2022年中国新能源重卡零售销量达到2.5万辆，渗透率升至5%，并有继续加速的趋势。但当前行业技术发展仍处于初级阶段，目前国内主流的纯电重卡产品基本都是“油改电”思路，类似新能源乘用车2016年的位置。“油改电”产品的特点是：（1）电池位于驾驶室的后方，方便吊装换电，但是重心过高影响到驾驶安全；（2）驾驶室、传动轴和柴油重卡基本相同；（3）采用中央电机+传统桥，电机集成化有限。“油改电”当前仅适用于封闭园区、城市等低速场景，很难胜任长距离高速运输。
　　下一代纯电重卡的产品形态预计会产生革命性变化，半挂车有望价值量成倍增长。特斯拉Semi将电池集成到车头底盘上，同时采用了电驱动桥的方案，技术先进性令人惊叹。但考虑到中国卡车用户的使用习惯，预计中国的下一代纯电重卡将必须兼容：（1）集成在底盘上的电池以降低重心；（2）可以换电；（3）续航里程、能耗参数最优。我们认为，若同时满足以上的趋势，半挂车的电动化将是大势所趋，车头不再是电池唯一布局的位置。半挂车电动化的优点包括：（1）有足够的空间进行换电电池的布局，重心最低；（2）载荷分布更加合理，车辆的几何中心更贴近于质心；（3）半挂车可以集成线控制动做能量回收，能耗能节约15%左右；（4）过去6X4牵引车两根驱动轴间距仅1.4米，半挂车上安装一套电驱桥可令两个驱动轴的间距翻倍增加，实现更稳定的大轴距四驱乃至六驱；（5）车头轻量化、小型化，可以增加转向系统的灵敏性。
　　未来半挂车不仅将成为最重要电动运输载具，也将成为“风电+光伏+储能电站”这个庞大能源体系内的一个重要能量搬运工，获取更大的商业价值。卡车车头企业并不生产半挂车，半挂车一般由第三方的专业载具公司生产，他们直面运输客户给出定制化方案。由于需求偏向于小批量定制化，因此呈现出格局分散的竞争态势，行业龙头份额偏低。近3年中国半挂车销量稳定在70万辆左右，产品单价约为9-10万元。中集车辆作为行业龙头，已经连续9年销量位居全球第一，在中国市场的市场份额为15%，是行业唯一成规模的半挂车企业。参考海外同类企业的概念车，电动半挂车的价值量将可能从当前的10万元提升到50-60万元，增量包含：300-400度电池+BMS约40万元，集成化的电驱动桥3-4万元，线控制动+高压线束+其他控制器+传感器等3万。电动半挂车不仅仅是载具，更是将移动的储能电站。
　　投资建议：2022年中国新能源重卡渗透率升至5%，加速渗透的奇点已至，但目前电动重卡产品形态仍不完善。我们认为下一代纯电重卡的产品形态预计会产生革命性变化，半挂车有望价值量成倍增长。中集车辆是过去九年全球半挂车市场份额第一名的企业，也是当前最积极布局新能源业务的半挂车企业。展望未来，半挂车的电动化将有望令中集车辆一跃成为卡车形态和运输形态的革命者。核心推荐行业龙头中集车辆（A+H）。继续推荐：中国重汽A、中国重汽H、江淮汽车、瑞可达等。
　　风险因素：基建及物流恢复程度不及预期；重卡销量复苏不及预期；锂等原材料价格居高不下；电动重卡量产节奏不及预期；重卡新能源化渗透率提升不及预期；充换电设施网络建设不及预期。

研究报告全文：汽车行业电动半挂车行业专题报告电动半挂车从梦想照进现实谈重卡电动化的需求技术和生态中信证券研究部汽车及汽车零部件团队尹欣驰李景涛李子俊董军韬武平乐简志鑫2023年2月28日请务必阅读末页的免责条款和声明报告核心逻辑2022年中国新能源重卡零售销量达到25万辆渗透率升至5并有继续加速的趋势但当前行业技术发展仍处于初级阶段目前国内主流的纯电重卡产品基本都是油改电思路类似新能源乘用车2016年的位置油改电产品的特点是1电池位于驾驶室的后方方便吊装换电但是重心过高影响到驾驶安全2驾驶室传动轴和柴油重卡基本相同3采用中央电机传统桥电机集成化有限油改电当前仅适用于