中兴通讯:进军无线充电行业,坐实新增长点

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公司电动大巴无线充电方案解决了目前电动大巴推广中的问题,示范后将会快速全国推广。中兴通讯的无线充电方案具有“站不用地、车不增重、充不动手、路不白跑、电不过放”这五大优势,能够对加速电动汽车充电基础设施建设产生革命性推动作用,成倍提升投资效率,解决在都市核心地带大量建设充电设施的老大难问题。其方案示范后有望在全国快速推广。

电动汽车无线充电未来将会是接近千亿的市场规模,公司在大功率无线充电上的技术领先,将会大大带来公司业务提升。仅仅考虑城市电动公交车市场,目前40个试点新能源汽车城市(第一批28个,第二批12个),大中型城市的公交车,微循环大巴车超过40万台。大巴车上无线充电设备售价约10万人民币,地面一个无线充电位约20万人民币,未来3-5年收入有望达到百亿级销售规模。而在未来家庭乘用车的无线充电需求将会达到千亿以上,公司也已经和部分家庭乘用车厂商签署合作协议。

大功率无线充电商用化技术壁垒高。全球范围内,目前可商用的大功率无线充电系统只有四三家:高通收购的英国的HaloIPT、美国的EVATRAN、德国的ConductixWampfer和中兴通讯可以提供,中兴通讯大功率电磁感应式无线充电系统已经通过了科技成果鉴定,可以在30KW大功率系统下,实现90%的充电效率,技术全球领先,并申请了20多项专利。

风险因素:电动汽车无线充电方案示范过程中未来或出现问题,影响推广进程。

维持“买入”评级。中兴发布了电动汽车无线充电领先的技术方案,证明其研发能力和研发积累,也证明其“再造一个中兴通讯”的战略初显成效。后期我们将会深入评估无线充电对公司中长期业绩的贡献水平,目前暂维持其2014-2016年EPS为0.90/1.13/1.27元的预测,维持目标价为20元,维持“买入”评级。


全球电动汽车无线充电的进展介绍

进入21世纪,大力发展纯电动汽车已经成为美国、中国、欧洲多个国家政府发展新能源汽车的明确方向,而解决电动汽车充电又是发展纯电动车的基础。用无线充电来解决汽车的充电问题是一个面向未来的创举,对加速新能源车充电基础设施建设、提升充电便利性、降低充电运营成本更是意义重大。

2011年,英国HaloIPT公司(被高通收购)与新西兰奥克兰大学基于雪铁龙电动汽车车身合作研发的感应式WPT技术;日本国土交通省(交通部)于2012年10月在奈良市,针对充电式混合动力巴士进行无线充电实验;2013年宝马、特斯拉、尼桑等都先后宣布了自己的汽车无线充电技术和产品发展规划;2014年1月份英国交通部宣布在伦敦近郊进行无线充电大巴商业示范运营。韩国也在实验可以在行驶中进行连续充电的方案。大功率无线充电技术主要有三种方式,电磁感应、磁共振和微波方式。目前比较成熟的是电磁感应方式。高通的HaloIPT、中兴通讯和德国的Conductix目前都是电磁感应模式。

在2014年1月份,英国在MiltonKeynes的Wolverton郊区和Bletchley之间的7号线路试运营无线充电的电动公交大巴,这批巴士将作为示范项目运行五年时间,如果项目成功,未来电动公交大巴无线充电模式将会普及,这应该是目前全球第一条无线充电的电动公交系统的试运营。


英国的示范项目中,8辆电力巴士已于今年1月底投入使用,覆盖MiltonKeynes的Wolverton郊区和Bletchley之间的7号线路。这是一条连柴油巴士都会觉得“吃力”的路线,每天运行17个小时,一周7天不停歇,每辆巴士每年的里程超过了56000英里,预估一年搭载的乘客会到达80万。

8辆电力巴士无需连接电源,均采用无线方式充电,这意味着它们能够在整整的17个小时里持续提供服务,就像传统柴油巴士一样。原理很简单:利用基于导电原理的技术,安装在道路里面的无线充电板将直接转移能量到公交车下面的吸收板。据称,整个线路的长度为15英里,巴士大约会消耗三分之二的能量,回来的巴士只需要在充电点停10分钟,电力又可以被加满。公交车会在起点站和终点站进行无线充电,所有的8辆巴士只需要2个无线充电点对其服务,充电的时间会依照司机的休息时间进行调整和安排。

