「行业深度」新能源车装备：减速器齿轮、一体化压铸设备景气赛道

强驴

2022-07-12 18:56·深度产业观察
新能源汽车销量持续快步增长，短期供应链影响修复，5 月以来行业景气逐步复苏。受疫 情影响， 4 月新能源车销量环比有所下滑，随着疫情的有效控制以及复产复工的进程加快， 5 月产销迎来好转。2022 年 1-5 月新能源汽车累计销量超 200 万辆，同比增长 110.90%； 其中 1-5 月纯电动汽车和插电混合动力汽车销量分别完成 158.6 万辆和 41.6 万辆，同比分 别增长 100%和 167%。随着供应链加速恢复，新能源汽车产销情况有望持续向好；多省 市陆续发布汽车补贴政策，拉动汽车行业需求增长，有望带动销量继续攀升。

建议优选新能源车产业链中竞争格局较好的细分龙头 ，关注减速器齿轮、一体化压铸设备、 轴承零部件等壁垒较高、格局较好的高景气赛道。

一方面，国内外汽车电动化趋势迅猛， 2022~2023 新能源车销量有望继续呈高速增长趋势，零部件及生产设备市场空间迅速扩容；

另一方面， 电动化带来的技术变更对零部件及装备提出新的要求，导致 供应链格局重构， 专业第三方企业将迎来成长新机遇。 受益于汽车电动化技术变革的细分板块包括： 1）减 速器齿轮：新能源车齿轮竞争壁垒显著提升，具备技术及产能先发优势的专业第三方齿轮 供应商崛起； 2）一体化压铸设备 ：一体压铸颠覆汽车制造工艺 ，国产压铸设备需求景气 向上；3）轴承零部件：新能源车本土制造崛起推动轴承产业链本地化；4）新能源车自动 化装备：扁线电机渗透率逐步提升，扁线 电机自动化产线需求显现； 5）锂电池设备：关注电池技术创新带来的新需求：激光焊接、叠片技术、机器视觉等。

一、锂电设备：受益全球电池产能扩张，设备公司在手订单充足

22 年国内电池厂商继续扩产能，预计 23 年锂电设备需求将创新高

2022H1 电池厂商继续扩产，我们预计 22-25 年锂电设备累计需求超过 5800 亿。截至 22 年 6 月，我们统计国内外主要电池厂产能规划超过 2800GW ，我们测算 2021 年全球锂电 设备需求为 916 亿元，预计 2023 年将增长至 1830 亿元，2022-2023 年复合增速 19.92%。 自 21 年以来，国内外主要锂电设备企业总规划产能已经达到 2791GWh，假设这些产能都 能在 25 年前投产，那么未来 4 年锂电设备累计市场需求有望达到 5861 亿元。

海外电池厂接力国内扩产需求，储能装机需求接力动力锂电持续增长

从下游需求（动力 +储能 +小型电池）来看， 25 年全球动力电池需求为 1392GWh（国内 706GWh，海外 686GWh）。25 年储能装机需求 370GWh，小型电池装机需求 177GWh， 其他（船舶机械等）电池装机需求为 50GWh。

关注电池技术创新带来的新需求：激光焊接、叠片技术、 机器视觉等

4680 电池采用无极耳技术，大大降低电池内阻，大幅提升电池能量密度。相比 18650 和 21700 电池，4680 尺寸更大，能量密度更高。据特斯拉于 2020 年超级电池日的介绍， 4680 电池单体电芯能量较前代 21700 电池提升了 5 倍，输出功率提升 6 倍，带动动力电 池的发展推进新时代。据亿纬锂能董事长刘金成（2022.03.27 电动车百人会论坛），4680 电池工艺路径较前代 2170 电池工艺路径缩短了 30%，每 GWh 生产效率更高，对比方形 电池的制造成本下降 42%。

4680 大圆柱电池生产工艺难点集中在卷绕和封口： 1）在卷绕过程中，为保证电芯组装成的电池具有高一致性，需要对卷绕张力进行控制， 张力波动会使得卷绕出的电芯产生不均匀的拉伸形变， 严重影响产品的一致性。 由于 4680 电池相比原先的 18650/21700 放大了电极表面积，也因此使得张力控制变得更难。

