汽车行业：升级替代燃油车混动助力自主品牌崛起V2-20220116-天风证券-40页.pdf

行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 汽车 证券研究报告 2022年01月16日 投资评级 行业评级 强于大市(维持评级) 上次评级 强于大市 作者 于特 分析师 SAC执业证书编号：S1110521050003 资料来源：贝格数据 相关报告 1 汽车-行业专题研究:新能源汽车两大巨头对比研究：比亚迪 vs 宁德时代 2022-01-15 2 汽车-行业专题研究:2022年新能源乘用车销量有望突破 550 万辆 2022-01-12 3 汽车-行业点评:凯迪拉克 Lyriq 亮相，两驱和四驱的汉DMi同步公告工信部发布第 352 批新能源汽车公告 2022-01-10 行业走势图 升级替代燃油车，混动助力自主品牌崛起 V2 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。 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。 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、上汽EDU Gen2、吉利雷神智擎HiX、长城柠檬DHT、长安蓝鲸iDD和广汽GMC2.0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。 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市场优势，增大在HEV市场的占比，重塑市场格局，实现弯道超车。 投资建议： 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。建议关注：在混合动力领域布局领先，经验丰富，技术先进的龙头企业【比亚迪、长城汽车（A+H）、吉利汽车（H）、广汽集团（A+H）、上汽集团、长安汽车】等。 风险提示： 乘用车行业复苏不及预期、新能源汽车相关政策及补贴不及预期、纯电动车渗透率提升超出预期。 -14%-9%-4%1%6%11%16%2021-01 2021-05 2021-09汽车 沪深300 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 三重助力，混合动力汽车迎来黄金发展期 . 5 1.1. 排放：混动汽车助力实现汽车低碳化发展 . 5 1.2. 能耗：混动汽车助力达成汽车节能目标 . 5 1.3. 政策：混动汽车助力车企完成双积分目标 . 6 2. 混合动力的原理和构型分析 . 8 2.1. 削峰填谷：混合动力技术的基本原理 . 8 2.2. 百花齐放：混合动力系统的不同构型 . 10 3. 欧洲和日本选择不同的主流技术路线. 12 3.1. 欧洲厂商：48V轻混技术路线 . 12 3.2. 日本厂商：HEV技术路线 . 13 4. 自主品牌相继推出新一代混动技术方案 . 17 4.1. 比亚迪：DM-i+DM-p双平台战略，覆盖多重场景 . 17 4.1.1. DM-i：主打超低油耗 . 17 4.1.2. DM-p：主打超强动力 . 21 4.2. 长城汽车：Pi4+柠檬DHT，新旧混动平台共同发力 . 22 4.3. 上汽集团：EDU Gen2，降成本增性能的第二代混动系统 . 25 4.4. 吉利汽车：雷神HiX覆盖各细分市场，新一代混动系统蓄势待发 . 26 4.4.1. 吉利ePro混动系统 . 26 4.4.2. 雷神智擎HiX混合动力系统 . 29 4.5. 长安汽车：蓝鲸iDD，覆盖全域的混合动力解决方案 . 33 5. 混合动力汽车赛道的新格局重塑在即. 34 5.1. 两点一线：混合动力汽车的发展趋势 . 34 5.2. 格局重塑：自主品牌赢来弯道超车机会 . 37 6. 投资建议 . 39 7. 风险提示 . 39 图表目录 图1：2019不同燃料类型平均单位行驶里程碳排放（单位：gCO2e/km）. 5 图2：节能与新能源汽车技术路线图2.0总体目标 . 6 图3：节能与新能源汽车技术路线图2.0各类车辆规划占比 . 6 图4：2017-2020年度乘用车总体双积分情况（单位：万分） . 7 图5：新能源汽车正积分算法 . 7 图6：低油耗汽车对新能源正积分的影响 . 7 图7：混动汽车工作模式串联驱动 . 9 图8：混动汽车工作模式发动机驱动+电机驱动 . 