【国元国际】混动汽车行业深度报告：自主混动增长强劲，2023年有望持续放量.pdf

2023-01-02

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一、混动汽车处于高速发展期，自主品牌加速放量

1.1、混动汽车是前沿科技结晶

混动全称混合动力汽车广义上指使用两种能源驱动的汽车，一般使用的燃料为油(汽油、液化石油等)+电(锂离子电池、燃料电池等)。油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle)又称普通混合动力汽车，是没有外接充电口的直接依靠发动机为其充电的混动汽车。增程式混动汽车(Range Extend Electric Vehicle,简称REEV)，是使用发动机发电，电动机驱动的混动汽车，在电量充足时完全由电池供能，在馈电时发动机发电带动电机驱动车辆。插混全称插电式混合动力汽车 (plug-in hybrid electric vehicle,简称PHEV)，即使用外部电源充电的混动汽车。

混动汽车融合了多种前沿科技，全产业链带动效应明显。新能源汽车电动化、智能化浪潮带来了全技术栈革新，推动通信、互联网、半导体、AI、云计算与大数据、新能源、新材料、工业软件以及自主可控的数字化产业生态等前沿行业的发展，惠国惠民。混动汽车产业链上中游包括锂离子电池正负极材料、电解液、隔膜、三电、发动机、底盘等，下游系整车制造，形成了整车制造与核心零部件共举的新型产业格局。电池、电机、电控、高端芯片等核心零部件是价值所在，传统车企发动机和变速箱技术、供应链整合优势不再，因而使我国有望在新能源汽车领域实现弯道超车，诞生了比亚迪等行业翘楚，同时国内传统车企正加速转型，如长城、吉利、长安等，大批造车新势力相继发力，如蔚来、理想、小鹏、华为赛力斯等。

1.2、混动销量增长强劲，助力自主品牌崛起

自 2021 年以来，我国混动汽车渗透率和销量不断提升，在政策和技术双加持下， 2021 年混动迎来爆发式增长。2021 年全年国内 HEV 销量达 58.6 万辆，PHEV 销量达 60.5 万辆，其中混合动力汽车中 PHEV 占比逐步超过 HEV，21 年 1 月占比分别为 38%、62%；5 月占比 52%，48%，PHEV 逐渐成为混动主流。2022 年， PHEV 是最大的增量市场，2022H1 实现 PHEV 产销量 55.1 万辆、53.6 万辆。2022年 9 月国内 PHEV 销量达 16.88 万辆，同比增长 177%，环比增长 16.98%，渗透率达 6.47%。近年来，PHEV 销量占汽车总销量不断提升，2017 年仅占比 0.4%， 2022 年上半年提升至 4.4%。

混动技术的核心在于 DHT(Dedicated Hybrid Transmission)，即混动专用变速箱，广义上可代表混动专属架构。混动架构由专用的混动发动机、驱动电机、DHT 变速箱、电机控制器、ECU 以及动力电池等部件组成，是一种高集成、高效能、多模油电混动系统。近年来，国内车企相继推出了其自主 DHT 技术，包括比亚迪 DMI，长城柠檬 DHT，吉利雷神 DHT，奇瑞鲲鹏 DHT 等。 DHT 技术红利提供了极致性价比，使混动价格上已与燃油车相平甚至更便宜，产品力上其动力性、静谧性、节能性均优于同等价位燃油车。市场定位从以前“与纯电车竞争”到“与燃油车竞争”，发展迅猛。

国产自主品牌相继发力。比亚迪DMI系列以极致性价比广受市场欢迎，主打10-15 万元市场。2021 年 3 月，比亚迪宋 plus DMI 上市首月即获 2 万辆订单，2021 年全年销量近 8 万辆，2022 年上半年已破 13 万辆。高端品牌仰望预计 2023Q1 上市，助力品牌向上。长城摩卡搭载自研柠檬 DHT 混动架构于 2021 年 3 月上市， 2021 年全年销量 2.8 万辆，随着第三代哈弗 H6 超级混动 DHT 正式上市，长城汽车新能源战略全面铺展；吉利帝豪新能源 2022 上半年销量达 1.2 万辆，迈入全新发展阶段。混动车型优质供给持续增加迎来了“爆发式”的增长。

