重卡行业迎来复苏,公司有望显著受益
重卡行业迎来复苏,我们预计 2023 年行业销量有望恢复至 90 万辆,同比+32%。我 们认为今年重卡需求有望得到明显恢复,主要有以下四点驱动力: 更新迭代周期:重卡更新迭代周期约 7-8 年左右。2016Q4 到 2021Q2 是上一轮重 卡销量的牛市。我们预计 2023 年及未来数年(最多可看至 2027-2028 年),置换需求有 望随上轮行业牛市中售出车辆的增加而增加,从而带动重卡行业逐步复苏。
环保政策及国四淘汰:15 部门发文《柴油货车污染治理攻坚行动方案》,加码柴油 货车污染治理。《行动方案》提出目标:2025 年力争新能源与国六货车保有量占比达到 40%。 当前我国重卡保有量约 900 万辆,即使假设保有量不增长,该政策依然意味着国六及新能 源重卡保有量将在 2025 年达到 360 万辆。这意味着 2023-25 三年,新能源及国六重卡销 量有望达到约 300 万辆。此外,国家颁布建材、有色等行业碳达峰实施方案,加快淘汰老 旧国四车辆,我们预计行业将有 150 万辆左右国四重卡将逐步淘汰。
出口有望持续增长:2022 年重卡行业出口约 17.4 万辆,同比+67%,销量占比达 到重卡总量的 26%。中国重卡出口主要面向亚非拉市场,当地竞争对手主要为欧美淘汰的 二手车,国内企业车辆具有很高的性价比,并且配套完善的售后维修服务,竞争优势显著。 我们预计中国重卡出口销量有望持续增长。
行业终端需求有望恢复:基建方面,2022 年基建投资增速同比+9.4%,但基建的增 速并未完全反映到下游需求上,如工程机械、重卡、水泥等。我们认为其主要原因是本次 基建新建项目多,投资额会有相当一部分用于购买土地,叠加开工需要一定的审批时间。 2023 年基建有望在工程量上逐步落地,形成对下游需求的拉动。物流方面,疫情是此前 对物流需求和司机生活影响最大的单一变量。2022 年全年的货运需求与 2020 和 2021 年 相比均有较大落差。随着经济秩序的逐步恢复,我们预计物流需求有望明显回升。近期我 们的草根调研显示物流需求及物流购车已呈现较快的恢复速度。
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。实际使用中,从运输半径来看,80%的重卡 的日均行驶里程在 500km 以内,而现有电动重卡续航里程多在 200-300km 之间。目前特 斯拉的 Semi 续航已可达 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,但这也意味着电动重卡的载重效率需要 得到进一步提升。
当前中国的纯电重卡基本以“油改电”为主,系统集成性不高且有一定冗余。燃油重 卡的动力总成包含发动机、离合器、变速箱等,其中发动机的重量在 900kg 左右,变速箱 在 260-300kg,离合器约 30kg,其组成的动力总成总重约 1.2 吨。若把油箱、传动轴等部 件包含在内,则整体的重量可达到 2.2 吨。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:其车桥、驾驶室、传动轴和底盘制式和传统柴油重卡基本 相同,仅将发动机替换为电机。并且动力电池的位置多位于驾驶室的后方,方便换电设备 进行吊装。该技术缺点为系统集成度不高、有一定冗余,驱动效率和能量回收效率都较低。
长续航重卡电池增加动力总成重量,影响重卡的装载效率。纯电重卡的主流的电池包 为 282kWh,能量密度约 150-160Wh/kg,成组后的重量约 2 吨,因此从动力总成上纯电 卡车比燃油卡车重了至少 1 吨。如果想要增加重卡的续航里程、将电池包提升到 500kWh, 则动力总成则要重 3 吨左右。假设燃油重卡和电动重卡都满载运行,如果电动重卡自重为 3 吨,则收入要减少 10%。因此,当前纯电重卡的运输场景主要为低速的园区和城市场景, 一般运输货物也以轻抛类货物为主。
电动重卡急需轻量化手段提升载重效率。考虑到电动卡车的电池自重增加,有效载重 量和续航里程其实是“鱼和熊掌不可兼得”,因此轻量化的需求迫在眉睫。当前重卡的轻 量化技术路径主要分为四类:(1)材料轻量化:采用轻量化的材料来替代原有材料,例如 铝合金、碳纤维等等。(2)工艺轻量化:对传统生产工艺进行创新以实现轻量化。(3)结 构设计轻量化:对承载部件进行拓扑优化。(4)配置优化:精准定义客户使用场景,减少 多余的设计。
