年底的27~28萬(wàn)元/噸。核心電池級(jí)碳酸鋰從2020年底的5.00萬(wàn)元/噸 上漲至2021年底的27.51萬(wàn)元/噸。另外電解液價(jià)格從2020年底的3.80萬(wàn)元/噸上漲至 2021年底的11.03~12.05萬(wàn)元/噸。電池級(jí)銅箔自83元/公斤上漲至107元/公斤。

經(jīng)由我們測(cè)算，2021年以來(lái)，由于原材料價(jià)格上漲，電芯制造成本的大幅提升； 其中三元鋰電池電芯成本增加308.15元/Kwh，磷酸鐵鋰電池電芯成本增加276.20元 /kWh。原材料成本大幅上漲，倒逼電池廠商加速結(jié)構(gòu)創(chuàng)新降本增效。

2.CTP實(shí)現(xiàn)降本：結(jié)構(gòu)件材料件減少，有望降本100元/kWh

電池包通過(guò)CTP方式組裝，一方面模組層面，單體電芯無(wú)需布置在兩個(gè)端板和 兩個(gè)側(cè)板圍設(shè)形成的模組框架內(nèi)，省去了模組相關(guān)的結(jié)構(gòu)件（端板側(cè)板以及大量用 于固定安裝模組的螺釘?shù)染o固件）。另一方面包體層面，單體電芯本身可承擔(dān)一部 分機(jī)械加強(qiáng)作用，可以省掉或者減少電池托盤的加強(qiáng)筋，包體內(nèi)的支撐件減少，整 體的材料成本降低。同時(shí)整體的制造工藝低得到簡(jiǎn)化，單體電池的組裝復(fù)雜程度降 低，節(jié)省了大量的人力、物力等生產(chǎn)制造成本。據(jù)我們測(cè)算，去模組化后整體電池包 減少生產(chǎn)成本約100元/kWh。

3.CTP實(shí)現(xiàn)增效：提升電池包帶電量，增強(qiáng)續(xù)航里程

CTP電池通過(guò)提升電池包內(nèi)空間利用率，實(shí)現(xiàn)體積能量密度提升。同時(shí)通過(guò)電 池包整體的輕量化程度共同作用，實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程的增加。

（1）寧德時(shí)代：包內(nèi)體積利用率提升15%-20%，整包帶電量提升。 據(jù)寧德時(shí)代發(fā)布會(huì)顯示：其CTP電池包較傳統(tǒng)電池包而言，體積利用率提高了 15%-20%。在能量密度上，傳統(tǒng)的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg，CTP電池 包能量密度則可達(dá)到200Wh/kg以上。

（2）比亞迪：包內(nèi)體積利用率提升20%，整包帶電量提升20%-30%。 從比亞迪申請(qǐng)專利《CN209389112U》能看到，在電池包總體積一致的情況下， 原有的電池PACK結(jié)構(gòu)，包內(nèi)空間利用率大概在40%左右；而采用了CTP技術(shù)的比亞迪電池包，省去各模組的側(cè)板、端板、緊固件、橫梁、縱梁等組件，包內(nèi)空間利用率 大概在60%左右。因此，相較于原有電池包，刀片電池包在同等體積情況下，帶電量 約增加20%-30%,續(xù)航里程也能提升20%-30%。

（3）蜂巢：包內(nèi)體積利用率提升17%，整包帶電量提升24%。 據(jù)蜂巢能源發(fā)布會(huì)資料顯示：其L600段刀片磷酸鐵鋰電池，能量密度175Wh/kg， 采用CTP的全新Pack方案，相較于傳統(tǒng)模組電池包，矩陣電池包的空間利用率可提 高17%，體積能量密度提升30%，成組效率提升12%，能量密度增加9%，整包帶電 量提升24%，Pack零部件減少20%,成本降低10%。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

（四）車企連續(xù)加快導(dǎo)入，2022 年迎來(lái)拐點(diǎn)

自2019年寧德時(shí)代在法蘭克福車展中提出CTP技術(shù)以來(lái)，該技術(shù)在乘用車市場(chǎng) 和商用車市場(chǎng)都有實(shí)現(xiàn)與相關(guān)龍頭車企展開(kāi)合作。北汽EU5于2019年9月搭載全球首 款CTP電池包。威馬2019年9月宣布將會(huì)在2020年北京車展上推出全新威馬7系純電 動(dòng)轎車，電池包將采用CTP技術(shù)。哪吒汽車2020年3月與寧德時(shí)代就新能源電池領(lǐng)域 合作正式達(dá)成一致，寧德時(shí)代將為合眾公司CTP高集成度電池Pack技術(shù)、5年50萬(wàn)公 里長(zhǎng)循環(huán)壽命等電池技術(shù)，并且表示新電池將很快會(huì)應(yīng)用到未來(lái)哪吒汽車等5款車型 上。蔚來(lái)于2020年11月6日正式發(fā)布容量為100kWhCTP電池包。據(jù)悉今后蔚來(lái)所有 電池包（標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航電池包75kWh，長(zhǎng)續(xù)航電池包100kWh）也將替換為CTP技術(shù)電池 包。小鵬旗下G3和P7車型也與分別于2019年和2020年采用CTP技術(shù)電池包等。

通過(guò)當(dāng)前已披露的搭載CTP車型的銷量數(shù)據(jù)來(lái)看，CTP滲透率在2021年呈現(xiàn)出 明顯的增量加速趨勢(shì)。目前公開(kāi)的合作車型中也有6款車型還未在2021年實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)， 這也預(yù)示著未來(lái)將有更多相關(guān)車型陸續(xù)實(shí)現(xiàn)放量。