9 图9：混动汽车工作模式发动机驱动+电机发电 . 9 图10：混动汽车工作模式纯电驱动 . 10 图11：混动汽车工作模式制动能量回收 . 10 oPoRqQqRsRpOsQnRqQsPsM7N8QbRmOoOpNpNkPpPrQfQqRqObRnMqNwMqQrOxNtOoO 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 图12：混合动力系统不同的电机位置 . 10 图13：串联构型原理图 . 11 图14：并联构型原理图 . 11 图15：混联（串并联）构型原理图 . 12 图16：Bosch 48V混动系统技术方案 . 13 图17：McKinsey对欧洲厂商48V轻混系统车型的占比的统计 . 13 图18：搭载THS系统的丰田车型 . 14 图19：丰田THS混动系统构型原理 . 14 图20：THS系统行驶时工作模式 . 15 图21：搭载丰田THS的广汽钜浪动力混动系统. 15 图22：搭载i-MMD系统的本田车型 . 16 图23：本田i-MMD混动系统构型原理图 . 16 图24：本田i-MMD系统行驶模式 . 16 图25：比亚迪DM 技术发展历程 . 17 图26：比亚迪DM-i EHS电混构型 . 18 图27：比亚迪DM-i 搭载的骁云插混专用发动机 . 18 图28：比亚迪DM-i 搭载的专用刀片电池 . 18 图29：DM-i超级混动系统在不同工况下的驱动模式 . 19 图30：比亚迪目前搭载DM-i 的在售车型 . 20 图31：比亚迪DM-p双擎四驱原理 . 21 图32：比亚迪DM-p双擎四驱工作模式 . 21 图 33：比亚迪 2021 年新能源乘用车销量构成（单位：辆）及 DM 车型增速（单位：%） . 22 图34：长城汽车Pi4混动平台 . 22 图35：长城柠檬七合一DHT混合动力系统总成 . 23 图36：长城柠檬DHT混动构型 . 24 图37：长城柠檬DHT混动的模式切换逻辑 . 24 图38：长城柠檬DHT混动系统的工作模式 . 24 图39：搭载柠檬DHT混动系统的车型WEY玛奇朵 . 25 图40：搭载柠檬DHT混动系统的车型WEY拿铁 . 25 图41：搭载上汽EDU Gen2混动系统车型 . 26 图42：上汽EDU Gen2混动系统构型 . 26 图43：上汽两代混动系统差异对比 . 26 图44：搭载吉利ePro混动系统车型. 26 图45：吉利P2.5构型混动系统ePro . 27 图46：吉利P2.5构型混动系统ePro工作模式 . 27 图47：雷神动力产品布局 . 29 图48：雷神智擎HiX混动系统发动机及变速箱 . 30 图49： Aeolus驭风燃烧系 . 30 图50： DHE15五大集成技术 . 30 图51：DHT Pro能量传递图 . 31 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 图52：DHT Pro工作点图 . 31 图53：DHT Pro混动专用变速箱参数 . 31 图54：雷神智擎HiX的工作模式 . 32 图55：星越L HiX混动版 . 33 图56：长安汽车蓝鲸动力系统 . 33 图57：长安汽车蓝鲸iDD混动系统全域混合动力解决方案 . 34 图58：长安汽车蓝鲸 UNI-K iDD . 34 图59：燃油车和新能源汽车动力系统成本差异 . 35 图60：理想ONE典型用户画像 . 36 图61：理想ONE2020-2021年销量情况（单位：辆） . 36 图62：新能源汽车综合续驶里程对比（单位：km） . 36 图63：HEV、PHEV和EV近三年渗透率变化对比 . 37 图64：2020年国内HEV乘用车销量品牌占比 . 38 图65：2020年国内HEV乘用车销量TOP10车型（单位：辆） . 38 表1：不同混动构型特点比较 . 12 表2：比亚迪混动系统双平台对比 . 21 表3：长城DHT混合动力系统总成参数 . 23 表4：燃油车型和混动车型的终端价差比较（单位：万元） . 35 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 1. 三重助力，混合动力汽车迎来黄金发展期 1.1. 排放：混动汽车助力实现汽车低碳化发展 碳中和目标明确，混动技术助力汽车低碳化发展。2020 年 9 月，习近平总书记宣布中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和。