除了能够负荷如此大的“压力”完成艰巨的任务,这8辆电力巴士对环境也会做出相当大的贡献。由于使用不是柴油设备,它们每年可以减少街道上大约5吨的微粒和有毒尾气排放以及270吨的二氧化碳量。

中兴通讯襄阳无线充电大巴示范项目介绍

襄阳是中国新能源汽车试点城市之一,该示范线由中兴通讯、东风汽车、国家电网襄阳公司以及绿捷公交公司携手建设。东风汽车2005年就致力于新能源产品研发及市场开拓,2009年首批新能源客车量产下线并投入国内示范运营。2011年就开始与中兴在无线充电领域开展深入合作,目前已经在新发布的纯电动车型上普遍增设无线充电模块的选项。

在襄阳政府的全力支持下,中兴公司与东风汽车通过持续的联合创新实践推出了这条第一的示范线路。伴随着随即开展的中国主导无线充电标准制定与推进工作,该无线充电技术可直接利用现有开放式停车场进行就地改造,无需新征土地,也不会占用额外土地和空间,能够大幅降低电动汽车充电基础设施的建设成本、使用成本。无线充电和有线充电对比,既可以能降单车成本(减少了携带电池的容量),又可以把整体先运作成本降低47%。本次示范项目,将会有20多辆无线充电的电动公交车投入运营。

电动公交车无线充电与有线充电优势对比

随着新能源试点城市的项目推进,很多城市都把公交车改造作为新能源汽车试点的抓手。而对于推进纯电动公交车应用来看,依然面临几个主要的问题:

充电运营商建设集中式充电站选址难、费用高、周期长

出于设备防损与人员安全考虑,修建大功率(380V,50-100A的电流)有线充电站需要单独占用土地资源。为了提高充电站利用率和经济性,选址优选在人口密集的城市核心城区(一个都市充电场站至少2000万人民币投资)。目前在人口密集的城市核心城区已经越来越难找到合适的地块。有线充电方案长期面临征地面积大、征地困难、建设周期长、投资额度高的难题。

电动车普遍背负重而贵的电池

有线充电公交线路为了延长行驶里程车辆需要携带大量电池(电池成本占新能源车的30%-40%),不但费用高昂而且增加了车辆自重,降低了运营效率,电池组同时也是新能源汽车故障率较高且维修代价最高的部件。目前市场上来看,每瓦电池容量的成本约2000-3000元。

有线充电站需要专人值守且恶劣天气情况下使用不便

有线充电站集中充电方式通常需要人工介入,插拔高压充电抢和在车辆充电完成后腾挪车辆。考虑充电站的设备防盗防损与人员安全,需要安排专业人员进行7×24小时管理,增加了额外的人力及管理维护成本。

多数充电站在地面运行,在连续降雨的时候,充电站人员处于自身安全考虑,不愿意进行插拔高压充电枪。我们在调研中,发现了某城市因为连续降暴雨,充电站人员不愿意进行插拔高压充电枪,使得部分有线电动公交停运。

电动汽车往返充电站的空驶造成能源浪费

集中充电运行方式往返充电站会浪费宝贵的电池电力。对于公交车来说,每天往返充电站空驶里程的电量浪费甚至可以高达电池总容量的15%以上。

深充深放的使用模式对电池寿命不利

有线充电方式因为充电不易,通常是在电量基本用尽时才去充满。这种深度充放电的使用模式直接影响电池使用寿命。

用无线充电来解决汽车的充电问题是一个面向未来的创新,对加速新能源车充电基础设施建设,提升充电便利性,降低充电运营成本意义重大。

站不征地

无线充电可以分散建设,不需要专门征地,可直接利用现有开放式停车场甚至马路边车辆暂定区域进行就地改造,可无需专门新征土地。大幅度降低充电站普及建设的难度与投资,建设周期亦大幅度缩短,同样基建投资可以建设十倍以上的充电位。零占地,地面资源再用;选址灵活,见缝插针,可大量分散建设。



车不增重

无线充电由于可以让车辆在其运营线路上在线补电,大大缩短对车辆每次充电之后的行驶里程的要求,车辆不再需要配置大容量的电池,降低车辆空重同时也节约了购车成本。有线充电公交线路为了延长行驶里程车辆需要携带大量电池(电池成本占新能源车的30%-40%),不但费用高昂而且增加了车辆自重,降低了运营效率,电池组同时也是新能源汽车故障率较高且维修代价最高的部件。



