混动汽车行业专题报告混动高增长可期,产业
（报告出品方/作者：国泰君安证券，吴晓飞，赵水平）
1.多重因素催化，新一代混动将迎快速发展
1.1.上一代混动隶属边缘市场，新一代混动爆发在即
受限于新能源补贴政策、产品技术以及供给等因素影响，过去五年PHEV混动车型在新能源车技术路线中处于非主流地位，其销量与占比远低于纯电动车型，新能源车销量80%左右为纯电动车型。HEV混动车型过去并未被归到新能源车类别中，销量表现同样惨淡且不被市场重视，年PHEV与HEV车型各自销量仅20余万辆，在乘用车销量中占比仅1%左右。
上一代混动产品诟病多，市场认可度低。之前混动未被市场与消费者认可的核心原因来自于产品力本身，初期国产PHEV技术与产品不够成熟完善。市场上销售的PHEV车型的最大的诟病为亏电状态下油耗高（高于同级燃油车）且顿挫感明显消费者体验极差，纯电续航普遍仅在50-60公里，早期的混动车主基本都不具备完善的充电条件，很多车主经常在亏电状态下运行，体验较差，因此PHEV混动车型传播口碑与市场影响力一直不佳。与此同时HEV车型核心技术被日系垄断，市场上仅日系品牌供应且车型较少，同时性价比亦不突出
新一代混动产品力大幅提升，市场认可度大幅提升。通过技术的不断成熟与完善，从比亚迪DMI开始，彻底解决了亏电状态下的油耗问题，同时驾驶平顺性得到很好的解决，消费者的驾驶体验得到极大的提升，同时售价与同级别燃油车的差异由最初的6-8万降至1-2万，无论购置成本还是后期的使用成本都有较大的优势与吸引力。除比亚迪之外，长城、吉利、长安、广汽、奇瑞等车企纷纷推出自己的新一代混动系统，产品供给上也更为丰富。
自身产品力提升的同时，外部环境亦为混动发展带来契机。除了产品力本身的大幅改善之外，年以后双积分压力进一步加大，传统燃油车发动机节油技术提升接近极限，携带发动机动力的车型若想满足未来的油耗要求必须通过混动路线来实现。另外随着智能化浪潮趋势向前推进，为更好实现智能座舱与智能驾驶，车身电子电器需求日益增多，传统能源车型电子架构与电力供应无法满足智能化升级需求，而混动则可以很好地满足需求。
混动能缓解新能源快速发展中的痛点与社会问题。年以来新能源车快速发展，伴随而来的充电难与里程焦虑问题在新一代快充普及之前无法彻底解决。同时上游锂资源等原材料价格大涨，带电量低的混动车型对于车企来说不失为一种发展新能源并满足双积分的重要途径。另外过去汽车行业长期以内燃机动力为主，整个产业链年产值两千亿以上，产业链的替代与迁移涉及诸多社会问题，混动车型作为重要的过渡，对内燃机产业链的稳定过渡起到重要作用。
综合以上多因素，我们认为年将成为混动车型新一轮发展的新起点，混动行业有望迎来一轮爆发期，且有望长期内与纯电动车型共同支撑新能源行业的发展。
1.2.政策端：路线图+双积分提供双重支撑
1.2.1.新版路线图支持大力发展混动汽车
新版路线图支持混动汽车大力发展。依据最新发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，传统能源乘用车新车百公里油耗//年目标为5.6/4.8/4L。同时到年，新能源汽车销量预计占比50%以上，传统能源汽车新车均为混动类型。未来传统燃油车市场份额将逐步被混动汽车及其他形式的新能源汽车取代。
1.2.2.双积分压力逐步增加，混动替代燃油势在必行
为了实现节能减排等相关政策目标，双积分管理办法逐步落实、修订。工信部等五部门在年正式推出双积分政策，年又对双积分政策进行了修订，并明确了年至年新能源汽车积分比例要求分别为14%、16%、18%。对于车企生产的传统能源车没有达到当年油耗目标产生的CAFC（企业平均燃料消耗量）负积分，以及新能源汽车产量占比未达标的产生NEV（新能源汽车）负积分，两者均需要通过结转或者购买积分去实现负积分清零，对于负积分未清零的车企将不允许生产推出新车型。