2021年1月25日，习近平主席在世界经济论坛“达沃斯议程”对话会发表特别致辞时强调，“中国正在制定行动方案并已开始采取具体措施，确保实现既定目标”。2月1日，生态环境部颁布的碳排放权交易管理办法（试行）正式施行，中国碳市场进入“第一个履约周期”。 根据中汽数据对2019年不同类型乘用车的单车碳排放的核算结果，常规混合动力乘用车、插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车的单车碳排放量分别为 167.2 gCO2e/km、180.9 gCO2e/km 和 153.7 gCO2e/km，明显低于汽油车的 209.0 gCO2e/km 和柴油车的 281.9 gCO2e/km。由此可见，新能源汽车具有显著的碳减排潜力。因此，发展新能源汽车是实现碳中和目标的重要手段，而混合动力汽车作为汽车从燃油车向纯电动车过渡的重要中间产品，在未来一定时期内是承担汽车低碳化发展的重要方案。 图 1：2019不同燃料类型平均单位行驶里程碳排放（单位：gCO2e/km） 资料来源：中汽数据、天风证券研究所 1.2. 能耗：混动汽车助力达成汽车节能目标 混动汽车地位提升，未来 15 年内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。我们据此推算，未来15年内混动汽车或将逐步实现对传统燃油车的升级替代。迅速实现混合动力技术的发展和应用，快速提升混动汽车的产品力，将是未来一段时间内车企实现电动化转型的关键之一。 混动汽车进入黄金发展期，增长空间广阔。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%。我们据此测算，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。 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 图 2：节能与新能源汽车技术路线图 2.0总体目标 资料来源：中国汽车工程学会、天风证券研究所 图 3：节能与新能源汽车技术路线图 2.0各类车辆规划占比 资料来源：中汽协、中国汽车工程学会、天风证券研究所 1.3. 政策：混动汽车助力车企完成双积分目标 双积分方案落实，推动传动车企转型供给新能源汽车和节能汽车。自 2017 年双积分管理办法实施以来，随着考核要求逐步增加，国内乘用车总体双积分压力持续增大，2020 年国内乘用车总体双积分为负值，首次总体未达标。在2020年中国电动汽车百人会论坛上，长安汽车董事长朱华荣表示，由于双积分未达标，长安的单车利润少了 4000 元。由此可见，在车辆供给端，为了减小双积分政策下负积分的影响，传动车企会持续提高新能源车和节能汽车的比例。 2020年6月，工信部对双积分办法进行了修订，进一步提高了对燃料消耗量的限制，并将低油耗乘用车纳入“双积分”管理办法，令主推混动路线的车企受益，为国内车企发展低油耗乘用车提供了指导方向。目前主流的混动技术方案包括 PHEV 和 HEV，对于 CAFC 积分（平均燃料消耗量积分），由于 PHEV 和 HEV 车型油耗较低，可以有效地帮助企业提高其CAFC积分；而对于NEV积分（新能源积分），PHEV车型单车可以为企业贡献1.6分的新能源积分，而HEV车型则可以减小新能源积分的负值，有助于维持企业的新能源正积分。 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 图 4：2017-2020年度乘用车总体双积分情况（单位：万分） 资料来源：工信部、天风证券研究所 图 5：新能源汽车正积分算法 图 6：低油耗汽车对新能源正积分的影响 资料来源：工信部、第一电动、天风证券研究所 资料来源：工信部、第一电动、天风证券研究所 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，在一定时期内以PHEV和HEV为代表的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：自主品牌比亚迪、长城汽车、长安汽车、吉利汽车、奇瑞汽车、上汽集团、广汽集团等车企也纷纷推出或计划推出新一代混动产品；新势力造车企业、科技公司与主机厂合作也陆续推出了混动产品。 