2）4680 电池极耳数量多，单车装配量大，比 21700 电池的焊点数量提高五倍以上。根据 GGII 数据，4680 电池的“无极耳”并非真的没有极耳，而是在正极或负极上增加很多极 耳，可以理解为一种特定形式的“全极耳”。与 21700 电池相比，4680 的焊点数量提高五 倍以上，也对焊接的精度、质量、一致性要求更高，对焊接机器的稳定性和可靠性要求更 高。同时，由于圆柱电池体积小于方壳电池，同样电量的电动车需要搭载圆柱电池的数量 数倍于方壳电池，需要更多的焊接设备进行加工。

方形和软包电池电芯装配工艺环节开始大规模采用叠片技术。 软包采用叠片工艺，圆柱采 用卷绕工艺，方壳采用卷绕工艺。随着叠片机效率的提升，成本下降， BYD、蜂巢能源等 主流厂商开始大规模采用叠片工艺， 2021 年成为叠片机的元年， 预计未来叠片机的需求 会持续增长。

随着动力电池对电芯的品质要求较高，全自动化设备市场需求逐步加大 。一方面，大企业 整线改造升级加速；另一方面，新建项目对于智能设备的投入加大，其中包括机器人、机 器视觉、 AGV/AMR、 智能仓储系统等。我们预计，锂电池产业对于机器人为代表的智能 设备的需求将持续旺盛，锂电池厂商对于机器人的综合性能要求将日趋提升。从机器人的 应用角度来看，前段工艺机器人的应用场景较少，基本由专机设备完成，机器人应用主要 集中在中后段工艺环节，其中包括电芯装配、检测、电池组装等环节，涉及卷绕、 包装、 检测、入壳、化成分容、PACK 等工艺。

数码电池以 SCARA 为主，动力电池以多关节机器人为主。 SCARA 在实现产品的快速转 型以及取代直线滑台上具有优势。在数码电池的生产过程中，因为电池产品种类多，需要 频繁换型， SCARA 使用量比较大；而动力电池产品相对单一且体积和重量较大，在产线 后端的搬运和装箱上使用大负载的多关节机器人更方便。

随着锂电芯生产工艺过程自动化程度不断提高，加上对安全性和降本增效的要求，视觉检 测技术的应用逐步普及。视觉检测模块可嵌入式的安装在辊压机后、分条/模切机、卷绕机 上，无需对原有设备进行改造，就可以快速检测极片表面缺陷、极片毛刺、极耳缺陷、卷 绕对位精度等。根据奥普特官网，奥普特机器视觉整体方案在锂离子电池极片瑕疵检测和 极耳尺寸测量的应用，速度 120 米/分钟，检测瑕疵种类超过 15 种。

智能仓储物流系统提升生产及管理智能化。 锂电池企业越来越重视其原料仓、线边仓及成 品仓的智能化管理，越来越倾向于利用自动化立体仓库提升厂区空间的利用率及电池的便 捷存取，同时使用 AGV/AMR 实现工艺之间的物料、半成品的运输，便于生产物料的监管。 此外，将电池生产工艺与自动化物流系统完美结合，通过存储设备、输送设备、装盘区设 备、NG 站等专机，实现电池生产全工艺过程的自动化、智能化，达到生产企业预期的指标。

锂电设备企业已经具备全球竞争力

依托于多年积累形成的技术储备、产业链配套、整线交付使设备一致性、良率 提高、大规模制造等竞争力，中国产品、中国方案、中国技术将深度参与到其电池产业构 建之中，锂电设备有望全面参与全球竞争。2019 年 2 月，先导智能与欧洲知名电池厂商 Northvolt 签订锂电池生产设备框架协议，双方计划在未来进行约 19.39 亿元人民币的业务 合作。这是我国首次将自主研发制造的高端锂电池装备出口到欧美发达国家，国产锂电设 备开始出口拓展阶段。随着国内头部设备企业进入国际一线电池企业供应链，“出海”速 度也在加快，利元亨、海目星激光、先导智能、嘉拓智能、联赢激光等领先装备企业已经 进入国际车企/动力电池巨头供应链，全球化路径逐渐延伸至远。

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二、一体化压铸设备：颠覆汽车制造工艺，大型压铸机成长性凸显