随着发动机技术发展逼近极限，燃油车的油耗下降趋缓，政策压力逐步显现。尽管截止年境内车企整体累计积分仍为正值，但积分缺口已开始迅速扩大。年境内乘用车生产企业当年产生CAFC净积分为-万分，大幅下滑，首次为负；NEV净正积分为万分，已不足以抵扣当年度CAFC负积分。随着新版双积分政策要求与执行力度趋严，传统燃油车为主的车企面临的积分压力将进一步加大。（报告来源：未来智库）
燃油车产销量越高的车企，未来积分压力也将越大。从各个企业年积分情况来看，上汽、长安、吉利的CAFC负积分缺口较大；根据工信部披露的信息，年积分交易平均价格为元/分，部分超元/分，随着积分缺口加大，积分交易均价预计进一步提升，购买积分也将降低燃油车市场竞争力和车企的整体利润情况。混动作为加速替代燃油车最具性价比与现实意义的技术路线，大力发展将有望缓解双积分压力，混动技术未来也将成为现有车企过渡性发展的重要选择。
1.3.供给端：车企战略布局，混动加速替代燃油
为顺应长期战略转型新能源以及短期应对双积分压力，部分车企对新能源车态度已从被动接受转为主动布局，但纯电动车型在发展过程中仍有续航焦虑、充电难、盈利难的问题尚未完全破解，且其销量尚未形成足够规模，短期内无法迅速解决积分压力。从车企盈利持续性以及技术积累角度来说，混动将成为快速替代燃油车的最佳选择，未来新产品布局规划有望向混动倾斜。
国产品牌全面混动化的号角已吹响。以比亚迪超级混动的推出与热销为契机，比亚迪目前已基本完成原有燃油车的混动化转型，燃油车销量占比已将至10%以下。长城汽车全新柠檬DHT系统亦将助力产品逐步实现混动化转型，其中WEY品牌未来车型将率先实现全面混动化。吉利汽车发布全新雷神混合动力系统以践行未来的混动战略、长安汽车、奇瑞汽车等车企也推出了全新一代混动系统，国产品牌全新一代混动系统的车型将在年如雨后春笋般大规模推出。
全面布局混动为传统车企转型的重要战略选择。对于除造成新势力以外的大部分车企角度而言，综合考虑原有技术积累的利用、纯电动平台建设、产能爬坡、以及充电桩等设施的供应限制等问题，面对政策压力较为合理的决策是短期内加速布局混动车型，以缓解积分压力并可顺应新能源与智能化发展趋势。
1.4.需求端：新一代混动可极大满足用户各类需求
新一代混动车型亦能够满足消费者购车的经济性与性价比需求，同时可解决电动车痛点，也可满足汽车的智能化升级需求，综合来说，已可以极大地满足大部分消费者购车的各类需求。
1.4.1.经济型车消费群体最大，新一代混动车型已具备性价比
1.6L以下小排量车型占比最高。年按排量统计的乘用车销量情况，占销量68%的车型排量在1.0L-1.6L之间，小于1.6L的销量合计约70%，目前国内市场以耗经济型用车为主。
售价15万以下车型仍占据国内销量半壁以上江山。根据汽车之家终端零售预测数据显示，年售价在12-15万的燃油车销量最高，达到.7万辆，占比24%；15万元以下车型合计占比51.2%，可见国内燃油车市场偏低价车型占比仍超过一半。
而纯电车基本无法兼顾价格与续航里程。考虑到当前纯电车充电设施便利性和充电效率方面的缺陷，续航里程成为需求端考虑的关键指标之一。一般燃油车续航里程可达到-km，用新能源汽车销量前15名中的纯电动汽车参拟合进行粗略估计，续航里程达到km的纯电动车，售价一般要达到20万元，对比燃油车价格偏高。
以比亚迪DMI为代表的新一代混动车型实现了亏电状态下的低油耗大大降低了日常使用成本，同时在价格上已经与燃油车的差价降低至2万以内，较早期的6-8万价差已大幅降低，综合来看已具备较高的性价比与竞争力。
1.4.2.新一代混动车型可解决纯电车型的消费痛点