二、電池企業(yè)入場(chǎng)打造全新供應(yīng)鏈格局

（一）寧德時(shí)代與比亞迪的探索

1.寧德時(shí)代：構(gòu)建從CTP到CTC的全產(chǎn)業(yè)鏈布局

2021年1月27日，寧德時(shí)代中國(guó)區(qū)乘用車解決方案部總裁項(xiàng)延火透露，寧德時(shí)代 目前正在規(guī)劃第二代平臺(tái)化的CTP電池系統(tǒng)，計(jì)劃于2022年-2023年投入市場(chǎng)應(yīng)用。 2021年12月21日，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群透露其全球首創(chuàng)的CTP技術(shù)目前已升級(jí)迭 代出第三代。相比上代，電量提升13%，減重10%，能量密度、體積效率繼續(xù)引領(lǐng)行 業(yè)最高。2025年前后，寧德時(shí)代計(jì)劃推出第四代高度集成化的CTC電池系統(tǒng).2028年 前后有望升級(jí)為第五代智能化的CTC電動(dòng)底盤系統(tǒng)。CTC技術(shù)不僅對(duì)電池進(jìn)行重新 排布，還會(huì)納入三電系統(tǒng)，通過(guò)智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗，目 標(biāo)2030年前完成技術(shù)開(kāi)發(fā)。目前寧德時(shí)代已在積極布局CTC業(yè)務(wù)相關(guān)的除電池系統(tǒng) 之外的核心零部件。

（1）2016年寧德時(shí)代實(shí)控人之一李平創(chuàng)立上海盤轂動(dòng)力，布局電機(jī)體系。盤轂 動(dòng)力以盤式電機(jī)為核心，集成優(yōu)化減速箱、控制器等相關(guān)零部件，解決了盤式電機(jī)一系列的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難題。據(jù)公司介紹，盤轂動(dòng)力盤式電機(jī)體積比同功率徑向磁場(chǎng) 電機(jī)小56%，重量減輕45%，電機(jī)效率MAP超過(guò)雙90。盤式電機(jī)軸向尺寸小、重量 輕的特點(diǎn)為商用車底盤布置提供更優(yōu)的解決方案，同時(shí)能夠有效降低整車能耗15% 以上。

（2） 2017年設(shè)立寧德時(shí)代電機(jī)。2017年4月，寧德時(shí)代設(shè)立電機(jī)科技有限公 司。公司主營(yíng)2kW-350kW新能源汽車電機(jī)電控及輪邊電機(jī)橋總成系統(tǒng)、輪轂電機(jī)， 低速大扭矩高效節(jié)能永磁電機(jī)等高科技機(jī)電產(chǎn)品。

（3）2020年9月入股芯邁半導(dǎo)體，12月入股杰華特微電子，布局電控核心部件。

（4）2021年9月入股拿森，專注線控底盤解決方案。寧德時(shí)代于2021年9月對(duì) 拿森進(jìn)行投資，持股比例約5.47%。專注于智能汽車所需的線控底盤解決方案，主要 產(chǎn)品涵蓋電控智能剎車系統(tǒng) Nbooster、車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng) ESC、智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EPS 等，是國(guó)內(nèi)首個(gè)突破線控剎車技術(shù)壁壘并量產(chǎn)的公司，是 Booster 產(chǎn)品累計(jì)出 貨量最大的國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商。

（5）2021年10月設(shè)立蘇州新安，布局電控系統(tǒng)。新安重點(diǎn)布局電動(dòng)能效優(yōu)化解 決方案等前沿研發(fā)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，包括，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、汽車零部件研發(fā)及生 產(chǎn)、自動(dòng)化業(yè)務(wù)研發(fā)、汽車底盤一體化研發(fā)及試制等。

布局下游整車制造與車企，籌備CTC應(yīng)用落地。2020年3月2日，寧德時(shí)代與哪 吒汽車簽約戰(zhàn)略合作，雙方將在新能源電池領(lǐng)域進(jìn)一步深化合作；2021年5月，寧德 時(shí)代通過(guò)全資子公司寧波梅山保稅港區(qū)問(wèn)鼎投資有限公司入股愛(ài)馳汽車；2021年11月，寧德時(shí)代入股阿維塔科技（長(zhǎng)安汽車子公司），持股比28.99%。

2.比亞迪：“刀片電池+車身”一體，E平臺(tái)升級(jí)3.0進(jìn)一步集成

刀片電池迅速全車型推進(jìn)。從2020年1月正式推出刀片電池，短短一年多時(shí)間實(shí) 現(xiàn)搭載刀片電池的純電車型和插電混動(dòng)車型的量產(chǎn)上市，并宣布旗下純電車型將全 面換裝刀片電池。

2021年9月比亞迪正式推出E平臺(tái)3.0。其將刀片電池作為結(jié)構(gòu)件融入車身一體 化設(shè)計(jì)，包含全新電子電氣架構(gòu)下的四大域控制器和自主研發(fā)的車用操作系統(tǒng)。底 盤關(guān)鍵模塊體積更小、重量更輕、性能更強(qiáng)、能耗更低。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)為8合1模 塊，綜合效率可超89%。搭載e平臺(tái)3.0的電動(dòng)車，零百加速可快至2.9s，綜合續(xù)航里 程最大突破1000km。800V閃充技術(shù)，電動(dòng)車充電5分鐘，行駛150km。百公里電耗 比同級(jí)別車型降低10%，冬季續(xù)航里程至少提升10%。

（二）主車廠緊隨跟進(jìn)

1.特斯拉

特斯拉在2020年9月的電池日活動(dòng)上發(fā)布了4680電芯和CTC。公司又于2021年 6月在專利中詳細(xì)闡述了4680 Structural Battery（CTC）電池系統(tǒng)集成技術(shù)，并于10 月在德國(guó)柏林工廠舉辦的參觀活動(dòng)中首次對(duì)外展示了4680 Structure Battery（CTC）。 特斯拉的CTC方案將制造的電池組作為車身結(jié)構(gòu)，連接前后車身底盤部件，新電池 系統(tǒng)平臺(tái)僅由一個(gè)電池組和兩個(gè)大型鑄件組成。

2. 大眾集團(tuán)

大眾集團(tuán)已開(kāi)始自建動(dòng)力電池研發(fā)體系，并著手研發(fā)CTC。2021年3月15日， 集團(tuán)舉辦了首屆“Power Day（能量日）”，表示正在研發(fā)四種電芯，包括磷酸鐵 鋰電池、三元鋰電池、高錳電池和固態(tài)電池。另外相較于現(xiàn)在的MEB平臺(tái)化技術(shù)， 集團(tuán)在下一代電池集成技術(shù)中將考慮CTP和CTC兩個(gè)方向。預(yù)期在后MEB技術(shù)路線 上，大眾很可能聚焦標(biāo)準(zhǔn)電芯+CTP/CTC。