一体压铸是通过大吨位压铸机，将多个单独、分散的铝合金零部件高度集成，再一次成型 压铸为 1-2 个大型铝铸件。2020 年之前压铸机最大吨位为 4500 吨，压铸机主要用于小型 零部件。小型零部件主要包括车门框、A 柱、后纵架、尾箱盖、三合一/五合一动力总成外 壳等大型车身构件，需要使用 4000T 压铸机制造，减震塔使用 2500 吨压铸机制造，重卡 发动机缸体使用 4500 吨压铸机制造。传统造车工艺包括冲压、焊装、涂装、总装四个步 骤，一体化压铸覆盖了冲压和焊装两个步骤，以单个大型铝铸件替代大量的小型零件，与 传统汽车制造相比具有显著优势。

特斯拉近期计划用 2~3 个大型压铸件拼接成整个下车体总成，替换掉原来的 370 个零件。 2020 年 9 月 22 日的特斯拉电池日发布会上，车身一体化的构想（即“一体化压铸前底板 +CTC+一体化压铸后底板”）被提出，极简化汽车制造方式对大型压铸机产生需求。马斯 克称特斯拉 Model Y 将采用一体压铸生产车身后底板总成，2021 年特斯拉发布的 Model Y，一体压铸了车身的整个后底板，一体压铸件包含了整车左右侧的后轮罩内板、后纵梁、 底板连接板、梁内加强板等零件。根据特斯拉远期计划， 未来可实现底盘甚至白车身一次 压铸成型，整车将由 8 个构件组成，代替 200-400 个零部件，生产成本有望下降 40%，从 而完全取消组装生产线，对应的压铸机吨位有望达到 10000T 以上。

一体压铸优势体现在降本提效上：1）后桥轮拱上方部位零部件加工时间从 1~2 小时缩减 到 3~5 分钟；2）为汽车生产提供了较高的灵活度，缩短了车型开发周期，新车开发周期 从过去的 6 个月缩短到 2~3 个月；3）通过设备、人员、场地的节省，制造成本降低 40%。

根据中汽协数据及我们的预测， 2022~2030 年 中国 /全球新能源汽车一体压铸设备年均需 求为 72/181 亿元。如果考虑燃油车也有减重需求，采用一体压铸工艺，我们假设 2030 年 一体压铸在新能源车/燃油车的渗透率分别为 100%/20%，那么全球燃油车对一体压铸设备 的年均新增需求为 32 亿。因此，综合考虑新能车和燃油车需求，一体压铸设备年均 新增 需求为 213 亿元。核心假设：

1）新能源乘用车产量：根据中汽协数据，2023-2030 年中国乘用车产量增速为 4%，根据 各国规划的新能车数量，我们预计 2030 年我国新能源车渗透率为 55%，我们预计 2030 年全球新能源车渗透率为 50%。

2）随着特斯拉的示范效应，一体压铸产业趋势开始逐渐明朗，越来越多的车企和压铸厂 开始研究一体压铸工艺和材料，我们认为基于一体压铸的低成本高效率，减重提升续航里 程的显著优势，未来一体压铸有望在新能源车领域全面应用，同时在燃油车上部分渗透。

3）根据特斯拉官网， 从特斯拉 加州基地的设备节 拍和专利披露的 生产节拍来看，生产一 个铸件的时间大约为 147 秒，专利上特斯拉给出的节拍范围为 60~120 秒且设备的有效工 作时间为 75%，那么每天共计生产：（24*60*60/147）*0.75＝441 件，每年生产 50 周，

每台压铸机年产能为 441*7*50=154350 件。

4）一体化压铸部件：新能源车 6000 吨以上一体压铸可应用的部位为前、中、后底板 3 个 部位，4000 吨一体压铸可应用的部件为电池包、电机电控壳体、副车架、车门*4、后盖共 计 8 个部位；燃油车可用 6000 吨以上一体压铸可应用的部位为前、中、后底板 3 个部位， 4000 吨一体压铸可应用的部件为车架、车门*4、后盖共计 6 个部位。