封闭园区城市等低速场景很难胜任长距离高速运输下一代纯电重卡的产品形态预计会产生革命性变化半挂车有望价值量成倍增长特斯拉Semi将电池集成到车头底盘上同时采用了电驱动桥的方案技术先进性令人惊叹但考虑到中国卡车用户的使用习惯预计中国的下一代纯电重卡将必须兼容1集成在底盘上的电池以降低重心2可以换电3续航里程能耗参数最优我们认为若同时满足以上的趋势半挂车的电动化将是大势所趋车头不再是电池唯一布局的位置半挂车电动化的优点包括1有足够的空间进行换电电池的布局重心最低2载荷分布更加合理车辆的几何中心更贴近于质心3半挂车可以集成线控制动做能量回收能耗能节约15左右4过去6X4牵引车两根驱动轴间距仅14米半挂车上安装一套电驱桥可令两个驱动轴的间距翻倍增加实现更稳定的大轴距四驱乃至六驱5车头轻量化小型化可以增加转向系统的灵敏性未来半挂车不仅将成为最重要电动运输载具也将成为风电光伏储能电站这个庞大能源体系内的一个重要能量搬运工获取更大的商业价值卡车车头企业并不生产半挂车半挂车一般由第三方的专业载具公司生产他们直面运输客户给出定制化方案由于需求偏向于小批量定制化因此呈现出格局分散的竞争态势行业龙头份额偏低近3年中国半挂车销量稳定在70万辆左右产品单价约为9-10万元中集车辆作为行业龙头已经连续9年销量位居全球第一在中国市场的市场份额为15是行业唯一成规模的半挂车企业参考海外同类企业的概念车电动半挂车的价值量将可能从当前的10万元提升到50-60万元增量包含300-400度电池BMS约40万元集成化的电驱动桥3-4万元线控制动高压线束其他控制器传感器等3万电动半挂车不仅仅是载具更是将移动的储能电站投资建议2022年中国新能源重卡渗透率升至5加速渗透的奇点已至但目前电动重卡产品形态仍不完善我们认为下一代纯电重卡的产品形态预计会产生革命性变化半挂车有望价值量成倍增长中集车辆是过去九年全球半挂车市场份额第一名的企业也是当前最积极布局新能源业务的半挂车企业展望未来半挂车的电动化将有望令中集车辆一跃成为卡车形态和运输形态的革命者核心推荐行业龙头中集车辆AH继续推荐中国重汽A中国重汽H江淮汽车瑞可达等风险因素基建及物流恢复程度不及预期重卡销量复苏不及预期锂等原材料价格居高不下电动重卡量产节奏不及预期重卡新能源化渗透率提升不及预期充换电设施网络建设不及预期1行业背景中国新能源重卡进入萌发期主要受双碳政策驱动新能源重卡进入萌发期2022年渗透率提升至52022年新能源重卡零售销量为25万辆同比14212月单月渗透率提升至172021年7月起新能源重卡销量加速攀升主要受双碳战略下对高排放企业碳排放限制驱动双碳战略对钢铁厂煤矿等高排放企业的碳排放指标有较为严格的限制各地政策支持四川宜宾河北唐山内蒙古包头被明确为新能源汽车换电重卡特色类试点城市2021-2022年新能源重卡零售销量及渗透率单位辆2022年新能源重卡上牌量前15城市单位辆2021销量2022销量2021渗透率2022渗透率35003274700017183000166000250014200016395000163012140215001311400071010138501000699300068651638532543240737937455465002000443334010002001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月资料来源Thinkercar中汽协中信证券研究部资料来源Thinkercar中信证券研究部2行业背景新能源重卡动力类型路线以纯电动为主动力形式新能源重卡的动力类型路线仍以纯电动为主2022年销售重卡中柴油重卡占比87天然气重卡占比8新能源重卡占比52022年销售的新能源重卡中89为锂电重卡补能方式充电和