比亚迪：比亚迪在2021年1月发布了DM-i超级混动平台，目前采取“DM-i+DM-p双平台”战略，目前 DM-i 混动技术已经搭载在 4 款上市车型上，秦 PLUS DM-i，NEDC 亏电油耗3.8L/100km，百公里加速7.3秒；唐 DM-i NEDC亏电油耗5.3L/100km，百公里加速8.5秒。2021年，比亚迪又推出多款搭载最新DM-i混动技术的车型，2021年3月发布宋PLUS DM-i，NEDC亏电油耗仅4.4L/100km，百公里加速7.9秒；11月广州车展，比亚迪海洋网的第二款产品“驱逐舰05”正式亮相，搭载DM-i超级混动技术，百公里加速7.3s，亏电油耗3.8L/100km，纯电续航里程为101km；12月发布宋Pro DM-i，搭载1.5L混动专用发动机，NEDC 亏电油耗仅 4.4L/100km，百公里加速 7.9 秒，综合续航里程 1090km。2022 年 1 月，比亚迪进一步公布了 2022 款宋 MAX DM-i 车型消息，NEDC 亏电油耗仅4.4L/100km，百公里加速7.9秒，综合续航里程1090km，新车将于2022年一季度正式上市；另外，新款汉 DM-i 将在 2022 年 4 月份的北京车展亮相，新车搭载 1.5L 插电混动系统，发动机最大功率 102 千瓦。 长城汽车：2021 年 12 月，WEY 品牌拿铁正式上市，搭载长城 DHT 混动系统，采用双电机混联拓扑结构。拿铁 DHT 拥有 3.9 秒的 0-60km/h 加速与 7.5 秒的百公里加速，在中高速阶段双电机可实时参与调速，智能切换驱动方式来应对不同路况，综合油耗4.9L/100km，续航里程1000km，拿铁 DHT 此次上市共三款车型，1.5T DHT 中杯、1.5T DHT 大杯，以及 1.5T DHT 超大杯。 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 吉利：2021 年 10 月 31 日，吉利汽车在龙湾发布全新动力科技品牌“雷神动力”并推出模块化智能混动平台“雷神智擎”HIX，包含 DHE20/DHE15 混动专用发动机，以及 DHT Pro/DHT 混动专用变速箱及其他电系统，支持 A0-C 级车型全覆盖，同时涵盖 HEV、PHEV、REEV 等多种混动技术。星越 L 混动版将成为首款搭载“雷神智擎”HIX 混动技术的车型。 广汽：广汽集团与丰田合作，2021 年 12 月 12 日，广汽传祺第二代 GS8 正式上市，新车基于广汽全球平台模块化架构GPMA-L平台打造，第二代GS8提供2.0T+8AT，以及2.0TM+全新第四代增强版THS II丰田混合动力系统两种选择，共推出6款车型。 2021年广州车展，广汽传祺影豹的混动版正式亮相，新车打造了广汽第四代 2.0ATK 发动机和 GMC2.0机电耦合系统，综合油耗低至3.6L/100km。 理想汽车：理想目前唯一在售产品理想ONE 是一款增程式混合动力汽车，2021年5月，2021 款理想 ONE 发布；理想的下一款产品 X01 有望在 2022 年 4 月发布，最迟不超过 6月，预计2022年下半年开始交付。X01仍旧是一款增程式混合动力汽车，采用热效率40%的 1.5T 四杠米勒循环发动机，驱动电机由长城蜂巢能源提供。X01 电池容量为 44.5kWh，WLTC工况下纯电续航155km，配备65L油箱，总续航里程突破800km。 华为和小康赛力斯：华为联手小康股份旗下的赛力斯，为其增程式混动车型赛力斯SF5提供电驱系统和HiCar解决方案。2021年12月，赛力斯与华为合作的高端智慧汽车品牌AITO推出其首款车“问界M5”，新车基于HUAWEI DriveONE纯电驱增程平台打造，采用1.5T米勒循环技术高压缩比四缸增程器，搭配异步交流电机和永磁同步电机，百公里加速 4.4秒，0-50公里1.9秒弹射起步，续航里程超过1000km。 根据工信部数据，2021 年新能源销量 352.1 万，PHEV 车型销量 60.3 万，渗透率 17.12%。2020年PHEV 渗透率4.98%，混合动力车型渗透率 2021 年已经大幅增长。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，我们认为从 2022 年开始混动车的渗透率将继续迎来快速提升。 2. 混合动力的原理和构型分析 2.1. 削峰填谷：混合动力技术的基本原理 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。 