3.沃爾沃

沃爾沃汽車集團(tuán)正在加快電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，并積極開(kāi)發(fā)CTP和CTC技術(shù)，構(gòu)建多元 化的電池供應(yīng)體系。2021年6月30日，沃爾沃在Volvo Cars Tech Moment上透露了 諸多動(dòng)力電池技術(shù)方面的信息，包括第二代PACK技術(shù)、下一代CTC方案以及自產(chǎn) 電芯等，并表示公司第三代電池系統(tǒng)集成技術(shù)的電池組將采用CTC方案和方形電 芯。

（三）電池企業(yè)重構(gòu)產(chǎn)業(yè)壁壘與商業(yè)模式

1.集成化與結(jié)構(gòu)革新，高效增強(qiáng)了電池廠在零部件供應(yīng)鏈的話語(yǔ)權(quán)

電池包CTP化之后，整體的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)將產(chǎn)生大幅革新，主機(jī)廠將從原采購(gòu) 電芯及模組，自行組裝電池包的方式，轉(zhuǎn)向更多的從電池廠整體采購(gòu)電池包。

首先，當(dāng)前CTP/CTC技術(shù)的革新電池廠整體發(fā)力與落地應(yīng)用相較于主機(jī)廠起步 更早，寧德時(shí)代與比亞迪的CTP技術(shù)落地明顯領(lǐng)先。同時(shí)基于寧德時(shí)代和長(zhǎng)安汽車、 華為共同打造全新高端智能汽車品牌的合作關(guān)系，以及長(zhǎng)安新能源規(guī)劃突破CTV （Cell to Vehicle）、MTV（Module to Vehicle）關(guān)鍵技術(shù)，寧德時(shí)代CTC技術(shù)有望 加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。

其次，以電池為核心，輔以相配應(yīng)零部件的集成設(shè)計(jì)，電池廠更具有開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。 雖然當(dāng)前車企為把控主動(dòng)權(quán)當(dāng)前也在積極布局開(kāi)發(fā)CTP→CTC電池包與集成底盤形 式，如特斯拉大眾等（另外比亞迪、長(zhǎng)城有電池供應(yīng)體系）均提出要自研CTP/CTC 技術(shù)。但電池包的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形態(tài)圍繞電芯制造為中心，對(duì)于電芯性能的發(fā)揮和適配 應(yīng)用，電池廠話語(yǔ)權(quán)更加優(yōu)勢(shì)。

再次，新勢(shì)力造車市占率不斷提升的市場(chǎng)主導(dǎo)趨勢(shì)下，電池企業(yè)聯(lián)合新勢(shì)力 OEM通過(guò)技術(shù)革新率先應(yīng)用落地的環(huán)境更為友好。2020年開(kāi)始中國(guó)新能 源汽車經(jīng)過(guò)調(diào)整升級(jí)。新勢(shì)力憑借優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)，兼具科技創(chuàng)新與模式創(chuàng)新能力， 突破市場(chǎng)要求電動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車在購(gòu)置成本上與傳統(tǒng)燃油車平價(jià)的束縛，通過(guò)不斷 量變積累到質(zhì)變，市場(chǎng)占有率不斷提升。新勢(shì)力車企在汽車機(jī)械制造方面或?qū)?duì)第三方更為友好。

2.集成化與一體化加強(qiáng)了電池包生產(chǎn)環(huán)節(jié)的規(guī)模效應(yīng)，提高長(zhǎng)期盈利中樞

隨著電池包的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷加深。整個(gè)電池包的生產(chǎn)環(huán)節(jié)將實(shí)現(xiàn)較 大的集中度提升。因此電池廠相對(duì)主機(jī)廠將有望實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的規(guī)模效應(yīng)，隨著電池整 包的生產(chǎn)進(jìn)一步從分散的主機(jī)廠開(kāi)始轉(zhuǎn)向較為集中的電池廠，電池環(huán)節(jié)長(zhǎng)期盈利中 樞有望提升。

三、關(guān)注結(jié)構(gòu)創(chuàng)新下產(chǎn)業(yè)鏈變遷

在電池PACK結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的過(guò)程中，不同結(jié)構(gòu)與材料的增加或減少使用以及傳統(tǒng)結(jié) 構(gòu)件在生產(chǎn)供應(yīng)的格局上均發(fā)生較大變遷。 CTP電池包一方面新增部分材料件（如導(dǎo)熱膠和結(jié)構(gòu)膠，以及絕緣件）的使用， 另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)開(kāi)始發(fā)生遷移，客戶結(jié)構(gòu)從原來(lái)的以汽車企業(yè)為 主慢慢向電池企業(yè)滲透，不同環(huán)節(jié)供應(yīng)格局也將發(fā)生較大變化。

（一）結(jié)構(gòu)件：電池托盤鋁型材擠壓為當(dāng)前主流，壓鑄嘗試滲透

1.沖壓→擠壓/壓鑄：當(dāng)期擠壓將代替沖壓，遠(yuǎn)期壓鑄正在局部嘗試

鋁擠壓工藝相比于傳統(tǒng)的沖壓等生產(chǎn)工藝，具有高剛性、抗震動(dòng)、抗擠壓、抗沖 擊等性能，更能適應(yīng)CTP結(jié)構(gòu)化對(duì)電池托盤的新要求，其當(dāng)前的主流工藝地位將進(jìn) 一步鞏固。沖壓工藝由于自身缺點(diǎn)與CTP結(jié)構(gòu)化的要求存在沖突，故預(yù)期在此環(huán)境 下將面臨較大的應(yīng)用限制。

另外，遠(yuǎn)期來(lái)看，一體化壓鑄電池托盤也在不斷嘗試：①鋁型材的焊接工序很 長(zhǎng)，效率很低，壓鑄快速成型，效率更高；②型材焊接的焊縫質(zhì)量問(wèn)題，一體化壓鑄 可較好的解決。③從生產(chǎn)成本的角度，無(wú)需投資多種鋁型材的設(shè)備，僅需一臺(tái)壓鑄 設(shè)備，整體工藝生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化。