换电各占12换电重卡占比有提升趋势更符合中国卡车司机的需求2022年纯电动重卡中以换电为补能方式的占55以充电为补能方式的占45换电速度较快符合重卡对于效率的要求从2021年到2022年换电重卡的占比逐步提升2022年重卡各动力类型零售销量占比2021-2022年电动重卡充换电销量占比柴油天然气纯电动燃料电池甲醇混合动力换电充电10090807086097501640588730012087100202101202102202103202104202105202106202107202108202109202110202111202112202201202202202203202204202205202206202207202208202209202210202211202212资料来源Thinkercar中信证券研究部资料来源Thinkercar中信证券研究部3行业背景电动重卡当前运输半径较短长距离运输有待解决电动重卡中牵引车占六成使用场景中运输工程约21与传统重卡类似个人所有的重卡路线往往不固定因而对于续航里程有更高的需求电动重卡运输半径更短在有固定路线的企业用户中更为流行重卡整体与电动重卡使用场景对比重卡电动重卡运输工程专用车631运输工程专用车631车辆类型个人企业73企业用户为主使用人群可超1000公里200-300公里运输半径日均营运里程200km以内占20日均营运里程在500km以内的占80以上500km以内的占80但主要为短途运输以及矿区等固定场地日均里程资料来源Thinkercar中交兴路科尔尼咨询2021年货车司机从业状况调查报告中国物流与采购联合会中信证券研究部4注日均运营里程为按实际活动日统计的车辆平均行驶里程数行业背景电动重卡行业新玩家涌现群雄逐鹿电动重卡的格局和传统重卡格局差异较大传统重卡集中度较高且格局较为稳定CR5超80龙头企业为中国重汽一汽解放等2022年电动重卡行业的CR5为58同比提升5pcts销量的前三名为三一集团徐工重卡和汉马科技市场份额占比为1812和112010年-2022年重卡行业集中度2022年纯电动重卡主要玩家销量及份额单位辆去年同期销量份一汽解放东风汽车中国重汽陕汽集团北汽福田制造商2022年累计销量YoY2022年累计销量份额额1001三一集团41251751816徐工重卡90228013161273汉马科技2421281117804宇通集团1986349155上汽红岩165811078706北奔重汽15169678607东风公司1474509738福田汽车11885458509陕汽集团795388424010一汽解放686263611中国重汽6831020313012大运重卡389297212013金龙汽车29211314比亚迪135-13121015其他24356411150销量总计225841341001002010201120122013201420152016201720182019202020212022CR55853资料来源Thinkercar中汽协中信证券研究部资料来源Thinkercar中汽协中信证券研究部5从排放端看重卡新能源化是环保减排的必由之路商用车保有量占比为10而碳排放占比超60重卡等商用车由于年均行驶里程更高柴油消耗总量更大其污染排放水平远超出乘用车2021年中国汽车保有量中商用车占比约10而产生的碳排放却超过60换言之商用车整体的单车减碳空间是乘用车的14倍重卡相较轻卡的单车碳排放更高重卡等柴油货车的氮氧化物PM颗粒物等污染物导致雾霾的主要因素的排放量是乘用车的百倍以上纯电动重卡作为零排放车辆在环保上具有多重效用2021年中国汽车分类别保有量占比2021年柴油货车污染物排放量分担率乘用车私家车乘用车出租车重卡中轻卡客车柴油货车