混动中增程式销量相对较低，2021 年销量约为 10.1 万辆，理想 ONE 是增程式代表车型，2021 年销量 9 万辆，市占率近 90%。2022 年增程式混动得到国内厂家重视，岚图、华为相继推出增程式混动。岚图 Free2021 年 8 月上市，2022 年上半年销量已达 6.6 千辆；华为问界 M52022 年上半年达 2 万辆，8 月销量 1.7 万辆。增程式混动逐渐被市场接受认可，销量逐步攀升。

1.3、政策催化混动高速发展

双积分政策为 2021 年以来混动市场提供土壤。国内销量基数大、纯燃油车占比高的车企负积分多，急需转型，但正积分仍供不应求，导致正积分价格水涨船高。车企只能将燃油车循序渐进切换为混动车。2021 年年初新政策实施后，油电混动被划为低油耗车型，车企生产混动对应的新能源积分打折，加强了生产低油耗车型所产生的燃油积分的核算优惠力度，变相鼓励了混动汽车的发展。

同时新能源汽车积分考核比例要求更加严格，将加速车企在新能源车市场的布局。2019-2023 年积分比例每年稳定增长 2pct，2024-2025 年每年大幅增长 10pct。插混车标准车型积分不断下调，2021-2023 年度、 2024-2025 年度插混车标准车型积分较上一阶段分别下调 20%、37.5%；同时纯电车积分差距缩小，推动插混车市场不断扩大。工信部《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》预计到 2035 年，节能汽车与新能源汽车年销售量占比达到 50%，汽车产业实现电动化转型。“技术路线图 2.0”指出全面混动化，用“全面电驱动计划”代替“禁燃时间表”。根据规划，到 2035 年传统能源动力乘用车全部为混动汽车。相比纯电路线，政策导向将使混动汽车收益更多，配合双积分政策，混动汽车迎来高增长黄金时期。

1.4、高油价+高锂价大幅提高燃油、纯电用车成本

2016 年低，以沙特为首的 OPEC 和以俄罗斯为首的非 OPEC 主要产油国组成“减产联盟”，于 2017 年拉开石油减产帷幕。2017- 2021 年国内 92 号汽油油价虽有波动，但正向价格差(近期价格高于远期，看涨)能稳定在 1 元以内，而 2022 年油价暴涨，正向价格差相比 2017 年逼近 2.5 元，今年 6 月，油价延续之前涨势，迈入“10 元时代”，加满一箱油相比 2021 年贵近百元，现虽油价回落，但“高涨低落”趋势下油价徘徊高位。

燃油经济性是混动的根基，相比燃油车，混动有以下优势：1) 针对混动特性重新设计的发动机，包括阿特金森以及米勒发动机，能提高热效率。2)发动机工况改变，发动机直接驱动车辆的工作时间大幅减少，耗油量降低。3)低中速由电池驱动，电价远低于油价。现低端价位车型，混动在动力性、燃油经济性、环保等方面均优于燃油车。

纯电车不使用汽油，但锂价居高不下，各车企产品迫于成本压力均涨价。碳酸锂价格自 2020 年底 4 万/吨暴涨至如今 56 万/吨，翻 14 倍；比亚迪纯电车价格上涨 12600 元/台，长城欧拉纯电涨价 1.1-1.5 万/台不等。极速上涨的纯电购车成本削弱了其竞争力，混动汽车带电量较纯电小，锂价上涨影响较小。相比混动，纯电仍存在里程焦虑和较大的安全隐患，便捷性较差。在油价、锂价“双涨”背景下，处在燃油车和纯电动车中间地带的混合动力车型，成为了不少对价格敏感的消费者的第三种选择。

我们根据现油价、电价假设吉利缤越 COOL、极氪 001、缤越 PHEV 首年补能费用、使用成本、保养费用，测算出其燃油型、纯电型、插混型首年综合使用成本为 1.65、0.86、0.93 万元。