雖然此前一體化壓鑄由于產(chǎn)能與金屬材料性能方面的限制，一體化壓鑄電池包 仍多用于混電車型的小能量電池包。但未來(lái)隨著多種類合金材料的性能提升，大型 壓鑄機(jī)等的產(chǎn)能放量，純電車型的大能量電池包也有望實(shí)現(xiàn)一體化壓鑄成型。多家企業(yè)已提早布局，如當(dāng)前寧德時(shí)代等與廣東鴻圖等壓鑄廠探尋合作電池包相關(guān)的一 體化壓鑄，比亞迪也在逐步開(kāi)始應(yīng)用到一體化壓鑄成型工藝來(lái)做一些電池包結(jié)構(gòu)件 等。

2.擠壓的連接方式上：FDS替代FWS

FSW（摩擦攪拌焊技術(shù)）是以旋轉(zhuǎn)的攪拌針以及軸肩與母材摩擦產(chǎn)生的熱為熱 源，通過(guò)攪拌針的旋轉(zhuǎn)攪拌和軸肩的軸向力實(shí)現(xiàn)對(duì)母材的塑化流動(dòng)來(lái)得到焊接接頭。 FSW焊接接頭強(qiáng)度高、密封性好，被廣泛應(yīng)用于電池包箱體焊接領(lǐng)域，是當(dāng)前電池 托盤的主流焊接方法。但FSW也存在因焊接變形導(dǎo)致的精度一般的問(wèn)題，在CTP結(jié) 構(gòu)化的環(huán)境下難以滿足新的更高要求。

FDS（螺栓自擰緊技術(shù)）連接是一種通過(guò)設(shè)備中心擰緊軸將電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn) 傳導(dǎo)至待連接板料摩擦生熱產(chǎn)生塑性形變后，自攻螺絲并螺栓連接的冷成形工藝， 通常配合機(jī)器人使用，自動(dòng)化程度高。FDS技術(shù)精度更強(qiáng)、變形更小、氣密性更好， 在保證足夠連接強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)箱體良好的密封性能，預(yù)期在CTP結(jié)構(gòu)化環(huán)境下未 來(lái)將成為主流焊接技術(shù)。

綜上：①生產(chǎn)工藝上，目前已成為主流的鋁擠壓電池托盤將繼續(xù)擁有更強(qiáng)的主 導(dǎo)地位；連接方式上，對(duì)應(yīng)的焊接技術(shù)將從FSW向FDS進(jìn)行滲透。②未來(lái)遠(yuǎn)期一體 化壓鑄可期。

3.當(dāng)前鋁擠壓主要市場(chǎng)參與者對(duì)比

當(dāng)前電池托盤的型材擠壓以及核心焊接技術(shù)仍在不斷創(chuàng)新突破。凌云股份與敏 實(shí)集團(tuán)一體化生產(chǎn)能力強(qiáng)，產(chǎn)能全球布局，主機(jī)廠客戶積累較深。和勝股份切入電 池廠托盤供給、產(chǎn)能快速擴(kuò)張。

（二）結(jié)構(gòu)件材料：電池托盤探索鎂鋁合金應(yīng)用

1.電池包結(jié)構(gòu)件材料應(yīng)用不斷升級(jí)

CTP跳過(guò)模組環(huán)節(jié)，技術(shù)難度更大，對(duì)電池托盤提出了更高的要求——電芯由 于充放電膨脹造成的形變和散熱性能變差兩個(gè)問(wèn)題需要在整個(gè)電池包層面進(jìn)行解決， 因此CTP技術(shù)對(duì)電池托盤提出了更高的防震、氣密性，以及輕量化等要求。使用材 料也在不斷演變：鋼制→鋁合金→鎂鋁合金/塑料及碳纖維復(fù)合材料。

（1）早期：鋼質(zhì)材料

鋼材料具有價(jià)格經(jīng)濟(jì)，有優(yōu)良的加工及焊接性能，良好的抗石頭沖擊的能力（實(shí) 際路況中由于電池托盤受到不同工況的影響， 如易受到碎石的沖擊等）等優(yōu)點(diǎn)。但 重量較大，裝載于車身時(shí)是影響新能源汽車的續(xù)航里程的重要因素之一。且其其剛 性較差，在發(fā)生碰撞過(guò)程中易發(fā)生擠壓變形。早期電動(dòng)汽車如 Nissan Leaf、Volt等 采用鋼制電池箱體；不過(guò)當(dāng)下傳統(tǒng)鋼制電池下箱體技術(shù)路線已經(jīng)基本被拋棄。

（2）當(dāng)前：鋁合金為主，鎂鋁合金以及非金屬?gòu)?fù)合等輕質(zhì)材料也在不斷開(kāi)發(fā)

①當(dāng)前電池包結(jié)構(gòu)件多采用鋁合金為主要材料。在諸多輕量化材料中，鋁是最 早替代鋼材成為車企歡迎的一種新型汽車制造材料。與汽車用鋼鐵材料相比，鋁及 其合金具有強(qiáng)度高、耐蝕性優(yōu)良、適合多種成型加工方法、較易再生利用、抗沖擊性 能好等優(yōu)點(diǎn)，因而成為應(yīng)用上比較成熟的輕量化材料。當(dāng)前主流的多采用：壓鑄型 與擠壓-拼焊鋁箱多用在電池包下箱體，沖壓-拼焊鋁箱用在電池包上箱蓋。

②性能更優(yōu)的鎂鋁合金材料已在逐漸滲透至電池托盤的生產(chǎn)制造

鎂鋁合金重量輕契合電池包輕量化趨勢(shì)：其密度為鋁的三分之二，鋼的四分之 一，原來(lái)電池殼體使用鋁合金，重量達(dá)125公斤，采用鎂合金制成同尺寸電池殼體僅 需60-70，減重效果達(dá)50%。

除輕量化以外，強(qiáng)度高、模鑄生產(chǎn)率高也適用于電池包制造：鎂有極好的吸震 性能、可吸收震動(dòng)與噪音，對(duì)于用作設(shè)備機(jī)殼減少噪音傳遞、提高防沖擊與防凹陷 十分有利，與鋁相比，單位體積熱含量更低，能在模具內(nèi)更快凝固（生產(chǎn)率比鋁壓鑄 高出40%-50%，最高可達(dá)2倍）