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。 图12月：比亚迪DM-i混动系统的发动机工作点与传统燃油车对比 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 资料来源：比亚迪官网、天风证券研究所 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。 混合动力汽车常见的工作模式如下： 串联驱动：发动机将能量传递给电机，电机通过动力耦合传递装置将输出功率传递到车轮端。 并联驱动发动机驱动+电机驱动：发动机和电机通过动力耦合传递装置将输出的功率共同传递到车轮端，进而驱动车辆行驶。 并联驱动发动机驱动+电机发电：发动机通过动力耦合传递装置将输出功率传递到车轮端，进而驱动车辆行驶，同时还将功率输出到电机，通过电机发电将能量储存到电池。 纯电驱动：发动机不工作，电机通过动力耦合传递装置，将输出功率传递到车轮端驱动车辆行驶。 制动能量回收：在车辆减速时，车轮通过动力耦合传递装置将车辆减速时的能量传递到电机进行回收，电机发电将能量储存到电池。 图 7：混动汽车工作模式串联驱动 资料来源：机械工业出版社电动汽车工程手册第二卷、天风证券研究所 图 8：混动汽车工作模式发动机驱动+电机驱动 图 9：混动汽车工作模式发动机驱动+电机发电 资料来源：机械工业出版社电动汽车工程手册第二卷、天风证券研究所 资料来源：机械工业出版社电动汽车工程手册第二卷、天风证券研究所 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 图 10：混动汽车工作模式纯电驱动 图 11：混动汽车工作模式制动能量回收 资料来源：机械工业出版社电动汽车工程手册第二卷、天风证券研究所 资料来源：机械工业出版社电动汽车工程手册第二卷、天风证券研究所 2.2. 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 P0P4）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。 图 12：混合动力系统不同的电机位置 资料来源：汽车之家、天风证券研究所 混合动力系统里常见的电机位置及相对应的构型如下： P0：位于发动机前端，传统发动机启动电机的位置。P0 位置的电机常应用于 48V 轻混系统，通常功率较小，无法纯电驱动。 P1：位于离合器前，与发动机直接连接。P1 位置的电机同样无法进行纯电驱动，P1是双电机构型中功率较小的电机的常见位置。 P2：位于离合器后，动力耦合装置前。P2 是双电机构型中功率较小的电机的另一个常见位置，且电机位于P2及之后的位置均可以实现纯电驱动。 PS（P2.5）： 位于动力耦合装置内。P2.5是单电机构型中电机的常见位置，且P2.5的动力耦合装置通常类似于传统车的双离合变速箱。 P3：位于动力耦合装置之后，差速器之前。P3 是双电机构型中功率较大的电机的位置，且在双电机构型中，P3位置的电机通常为主要驱动电机。 P4：位于与发动机不同轴的差速器之前。由于 P4 与发动机异轴，通常应用于四驱车型。 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 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 11 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和赛力斯SF5所搭载的增程式混动系统是典型的串联构型。 图 13：串联构型原理图 资料来源：汽车之家、天风证券研究所 并联构型：并联构型通常通过一个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，以及上汽的 EDU Gen2系统，是典型的并联构型。 图 14：并联构型原理图 资料来源：汽车之家、天风证券研究所 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 HIX混动系统。 