其他汽车12029849122941004806091407881201690COHCNOxPM资料来源中汽中心生态环境部中信证券研究部资料来源中汽中心生态环境部中信证券研究部6纯电重卡的行业痛点当下载重效率和运输半径无法兼得理论上电动重卡在载重效率上存在一定的矛盾性重卡想具备实用性就要有续航里程要求在电动重卡中这意味着更高的带电量进而会增加电池重量挤压载货重量影响盈利这就是电动重卡在可用性的底层需求和盈利的最终需求上的矛盾从运输半径来看80的重卡的日均行驶里程在500km以内现有电动重卡续航里程多在200-300km之间特斯拉的semi续航可达800km我们认为未来3-5年主流电动重卡续航里程有望达到500km可以覆盖大多数中短途和固定场景运输但长距离运输仍然严重依赖于换电设施的基础设施最佳的远距离运输的纯电方案目前还没有面世电动重卡的载重效率矛盾性资料来源中信证券研究部7纯电重卡的行业痛点当前行业仍处在油改电阶段载重效率和安全性有待提升当前中国的纯电重卡基本以油改电为主类似于2016年乘用车的阶段其驾驶室传动轴和底盘制式和传统柴油重卡基本相同动力电池的位置位于驾驶室的后方方便换电设备进行吊装主流的电池包为282kwh重量约2吨除了运输半径小以外目前行业的油改电重卡还有一个非常严重的工程学问题重心高高速行驶状态不稳定容易在急转弯和制动的场景下发生危险因此当前纯电重卡的运输主要集中在封闭园区城市道路等低速场景很少在高速公路上运输当下典型的纯电重卡的外观图2022年部分热销电动重卡车型参数公司徐工重卡汉马科技车型半挂牵引车半挂牵引车尺寸mm742025503380706025503400轴距mm38001400135036001350驱动形式6X46X4最高时速kmh8489电机功率kW360360动力形式纯电动纯电动补能方式换电式换电式电池类型磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池电池供应商宁德时代宁德时代电池容量kWh282282续航里程km约200150-170资料来源福田汽车官网资料来源各公司官网电动卡车观察微信公众号中信证券研究部8特斯拉Semi的启示正向研发的纯电重卡的布局较油改电有很大不同Semi为特斯拉首款电动重卡2022年12月2日首次量产交付在满载37吨情况下实现了续航800km外观上Semi延续了特斯拉一贯的金属科技风炫酷外观车头的子弹头设计风阻系数低于04Cd内部座舱上Semi驾驶座位于中央两侧配有中控大屏区别于传统卡车的并排两座车舱前方及左右两侧车窗面积增大为连续作业的卡车司机提供更好的驾驶环境特斯拉的电池布局方式是集成在车头下方的底盘上原发动机变速箱的位置有更低的质心特斯拉Semi正面及侧面外观图特斯拉Semi内部座舱资料来源特斯拉官网特斯拉Semi交付发布会资料来源特斯拉官网特斯拉Semi交付发布会9特斯拉Semi的启示电池布局未来应集成在底盘上但很难适合换电模式一辆EPA标准续航500英里约800公里的特斯拉Semi估计电池包带电量为878kwh重量约为5吨全车总计10176节电芯在电池包布局上和普通乘用车整块电池包平铺底盘的布局不同特斯拉Semi采用的也是重载卡车常见的车架纵梁结构电池的布置方式也是分布式电池包布局特斯拉总共有12组大电池包6块16P72kwh分成左右两组竖放4块18P82kwh横置放在最下最上面有2块12P55kwh横置俯视图上看电池包从驾驶室下方一直延伸至驾驶室后面电池包不仅填充在车架纵梁之间在车架纵梁外侧也有两个外侧分电池包位于车架纵梁之间的电池包中心部分则由水平布置的六层子电池包组成两组外侧电池组件垂直放置在其纵梁两侧每侧有三个组件这也更利于电池组进行散热特斯拉Semi的电池布局的俯视图