天风·智能汽车 | 智能电动汽车赛道深度六：混合动力助力自主品牌崛起
【核心观点】
我国混动技术经过多年的发展和积累已逐步走向成熟，2021年混合动力车型渗透率已大幅提升，随着自主品牌、新势力以及科技公司的新一代混合动力产品陆续推出上市，我们预计2022年混动车的渗透率将继续迎来快速提升。混合动力技术通过控制电机的输出调整发动机的工作区间到效率最优的部分，从而提升热效率，降低油耗。不同的混动系统构型具有不同的特性，适用于不同的应用场景。随着混动技术的发展，自主品牌相继推出了专为混动车型设计开发的专用架构。我们判断混合动力汽车未来的发展趋势包括两个主要高速增长点和一条主流技术路线。两个增长点分别是超高性价比和长续驶里程两类混合动力汽车，一条主流技术路线是以高集成度为特征，可以同时覆盖多场景多车型的技术路线。
三重助力，混合动力汽车迎来黄金发展期
由于完全实现纯电动化周期较长，而政策法规对燃油车排放及能耗的多重限制日益严苛，因此在一定时期内混动车型将逐步成为市场的主力。我国混动技术经过多年的发展和积累已逐步走向成熟，2021年混合动力车型渗透率已大幅提升，随着自主品牌、新势力以及科技公司的新一代混合动力产品陆续推出上市，我们预计2022年混动车的渗透率将继续迎来快速提升。据我们测算，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。
混合动力的原理和构型分析
混合动力技术通过控制电机的输出调整发动机的工作区间到效率最优的部分，从而提升热效率，降低油耗。不同的混动系统构型具有不同的特性，适用于不同的应用场景。
混合动力技术的原理是通过控制电机的输出调整发动机的工作区间到效率最优的部分，从而提升热效率，降低油耗。发动机在不同的转速和转矩下的热效率差异较大，通常在转速和转矩比较适中的位置，发动机的热效率相对较高。传统燃油车的发动机工作点无法主动调节，因此传统燃油车在行驶时，发动机工作点通常不会在保持在高效区，导致了发动机的平均热效率低、油耗高。
1）削峰填谷：混合动力技术的基本原理
混合动力汽车，可以在日常行驶的各种工况下，都首先保证发动机工作在综合效率较高的区间里。在低速缓慢行驶时，发动机功率冗余，可以通过电机向电池充电，从而将多余的能量储存起来；在高速急加速行驶，发动机功率不足，可以将之前储存的电能释放出来，通过电机驱动来补充功率。利用电池充放电来实现对发动机能量的“削峰填谷”，保证发动机多数时间在高效率区间运行，从而降低油耗。
混合动力汽车的能量源为燃油和电池，分别供给发动机和电机两个动力源。在发动机和电机两个动力源和车轮之间，通常会通过动力耦合传递装置来实现扭矩的耦合和能量的传递，混合动力汽车的动力耦合装置与传统燃油车的变速箱类似。
根据工作时能量流动的不同，混合动力系统常见的工作模式有纯电驱动模式、制动能量回收模式、串联工作模式和并联工作模式。串联工作模式下的发动机先将能量转化为电能，再由电机进行驱动；并联工作模式的发动机可以和电机一同进行驱动，或在驱动的同时通过电机向电池充电。
2）百花齐放：混合动力系统的不同构型
混合动力系统主要包括发动机、电机和动力耦合装置等部件。不同的混合动力系统构型可能包括不同的电机数量（如单电机、双电机）、不同的电机位置（如P0~P4）以及不同类型的动力耦合装置（如行星排、双离合变速箱等），因此也具备不同的特性。
不同的混动构型按照其工作模式进行分类，目前市面在售的典型构型如下：