冬季续航能力下降以及充电慢充电难为纯电动车型的消费痛点。新能源纯电动车型冬天低温条件下续航能力下降成为北方地区电动车用户长期以来的诟病，虽然近年来随着热泵空调系统技术的发展能够一定程度上缓解冬季续航能力下降，但受限于成本与技术等问题，这一问题仍未得到解决。此外，随着电动车保有量的不断增加同时年进一步实现高速增长，但充电设施发展缓慢且超快充技术应用尚未成熟，充电慢且部分场景下排队时间过长成为新能源车主新的消费痛点。
纯电车电池性能在低温状态下会受到影响，导致续航里程大幅下滑，以及充电时长增加。根据“新出行”的测试数据结果，0~-15°环境下，部分测试车续航里程普遍下滑超过40%。以年不同地区新能源车和燃油车销量数据为例，东北地区、西北地区新能源车销量在全国销量的占比分别为1.33%和2.80%，显著低于同期两地区的燃油车销量占比6.43%和7.16%；如果排除插电混动类新能源车，仅考虑纯电车型差距会更大。由此可见，部分地区消费者会因冬季续航能力下降影响购买新能源车的需求。
通过观察年以来的新能源汽车保有量以及充电桩保有量数据变化情况，年充电桩数量与新能源车数量比值出现下降，且比值不足30%，考虑到部分桩存在损坏情况，充电柱数量不足以满足新能源车用户日常需求，因此充电难的问题在年显得尤为突出。
新一代混动可规避纯电汽车的消费痛点。混合动力汽车因为发动机系统的存在，冬季可以采用发动机余热进行供热，对纯电续航能力的影响有限。同时混合动力汽车可油可电，不存在里程焦虑与充电补能困难的问题，且最新混动系统大部分都解决了亏电状态下的油耗问题，因此消费者对充电补能的诉求远低于纯电动汽车。混合动力车型能够轻松规避掉纯电动车型当下存在的大部分消费痛点。
1.4.3.新一代混动车型可实现高阶智能化升级
随着特斯拉与造成新势力的销量不断增长，同时科技企业不断入局汽车行业，新能源与智能化浪潮趋势已不可逆转。未来车型智能化的重要性越来越显著，或将成为消费者购车决策的重要因素，燃油车因为整车电气架构以及电源电压电量、发动机控制难度大等问题无法实现更高级别的智能化升级。
HEV与PHEV类别的混动车型一般均有高压系统，且电机可以实现直驱，电压系统足以满足车上日益增多的电子电器部件，也可以通过电机实现更为精准及时的控制，可以实现更高级别的智能驾驶与智能座舱升级。（报告来源：未来智库）
2.混动技术路线百花齐放，国产品牌有望引领
2.1.混动的基本原理为通过削峰填谷提升系统效率
2.1.1.混动系统借助电机使发动机始终工作在高效区
传统燃油车发动机普遍存在的问题是在低速低负荷时工作输出效率低，与中高负荷油耗差异较大。混动技术解决该问题的核心原理是利用电机进行扬长避短，调控发动机在合适的高效工作区间内发挥左右，使得发动机热效率达到最高，进而实现节油。
如下将削峰填谷技术应用到具体场景中：
（1）行驶速度较低时，发动机停止、EV电机运作，这可以减少发动机低负荷时低效率工作，减少发动机怠速费油，同时，电机规避了发动机扭矩精确度失真的问题，可以维持很高的扭矩精度来确保温柔换向。
（2）正常行驶时，发动机伺机启动，如下图①处驾驶员油门较小，电机通过智能充电增大发动机负荷来提高发动机热效率，使发动机保持在BSFC高效区运转，而冗余的功率可以向动力电池充电，以备后续停车及低速驱动使用。
（3）加速超车等场景中，电机迅速补偿发动机扭矩，以消除发动机的涡轮迟滞影响，同时通过电机的智能放电，使发动机仍然维持在高效区运转。
（4）减速阶段，混动系统通过电机进行能量回收，而发动机及时停机则避免了发动机倒拖对回收能量的消耗。
2.1.2.混动系统的核心为控制策略的构建与实现
混动策略控制架构系统是混动技术得以具体应用的核心，在电机与发动机之间平衡分配工作，使得混动系统整体更具有燃油经济性，同时提升动力输出的平顺性提升驾驶体验。混合动力架构系统主要分四个层级：模式控制、SOC平衡控制、扭矩分配、部件控制，其中后三个层级要时刻受到系统能力约束。