特斯拉Semi的电池布局的正视图资料来源知化汽车微信公众号资料来源知化汽车微信公众号10特斯拉Semi的启示集成在底盘上的电池重心可以大幅下降油改电重卡的电池重心高度估算270mSemi的电池重心高度估算080m两者高差约为19m由Semi的趋势可以看出电池集成在底盘上应该是大势所趋但如何兼容换电方案仍是一个难题根据现有的外观图推断Semi的电池包摆放位置很难进行拆卸同时其车头也是集成化程度很高但不具备传统重卡可以掀开车头进行维修的便利性以油改电重卡举例说明底盘布局电池方案的重心变化黄色位置油改电重卡的电池布局方案红色位置纯电平台重卡的电池布局方案11资料来源中国重汽官网中信证券研究部特斯拉Semi采用1000V的高压快充方案补能效率上Semi采用1000V架构V4超充桩拥有1MW支流快充能力采用了全新的浸入式液冷技术根据Semi发布会的信息预计Semi在1MW超充下有望实现1C级别补能速度Semi适配1MW功率V4超充桩12资料来源特斯拉Semi交付发布会快充对电网容量要求较高换电更符合当前国情单个充电站分配的电网功率出力具备分散化特点由于充电需求不连续时间利用率低大规模铺设快充站将加大局域电网容量和变压器的负荷压力同时又造成了功率闲置冗余根据中信证券研究部电力设备新能源组测算一个服务40辆车的换电站对于电网容量的要求较充电站20个60kW要低70考虑到电网容量和储能行业的蓬勃发展我们更看好换电方案在中国重卡行业的推广应用而特斯拉的1MW的充电功率对于电网的负荷是巨大的兼容如此巨大的快充功率意味着电网系统的大幅升级短期可能并不适用于中国相同补能电量需求下充电模式对电网功率需求测算对比资料来源中信证券研究部测算13中美重卡司机的工作环境和需求相差较大换电也更符合中国卡车司机的出勤时间要求中国货车司机月均行驶里程分布情况中国货车司机日均工作时长分布情况35403730353027302825252020151418151510107710855001000公里以内1000-5000公里5000-10000公里10000-15000公里15000-20000公里20000公里以上4个小时6个小时8个小时10个小时12个小时以上中国货车司机月均收入分布情况中国货车司机驾驶车辆性质分布情况35605729283050254020203026152017101081035200自有车辆自有车辆受雇驾驶5千以下5千-8千8千-1万1万-15万15万-2万2万-25万25万以上有贷款无贷款14资料来源以上资料皆来自2021年货车司机从业状况调查报告中国物流与采购联合会中信证券研究部中美重卡司机的工作环境和需求相差较大换电也更符合中国卡车司机的出勤时间要求美国的运力结构运输半径运力成本等方便都更适宜快充技术此外美国已有特斯拉Semi这样的优质电动重卡供给具备较强的快充技术实力也有利于形成标杆效应促进行业的蓬勃发展考虑两国的不同国情中美可能在充电换电技术路线上走不同道路中国未来走换电模式的概率更大中美运力结构成本运输半径等对比中国美国中国公路运输物流三方化程度偏低层层转包车辆挂靠现象严重美国公路运输运力规模集中度高由大企业主导式以大合同物流底层运力以个体为主大车队形态为主运力结构运输半径运输半径1000公里以上的跨省运输常见美国80的路线都短于250英里400公里城市间点对点运输较多供给中国重卡司机供给充足供大于求美国重卡司机供小于求2022年美国卡车司机缺口一度超过8万人运力成本薪资人力成本较低卡车司机年薪约12万元人力成本较中国更高卡车司机年薪约14万美元其他福利保障司机自负盈亏部分司机靠超载和疲劳驾驶获取超额利润工会话语权较高能一定程度上保护卡车司机权益补能技术目前处于油改电吊装换电的阶段已有Tesla的1000V快充技术资料