二、多种技术路线各有千秋，关键技术构建行业壁垒

2.1、混联架构是混动市场主流

各种混动平台的差别主要在混动构型和电机位置上。按动力系统结构可分为串联式、并联式和混联式，根据电机位于系统的不同位置可分为 P0-P4，电机所处位置不同，性能和功能均不同。也可具体根据电机摆放位置进行划分 6 种架构：1)P0 电机：位于发动机附近，通过皮带与发动机相连，功率较小，又名伺服电机。 2)P1 电机：位于发动机曲轴上。3) P2 电机：位于发动机、变速箱之间。4) P3 电机：位于变速箱末端。5)P4 电机：位于驱动桥上(后轮)，可直驱车轮。6)Ps 电机：位于双离合变速箱内部。

不同位置的电机根据其作用所需功率和大小均不同，P0 体积小功率小，用来辅助发动机启动；P1 配合发动机驱动车辆，需要较大扭矩和功率；P2、P3、P4 均可单独驱动车轮，是大电机；Ps 集成于变速箱，可顺畅输出功率。

混联构型是市场主流。混联起源于丰田 THS，综合了串联并联的优点，与并联相比，混联可以根据工况灵活的调整发动机和电机输出动力的比例，一方面，保证各自系统运行在高效率区；另一方面，确保了系统在不同的工况下实现最优的动力匹配。混联比串联有更高的能量传输效率和燃油效率。并且混联适合多种工况和场景，适应能力强。随着丰田 THS 混联专利于 2017 年到期，国内自主混动蛰伏迎来快速发展期，比亚迪第三代 DMI、长城柠檬 DHT、吉利雷神 DHT 等平台相继问世。

2.2、高精尖技术构建行业护城河

混动市场在竞争趋于同质化的今天，我们认为混动核心技术在于： 1）双电机 DHT 架构；2）高热效率混动专用发动机；3）高速扁线电机；4）高倍率功率型电池；5）混动专用变速箱及其动力切换算法。 2.2.1 双电机 DHT 架构混动可以采用单电机动力系统也可以采用双电机动力系统，而深混的混合动力系统多采用双电机构型，双电机 DHT 架构已成为主流。双电机架构即存在两个电机和发动机一起组成混动架构，主要代表是比亚迪 DMI，单电机架构代表是长安 iDD。

单双电机区别可类比燃油车两驱与四驱的区别，在操控性能和动力性上，双电机拥有更大的综合功率和扭矩，表现更优秀。同时双电机制动能力强，安全性好，能支持更高级别的自动驾驶平台。但双电机能耗高于单电机，双电机混动车在部分工况中采取单电机驱动，并且单电机比双电机成本低。双电机的技术难度主要在于双电机之间及配合发动机的平衡与控制算法。单双电机主要区别如下： 1、效率不同：单电机系统需要应对爬坡以及一些复杂的路况，电机功率偏大。而在实况中，电机多数情况低转，电机效率低，能量被浪费。双电机在低速和高速时使用功率不同的电机，能够大幅提高能量利用效率，提高汽车的续航能力。 2、操作不同：双电机驱动复杂，需协调两电机的平衡与控制，成本高。

2.2.2、高热效率混动专用发动机

相当数量的混动汽车在大部分工况下依靠汽油机提供动力，所以混动的燃油经济性与排放性很大程度上取决于发动机。混动发动机使用阿特金森或米勒循环，具有较高热效率。针对传统奥拓循环发动机的缺点：热效率低、泵气损失大、膨胀比小，具有怠速工况、部分负荷工况燃油消耗率高、后备功率大等，高膨胀比的混动发动机在设计中有较好优势： 1、混动发动机在奥拓发动机中增加了回流行程。通过回流行程可以对发动机有效排量进行调节来控制缸内气体质量，从而调节发动机负荷。 2、进气门推迟关闭，形成膨胀比大于有效压缩比的效果，提高热效率。同时减小压缩比，防止爆燃。