公司掌握高强度耐磨钢核心工艺等轻量化技术,渣土车、冷厢车和罐车的上装轻量化 优势显著,单车重量较竞品可减轻 500-1000kg,半挂车产品甚至可以减重一吨以上。 首先,公司掌握材料轻量化的技术优势。早在 2013 年 7 月,中集车辆集团就与宝钢 股份签订首批 BW300TP 超级耐磨钢供货技术协议,并试制成功。2014 年 1 月,宝钢股 份与中集江门车辆签订了《高性能耐磨钢在罐车上的应用》全面合作协议,标志着“超级 耐磨钢项目”正式启动。双方共同开发的超级耐磨钢既能满足轻量化需求,又能够保证其 使用寿命不会因厚度减薄而降低,可以显著提高车辆的使用经济性,提升性价比,公司多 款轻量化车型采用这种高性能耐磨钢,减重效果明显,单车的重量较同行可以减轻 500-1000kg,半挂车产品甚至可以减重一吨以上。
第二,公司在工艺及结构上具备国际领先的轻量化设计能力。例如公司的“大 V 渣土 车”箱体采用欧洲当下最先进的 V 型结构,比 U 型结构更优越——“肚量”更大,承载更 高,自重更轻,胀箱风险更低。 第三,公司作为行业龙头具备更强的需求定制能力,利于优化配置,进而达到轻量化 目的。由于半挂车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。中集车辆作为行业龙头,已经连续 9 年销量位居全球第一,根据中汽中心数据 公司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。相较于其他企业公 司技术规模实力都更加雄厚,对于客户需求洞察也更为深刻,具备根据客户需求优化配置 的优势,进而也可达到轻量化的目的。
中集车辆的轻量化、高端化的产品有望借助新能源重卡的趋势,大幅扩增市场份额。 根据中汽中心数据,2022 年行业新能源重卡零售销量为 2.5 万辆,同比+142%,12 月单 月渗透率提升至 17%。其中,2022 年新能源混凝土搅拌车销量超 2000 辆,同比提升约 70%;新能源自卸渣土车销量约 6000 辆,同比提升约 200%,新能源重卡加速渗透的奇 点已至。公司积极推进新能源产品研发与创新:根据中汽中心数据,2022 年新能源城市 渣土车上装销量 2242 台,市占率 37.03%,和传统燃油渣土车相比市场份额大幅提升;新 能源冷藏车销量 287 台,市占率 13.11%;2022 年公司新能源混凝土搅拌车上装销量 108 台,市占率 4.87%。我们认为凭借公司显著的轻量化优势,新能源重卡在接下来 1-3 年有 望继续成为公司重要的市场份额提升的发力点。
电动半挂车:下一代纯电重卡的发展方向,价值量有望成倍增长
特斯拉Semi的启示:电池布局集成在底盘上应当是大势所趋
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 0.4Cd。 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。动力总 成布局上,特斯拉的电池布局方式是集成在车头下方的底盘上(位于原发动机、变速箱的 位置)。
从特斯拉看电动重卡动力总成布局,电池未来应集成在底盘上。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 16P(72kWh)分成左右两组竖放,4 块 18P (82kWh)横置放在最下,最上面有 2 块 12P(55kWh)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。
集成在底盘上的电池重心可以大幅下降,但很难适合换电模式。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。我们估算“油改电”重卡的电池重心 高度约为 2.69m,而特斯拉 Semi 的电池重心高度约为 0.81m。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。此外,Semi 的 电池包摆放位置很难进行拆卸,其车头目前也是集成化程度很高,不具备传统重卡可以掀 开车头进行维修的便利性,因此 Semi 并非是最适用于中国卡车行业的产品形态。