来源运联研究院中信证券研究部15半挂电动车的产品形态设计的原则和展望既要兼容换电又要降低质心高度半挂车上存在一个绝佳的电池布局点位电池包容量和续航里程的猜想车头带13的电量半挂车带23的电量半挂车电池可以兼容换电设计原则独立车头的续航里程和配备挂车后的续航里程相等可以做到最佳的运输里程的平衡驱动桥分布牵引车车头1-2根电驱动桥挂车上加装一根电驱动桥设计原则过去6X4牵引车两根驱动轴间距仅14米半挂车上安装一套电驱桥可令两个驱动轴的间距翻倍增加实现更稳定的大轴距四驱乃至六驱同时挂车上要兼容能量回收的制动方案载荷分布电池包在挂车正下方前后重量相对平衡设计原则几何中心和重心完全重合车头尽量轻量化避免给转向系统带来不必要的冗余设计电动半挂车的产品形态的猜想黄色为换电电池的区域红色为可能得驱动桥轮位资料来源einride官网中信证券研究部16半挂车拥有绝佳的换电空间也更加利于载荷的分布牵引车头具有复杂的车身架构为了充分利用空间Wabco的电动半挂车方案更高效的方案是采用分布式的多电池箱设计这增加了使用换电方案的难度为了兼容底盘集成换电我们认为半挂车未来将被证明是最佳的布局电池的位置首先半挂车具有足够的平整空间可以放电池半挂车的骨架下端车轮前端具有一个平时没有被很好利用的空间这个空间在未来的电动半挂车方案中很大概率可以被高效利用同时该位置进行换电方案也比较容易既可以进行底装换电也可以进行抽屉式换电资料来源Wabco官网例如TrailerDynamics与挂车制造商Krone共同开发的eTrailer挂车已经被应用在奔驰的eActros集成在半挂车上的电池包LongHaul上电动挂车的电池组采用了来自宁德时代300kWh的磷酸铁锂电池组设计可单独充电与主车的600kWh的电池组相加就能够实现总容量接近900kWh的电池组设计其续航里程在满电状态下达到800km资料来源Wabco官网17半挂车拥有绝佳的换电空间也更加利于载荷的分布其次半挂车装载电池可以使得牵引车头和挂车的载荷分布更合理车辆的几何中心更贴近于质心此外牵引车头的最佳方案一向是越轻越小越好超过合理范围的车头重量会增加不必要的冗余设计和能耗典型的轻量化牵引车重量约为74吨要减去的柴油动力系统部件重量估计为22吨其中包括柴油发动机变速箱和传动系然后添加电动传动系统的重量包括电机逆变器和齿轮箱估计重量为065吨因此不带电池的牵引车总重量约为585吨我们估计牵引车在新能源时代的轻量化潜力约为06-07吨未来不包括电池的整车重量最先进可以做到52吨如果做成挂车换电的模式载荷分布将更加合理车辆的几何中心更贴近于质心同时整车的质心还可以继续降低在欧盟现有法规下预计未来欧盟的电动重卡单车续航里程550km的电动卡车将是最经济的电池容量当前和未来车辆技术的最大允许有效载荷与续驶里程的函数关系资料来源同济大学智能汽车研究所18半挂车上的电池包的大胆猜想有可能会演化为类似比亚迪CTB技术成为力学结构件比亚迪的CTBCelltoBody技术节约垂向空间比亚迪CTB技术中类蜂窝结构的刀片电池在海豹等车型上垂向空间增加10mm动力电池系统体积用利率提升至66其基于薄片状高体积利用率的刀片电池创新性地让电池垂直布置层层排列如蜂窝壁垂向抗压能力强承载车身载荷随着电池可靠性的提升CTB技术下电池在整车结构中的角色由之前被重点保护的零部件转变为可承重的结构件与车身强耦合CTB技术的车型扭转刚度提高一倍达到40000Nm与奔驰S级车型相当扭转刚度影响车辆的操纵性高扭转刚度车身地盘稳定晃动小此外扭转刚度与车身可靠性息息相关高扭转刚度能提高车身使用寿命疲劳损伤低有效降低车身异响同时在碰撞时形变更小对驾驶员安全保护高正碰结构安全提升50侧碰结构安全提升45车身安全性进一步提升资料来源比亚迪官网中信证券研究部19