为实现高热效率混动发动机，需要掌握三种关键技术： 1、可变气门正时控制系统(VVT—i)。其构造部件包括调整进气凸轮轴转角的 VVT-i 控制器和控制机油流向的凸轮轴正时机油控制阀。发动机 ECU 根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度计算出各种运行条件下的最佳气门正时以便控制凸轮轴正时机油控制阀。从而在不同的工况点实现合适可变的进气门关闭时刻．来控制缸内燃油混合气的量，从而控制发动机的负荷。 2、电子节气门控制系统(ETCS—i)。由加速踏板位置传感器、发动机 ECU 和节气门体组成。废除了传统油门拉索，使节气控制更加精准。 3、废气再循环控制系统(EGR)。将一部分内燃机燃烧产生的废气重新导入到进气系统中，再次参与缸内燃烧，可降低缸内最高燃烧温度，抑制 NOx 的生成与排放。同时可以降低泵气损失，提高燃油效率。

2.2.3、高速扁线电机

“十三五规划”提出乘用车电机峰值功率密度需达到 4kW/kg，行业目前产品平均功率密度约在 3.2-3.3kW/kg，扁线电机是解决方案之一。扁线电机是发展趋势已成行业共识。扁线电机整机结构与圆线电机相似，但有以下优势： 1、体积小，圆线变成扁线，填充的铜可以增加 20-30%。 2、绕组和铁心槽之间接触更好，热传导更好。 3、具备更好的刚度，有更好的 NVH 性能。 4、扁线电机的技术难点在于工艺制造。其定子工艺流程为插槽纸，制造发卡，穿发卡，端环定型，端环焊接，接星点和焊接处绝缘处理。插纸工序中 B 型和 S 型纯铜槽满率较低，稳定性差，不便于使用设备自动插入定子槽内。焊接工艺中激光焊和氩弧焊易损伤焊接点周围的漆包线漆膜，而扁线线圈焊点多，生产效率提高难度大。在定子真空灌封工艺中对灌封树脂流动性、粘接力、导热系数提出了更高要求。

2.2.4、高倍率功率型电池

在混动(HEV)中，电池的主要目的是提高发动机的燃油经济性，弥补发动机从低速开始加速（驱动）和减速能量回收（再生）的短板，混动相比纯电更关注电池的瞬间功率、脉冲循环寿命、日历寿命及低温启动性能等，需要的是更具瞬间爆发力的功率型电池。“功率型”指放电功率达到电量的 10 倍以上，单位电量的放电功率高于纯电车型所搭载的“能量型”电池。

电池由于极化、温度、析锂问题限制了放电倍率，功率型电池通过对正极材料、负极材料、电解液和电池工艺结构方面优化大幅提高了充放电倍率。 1) 正极上，对高压钴酸锂常掺杂 Mg2+可显著提升材料电导率，Al3+掺杂可以提高高压下钴酸锂的循环性能。对于镍锰酸锂，可用 Al2O3、LiBO3、LaFeO3 和 PANI 等对其表面包覆改性，提高高压循环稳定性。在 NCM 表面包覆了纳米氧化铝可显著提高热稳定性与导电率等。 2) 负极上，钛酸锂负极体系与复合无定形碳体系可减少析锂。 3) 电解液添加高电导率锂盐，可降低内阻，提高功率特性。 4) 在工艺上使用预嵌锂科补偿锂离子损耗，提高电池功率密度。

比亚迪功率刀片电池采用小软包+方型硬壳提高安全性。内部使用软包磷酸铁锂电池模组（小刀片），电芯采用软包（铝塑膜）封装，刀片电池采用硬铝外壳封装。软包电芯封装方式为锂离子电池内部产气等变形问题提供了缓冲带，而外置铝壳封装可有效抵抗外来机械撞击，从而提高电池模组的安全性。采用刀片电池可减少系统零部件数量40%，VCTP 体积能量密度可增加 50%，成本可下降30%。单个刀片的电压可大于 20V，电池模组实现 8-45kWh 的电池带电量，纯电续航里程可达 50-250km。

2.2.5、混动专用变速箱及其动力切换算法

混动变速箱是能耦合发动机与驱动电机动力并能实现变速、变扭的传动系统。可分为混动专用变速箱和基于传统变速箱集成混动单元的改进型混动变速箱。前者有丰田 THS、上汽 EDU 等；改进型的有比亚迪 DMI、大众 DQ400e 等。混动变速箱由于其复杂机械结构、控制与动力切换算法等具备较高的技术壁垒。同时，混动变速箱与驱动电机的配合需要长时期的数据及算法积累以应变复杂多变的使用场景和工况。