③其它非金屬?gòu)?fù)合材料在托盤制造種的使用亦在不斷探索，尚有待應(yīng)用驗(yàn)證

塑料復(fù)合材料作為重要的輕量化材料，其比重輕、耐腐蝕，具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性 和良好的工藝性能。碳纖維復(fù)合材料作為汽車部件，相比于傳統(tǒng)鋁合金、高強(qiáng)鋼和 玻纖復(fù)合材料等材料，具有高強(qiáng)輕質(zhì)、耐沖擊性好、零部件一體化、可設(shè)計(jì)性好、耐 腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)，其減重效果和強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)更加明顯。不過(guò)當(dāng)前，制約各種非金屬 復(fù)合材料大范圍應(yīng)用的主要因素包括性價(jià)比、供應(yīng)商的結(jié)構(gòu)和能力、汽車發(fā)展和產(chǎn) 品環(huán)境等影響。同時(shí)生產(chǎn)和加工技術(shù)尚不夠成熟，在新能源車的量產(chǎn)使用上仍有待 持續(xù)的發(fā)展驗(yàn)證。

現(xiàn)如今單一的材料已很難滿足汽車剛度和強(qiáng)度方面的需求，除了克服單一材料 現(xiàn)有加工工藝上的技術(shù)難點(diǎn)，如何將多種輕量化材料的加工工藝形成技術(shù)融合，也 是當(dāng)前輕量化研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

2.新材料企業(yè)切入電池包結(jié)構(gòu)件的壓鑄生產(chǎn)制造

2020年11月，三祥新材與寧德時(shí)代、江蘇萬(wàn)順機(jī)電集團(tuán)有限公司、廣東文達(dá)鎂 業(yè)科技股份有限公司，在寧德壽寧縣共同設(shè)立寧德文達(dá)鎂鋁科技有限公司，開(kāi)展“鎂 鋁合金壓鑄項(xiàng)目”。該項(xiàng)目引進(jìn)一批壓鑄2500噸、5000噸壓鑄機(jī)進(jìn)行電池托盤的一 體化生產(chǎn)壓鑄探索。

2022年2月，據(jù)三祥新材公告，該項(xiàng)目整套壓鑄單元成功試車生產(chǎn)，首個(gè)壓鑄件 電池端板下線。

（三）材料件：結(jié)構(gòu)膠與導(dǎo)熱膠應(yīng)用增加

1.CTP結(jié)構(gòu)下對(duì)用膠產(chǎn)生了新的需求：以結(jié)構(gòu)膠和導(dǎo)熱膠為主

CTP結(jié)構(gòu)電池包設(shè)計(jì)省卻或大幅省去中間模組部件，使用大量膠來(lái)連接固定電 芯。其中膠類的應(yīng)用主要有兩大需求點(diǎn)：第一類為結(jié)構(gòu)膠，即以結(jié)構(gòu)粘接為主，兼顧 一定的導(dǎo)熱作用；第二類為導(dǎo)熱膠，即以導(dǎo)熱粘接為主，膠粘劑應(yīng)用的目的是將電 芯工作時(shí)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出到外部的散熱部件，實(shí)現(xiàn)熱管理的部分功能作用，兼顧結(jié) 構(gòu)粘接要求。

結(jié)構(gòu)膠是指應(yīng)用于受力結(jié)構(gòu)件膠接場(chǎng)合，能承受較大動(dòng)負(fù)荷、靜負(fù)荷并能長(zhǎng)期 使用的膠粘劑。代替螺栓、鉚釘或焊接等形式用來(lái)接合金屬、塑料、玻璃、木材等的 結(jié)構(gòu)部件，屬于長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受大載荷、而性能仍可信賴的膠粘劑。

導(dǎo)熱膠主要用于完成電芯與電芯之間，以及電芯與液冷管之間的熱傳導(dǎo)，膠的具體 使用形式包括墊片、灌封、填充等。

2.結(jié)構(gòu)膠

結(jié)構(gòu)膠需起到將電芯與pack殼體可靠連接、固定的作用，代替原來(lái)模組結(jié)構(gòu)的 機(jī)械連接，對(duì)于強(qiáng)度、柔韌性、耐老化、阻燃絕緣和導(dǎo)熱性都提出了較高的性能要 求。

動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)膠主要有聚氨酯結(jié)構(gòu)膠、丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、硅膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠、UV膠 和耐高溫?zé)崛勰z，根據(jù)其不同的特點(diǎn)分別應(yīng)用于不同的場(chǎng)景。

對(duì)于不同類型的結(jié)構(gòu)膠，評(píng)價(jià)其粘接性能的具體指標(biāo)有3點(diǎn)：接頭的強(qiáng)度、破壞 形式（內(nèi)聚破壞是最理想形式，達(dá)到接頭處材料最大強(qiáng)度）和膠的斷裂伸長(zhǎng)率（反映膠體彈性）。目前我國(guó)主要的動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)膠 生產(chǎn)廠商中丙烯酸技術(shù)路線的有晶華新材和賽伍技術(shù)，采用聚氨酯路線的回天新材 則是在聚氨酯粘膠劑上有多年的技術(shù)儲(chǔ)備。

3.導(dǎo)熱膠

導(dǎo)熱膠主要由樹(shù)脂基體（環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅和聚氨酯等）和導(dǎo)熱填料（提高導(dǎo)熱 性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鎂 （MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成。電池包在CTP發(fā)展趨勢(shì)下，電池廠商對(duì)導(dǎo)熱膠 需求量大且有不斷降本需求，同時(shí)減少結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)也對(duì)用膠產(chǎn)生較高強(qiáng)度（大于 10Mpa）的粘接固定需求，因此在粘接強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)成本上占優(yōu)的聚氨酯導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠 成為主流導(dǎo)熱用膠選擇。

由于電池電芯的最佳工作溫度帶較窄（20-40℃），CTP結(jié)構(gòu)下導(dǎo)熱膠在電芯之 間、電芯與液冷板之間實(shí)現(xiàn)均衡散熱，從而使得電芯溫度和電芯間的溫差下降1-2℃ 將極大有利于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。