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 12 图 15：混联（串并联）构型原理图 资料来源：汽车之家、天风证券研究所 表 1：不同混动构型特点比较 串联构型 并联构型 混联构型 串联模式 并联模式 纯电模式 发动机直驱 电机数量 2 1 2 主要优势 结构简单，易于布置 控制难度低 发动机可以长期运行在高效区 单电机构型，成本低 变速箱与传统车接近，便于与传统车型同平台共同开发 兼顾串联和并联构型的优势 可同时应用在 PHEV 和 HEV车型上 主要缺陷 驱动能量需经过机械电机械两重转化，损失较大 无法串联行驶，经济性稍差 更适合PHEV，应用在HEV上控制难度大 结构较复杂 控制难度大 本田和丰田研发较早，专利壁垒高 典型应用 增程式混动 吉利ePro 上汽EDU Gen2 丰田THS 本田i-MMD 长城柠檬DHT 比亚迪DM-i 吉利HiX 广汽GMC2.0 资料来源：机械工业出版社电动汽车工程手册第二卷、汽车之家、盖世汽车、天风证券研究所 3. 欧洲和日本选择不同的主流技术路线 3.1. 欧洲厂商：48V轻混技术路线 48V 轻混方案是欧洲厂商选择的主要技术路线。48V 轻混通常是在传统燃油车的基础上，用锂离子电池替代传统铅酸蓄电池，用 BSG电机取代发动机的起动电机，在原12V工作电压的基础上增加了一套工作电压为48V的系统。虽然48V轻混的技术方案下的电机功率不大，通常不能直接驱动车辆，但可以一定程度上调节发动机输出，并实现制动能量回收、怠速控制和自动启停等功能，从而达到降低油耗、节能减排的效果。 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 13 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%。 图 16：Bosch 48V混动系统技术方案 资料来源：Bosch、凤凰网、天风证券研究所 图 17：McKinsey对欧洲厂商 48V轻混系统车型的占比的统计 资料来源：McKinsey、IHS、天风证券研究所 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。 3.2. 日本厂商：HEV技术路线 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 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 14 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。 图 18：搭载THS系统的丰田车型 资料来源：爱卡汽车、天风证券研究所 THS构型采用行星齿轮组作为能量耦合装置，两个电机和发动机分别连接在行星齿轮组的太阳轮、行星轮和齿圈上。该构型在混合驱动时，主要以发动机和电动机的功率向发电机和轮胎的分流的混联方式工作。虽然该构型一般不以串联模式工作，但在混联模式下，由于行星齿轮组的特性，可以通过两个电机同时调节发动机的转速和转矩以使其工作点落在高效区里，同样起到了串联模式调发动机工作点的作用。因此丰田采用的 THS构型的混动车燃油经济性表现优异。此外，该构型虽然最开始主要应用在HEV车型上，但是最近也出现了RAV4 PHEV等搭载THS系统的PHEV车型，可见THS系统扩展能力强，可以实现HEV、PHEV全覆盖。 但是，由于行星齿轮组结构复杂，对制造精度要求高，导致THS系统的制造难度相对较大，且控制比较复杂。由于丰田对THS系统研发的起步早、时间长，为行星齿轮组相关的构型申请了大量的专利，形成了很高的技术壁垒。 图 19：丰田THS混动系统构型原理 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 15 资料来源：搜狐汽车、天风证券研究所 图 20：THS系统行驶时工作模式 资料来源：搜狐汽车、天风证券研究所 2020年10月，丰田旗下子公司BluE Nexus与广汽集团就THS混动系统达成了技术转让协议。2021年5月广汽研究院发布了广汽钜浪动力混动系统，该混动系统由广汽自主研发的2.0TM 发动机+丰田 THS 系统组合而成，首款搭载该混动系统的车型广汽传祺第二代 GS8已于 2021年12月12日正式上市。 图 21：搭载丰田THS的广汽钜浪动力混动系统 资料来源：汽车之家、天风证券研究所 本田的i-MMD构型同样是性能优秀、应用广泛的一种混合动力构型。目前在售的雅阁 HEV、雅阁 PHEV、奥德赛混动版、CR-V PHEV等车型上均搭载了这一系统。 本田的 i-MMD 构型同样有两个电机，可以根据需求以串联或并联模式行驶，发动机始终工作在相对高效的区间里，有相对较好的油耗表现。