其中模式控制是整个策略构建的顶层，直接决定各层级的控制幅度，它的主要任务是让车辆始终处于最为合适的模式，从而拥有较好的经济性、动力性。主要有以下四种模式：
电池的SOC（StateofCharge）平衡控制主要工作是计算发动机的目标功率，是扭矩分配的基准，使得SOC始终维持在合理的水平，既有提高良好的后备功率，也能保持良好的经济性。电池的期望充放电功率是SOC调节的关键，需要保证在任何工况下都保证电池SOC处于合理水平。
扭矩分配目的是根据具体的模式来协调各动力部件的输出，保证轮端扭矩符合驾驶员预期，同时要实现模式切换的平顺性。部件控制的输出就是整车控制器VCU最终的指令给到各ECU进行具体的动作。系统能力约束就是部件的设计物理极限、部件的外特性、电池的充放电功率等条件对整个系统各部件的功率、扭矩、转速上的约束与限制。
2.2.电压高低+串并联+电机位置构成不同技术方案
混动系统作为燃油车技术与纯电动技术的集大成者，系统本身复杂度高，技术路线与术语眼花缭乱，我们对各种不同技术路线术语的分类方式与内在关联情况及适用情况进行梳理如下：
2.2.1.弱混or强混or插混取决于电压高低与插电与否
依据系统电压高低以及能否插电将混动分为MHEV（48V低压系统弱混）、HEV（高压系统油电强混）、PHEV（高压系统插电式混动）三大类，此外PHEV细分类别中将串联式插电混动单独归类为增程式混动以作区分，其与普通PHEV的主要区别为发动机不能直驱而一直作为动力电池的充电工具。
48V轻混（MHEV）方案起源于欧洲并在欧洲流行，其主要是通过将原先支撑车内电器系统的12V电源增至48V，并可以让发动机启停介入更早且仍能支撑车内电器系统运转，此外BSG电机在起步和急加速时辅助发动机，以及在制动时回收一部分动能，但该电池系统与电机无法单独驱动车辆。由于其既不符合当下新能源车的标准，且在节油方面效果也十分有限，也无法满足日趋严格的双积分考核要求，因此该路线在国内市场一直处于边缘地带且销量惨淡。
国内市场主流的三大混动技术路线是HEV、PHEV以及增程式混动，每种技术路线都有各自的优缺点，且节油效果显著，可满足双积分日趋严格要求。我们看好以上这三种技术路线的混动，此后本文也主要针对HEV、PHEV以及增程式混动进行分析对比。
HEV技术更接近于燃油车时代的发展路径，关键在于通过电机的配合提高发动机效率以及优化传动系统，减少能源损耗以及保持动力输出的顺畅；而PHEV技术更接近于电动车的发展路径，随着动力电池成本下降，PHEV车型有增加电池容量和纯电续航的趋势，在电量充足情况下日常行驶与纯电车无异，同时在长途续航上又具备燃油车的优势，因此也成为众多车企转型纯电车的过渡选择，同时也满足消费者兼顾节能和续航的需求。
2.2.2.串并联方式不同带来系统驱动模式差异
串联式混动系统由发动机、发电机、电动机组成，运行原理是发动机带动发电机发电为动力电池充电、动力电池带动电机直接驱动，发动机仅提供充电功能而不参与驱动，全程电机驱动。代表车型为理想以及华为小康合作的增程式混动。
串联模式的优点是：1)发动机和驱动电机无直接连接关系，易于布置和设计；2)发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区稳定运行，因此可降低油耗;3)在拥堵路段，汽车在起步和低速时，只利用电池进行功率输出，纯电行驶更加环保。缺点：1）驱动电机功率要求较高，同时额外需要发电机增加了整车重量。2）用油发电经历2次能量损耗，并非高效率。
并联式混动是动力与电力驱动系统的整合，可以实现发动机和电机同步或者单独驱动，运行原理是当发动机处于中高速运转、高热传递功率时，发动机单独驱动；当中低速行驶时，发动机会进入高功率状态，冗余的功率传递给电池充电；当低速运行时，电机单独运行。（报告来源：未来智库）