5）根据调研，4000 吨压铸机解决方案约为 3600 万元，一体压铸所需 6000 吨及以上的压 铸解决方案均价约 1 亿元。

越来越多车企跟进，压铸厂积极新建一体压铸产能。跟进这项工艺的车企中，特斯拉是采 取完全自供的方式，蔚来、理想、小米是外供，小鹏、大众是自供+外供相结合，根据沃尔 沃 2022 年 5 月 20 日发布的新闻，沃尔沃将在下一代纯电车型上采用自供方式，奔驰、福 特、一汽等传统造车企业也在陆续跟进布局，我们认为未来还会有更多车企加入。

布勒、力劲、伊之密和海天金属是一体压铸领域最主要的参与者。 压铸机行业竞争格局较 为稳定，市场份额排名靠前且具备一定规模的企业有力劲科技、伊之密、海天金属，瑞士 布勒。从产品吨位来看，国内具备 6000 吨以上大型压铸机设计、生产能力的企业仅有力 劲、伊之密和海天金属，海外领先企业是瑞士布勒。

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三、减速器齿轮：新能源车产业链中格局较好的细分赛道之一

与传统车齿轮相比，纯电动汽车减速器齿轮在转速、强度、噪音上的性能要求更高 ，推高 了齿轮行业的技术壁垒 。新能源汽车时代，电动车减速器齿轮的高转速使得对齿轮精度、 噪音控制要求、加工难度大幅提升，在热处理和磨齿等关键制造技术上变得更加严格，齿 轮精度从传统燃油车变速箱齿轮精度的 6-7 级提高到更为精密的 4-5 级。高精度齿轮生产 加工流程主要包括粗加工、热处理、精加工三大部分。齿轮制造的设计、加工、工艺制造、 检验、质量体系等多个环节都会影响齿轮成品的品质，对齿轮精密度影响最大的技术是热 处理和磨齿。

汽车电动化引发的技术变革打破了传动齿轮固有行业格局，独立第三方齿轮厂商有望加速 崛起：

1）车辆齿轮传动产品过往在乘用车应用领域呈现出“自给自足”的业态，但随着 汽车产业的升级变革，特别电动化趋势，使得整车及部件企业自身所面临的核心创新能力 与制造能力的竞争格局发生变化，企业竞争高地从动力系统变为智能化，这一态势让原有 格局逐步走向分工协作、协同发展，原本封闭的零部件供 应链逐渐向外部市场打开。

2） 在新能源汽车电驱动系统中，电机、控制器和减速器往往作为“三合一”模块提供给主机 厂，减速器齿轮与电机轴或供给“三合一”电驱动厂商，或供给车企的电驱动工厂，由于 电驱动系统对齿轮的设计要求较传统燃油车更高，对高转速、高承载、啮合精度以及噪声 的性能要求大幅提升，从而提高了行业的技术门槛，而电驱动厂商更注重驱动系统的整体 设计与方案解决，因此在齿轮生产环节往往采用外包模式，具有技术实力的少数独立第三 方齿轮厂商迎来重大崛起机遇。

减速器齿轮的制造产能建设周期长、资金需求量大，较早布局产能的独立第三方齿轮厂商 具备先发优势，市场有望向少数先发头部企业集中，格局优化。 近年来行业头部企业顺应 行业趋势提前布局并建成了可满足当下及一定前瞻性需求的产能，与战略客户构建快速响 应、 协同共生的合作关系。 大规模、 多基地的项目投资形成了在一段时期内先发企业的 “护城河”。而且经过多年投入，头部企业已拥有适应高端制造装备需求的各类国际一流的 大型齿轮制造设备，并且与设备供应商进行技术合作，寻求降本增效的优化方案，具备对 高端设备二次开发的能力，不断打造、巩固公司的“装备能力”。同时，在全球充满诸多不 确定性的大环境下，越来越多的客户不再单纯地追求成本优势，而是强调产品质量保证和 交期保证，更多地选择与供应商形成深度的合作关系以保障其供应链的安全和稳定。头部 企业规模化的设备投资、高质量生产能力、精密化制造工艺可以更好满足下游客户的需求。

建议关注主流 新能源车齿轮 企业在三个方面的超预期空间： 1）中国齿轮工业具全球优势， 随着本土公司发展壮大，欧洲市场已开始突破，未来海外将成为新的成长点； 2）新能源 时代国内外新势力对专业第三方齿轮依赖度大增，龙头公司的盈利能力或将高于历史均值； 3）齿轮是工业之基， 具备多行业、多品类延展潜力，机器人减速器、消费级齿轮等领域 的延展值得关注，庞大本土机器人市场将有望培育出本土机器人 RV 减速器龙头。