而相比较于丰田的THS系统，i-MMD 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 16 系统避开了复杂的行星排结构，采用较少量的齿轮轴系即可实现动力的耦合和传递，结构简单，可靠性高，在保证性能的同时又具备相对较大的降本空间。此外，i-MMD 系统扩展能力同样较强，目前量产车型已经覆盖HEV和PHEV。 图 22：搭载i-MMD系统的本田车型 资料来源：本田汽车官网、天风证券研究所 图 23：本田i-MMD混动系统构型原理图 资料来源：本田汽车官网、天风证券研究所 图 24：本田i-MMD系统行驶模式 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 17 资料来源：本田汽车官网、天风证券研究所 4. 自主品牌相继推出新一代混动技术方案 4.1. 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。 图 25：比亚迪DM技术发展历程 资料来源：比亚迪DM-i发布会、天风证券研究所 4.1.1. DM-i：主打超低油耗 DM-i平台，i即intelligent，指智慧、节能、高效、主打超低油耗，满足“追求极致的行车能耗”的用户。DM-i 创造性的定义了以电为主的混动技术，围绕着大功率电机驱动和大容量动力电池供能为主，发动机为辅的电混架构。 DM-i平台实现五大核心系统的超越： 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 18 （1） 全球量产最高热效率 43.04%的发动机：DM-i混动系统配备了两款发动机，骁云插混专用1.5升高效发动机和为覆盖C级车的骁云插混专用涡轮增压1.5Ti高效发动机。 骁云插混专用 1.5升高效发动机：拥有全球领先的43.04%热效率，运用六大技术分别为：阿特金森循环、15.5 超高压缩比、超低摩擦技术、EGR废气再循环技术、分体冷却技术以及无轮系设计，实现热效率43.04%，峰值功率81kW，峰值扭矩135Nm。 骁云插混专用涡轮增压 1.5Ti高效发动机：运用12.5高压缩比、米勒循环、可变截面涡轮增压器以及超低摩擦等技术，实现热效率超40%，峰值功率102kW/5300rpm，峰值扭矩231 Nm/1350-4000rpm。 （2） EHS 电混系统：高度集成化，由双电机、双电控、直驱离合器、电机油冷系统、单挡减速器组成，其构型上与本田i-MMD类似，结构简化，集成度高。双电机可根据需求以串联或并联模式行驶，经济性好。EHS 电混系统的工作原理传承 DM1双电机总成，但相比第一代体积减少 30%，重量也减轻 30%。 EHS 电混系统以功率划分为三款，适配A-C级全部车型，采用扁线电机、油冷技术以及自主IGBT4.0技术。 （3） 功率型刀片电池：采用串联式电芯设计，提高体积利用率；电池卷芯采用软铝包装、刀片电池采用硬铝外壳包装，形成二次密封，提升安全等级；电池的单节电压高过 20V，单节电量 1.53kWh；整个电池包内有 10-20 节刀片电池，电池包结构简化，零部件减少35%。根据车型不同，搭载电池的电池电量从8.3 kWh-21.5 kWh，纯电续航里程从 50-120km 不等；磷酸铁锂更好的稳定性与刀片电池的结构设计保障电池整体的安全性；磷酸铁锂稳定的材料晶体结构搭配先进的热管理系统使刀片电池的寿命提升。 （4） 电池热管理系统：动力电池搭载脉冲自加热技术和冷媒直冷技术两项技术，脉冲自加热技术通过电池高频的充放电，使电池内部生热，从而达到电芯自加热效果，相比水加热，加热效率提升 10%，电池均温性更好，可适应更加寒冷的气候条件。冷媒直冷技术是指直接将冷媒通入电池包的冷却板上对电芯进行冷却，相比水冷，冷媒直冷技术的热交换率提升20%。 （5） 无铅化12V磷酸铁锂小电池：拥有独立的BMS系统，可实现充放电智能控制，系统效率相比铅酸电池提升13%。 图 26：比亚迪DM-i EHS电混构型 图 27：比亚迪DM-i 搭载的骁云插混专用发动机 资料来源：比亚迪DM-i发布会、天风证券研究所 资料来源：比亚迪DM-i发布会、天风证券研究所 图 28：比亚迪DM-i 搭载的专用刀片电池 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 19 资料来源：比亚迪DM-i发布会、天风证券研究所 DM-i超级混动系统在不同工况下的驱动模式如下： 纯电模式：当电量充足时，车辆纯电行