《电力设备新能源行业动力电池成本系列报告之一：如何优雅地拆解动力电池成本？-20191106-光大证券-35页》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力设备新能源行业动力电池成本系列报告之一：如何优雅地拆解动力电池成本？-20191106-光大证券-35页（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 敬请参阅最后一页特别声明 1 证券研究报告 2019 年 11 月 6 日 电力设备新能源 如何优雅地拆解动力电池成本 动力电池成本系列报告之一 行业深度 模型框架模型框架 动力电池的成本是市场关注的重点 新能源汽车行业仍在拐点之前 传统燃油车与电动汽车的成本差是新能源汽车渗透率增长的重要因素 为了定量研究动力电池成本 我们将电池成本和性能结合起来 建立了 一个自下而上的模型 利用该模型可以静态地计算材料成本 硬件成本 以及各工序的生产制造成本 并且可以动态地区分材料价格变化 技术 进步 工艺改进等因素导致的成本下降 车辆及电池设计车辆及电池设计 1 车辆设计 从用户需求出发 设计单车带电量
2、 续驶里程及 Pack 内电芯 模组的数量和组合方式 2 材料层面 材料属性决定电池的电 化学性能及物理参数 3 电芯设计 核心是确定正负极材料涂层的厚 度 进而设计电芯的外形尺寸 4 模组及 Pack 设计 由电芯参数外推 得出 物料成本物料成本 1 物料用量 由电芯容量 活性材料克容量等参数计算出正 负极 材料 电解液 隔膜 铜箔 铝箔及其他组件的理论用量 并根据良品 率 材料利用率等进行调整 2 物料价格 根据市场价格做出假设 包括主 辅材及硬件 3 物料成本汇总 由物料用量和价格计算得出 生产成本生产成本 1 工厂设计 对动力电池年产能 良品率 人员工资 设备折旧 率 间接费用假设等做
3、出假设 2 生产工序 主要是各工序的设备投 资额及人员配置 3 直接人工 制造费用计算 根据设备折旧 人员工 资费用及间接费用计算出结果 成本汇总及验证成本汇总及验证 将物料成本和生产成本汇总到一起 得到动力电池 Pack 的成本 根 据计算结果 LFP NCM622 NCM523Pack 的成本分别为 0 66 0 76 0 80 元 Wh 宁德时代 2018 年动力电池综合成本约 0 76 元 Wh 动力电池 Pack 成本中 直接材料占比约 84 89 直接人工占比约 2 8 3 8 制造费用占比约 8 6 11 8 基本符合现实 投资建议投资建议 根据模型 降低动力电池成本的路径包括
4、更具性价比的材料体系 更精简的电池设计 更低的物料价格 工艺改进 设备改进 根据以上 结论 建议关注 1 宁德时代 比亚迪 国轩高科等优质电池企业 2 当升科技 璞泰来 恩捷股份 容百科技 贝特瑞等材料龙头企业 3 先导智能 赢合科技等设备企业 风险分析 风险分析 政策风险 技术路线变更风险 竞争加剧风险 原材料价格波动风险 买入 维持 分析师 王威 执业证书编号 S0930517030001 021 52523818 Wangwei2016 马瑞山 执业证书编号 S0930518080001 021 52523850 mars 行业与上证指数对比图 20 5 10 25 40 08 18 1
5、0 18 11 18 01 19 03 19 04 19 06 19 07 19 电力设备新能源沪深300 资料来源 Wind 2 3 1 7 6 1 5 0 4 3 3 4 8 2 0 1 9 1 1 0 6 1 3 5 8 2019 11 06 电力设备新能源 敬请参阅最后一页特别声明 2 证券研究报告 投资投资聚焦聚焦 研究背景研究背景 动力电池是新能源汽车的核心构成之一 直接决定车辆性能和成本 电 池成本下降的幅度直接影响新能源汽车的推广应用 在本篇研报中 我们参 考一些学术资料及产业人士的观点建立了成本模型 对动力电池成本的诸多 问题展开系列研究 创新之处创新之处 目前市场对动力电池