串联构型：在串联的结构下，车辆只能以串联模式或纯电模式行驶。即发动机只驱动发电机发电，不直接参与驱动，驱动全部由驱动电机实现。理想ONE和L9、问界M5和M7、深蓝SL03等所搭载的增程式混动系统是典型的串联构型。
并联构型：并联构型通常通过一个P2/P2.5位置的电机实现并联模式或纯电模式行驶。并联构型的发动机可以直接参与驱动车辆，但由于并联构型通常只有一个电机，因此无法串联行驶。吉利的ePro系统、上汽的EDU Gen2系统以及长安的蓝鲸iDD，是典型的并联构型。
混联（串并联）构型：混联构型同时具备串联模式和并联模式行驶的能力。混联构型同样需要两个电机，目前双电机的混动构型通常均为混联构型，如丰田的THS混动系统和本田的i-MMD混动系统以及长城柠檬DHT混动系统及比亚迪DM-i混动系统、吉利雷神智擎HI·X混动系统等。
欧洲和日本选择不同的主流技术路线
由于欧洲的能耗和排放法规日益严苛，以宝马、奔驰和奥迪为代表的欧洲厂商主导推进了48V轻混系统的应用和推广。HEV则是日系厂商主导的混动技术路线，其代表产品为丰田的THS系统和本田的i-MMD系统。
由于欧洲的能耗和排放法规日益严苛，以宝马、奔驰和奥迪为代表的欧洲厂商主导推进了48V轻混系统的应用和推广。2011年，大众、宝马、奔驰、保时捷、奥迪五大德国汽车制造商宣布联合开发48V汽车电气系统，主要应用于轻度混合动力车辆，这一联合研发的动作表明，48V轻混系统已逐渐成为欧洲主流车企的节能技术选项之一。根据McKinsey统计，未来BBA三家推出的48V轻混系统车型的占比将超过50%。
目前已量产的奔驰C级和E级、宝马3系和5系、奥迪A6L和A8L等相关车型上均有搭载48V轻混系统的配置。48V轻混系统相比较而言增加的成本不高，技术较为成熟，能起到一定的节油效果。但是由于电池容量小、电压低，电机的扭矩和功率也不大，一方面节能减排的能力先天不足，上限不高；另一方面拓展性不佳，在目前的电动化浪潮下，应用前景不及HEV、PHEV和EREV广阔。
不同于欧洲厂商主导的48V轻混的技术路线，HEV是日系厂商主导的混动技术路线。
日系厂商是最早开始对混合动力技术开展探索、研究和应用的。早在1997年，丰田就推出了量产混合动力车型——第一代Prius。日系厂商研发的混动系统的代表是丰田的THS混动系统和本田的i-MMD混动系统，这两种混动系统都采用了串并联（混联）的构型，最初均搭载在HEV车型上。
自1997年丰田在Prius上应用THS系统开始，该系统经过了四代的迭代和发展，已经成为方案最成熟、应用最广泛的混合动力构型之一。目前在售的卡罗拉双擎、雷凌双擎以及凯美瑞HEV、亚洲龙HEV、RAV4 PHEV等均搭载的第四代THS系统。
自主品牌相继推出新一代混动技术方案
随着混动技术的发展，自主品牌相继推出了专为混动车型设计开发的专用架构。比亚迪DM-i、长城柠檬DHT、吉利雷神智擎Hi·X、上汽EDU Gen2、广汽GMC2.0、长安蓝鲸iDD等自主品牌推出的混动系统，技术先进，集成度高，性能佳、成本低，顺应混合动力汽车的发展趋势，形成了竞争优势。此外，理想、AITO问界、长安深蓝等品牌先后推出了增程式混动的产品，驾驶体验与纯电接近，同时能够有效的缓解里程焦虑，逐渐得到了消费者认可。
1）比亚迪：DM-i+DM-p双平台战略，覆盖多重场景
比亚迪在混动技术方面拥有丰富的研究经验，其混动技术于2004年启动研发，2008年推出第一款DM车型，DM混动技术发展至今，先后历经4次迭代。2021年1月，比亚迪发布了主打超低油耗的新一代混动系统——比亚迪DM-i混动系统，配合之前发布的主打超强动力的双擎四驱DM-p混动系统，构成了目前的“DM技术双平台战略”。