比亚迪 DMI 继续沿用 e-CVT 结构，使用单挡变速，强化电能占比，是“以电为主”的驱动模式。变速器结构较简单，成本低，单挡平顺性好，结构巧妙，避开了发动机技术积累薄弱的劣势。长城、吉利混动变速器逻辑和比亚迪完全不同，均采用多挡位 DHT 结构，由电机和发动机共同驱动，发动机和电机根据工况和策略算法在不同时期主导车辆。长城柠檬 DHT 有 2 挡发动机驱动挡位，成本和性能较均衡。吉利雷神有 3 挡，最能发挥发动机的效率，复杂度和成本最高。

三、自主混动一超多强，共享行业增长红利

3.1、比亚迪：高瞻远瞩多点布局，混动引领者

比亚迪是国内最早研发混动技术的企业之一，混动历经 4 代，技术积累深厚：DM1.0:2003 年研发，2008 年搭载 F3DM 量产，架构 P1+P3，主打节能性。DM2.0:2013 年搭载比亚迪秦，架构 P1+P3+P4，动力性能优秀。DM3.0:2018 年搭载比亚迪唐，P0+P3+P4 架构，弥补了 DM2.0 馈电工况效率低的缺点。DM4.0:2020 年发布超级混动平台，包括 DMI 和 DMP，分别主打经济性和动力性，搭载刀片电池，如虎添翼。比亚迪 DM4.0 包括平台化的车身及零部件和平台化的电池包，致力于混动解决方案一体化，已搭载秦 PLUS 等王朝系列，或将搭载即将上市的护卫舰系列。 DMI 混动系统由阿特金森循环骁云混动专用发动机+EHS 电混系统+高倍率混动刀片电池组成。其中发动机热效率可达 43%，EHS 系统采用最新扁线电机，性能均处于全球领先。

比亚迪刀片电池是混动安全性及快充的保障。同时电池模组的空间利用率高，能量密度和续航里程越高。其大电芯长度大约 0.6 米，厚度仅为 13.5 毫米，其模组和 BMS 设计使得它在短路时产热少、散热快，经过针刺电池温度也能保持在 30-60℃之间。使用磷酸铁锂电池安全性更高、循环使用寿命更长，充发电循环可超 4500 次，寿命是三元锂电池的 3 倍以上，刀片电池的等效里程寿命可突破 120 万公里。

比亚迪 DMI 极致性价比核心在于一体化供应。自 2003 年进军汽车产业以来，比亚迪就开始对整个汽车产业链进行布局，打造垂直供应链体系，目前已牢牢掌握混动汽车核心的三电系统研发技术及核心零部件。在车规级芯片方面，2002 年创立智能控制 IC 事业部，2020 年成立比亚迪半导体。比亚迪的弗迪电池、弗迪科技、弗迪动力分别覆盖了混动汽车的动力电池、汽车电子和动力总成系统。强大的产业链布局助力混动性能提升和成本削减，带来新的盈利增长点。比亚迪混动产品矩阵丰富：1)王朝系列：DM 混动平台已搭载秦 Plus DMI、秦 Pro DM、宋 Pro DMI、宋 Pro DM、宋 Plus DMI、唐 DM、唐 DMI 系列等，价格覆盖 10-25 万元。2)海洋系列：DMI 已搭载驱逐舰 05，未来可能搭载巡洋舰、登陆舰系列等。比亚迪通过品牌效应和供应链高度整合，成就了如今自主混动龙头地位。

3.2、长城汽车：定位长续航中高端车型

2018 年长城开始研发新混动平台柠檬混动 DHT 系统，2021 年量产，搭载魏牌。柠檬 DHT 从用户需求出发，针对以城市出行为主兼顾高速出行的场景需求，考虑全场景用车工况，采用双电机混联结构，实现 EV 行驶、混联驱动、串联驱动、能量回收、怠速停机等各种工作模式。柠檬 DHT 有三套动力总成，可满足不同用户需求，WEY、哈弗等序列陆续搭载，公司混动竞争力逐步加强。主打长续航中高端产品树立品牌形象。玛奇朵 DHT 主打 15-20 万价格带，纯电续航可达 110km；摩卡、拿铁 DHT 覆盖 20-30+万价格带，续航可达 204、155km，与比亚迪错位竞争，抢占中高端市场，品牌向上抢占用户心智。