充不动手

无线充电设备采用全地埋的充电方式,全过程自动化无需人工干预,亦减少了设备防盗防损的风险,充电相关的认证鉴权、启停、过程安全监控、电费计量等所有工作都自动完成,完全剔除与之相关的人工成本,提升电动汽车运营的整体经济效益。防盗,司机全自助使用,没有裸露在外部的设备;初期投资后几乎再无日常维护使用费用。

路不白跑

无线充电站点根据公交线路做线路内无线充电基建设计,车辆在起点充电后发车,终点补满电返程,如此往复,所有电力皆用于线路运输。对比现有的有线充电运行方式,由于充电站距运营线路有一定距离,往返充电站会白白多耗宝贵的电池电力,改为线路内应用无线充电模式之后,线路整体运营电耗可以缩减5%以上,进一步提升绿色示范特性。


电不过放


采用无线充电后,可比较自然的做到电池组随用随补电,让电池的电量保持在50%-100%之间的浅充浅放状态,这是电池组最理想的工作状态,可以降低新能源车辆故障率,有益于提升运营效率。新能源汽车也因此可以减少电池维护成本,最大可能延展电池寿命,减少车辆寿命周期内更换电池的需求,也有利于后期废旧电池循环利用。



中兴通讯电动汽车无线充电技术

中兴通讯已经从事大功率无线充电的技术研究和产品研发达5年。从2012年就逐步开始产品商用化。公司在2012年完成了5KW的样机,2013年开始与东风汽车合作,在中巴汽车上完成装车和静态环境下调试;2014年初完成了国家科技成果鉴定。

公司的大功率无线充电的产品可以做到单个充电单体30KW,无线充电桩的效率可以达到90%(对比有线充电桩的效率可以达到95%),在20CM的间距。这个水平是全球领先的大功率无线充电系统。感应线圈约1平方米面积,装车容易。地面充电设备也为50A/100A,与有线充电桩的50A\100A可以做到1:1的替换。此外,中兴借助自己在通信技术上的积累,有一套地面系统和车载系统的认证鉴权,和地面物品检测的技术积累。公司已经拥有了20个多项电动汽车无线充电相关的专利技术。同时,中兴通讯采用的是带外控制协议,加强了对地面物品安全性检测和车辆认证,确保了无线充电安全可靠。同时,中兴借助自己已有的BMS(电池管理系统)的研发储备,做好了无线充电系统与BMS的协同与整合。


今年,中兴新能源汽车计划在两个城市建设两条示范线路。都是20多辆电动车,在示范线路良好运行后,有望在全国更大范围进行市场推广。并已经联合东风汽车公司组建中国电动汽车无线充电标准联盟。广泛的凝聚行业力量,尽快推动中国的电动汽车无线充电标准的确定,确保后面不同车辆和地面充电设备的适配和兼容。

公司已经和国内多家汽车公司(包括商用车和乘用车)签订了战略合作协议,开始进行电动汽车无线充电的装车调试。

市场规模预估

商用车市场(城市公交大巴为主)2014-2018年

国家第一批新能源示范城市有28家,第二批有12家。其中大量城市都把公交系统作为了电动汽车示范项目。而城市中大规模的电动公交车进行充电,分散模式的无线充电桩的优势巨大。各地政府对于完成新能源示范车辆的任务依然很大的压力。特别是征地建设大型有线充电站的难度较大,经济效益低。从与各地方政府的接触来看,如果无线充电可以分散建设,解决征地问题,降低车辆电池容量问题,地方政府都非常愿意尝试。

目前大城市中公交车辆约为1-3万辆,中等城市约为5000-10000辆。40家试点城市将会有超过40万台公交车的市场容量。而公交车一般的使用年限约为6-8年。目前,中兴在试点城市的公交大巴车上的无线充电系统售价约为10万元,地面充电部分约为20万元。地上无线充电位和车辆的配比约为1:5。预计乘用车上无线充电系统市场规模将会超过千亿。

乘用车市场(居民自用车)2016-2020年

无线充电相对于有线充电模式,具有便捷、提升用户体验、非接触、免维护,适应恶劣环境、安全可靠性高。随着城市的无线充电位已经发展起来,家庭用电动汽车无线充电模式也将会逐步发展起来。而中国乘用车年销售约100多万辆,随着电动汽车的普及率提升,乘用车无线充电市场更加巨大。



文章来源:中信证券研究部
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