比亚迪是国内在混动系统研发方向起步较早的主机厂，自2008年发布第一代DM混动技术开始，其混动系统已经先后经历4轮迭代。此前，比亚迪的新一代混动系统已经发布了DM-p平台，DM-p延续了前三代混动系统的构型，主打“超强动力”，是对DM3的传承。DM-p技术成熟，性能强，已搭载量产新车汉DM上。而2021年1月最新发布的DM-i平台，采用新的双电机EHS混动结构，主打“超低油耗”，经济性更好，成本低。双平台优势互补，覆盖不同需求场景。
2）长城汽车：柠檬DHT，发力新混动平台
2020年底，长城汽车则发布了新一代混动系统——柠檬DHT混动系统，该系统包括了多套动力总成，实现了多场景全覆盖。
柠檬DHT混动系统采用双电机方案，并高度集成了1.5L/1.5T两款混动专用发动机、两挡定轴变速箱、双电机控制器、集成DCDC等部件。与柠檬DHT混动系统同时发布的，还有HEV、PHEV和PHEV四驱多套动力总成的应用方案。分别搭载不同容量的电池，以及通过在P4位置加电机实现四驱，柠檬DHT混动系统可以实现对HEV/PHEV、紧凑型/中型/中大型、两驱/四驱等多配置、多场景、多类型需求的全面覆盖。
混合动力汽车赛道的新格局重塑在即
我们判断混合动力汽车未来的发展趋势包括两个主要高速增长点和一条主流技术路线。两个增长点分别是超高性价比和长续驶里程两类混合动力汽车，一条主流技术路线是以高集成度为特征，可以同时覆盖多场景多车型的技术路线。伴随混合动力汽车的渗透率的快速提升，自主品牌有望巩固在PHEV、EREV市场的优势，增大在HEV市场的占比，重塑市场格局，实现弯道超车。
1）两点一线：混合动力汽车的发展趋势
我们判断混合动力汽车未来的发展趋势包括两个主要高速增长点和一条主流技术路线。两个高速增长点分别是超高性价比和长续驶里程两类混合动力汽车，一条主流技术路线是以高集成度为特征，可以同时覆盖多场景多车型的技术路线。
2）格局重塑：自主品牌赢来弯道超车机会
我们认为，混合动力汽车即将迎来黄金发展期，自主品牌有望弯道超车，主要体现在：
1）排放和能耗法规日益收紧，混合动力汽车是传统燃油车的节能替代方案；
2）纯电动化短期无法完全实现，混合动力汽车会长期保持较大的市场份额；
3）自主品牌相继推出的新一代混动技术，性能高、成本低、用途广，顺应混合动力汽车的发展趋势；
4）伴随混合动力汽车的渗透率的快速提升，自主品牌有望巩固在PHEV、EREV市场优势，提高在HEV市场的占比，重塑市场格局，实现弯道超车。
投资建议
我们认为，混合动力汽车作为从燃油车向纯电动车过渡的重要中间产品，在当前阶段同时满足政策法规要求和终端消费者需求。因此，混合动力汽车迎来黄金发展期，有着广阔的市场空间。自主品牌相继推出了新一代混动技术，性能高、成本低、用途广，顺应发展趋势。
（1）推荐在混合动力领域深度布局和产品具有竞争优势的整车企业【比亚迪、吉利汽车、长城汽车、长安汽车、广汽集团、上汽集团】等；
（2）建议关注推出增程式混动产品的整车企业【理想汽车、赛力斯】。
风险提示
1、新技术推广应用不及预期：由于混合动力为新技术，可能存在推广应用不及预期的风险。
2、新能源汽车相关政策及补贴不及预期：新能源汽车的相关政策发生变化，补贴加速退坡等，可能影响混动车型的竞争力；
3、纯电动车渗透率提升超出预期：纯电动汽车市场接受程度持续增加，渗透率快速提升超出预期，可能挤压混合动力汽车的市场，影响混动汽车渗透率的提升。
注：文中报告节选自天风证券研究所已公开发布研究报告，具体报告内容及相关风险提示等详见完整版报告。
点击阅读全文：