积极布局混动汽车核心零部件。蜂巢能源成立于 2018 年，是长城旗下电池巨头。除了电池自供之外，蜂巢能源还与吉利、零跑、东风、岚图、小鹏、理想、光束、赛力斯、合众新能源、牛创新能源等整车企业保持合作关系。今年 10 月动力电池装车量 0.53GWh，占比 1.73%，蜂巢能源排第七，次于宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬能和欣旺达。蜂巢易创主营动力、传动、电驱和转向系统，是混动汽车核心零部件。长城柠檬 DHT “灵魂”混动专用变速器总成由蜂巢易创提供。此外，长城打造完整的混动零部件生态圈，从整车制造、技术研发储备、零部件生产到实现供应链实现自控，是长城应对未来挑战最有力的竞争体系。

3.3、吉利汽车：雷神DHT助力吉利迈入混动新时代

雷神 DHT Pro 是混联架构，高度集成双电机的电驱系统、双排的行星齿轮变速机构、集成式 PCM 模块、电子高压双联泵 ETP、双离合器系统以及液压控制模块总共 6 个模块。 DHT Pro 的 P2 电机集成了 3 挡变速器，是全球首个量产的 3 挡混动变速器，在面对复杂工况是，多挡变速器可使发动机达到最优转速和扭矩工作区间，可最大程度发挥发动机热效率。同时雷神智擎搭配是热效率 43.32%的 DHE15 发动机，有较高的燃油经济性。

雷神 DHT 弥补了吉利第一代 GHS 混动过高的油耗及成本。GHS 1.0 采用 P2.5 架构，代表作品包括博瑞 GE PHEV、帝豪 GL PHEV、领克 01 PHEV 等。P2.5 架构将电机整合在变速箱内，电动机控制偶数轴与离合器，局限性相对较强，同时馈电油耗高，市场没有比较平淡。雷神 DHT 在油耗等各方面表现显著优于 GHS，销量开始攀升。2022 年 1~11 月，吉利 PHEV 累计销量 5.98 万辆，同比增长 243%。

3.4、品牌向上，自主混动将持续走强

往年混动市场被主流合资把控，但近年来自主混动迎来春天。根据乘联会数据，自主混动 PHEV 今年 11 月销量达 15.5 万辆，是合资 PHEV 销量的约 40 倍。截至今年 11 月，今年累计销量达 112.3 万辆，累计同比增长 214.2%，当月同比增长 138.5%。主流合资混动销量出现大幅下滑，PHEV 当月同比下跌 43.9%，昔日占市场主流的德系、日系、美系均出现了不同程度的下跌，合资车企销量颓势难掩。

自主车企为实现品牌突围，新车价格区间向上提升至 30 万，甚至更高。传统车企设计高端品牌，力求品牌向上突破，如比亚迪仰望(预计 80 万以上)，摩卡 DHT(30 万) 等。自主高端品牌凭借优异的产品性能以及服务理念，实现了品牌力的长足及跨越式发展。比亚迪、吉利、华为赛力斯混动自 2021 年销量持续提升，品牌逐渐受大众欢迎。比亚迪混动汽车 2022 年 1~11 月累计销售 82.3 万辆，同比增长 261%。其中宋 DM2021 年 3-6 月销量迎来爆发式增长，环增 558%/99%/109%/81%，之后增长率长期稳定在 10%以上，2021 年销量近 8 万辆，截至 2022 年 10 月，销量 2022 年销量已达 29.2 万辆。吉利混动系列 2022 年 1~11 月累计销量达 8.4 万辆，其中 PHEV 累计销量 5.98 万辆，同比增长 243%。

根据技术路线图 2.0 和自主品牌销量数据，中汽协预计2022全年乘用车销量可达 2350 万辆，2023E/2024E/2025E分别可达2380、2416、2452万辆，对应新能源车渗透率可达 34%、42%、50%。其中PHEV 占比可达 16%、30%、40%，未来混动市场大有可为。

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