6、成本的研究相对简单而且偏静态 我们系统性地建 立了自下而上的成本模型 可以对直接材料 直接人工 制造费用三大项进 行拆分 并且可以动态区分材料价格变化 技术进步 工艺改进导致的成本 下降 在后续的系列报告中 我们将对不同材料体系的动力电池进行对比研 究 并且对成本下降的可能路径进行分析 投资观点投资观点 目前新能源汽车的销量渗透率不足 5 用户体验 充电 续航 智能 网联 还有待改善 更重要的是 电动汽车与燃油汽车之间还存在较大的成 本差 我们相信 随着动力电池成本的下降 新能源汽车有望迎来高速增长 的拐点 根据成本模型 我们对动力电池的降本路径进行了初步分析 结论如下 不同的材料体系对应不同
7、的电池成本 例如 LFP LMO 电池 Pack 的 成本比 NCM523 低 18 22 电芯成本低了 25 29 物料价格下降可以降低成本 如果将 NCA NCM811 正极活性材料 的价格由 195 元 kg 调整至 150 元 kg 下降 23 那么 NCM811 电芯的成本将由 620 元 kWh 下降至 548 元 kWh 下降 12 更精简的电池设计有助于降低成本 参考 CATL 提出的 CTP 技术 假设模组硬件物料成本降低 80 减掉相应的模组组装设备和人员 那么 Pack 成本下降约 10 15 工艺改进也是动力电池降本的方式之一 在模型中 我们假设电芯良 品率为 95 如
8、果良品率提升至 98 那么成本下降约 1 5 2 设备改进也能使得电池成本下降 在模型中 我们假设单 Gwh 设备 投资额为 3 亿元 如果降低 10 至 2 7 亿元 则动力电池 Pack 成本 降低不到 1 综上所述 动力电池成本的下降主要依赖 1 更具性价比的材料体 系 2 更精简的电池设计 3 更低的物料价格 4 工艺改进 5 设备改进 动力电池及材料 设备龙头企业在多个方面具备成本优势 高镍 三元 磷酸铁锂体系更具性价比 建议关注 1 宁德时代 比亚迪 国 轩高科等优质电池企业 2 当升科技 璞泰来 恩捷股份 容百科技 贝特瑞等材料龙头企业 3 先导智能 赢合科技等设备企业 2 3
9、1 7 6 1 5 0 4 3 3 4 8 2 0 1 9 1 1 0 6 1 3 5 8 2019 11 06 电力设备新能源 敬请参阅最后一页特别声明 3 证券研究报告 目目 录录 1 模型框架 自下而上建立动态成本模型 6 2 车辆及电池设计 9 2 1 材料层面 电池的电化学属性 9 2 2 车辆设计 电动车性能决定 Pack 设计 12 2 3 电芯设计 性能决定尺寸参数 12 2 4 模组及 Pack 设计 由电芯参数推导得出 14 3 物料成本 15 3 1 物料用量 主 辅材 结构件 15 3 2 物料价格 价格由市场决定 17 3 3 物料成本汇总 由物料用量和价格计算得出
10、20 4 生产成本 22 4 1 工厂设计 产能 6Gwh 良品率较高 22 4 2 生产工序 极片制备 电芯装配 模组 Pack 组装 23 4 3 厂房 设备及人员 单线设备投资额约 3 亿元 24 4 4 生产成本汇总 直接人工 制造费用 25 5 成本汇总 验证及降本路径 26 5 1 成本汇总 物料成本 生产成本 26 5 2 结果验证 总成本和拆分结果基本符合现实 28 5 3 降本路径 技术 工艺改进等 29 6 投资建议 33 7 风险分析 34 2 3 1 7 6 1 5 0 4 3 3 4 8 2 0 1 9 1 1 0 6 1 3 5 8 2019 11 06 电力设备新
11、能源 敬请参阅最后一页特别声明 4 证券研究报告 图图 目目 录录 图 1 美国纯电动中型车价格构成及燃油车对比 6 图 2 全球智能手机出货量渗透率 单季度 7 图 3 国内新能源汽车销量渗透率 季度累计值 7 图 4 2015 2018 年宁德时代动力电池价格 7 图 5 近年来宁德时代 国轩高科 孚能科技动力电池业务毛利率 7 图 6 动力电池成本模型的框架 8 图 7 动力电池材料用量的测算思路 9 图 8 动力电池叠层结构 12 图 9 动力电池外形 13 图 10 Bicell 示意图 13 图 11 动力电池模组示意图 14 图 12 近半年来三元材料 333 型价格趋势图 18