4.市場(chǎng)情況

隨著CTP與刀片電池技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)膠粘劑要求和用量的提高，單個(gè)PACK包膠 黏劑用量會(huì)從目前的1-2公斤呈現(xiàn)較高倍數(shù)的增長(zhǎng)，單pack價(jià)值量也會(huì)從200-300元 增長(zhǎng)至400-900元。

（四）材料件：新增緩沖墊其它絕緣件使用

1.CTP后對(duì)減震與保溫的要求更高：新增緩沖墊片與保溫貼片需求

單體電池模組可以提高散熱的效率，減小熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。CTP去除了模組設(shè)計(jì) 的環(huán)節(jié)，因此一方面對(duì)保溫和熱擴(kuò)散防護(hù)要求變得更高，另一方面需要用粘膠、緩 沖墊等材料實(shí)現(xiàn)電芯與電芯、電芯與托盤之間的固定與減震。所以相比于傳統(tǒng)模組， CTP電池包對(duì)減震與保溫的要求更高，主要表現(xiàn)形式為緩沖墊和保溫貼片需求增加。

緩沖墊原本有蜂窩鋁、PVC發(fā)泡、有機(jī)硅發(fā)泡、橡膠等多種材料。但橡膠需要 硫化不易控制溫度；PVC低溫環(huán)境下發(fā)硬且粘接不穩(wěn)定；有機(jī)硅機(jī)械強(qiáng)度低，發(fā)泡 后粘接性比聚氨酯差。與之相比，聚氨酯樹(shù)脂發(fā)泡材料能夠在提供持續(xù)的反彈力同 時(shí)，起到防塵防水密封作用，避免因碰撞振動(dòng)造成損壞，具有優(yōu)異的防塵密封、減 震、抗壓縮回彈、壓縮永久變形、低溫緩沖性等性能。以聚酯材料替代部分硅發(fā)泡 來(lái)用于緩沖，在CTP下具有更強(qiáng)的適用性。

保溫貼片是貼在電池外部的零部件。聚氨酯泡沫塑料質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐 熱性好，具有良好的保溫性能，可用作保溫貼片，包覆于電池包殼體實(shí)現(xiàn)保溫。

2. 緩沖墊與保溫貼片材料：聚氨酯在CTP結(jié)構(gòu)下優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)

聚氨酯（一般縮寫為PU）是指主鏈中含有氨基甲酸酯特征單元的一類高分 子，可用于制作導(dǎo)熱、粘接、減震、保溫等材料件。聚氨酯制品主要包括泡沫塑 料、彈性體、纖維塑料、革鞋樹(shù)脂、膠粘劑和密封膠等，其中泡沫塑料所占比重最 大。因其優(yōu)異性能，聚氨酯制品廣泛地應(yīng)用于新能源汽車（CTP無(wú)模組、刀片電池 等）、密封件澆注件、電子元件、插頭插座灌封，也可作為膠粘劑使用。

3.主要市場(chǎng)參與者：

（1）匯得科技： 公司是聚氨酯材料細(xì)分龍頭，主要產(chǎn)品為合成革用聚氨酯（PU 合成革）、聚 氨酯彈性體及原液、聚酯多元醇。動(dòng)力電池包聚氨酯產(chǎn)品方面，目前量產(chǎn)的有電池 包液冷板緩沖墊、電池包保溫貼片、更換電池用支撐緩沖塊，正在研發(fā)泡沫包封膠 等新產(chǎn)品。公司現(xiàn)有產(chǎn)能合計(jì)為25萬(wàn)噸/年，年產(chǎn)18萬(wàn)噸聚氨酯樹(shù)脂及其改性體項(xiàng) 目（二期）目前仍在建設(shè)。公司2020年9月起與寧德時(shí)代建立業(yè)務(wù)關(guān)系，目前正與 寧德時(shí)代商議緩沖墊和保溫貼片供應(yīng)方案，部分產(chǎn)品已完成測(cè)試，開(kāi)始小批量生產(chǎn) 并試銷；與中航鋰電、蜂巢、比亞迪等電池廠商也在進(jìn)行產(chǎn)品的送樣或?qū)印?/p>

（2）祥源新材： 公司主要產(chǎn)品為聚烯烴、聚氨酯等新型發(fā)泡材料，主要應(yīng)用于建筑裝飾材料、 消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車內(nèi)飾材料、家用電器產(chǎn)品、醫(yī)療器械產(chǎn)品等五大領(lǐng)域。公司目 前正積極配套開(kāi)發(fā)新能源動(dòng)力電池-電芯緩沖隔熱、隔熱墊、邊框密封等系列產(chǎn) 品。在動(dòng)力電池方面，公司產(chǎn)品在汽車動(dòng)力電池和電動(dòng)二輪與三輪的動(dòng)力電池中均 有應(yīng)用，占銷售比例較小。

（五）CTC 后底盤開(kāi)啟一體化壓鑄新紀(jì)元

1.特斯拉引領(lǐng)汽車制造工藝創(chuàng)新極簡(jiǎn)，開(kāi)啟一體化壓鑄新紀(jì)元

2020年9月，特斯拉于電池日上宣布Model Y將采用一體化壓鑄后地板總成，可 減少下車體總成重量30%，降低40%制造成本，且車身生產(chǎn)工藝流程大幅簡(jiǎn)化，制 造時(shí)間由傳統(tǒng)沖壓-焊裝-涂裝-總裝制造工藝的1-2小時(shí)縮短至一體化壓鑄的2-3分鐘。

2021年5月，特斯拉前艙一體化總成鑄件試驗(yàn)也已披露下線，主要構(gòu)成包括左右 車輪罩、潰縮吸能區(qū)、橫梁、以及與車身連接的端面和與前碰撞梁或車前端連接的 結(jié)構(gòu)端面，整體重量約為130kg。