特斯拉 Semi 的补能秘籍:采用 1000V 的高压快充方案。补能效率上,Semi 首次采 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 交付发布会的信息,预计 Semi 在 1MW 超充下有望实现 1C 级别补能速度,其巨 大的充电功率和惊人的补能速度堪称“前无古人”。快充的缺点:快充对电网容量要求较高,换电更符合当前中国国情。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。根据我们测算, 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。
中国重卡司机工作强度高、薪资待遇较差,换电也更符合中国卡车司机的出勤时间要 求。根据中国物流与采购联合会发布的《2021 年货车司机从业状况调查报告》,现阶段中 国重卡司机群体中 70%以上为个体经营,用工形式灵活、自负盈亏;仅有不到 30%的重 卡司机受雇于企业。重卡司机工作强度较高,57.3%的货车司机月均行驶里程在 5000-15000 公里之间,65%的货车司机日均工作时长在 10 小时以上。虽然重卡司机从事 着高强度的工作,但是月收入的众数仅在 5000-10000 元人民币,因此大部分重卡司机对 于成本敏感度高。在这样高强度高出勤率的工作状态下,大部分卡车司机没有时间等待几小时的补能。对于他们而言,尽量短的补能时间才利于快速地周转、获得更高收入,仅需 3-5 分钟的换电模式更符合他们的要求。
中美重卡司机的工作环境和需求相差较大,中国未来更大概率推广换电模式。美国的 重卡司机工作强度相对更低、薪资相对更高,美国的货运运距相对更短、路线相对更固定, 如此种种运力结构、运输半径、运力成本等都更适宜快充技术的发展。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/换电技术路线上很有可能会走 不同的道路,中国未来换电模式推广的概率更大。
兼容“换电”+低重心的需求,电池大概率将布局在半挂车上
其次,换电半挂车可以让运输车队拥有更佳的载荷分布。换电半挂车可以让车辆的几 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 7.4 吨。其中, 柴油动力系统部件重量估计为 2.2 吨,其中包括柴油发动机、变速箱、传动系统和油箱。 而电动传动系统的重量约为 0.65 吨,包括电机、逆变器和齿轮箱。因此不带电池的牵引车 总重量约为 5.85 吨。我们估计牵引车在新能源时代的轻量化潜力约为 0.6-0.7 吨,未来不 包括电池的整车重量最先进可以做到 5.2 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。特别地,根据 2021 年《Battery electric tractor-trailers in the European Union A vehicle technology analysis》 (Hussein Basma, Yannis Beys, Felipe Rodrguez.)的研究成果,预计在欧盟现有法规 下,未来单车续航里程 500km-550km 的电动卡车将是最经济的电池容量。
下一代电动重卡将从中央电机走向集成电驱动桥,半挂车搭载电驱桥的优点众多
特斯拉 Semi 的启示:行业首批搭载电驱桥的企业,动力性能及能耗优越,满载百公 里加速仅 20 秒,能耗低于 2kWh/英里。运动性能上,Semi 复用 Model S/X Plaid 三电机 动力系统,由 1 个行驶驱动单元和 2 个加速驱动单元组成。Semi 其实是采用后轴两颗加 速马达,前轴一颗巡航马达,让卡车兼具加速能力和续航力,善用车身重量惯性增加续航。 卡车多数时间会以巡航马达牵引,但驾驶重踩踏板时,两颗加速马达就会介入,提供扭力。 在这样的动力加持下,Semi 满载百公里加速仅 20 秒,传统卡车则需要 45 秒左右。能耗 效率上,Semi 复用特斯拉乘用车上高效率的三电及热管理系统技术积累,下坡时采用动 能回收(类似乘用车里面的线控制动 iBooster)刹车提高能量使用效率,外加其子弹头低 风阻的外形设计,使其综合能耗小于 2kWh/英里。