四、轴承：新能源车本土制造崛起，推动轴承产业链本地化

轴承产业下游应用领域广泛，以汽车领域占比最高。 以国内市场情况来看，轴承下游广泛 应用于工业自动化、高端装备、机器人、汽车制造等领域 。 2020 年轴承应用领域占比最 高的前三个领域分别为汽车、家用电器以及电机，分别占比为 37.4%、12.4%、10.6%。

新能源车渗透率提升，自主品牌市占率稳步上行 。据中汽协，1-5 月自主品牌汽车累计销 量 381.3 万辆，同比增长 8.8%，本土车企市占率持续提升，1-5 月达 47.4%，相比去年同 期+5.7pct，德系、日系前 5 月累计渗透率同比均有下滑，呈现萎缩态势。

本土新能源车制造的崛起有望推动轴承产业链的本地化 。轴承产业多临需而建，据头豹研 究院，占全球份额约 70%的前八大家（舍弗勒、斯凯孚、恩斯克、捷太格特、恩梯恩、不 二越、美蓓亚、铁姆肯）在全球范围内均设有制造基地，就近服务当地及区域内的制造业 生产。据头豹研究院，2020 年亚洲占全球轴承消费量的 50%。相应的，亚洲具备八大家 较多的制造基地，其中，日本和中国均拥有全部八大家的主要制造基地。另外，东南亚及 印度也拥有一个或多个巨头轴承制造基地。 因此，新能源车本土企业的崛起有望拉动本土 轴承及产业链需求的增长。同时由于近几年国际形势导 致的海运物流的不确定性提升，企 业更多考虑供应链安全，会更倾向于本土化供应链的建立。 舍弗勒、斯凯孚等国际巨头近 25 年间均逐步在中国新增制造基地，与此同时，他们也在关停欧美的工厂。

传动系、驱动系、行驶系均需要使用轴承。 燃油汽车中使用到轴承的部位主要是轮毂、变 速箱、差速器、发动机等等。发动机内轴承主要包括发动机球轴承、冷凝风扇、汽车水泵 轴连轴承、发动机摇臂用滚针轴承、汽车发电机轴承、车用风冷风扇轴承等。轮毂 轴承的 主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，变速箱轴承主要作用是提供支撑和承担径 向载荷。一台汽车内一般包括 4 套轮毂轴承、4 套差速器轴承，变速箱轴承和发动机轴承 视不同动力的车型而定。

新能源汽车对轴承及零部件提出了更高的要求，相比燃油车量减价增 。据调研，燃油车中 整体单车轴承的价值量约为 1000-2000 元不等，其中轴承驱动系（包括发动机及变速箱） 单车价值量在 600 元以上，轴承数量约 20-30 个，单个轴承均价约为 20-30 元。而新能源 汽车驱动系（电机及变速箱）轴承数量一般在 20 个以内，但由于电机轴承对产品存在如 转速、散热、摩擦、震动、稳定性、耐久性 、抗电蚀等方面更高的要求，因此其单个均价 相比燃油车的轴承要更高，可能均价在 30 元以上。因此驱动系轴承的总价值量可能并不 低于燃油车价值量。混动车由于存在电驱和油驱两个系统，因此整体轴承价值量或达到燃 油车的 1.2~1.5 倍。据电新组 2022 年 6 月 29 日发布的中期策略《疑虑逐消，拾级而上》 中预测 2022 年国内及美国新能源车销量有望分别达到 590 万辆/111 万辆以上，对应 2022 年新能源车轴承市场规模分别约为 88.5 亿元/16.7 亿元（按照燃油车价值量的 1000-2000 中位数计算）。

以新能源车新产品为契机，本土轴承及零部件供应商有望切入主流车企供应链 ，建议关注 有望借由新能源车相关轴承及零部件放量的相关零部件企业 。我们建议从两个角度梳理标 的： 1）受益于轴承产业链本土化带来的套圈、滚动体等零部件的增量需求的轴承零部件 企业；2）以新能源车新产品为契机有望切入主流新能源车品牌的本土轴承企业。