當(dāng)前，特斯拉正在探索一體化壓鑄的進(jìn)一步集成，將整個(gè)車輛的結(jié)構(gòu)構(gòu)成大大 簡(jiǎn)化為四個(gè)部分：①前艙一體式壓鑄總成+②乘員艙結(jié)構(gòu)壓鑄總成+③一體化電池結(jié) 構(gòu)壓鑄總成+④后底板一體化壓鑄總成。 其中，據(jù)特斯拉發(fā)布會(huì)介紹，其利用3個(gè)大型壓鑄件（前底板+CTC電池包+后底 板）替換由370個(gè)零件組成的整個(gè)下車體總成，實(shí)現(xiàn)整體減重10%，續(xù)航增加14%。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

2. 一體化壓鑄是汽車制造提升集成效率，以及輕量化與降成本必經(jīng)之路

（1）一體化壓鑄相對(duì)傳統(tǒng)工藝，極大的提升了汽車車身的生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)車身的制造工藝包括沖壓-焊裝-涂裝-總裝等多個(gè)流程。主車廠采購(gòu)由全國(guó) 各供應(yīng)商通過(guò)沖壓、壓鑄制造的多個(gè)結(jié)構(gòu)件，將之組裝連接（包括焊接、鉚接、涂膠 等）在一起，形成汽車的白車身總成（BIW）。一輛車由大約幾百個(gè)不同形狀、不同 材料的零件焊接而成。任一零件的誤差波動(dòng)都將對(duì)最終的車身精度造成影響。

一體化總成零部件一次壓鑄成型，極大提升了汽車生產(chǎn)效率與集成質(zhì)量。據(jù)特 斯拉數(shù)據(jù)顯示采用了一體式壓鑄后地板總成的Model Y，由于所有零件一次壓鑄成型， 零件數(shù)量比Model3減少79個(gè)，由于應(yīng)用了新的免熱處理合金材料，因此省去了熱處 理環(huán)節(jié)，制造時(shí)間由傳統(tǒng)工藝的1-2小時(shí)縮減至 120-180s。且只有一個(gè)零件，無(wú)需 開(kāi)發(fā)過(guò)多的工裝設(shè)備，也大幅降低大量零件連接帶來(lái)的誤差累計(jì)，提升制造精度。

（2）一體化壓鑄有效實(shí)現(xiàn)了汽車輕量化需求

據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)給出的國(guó)內(nèi)汽車輕量化分階段目標(biāo)來(lái)看，國(guó)內(nèi)汽車制造輕 量化趨勢(shì)也在不斷加速推進(jìn)。采用鋁合金一體化壓鑄的全鋁白車身重量約在200- 250kg，而同級(jí)別鋼制車身的重量在350-450kg。重量降低約 150-200kg，采用全鋁 一體化壓鑄工藝極大的提升了汽車的輕量化程度。

（3）一體化壓鑄大幅簡(jiǎn)化生產(chǎn)成本

一方面，大幅降低了生產(chǎn)線成本。在原有的有生產(chǎn)技術(shù)成本（沖壓、焊裝、涂 裝、總裝）框架下，傳統(tǒng)生產(chǎn)70個(gè)零部件，每個(gè)零部件均需布置機(jī)器和模具，以及 生產(chǎn)線周邊的機(jī)器臂、傳輸線、夾具等；而一體化壓鑄成型僅需一臺(tái)大型壓鑄機(jī)和 一套模具，工藝流程簡(jiǎn)化過(guò)后其它耗材和設(shè)備的減少、機(jī)加工簡(jiǎn)化、物料運(yùn)輸、壓鑄 成本都更??；且省去了熱處理設(shè)備和過(guò)程、省去了塑型設(shè)備[修復(fù)熱處理后的變形]和 過(guò)程、省去了鈍化設(shè)備和過(guò)程、省去了結(jié)構(gòu)膠等，綜合經(jīng)濟(jì)性能更好。另外，一臺(tái)大 型壓鑄機(jī)占地面積僅100平方米，根據(jù)埃隆-馬斯克的表示，采用大型壓鑄機(jī)后，工 廠占地面積減少了30%。

另一方面，大幅降低人力成本。國(guó)內(nèi)主流汽車工廠一個(gè)焊裝工廠大概配套200- 300名生產(chǎn)線工人，采用一體壓鑄技術(shù)后，所需的技術(shù)工人也將大幅減少。據(jù)特斯拉 在2020年電池日發(fā)布會(huì)上表示，modelY后底板一體化壓鑄工藝較原方案降低了40% 制造成本。

3.主車廠與電池廠均跟進(jìn)，加速布局新能源車底盤一體化壓鑄項(xiàng)目，行業(yè)景氣高增

（1）各新能源車廠加速跟進(jìn)推進(jìn)一體化壓鑄：

①沃爾沃布局一體化壓鑄

2022年2月28日，沃爾沃汽車將投資100億瑞典克朗給位于瑞典的??Torslanda 制造工廠，以準(zhǔn)備生產(chǎn)的下一代全電動(dòng)汽車。公司將采用大型鑄造鋁車身部件，新 建電池組裝廠和總裝車間。其中關(guān)鍵一項(xiàng)是使用 8000T 鎖模力的巨型壓鑄機(jī)生產(chǎn) 汽車后底板，這意味著沃爾沃開(kāi)始在大型汽車零部件中引入壓鑄工藝。 同時(shí)，沃爾沃汽車公司和領(lǐng)先的電池公司諾斯沃特也宣布，將投資300億瑞 典克朗，用于開(kāi)發(fā)和制造用于沃爾沃下一代純電動(dòng)車型的高品質(zhì)定制電池。新建 的電池組裝廠將導(dǎo)入方殼 CTC 的工藝，為下一代更長(zhǎng)續(xù)航里程、更快充電速度 和更低成本的純電車型作準(zhǔn)備。 傳統(tǒng)車企開(kāi)始布局一體化壓鑄工藝，也意味著一體化壓鑄應(yīng)用推廣的進(jìn)一步加 快。

②新勢(shì)力造車企業(yè)攜手第三方，開(kāi)始布局一體化車身壓鑄

除特斯拉外，新勢(shì)力造車企業(yè)如蔚來(lái)、小鵬等也開(kāi)始布局汽車的一體化壓鑄后 底板。2021年12月蔚來(lái)發(fā)布新車 ET5，該車后座板使用一體壓鑄工藝。小鵬武漢工 廠除了規(guī)劃了常規(guī)的沖壓、焊接、涂裝車間，還加入了一體化壓鑄工藝車間，將引進(jìn) 一套以上超大型壓鑄島及自動(dòng)化生產(chǎn)線。