当前行业主流的“油改电”重卡是“中央电机+传统重卡车桥”的方案,并非最优解。 当前国内的重卡电驱桥的代表是目前市场常见的中央单电机驱动。这一代产品取消了盆角 齿,但保留差速器,基本是最原始状态。这一形态的产品是为了实现电动重卡快速推向市 场的产物,其优点是传动部件由传统车桥改造而来,改造工作量小,变动小,容易实现, 成本低。但是这样设计的缺点也较为明显:仍然保留机械差速器,机构尺寸大、重量大, 传动效率低;重量大于传统车桥,簧下质量大,可靠性不高,由此可见中央电机并不是电 动重卡动力总成结构的最优解。
电动重卡将从中央电机走向集成电驱动桥:电机和传统车桥将走向集成化。“油改电” 下一代重卡电驱桥的代表是特斯拉,内部结构较当前的“油改电”产品有了重大变化,产 品形态类似于一个哑铃型,可以独立布置于车轴上,也为后续半挂车上搭载驱动电桥开启 了可能性。由于双电机的存在,便不再需要机械差速器,一根桥的机械差速器就可以节省 80-100 公斤的重量。并且由于是双电机前后布置,更容易达成车桥的前后平衡。这种结构 的优点是取消了机械差速器,用电控差速器替代,减轻了一部分重量,可以实现更高效率 的动能回收。但这种结构仍有缺点——桥壳和半轴仍然存在,总质量大于传统车桥,增加 了簧下质量,仍不是电动重卡动力总成的终极形态。而未来电动重卡动力总成的集成方向 是进一步精简壳体和半轴,最终实现类似轮边电机的方案,但这一方案中短期很难落地量 产。
电动半挂车的另一个重要增量:线控制动+能量回收,将有效帮助半挂车进 行能耗效率的替身 牵引车和半挂车之间当前除了牵引销的机械连接以外,还有电路系统、刹车系统的连 接,包括: (1)电路系统:通过七芯插座连接,为 24V 的电压系统,可以为车灯、冷机、倒车蜂鸣器、ABS(防抱死系统)、EBS(防侧滑系统)等装备供电。 (2)刹车系统:半挂车上面搭配“气制动”,一般气源来自于发动机驱动空气压缩机 产生的压缩空气作为伺服源。气压制动系统的由空气压缩机、储气筒、制动阀等装置组成, 气源通过密封软管将牵引车头和挂车相连。ABS、EBS 和刹车系统一起为半挂车刹车工作。
重卡电动化的趋势下,半挂车势必要搭载线控制动进行能量回收,否则无法进行能耗 的优化。传统的气刹系统无法进行动能回收,因此半挂车未来势必将搭载线控制动进行能 量回收,增加纯电续航里程,同时也从另一个维度证明了为何半挂车未来将装配动力电池 (储存能量)。例如:Wabco 通过在半挂车集成大功率的(300kW)的电驱动系统,并将 控制系统嵌入到主车与挂车的制动系统中进行协同配合,就可以让车辆在减速过程中通过 回收制动能量产生电能,并储存在电池中。Wabco 称系统可回收大约 72%的减速能量, 最多可减少 6.5L/百公里的柴油,经济性提高 10%-20%。再例如:戴姆勒采用的电动挂车 是将三轴挂车中的车桥更换为电动车桥,而电动车桥的作用不仅限于驱动挂车,而是带有 多级制动能量回收系统的车桥。此外,同济大学&锣响集团通过纯电动力系统还可实现动 能回收功能,可收集制动过程中产生的能量,存储在自带的电池组中,其宣传节油率最高 可达 15%。
重卡电动化的趋势下,电动半挂车的经济性好,甚至可以搭配柴油车头实现卡车的混 动方案。Wabco 的电动半挂车方案在 2018 年汉诺威车展面世,不仅可以搭配纯电车头, 也可以搭配柴油牵引头,实现柴油车头+电动挂车的混动组合。特别是对于挂车上自带用 电设备的领域(如冷藏车领域),具有很好的经济性。我们认为,电动半挂车的渗透率并 不依赖于车头的电动化,甚至会在一些细分市场先行,取得更广阔的应用空间。
猜想:半挂车价值量有望成倍提升,甚至有望成为移动的储能电站
根据如上的分析,我们猜想半挂电动车的产品形态设计的原则和展望应如下: (1)电池包分布平衡:我们预计车头带全车的 1/3 的电量,半挂车带剩余 2/3 的电量, 半挂车电池可以兼容换电。其设计原则为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。(2)驱动桥距离拉长:牵引车车头布置 1-2 根电驱动桥,挂车上需要加装一根电驱 动桥。其设计原则为过去 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,使得电动卡车在山 路、弯路、雨雪天气的行驶稳定性增强。同时,挂车上要兼容能量回收的制动方案,线控 制动+能量回收将必不可少。