12、 图 13 近半年来三元材料 5 系 动力型 价格趋势图 18 图 14 近半年来三元材料 6 系 常规型 价格趋势图 18 图 15 近半年来三元材料 8 系价格趋势图 18 图 16 近半年来磷酸铁锂 动力型 价格趋势图 18 图 17 今年以来锰酸锂 动力型 价格趋势图 18 图 18 近半年来中端人造石墨价格趋势图 19 图 19 动力电池生产流程 24 图 20 分切前的极片 24 图 21 宁德时代动力电池业务成本 28 图 22 宁德时代动力电池成本 2018 年 与模型计算结果对比 单位 元 kWh 28 图 23 宁德时代 2017 年主营业务成本构成 28 图 24 孚能科
13、技 2018 年动力电池系统成本构成 28 图 25 NCM523 动力电池电芯成本构成 29 图 26 NCM523 动力电池 Pack 成本构成 29 图 27 LFP 动力电池电芯成本构成 29 图 28 LFP 动力电池 Pack 成本构成 29 图 29 动力电池降本路径 30 图 30 不同材料体系的动力电池成本 30 图 31 NCM811 正极材料价格对应的电芯成本 31 图 32 NCM811 正极材料价格对应的 Pack 成本 31 图 33 NCA 正极材料价格对应的电芯成本 31 图 34 NCA 正极材料价格对应的 Pack 成本 31 图 35 结构精简后 Pack
14、 成本与原值对比 32 图 36 良品率提升后 Pack 成本与原值对比 32 2 3 1 7 6 1 5 0 4 3 3 4 8 2 0 1 9 1 1 0 6 1 3 5 8 2019 11 06 电力设备新能源 敬请参阅最后一页特别声明 5 证券研究报告 图 37 良品率提升后 Pack 成本与原值对比 33 表表 目目 录录 表 1 正极材料基础参数及假设 10 表 2 负极材料基础参数及假设 10 表 3 集流体 隔膜 电解液基础参数及假设 11 表 4 电池中锂 镍 钴 锰质量占比 11 表 5 电池 OCV SOC 曲线 11 表 6 车辆及电池基础假设 12 表 7 动力电池电
15、芯尺寸参数 14 表 8 动力电池模组参数 15 表 9 动力电池 Pack 参数 15 表 10 单电芯正极材料理论用量 16 表 11 单电芯负极材料理论用量 16 表 12 单个电芯其他材料及硬件理论用量 17 表 13 单 kWh 动力电池对应的材料理论用量 17 表 14 正极材料材价格设定 19 表 15 负极材料价格设定 19 表 16 集流体 隔膜 电解液价格设定 19 表 17 动力电池硬件成本公式 20 表 18 制造单个 A 品电芯消耗材料 20 表 19 每年消耗电芯材料合计 21 表 20 单个电池 Pack 物料成本构成 21 表 21 单 Wh 动力电池物料成本构
16、成 22 表 22 工厂产能假设 22 表 23 电芯良品率及生产流程中材料利用率假设 23 表 24 动力电池生产线设备 人员及占地面积 25 表 25 生产成本参数假设 26 表 26 单个 Pack 的生产成本汇总结果 26 表 27 动力电池 Pack 成本拆分 27 表 28 动力电池电芯度电成本拆分 27 2 3 1 7 6 1 5 0 4 3 3 4 8 2 0 1 9 1 1 0 6 1 3 5 8 2019 11 06 电力设备新能源 敬请参阅最后一页特别声明 6 证券研究报告 1 模型框架 模型框架 自下而上自下而上建立动态成本模型建立动态成本模型 动力电池的成本一直是市场关注的重点 动力电池成本定量研究的意义 在于 1 动力电池价格下降使得电动车的成本降低 从而推动新能源汽 车的广泛使用 研究动力电池成本下降空间有助于跟踪电动车销量拐点 2 动力电池成本下降节奏直接影响电池厂商盈利状况 3 作为动力电池的 上游 电池材料厂商的量价趋势也与电池成本相关 根据 Gartner 的数据 全球智能手机渗透率自 2009 年起迅速提升 2009 2015 每年平均提升 9p