（2）電池廠商寧德時(shí)代深度布局電池包結(jié)構(gòu)壓鑄

2021年8月，寧德時(shí)代與上海臨港簽訂合作協(xié)議，擬投資28億元建設(shè)一體化電動(dòng) 底盤項(xiàng)目。2022年2月19日基地正式開(kāi)工。項(xiàng)目涉及布局包括先進(jìn)材料、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、 極限制造和商業(yè)模式創(chuàng)新在內(nèi)的“四大創(chuàng)新體系”。 與三祥新材股份有限公司（“三祥新材”）、江蘇萬(wàn)順機(jī)電集團(tuán)有限公司、廣東 文達(dá)鎂業(yè)科技股份有限公司，在寧德壽寧縣共同投資了“鎂鋁合金壓鑄項(xiàng)目”。

該項(xiàng) 目引進(jìn)一批2500T、5000T噸的壓鑄設(shè)備，用于電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的壓鑄。 隨著CTC電池包的高度集成化，底盤結(jié)構(gòu)件、電機(jī)電控部件等進(jìn)行一體化壓鑄 也將成為可能。傳統(tǒng)汽車鋁合金壓鑄廠商以及電池包、電驅(qū)動(dòng)殼體的壓鑄廠商都將 有機(jī)會(huì)和動(dòng)力往價(jià)值量更大的一體化壓鑄CTC電池包以及全車身方向延申。

4.壓鑄廠商亦高度受益行業(yè)景氣高增，單車價(jià)值量大幅提升，市場(chǎng)空間廣闊

除車廠采購(gòu)壓鑄機(jī)自研一體化壓鑄后底盤外，車身結(jié)構(gòu)件的壓鑄廠商以及電池 包和電驅(qū)動(dòng)殼體的壓鑄廠商同樣進(jìn)行著一體化壓鑄業(yè)務(wù)的布局。在當(dāng)前新能源車銷 量高增以及大型壓鑄件使用不斷擴(kuò)張背景下，零部件廠商高度受益壓鑄件需求放量。

當(dāng)前新能源車單件一體化壓鑄后底板重量約為50-60kg，以50~60元/kg的產(chǎn)品 定價(jià)模式預(yù)計(jì)，一體化壓鑄后底板單車價(jià)值量約為3000元。若將一體化鑄件拓展至 CTC電池包（80-90kg）、前艙總成（130kg），合計(jì)重量270kg，單車價(jià)值量將有望 達(dá)到1.2~1.5萬(wàn)元。

5.一體化壓鑄對(duì)設(shè)備-模具-工藝配套流程要求更高，技術(shù)壁壘明顯，競(jìng)爭(zhēng)格局更優(yōu)

（1）一體化壓鑄“設(shè)備-模具-材料-工藝”集成綜合壁壘高

在設(shè)備端，大型一體化成型件需要采用高噸位壓鑄機(jī)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外各壓鑄機(jī)設(shè) 備廠商開(kāi)始實(shí)現(xiàn)大型壓鑄機(jī)研制突破。為了滿足大尺寸部件的制造要求，且同時(shí)保 證其強(qiáng)度和量產(chǎn)效率，一體化壓鑄對(duì)壓鑄機(jī)的鎖模力、模板尺寸、壓射量、壓射壓力 以及速度控制等均需要更高的要求，具有較高的技術(shù)難度。2019年力勁集團(tuán)成功突 破6,000噸合模力的大型壓鑄單元，并與意大利子公司意德拉共同為特斯拉的全球工 廠供貨。根據(jù)意德拉官網(wǎng)產(chǎn)品介紹，6,200噸大型壓鑄機(jī)設(shè)備長(zhǎng)19.5米，自重430噸， 相比于其他大型壓鑄機(jī)產(chǎn)品，在合模力、壓射力、模板尺寸、射料量上均有明顯突 破。近兩年國(guó)內(nèi)壓鑄設(shè)備廠商海天集團(tuán)、伊之密等也相繼研發(fā)出高噸位大型壓鑄機(jī)。 各主車廠及第三方壓鑄廠紛紛采購(gòu)超大噸位壓鑄機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)拓展布局。

在模具端，大型壓鑄產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)模具的要求亦進(jìn)一步增加。 在材料端，免熱處理合金材料的研制突破助力大型一體化壓鑄的適用推廣。傳 統(tǒng)壓鑄工藝中，需要使用到熱處理等工序來(lái)提高零部件的機(jī)械性能、耐腐蝕性能等。 但加熱冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的熱脹冷縮效應(yīng)，帶來(lái)零部件的形變誤差，特別是對(duì)于一體 化的大體積部件，進(jìn)一步放大了變形風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前，特斯拉，美國(guó)鎂鋁，帥翼馳集團(tuán)， 華人運(yùn)通，廣東鴻圖，立中集團(tuán)等均在開(kāi)發(fā)以及使用免熱處理鋁合金材料，使得大 型一體化壓鑄更加可靠。

在壓鑄工藝端，將設(shè)備-模具-材料大要素有機(jī)地加以綜合運(yùn)用在當(dāng)前仍具備較高 的技術(shù)壁壘，其關(guān)鍵點(diǎn)在于能穩(wěn)定的、有節(jié)奏的和高效的生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好、 尺寸符合要求的合格鑄件。目前國(guó)內(nèi)已試件一體化壓鑄成功的壓鑄企業(yè)有：廣東鴻 圖、文燦股份、拓普集團(tuán)。

（2）第三方壓鑄廠憑借壓鑄工藝優(yōu)勢(shì)以及生產(chǎn)規(guī)模效應(yīng)等實(shí)現(xiàn)跑馬圈地

當(dāng)前各家零部件壓鑄廠商均開(kāi)始進(jìn)行一體化汽車底盤研制工作，其在壓鑄方面 的工藝優(yōu)勢(shì)以及工廠線規(guī)模效應(yīng)及成本控制方面優(yōu)勢(shì)將有望助力其在一體化壓鑄市 場(chǎng)中占據(jù)一席之地。

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