(3)载荷分布贴近几何中心:电池包在挂车正下方,可以兼容换电方案。其设计原 则为几何中心和重心完全重合,而车头尽量轻量化,避免给转向系统带来不必要的冗余设 计。
半挂车将从当前 10 万元的价值量成倍提升,公司有望成为电动时代卡车格局的革命 者。参考海外同类企业的概念车,我们预测,电动半挂车的价值量将可能从当前的 10 万 元提升到 50 万-60 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 万-4 万元,线控制动+高压线束+其他控制器+传感器等 3 万元。我们认为,电动半挂 车将是行业革命性的产品,也是未来卡车业态、运输业态乃至储能业态的格局改变者。公 司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。挂车的电动化将赋予公司新的战略价值,有望使其成为电动时代的卡车格局革命 者。
电动半挂车的意义不仅仅在于载具的电动化:装载电池的电动半挂车未来将成为移动 的储能电站。半挂车过去只是具有载具的属性。但电动化的过程,有望将半挂车从载具演 化成为移动的储能电站(或者能运货的充电宝)。我们认为,未来半挂车不仅将通过甩挂 的模式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。展望未来,半挂车将在电动化的浪潮中获取更大的商业价值。
投资分析
受国内重卡行业销量低迷影响,公司 2022Q1-3 营收同比下滑,但半挂车业务在中国 市占率稳中有升。公司 2022Q1-3 实现营业收入 174 亿元,同比-23%,主要原因为受 2022 年重卡行业销量整体低迷影响。公司的龙头地位稳健,半挂车销量已连续 9 年稳居世界第 一,2022H1 公司在全球实现半挂车及骨架车销量 6 万辆。2019 年以来,公司半挂车业务 在中国市场(最主要市场)的市占率持续提升,2022H1 的市占率达到 15.5%。
中国为公司最主要市场,但 2022 年美国市场需求旺盛、欧洲业务逆势上扬,有效缓 冲了国内需求疲软给公司业绩带来的冲击。公司的产品主要销往中国、北美和欧洲。公司 在中国业务的主要产品是半挂车、专用车和冷藏厢式车; 2022H1 中国区半挂车/专用车/ 冷藏厢式车收入分别为 25 亿/15 亿/1 亿元,占比分别为 61%/36%/2%。北美与欧洲业务 则以半挂车和骨架车销售为主。2021 年中国区占公司收入的 67%,为公司最主要市场; 北美和欧洲占公司收入比分别为 18%/9%。2022Q1-3 海外市场车辆销售收入达人民币 93 亿元,同比显著增长 81.4%,有效缓冲了国内市场需求疲软给公司业绩带来的冲击。其中, 北美市场需求持续旺盛,拉动北美业务营收同比增加 130.2%至 77 亿元人民币,毛利率同 比增加 4.8pcts 至 13.8%;欧洲业务战略计划的成效显现,营收提升 17.3%至 19 亿元, 在欧洲能源危机背景下实现收入的逆势上升,凸显了公司经营的韧性与优势。
海外营收增长叠加产品结构优化、大宗商品原料价格下降等多重因素,公司毛利率实 现回升。2022Q1-3,公司的海外业务营收增长迅速,摊薄生产成本;同时,公司产品结构 的优化与大宗商品原材料价格的企稳使得公司营业成本得到进一步控制,公司 2022Q1-3 的毛利率回升至 12.3%。2022Q1-3 收入端承压使得归母净利润同比下降,但季度环比逐步改善。2022Q1-3, 由于收入端承压,公司实现的归母净利润同比-16%至 6.6 亿元。但 2022Q3 期间,北美业 务经营利润大幅增加,带动公司整体的单季度归母净利润升高至 2.49 亿元,同比+201.2%, 随着重卡行业逐步从底部走出,公司净利润未来有望继续回升。
长期来看,我们预计下一代纯电重卡的产品形态会产生革命性变化, 半挂车价值量有望成倍增长。挂车的电动化将赋予公司新的战略价值,有望使其成为电动 时代的卡车格局革命者。因此,我们参考公司 2021 年在 A 股上市以来的 PE 估值中枢 22 倍,以 2023 年净利润预测为基准,A 股给予 25 倍 PE 估值,对应目标价 16 元;参考公 司在 H 股上市以来的 PE 估值中枢 11 倍,H 股给予 15 倍 PE 估值,对应目标价 11 港币。