并联模式的优点是：1）动力充足，电机、发动机可共同驱动驱动，动力总成是两者之和；2）在纯电模式下，同样有电动汽车安静、使用成本低的优点。而在混合动力模式下，有非常好的起步扭矩，加速性能出色；3）与传统燃油车类似，只在变速器前加入了p2\p3电机，改造成本低。
缺点：1）油耗相对难控制，并联式在混合动力模式下，发动机不能保证一直在最佳转速下工作，油耗比较高。2）馈电能力弱：发动机与电机共同驱动车轮的工况不能持久。持续加速时，电池的能量会很快耗尽，从而转为发动机直驱的模式。
并联模式的优点是：1）动力充足，电机、发动机可共同驱动驱动，动力总成是两者之和；2）在纯电模式下，同样有电动汽车安静、使用成本低的优点。而在混合动力模式下，有非常好的起步扭矩，加速性能出色；3）与传统燃油车类似，只在变速器前加入了p2\p3电机，改造成本低。缺点：1）油耗相对难控制，并联式在混合动力模式下，发动机不能保证一直在最佳转速下工作，油耗比较高。2）馈电能力弱：发动机与电机共同驱动车轮的工况不能持久。持续加速时，电池的能量会很快耗尽，从而转为发动机直驱的模式。
该模式的优点是结合了并联串联两种模式的优点，在不同的场合有着最优的输出模式。缺点是：1）结构复杂，组件众多。增加了电力总成的组件，增加了整车的重量，2）工作逻辑复杂，控制要求高：混联式对系统的匹配和调校要求也就更高都需要长时间的经验积累，对厂商的成本上升。
2.2.3.电机数量与位置不同（P0-P4）带来性能差异
混动系统中P0-P4分别代表电机布置在发动机、变速箱的输入输出轴的不同位置，电机位置布置差异会带来性能的不同：P0：电机在发动机输入轴位置，是一种最基础的混合动力电机布置方式，主要应用在轻混车型中。BSG电机被安装在曲轴的后端，电机通过皮带驱动曲轴，可快速将熄火的发动机拖动点火，应用于Start-Stop系统上。
P1：电机在发动机输出轴上，P1结构的核心是ISG电机，直接集成在发动机主轴上。当驾驶员踩下加速踏板后，ECU会控制P1电机输出扭矩对发动机进行辅助，从而使得车辆达到节油目的。
P2/P2.5：电机在变速箱输入轴上或双离合变速器中间，在P2系统中双离合是指在发动机与电机、电机与变速箱之间各有一个离合器。电机可以通过离合器与发动机断开连接，它对燃油经济性的帮助显著提升，同时提升动能回收效率。
P3：电动机在变速箱输出端，降低了以往变速箱所承受的负荷，有利于充分发挥电机的动力。在P3结构下为了实现对电机的转速与扭矩的扩展往往会再联接一台减速器与车轮相连，可以获得更强的加速能力同时提升动能回收。
P4：电机加装在后桥上，这种布置形式主要通过前后轴两台电机的使用实现四驱。在纯电模式下，后桥电机单独驱动。在混动模式下，发动机与电机同时工作，整车的最大输出功率与输出扭矩可以达到电机与发动机二者之和。
PS：行星齿轮ECVT+双电机系统，这种混动方式的核心是通过采用单个或多个行星齿轮组，将双电机与发动机的动力输出进行柔性耦合。每个行星齿轮组具有三个自由度，通过对行星齿轮组中各个部件进行智能控制，可以让单、双电机与发动机动力顺畅输出。
2.3.国产品牌积极布局打磨新一代混动技术
2.3.1.比亚迪DMI超级混动车型成为燃油颠覆者
比亚迪DM（DualMode）系统是国内起步较早且率先在量产车型上搭载的插电混动系统，目前已更新至DM4.0，划分以动力优先的DM-p（powerful）系统和节能优先的DM-I（intelligent）系统。DM-p以P0+P4双电机四驱架构，通过在后桥加装BSG电机提高发动机功率提供强劲动力。
DMI系统于年1月正式发布，年3月车型发布上市，以热效率高达43%的专用插混发动机、大容量刀片电池和动力输出更平顺的E-CVT传动系统引发
