电气设备行业新能源车前瞻技术研究之一：新能源车自燃问题分析-20211016-德邦证券-26页_2mb

电气设备行业：新能源汽车热失控防护技术分析与投资建议

核心内容

本报告围绕新能源汽车热失控防护技术展开，分析了自燃事件频发背景下，企业如何通过不同技术路线实现“永不自燃”目标。报告分为三代热失控防护方案：第一代以加强隔热和加快散热为核心，第二代采用冷却液喷淋系统，第三代依赖超高热稳定性材料和新型集流体技术。同时，报告还评估了相关企业及技术的可行性与成本，并提出投资建议。

主要观点

1. 自燃问题严重，推动行业安全升级

• 新能源汽车自燃事件频发，引发消费者和监管高度关注。
• 通用汽车、现代汽车、北汽、蔚来等企业均因自燃问题召回车辆，造成巨额损失。
• 2021年发布的国标GB38031-2020要求电池系统在热失控后5分钟内不起火不爆炸，为乘员提供逃生时间。
• “永不自燃”成为行业共识，针刺试验成为衡量电池安全的重要标准。

2. 热失控防护关键影响因素

• 热失控防护涉及材料、电芯、模组、系统四个层级。
• 材料热稳定性是基础，系统防护是核心。
• 阻止电芯间热扩散是关键，主要通过隔热和散热设计实现。

3. 三代热失控防护方案

• 第一代：加强隔热、加快散热，主要通过电芯间隔热材料和散热系统实现。
  • 圆柱电池：防护简单，散热效果好。
  • 方形电池：已实现突破，需增加隔热材料。
  • 软包电池：防护难度最大，成本最高。
• 第二代：大量灌注冷却液灭火，预计2023年量产。
  • 适用于硬壳电芯，通过泄压阀和水冷系统实现定向灭火。
  • 软包电池因结构限制，实际效果待验证。
• 第三代：依赖超高热稳定性材料，如磷酸锰铁锂（LFMP）和复合集流体技术。
  • LFMP可与高镍材料混用，显著提升热稳定性。
  • 复合集流体降低电池短路风险，提高安全性和能量密度。
  • 固态电解质具有超高热稳定性，但量产难度大，成本高。

关键信息

1. 回顾主要召回事件

2. 铁锂与高镍材料对比

3. 电池封装方式对热失控防护的影响

4. 第一代防护方案核心技术及成本

5. 第二代防护方案：喷淋系统

• 工作原理：在电芯热失控时，冷却液通过泄压阀注入电芯，实现灭火。
• 适用性：适用于硬壳电芯，软包电芯因结构限制，实际效果待验证。
• 成本：预计单车价值<500元。
• 核心厂商：宁德时代、上汽智己、三花智控、银轮股份。

6. 第三代防护方案：材料与集流体技术

• LFMP混用高镍材料：可提升热稳定性，减少放热峰强度。
  • NMC811 + 10% LFMP：放热峰温度217℃/248℃，总热量2003J/g。
  • NMC811 + 20% LFMP：放热峰温度224℃/252℃，总热量1800J/g。
• 复合集流体：采用三明治结构，提升安全性和能量密度。
  • 可应用于多种电池体系，降低短路风险。
  • 宁德时代已实现小批量生产，OPPO等企业也在推进。
• 固态电解质：燃点高，热稳定性好，但量产难度大，成本高。

投资建议

• 关注热管理产业链企业：三花智控、高澜股份。
• 关注磷酸锰铁锂龙头企业：德方纳米。
• 关注复合集流体设备厂商：东威科技。
• 关注高镍材料龙头：容百科技。

风险提示

• 技术进步不及预期。
• 新技术应用不及预期。
• 产品开发验证与实际使用存在差异。
• 原材料及能源供应不及预期。
• 新能源汽车销量不及预期。