新能源汽車行業作為汽車行業的重要分支，重塑了延續百年的傳統汽車產業鏈結構。新能源汽車的核心部件是“三電”，即動力電池、驅動電機和電控，其中動力電池約佔整車成本的40%，電機電控各佔約10%，動力系統佔據了新能源汽車成本的約60%，而傳統汽車動力系統成本佔比僅為30%。動力電池上游依賴鋰、鈷、鎳、錳、石墨等礦產資源來製作零部件，所以新能源汽車與傳統汽車在產業鏈中上游完全不同。在產業鏈下游，傳統汽車的整車廠需掌握髮動機、底盤和變速箱等核心技術；而在新能源汽車產業鏈下游，整車廠可以外採三電，使得核心零部件的研發與車企分離。作為新能源汽車另一標誌的自動駕駛技術所依賴的感測器、輔助駕駛晶片和高畫質地圖等軟硬體設施也可以外購與其他企業合作開發，降低了車企的技術門檻，給予了企業更靈活的發展方向。在車企的更下游的後期服務領域，也有著完全不同於傳統汽車產業的充電樁、換電站、加氫站、動力電池回收等分支產業，這些產業直接決定了整個新能源產業鏈的擴充套件空間，它們與車企的關係也遠比傳統的加油站與車企的關係更緊密。
一、上游--原材料
動力電池目前使用的基本都是鋰離子電池，鋰成為動力電池不可或缺的關鍵資源。鋰資源從形態上分為鋰礦石（鋰輝石，典型的是澳洲七大礦、鋰雲母）、鹽湖滷水（典型的是南美三大湖）。現有鋰資源供給50%左右來自澳洲礦山、40%左右來自南美洲高品質鹽湖、10%左右來自中國、美國等其它地區。平均而言，全球礦石提鋰的成本約為5萬/噸，鹽湖提鋰的成本約為2.5萬/噸，不同公司礦山受制於地理條件，開採成本波動較大。鋰資源巨頭有雅寶（ALB，美國）、SQM（智利，天齊持股25.86%）、泰利森（天齊雅寶分別持股51:49）、Livent、天齊鋰業、贛鋒鋰業等。
三元鋰電池的“三元”是指正極材料使用了由三種元素構成的三元前驅體。三元前驅體有鎳、鈷、錳（NCM）和鎳、鈷、鋁（NCA）兩種路線，NCM三元前驅體是當前市場主流，根據鎳、鈷、錳三種材料的配比不同，NCM又可分為NCM531、NCM622、NCM811等不同型別。其中鈷、鎳兩種資源的價格與新能源汽車產業的行情相關性最高。
鈷是稀有元素，根據USGS（美國地質勘探局）的資料，全球的鈷儲量僅700萬噸，且分佈集中，剛果（金）、澳大利亞和古巴三國儲量佔據了全球儲量的70%，2020年剛果（金）貢獻了全球70%的鈷開採量，因此鈷資源非常容易被控制和壟斷。這些鈷礦石大部分流入中國，中國生產了世界80%的電池專用高檔鈷。鈷主要以銅、鎳的伴生資源形式存在，因此，鈷的供給很大程度上受限於銅、鎳礦的開採。最大的鈷業資源巨頭包括嘉能可、洛陽鉬業、金川集團、謝里特、淡水河谷等，它們大部分同時也為銅或鎳重要生產商。
鎳礦分佈廣泛，已識別的平均鎳含量約為0.5％以上的陸地資源中至少包含3億噸鎳，其中約60％為紅土礦床，40％為硫化物礦床。廣泛的鎳資源也在海底錳結殼和結核中發現。鎳礦儲量最多的三個國家依次是印尼、澳大利亞和巴西。鎳礦巨頭有諾里爾斯克鎳公司、淡水河谷、必和必拓、金川集團等。
歷史上鈷價格波動較大。高鎳低鈷、無鈷固態電池已成發展方向。三元前驅體制造行業集中度較高，龍頭企業集中在中國。市場佔有率最高的是中偉股份和格林美，華友鈷業也在該領域迅猛擴張。格林美計劃在2021年量產更高能量密度、更高穩定性的NCMA四元前驅體，或使行業集中度進一步提高。
稀土永磁材料是指稀土元素RE（鈰Sm、釹Nd、釤Sm）和過渡金屬元素TM（鐵Fe，鈷Co）形成的合金經一定的工藝製成的永磁材料，是對電機效能、效率提升較為明顯的重要基礎材料。2019年中國稀土礦資源儲備量4400萬噸，佔全球資源比重的36.7%，但中國每年的稀土產量佔全球的60%-70%，巴西、越南、俄羅斯也有較高的儲量。稀土永磁驅動電機具有較寬的弱磁調速範圍、高功率密度比、高效率、高可靠性等優勢，能夠有效地降低新能源汽車的重量並提高其效率，需求難以被替代。釹鐵硼永磁體是目前新能源汽車驅動電機中應用最廣泛的材料。中國稀土開採主要企業有三大中央企業：中色股份、中鋁公司、五礦集團；四大地方國企：包鋼稀土、廣晟有色、廈門鎢業、贛州礦業。
二、中游--零部件
1.電池
產業鏈中游是新能源汽車的零部件，最重要的是動力系統，主要由電池、電機和電控組成，簡稱“三電”。
動力電池的核心是電芯，由四部分組成，分別是正極、負極、電解液和隔膜。正極是決定鋰電池效能和成本的重要因素，也是制約電池容量進一步提高的關鍵因素，是電池能量密度提高的關鍵技術突破方向，從磷酸鐵鋰（LFP)、三元到高鎳三元，電池能量密度不斷提升。 相比於磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池，尤其是高鎳三元鋰電池的能量密度更高，技術難度更大，安全性也更低。由於各國政府對電池能量密度的政策要求不斷加強，三元鋰電池在過去幾年的市場份額不斷提高。但隨之而來的是三元鋰電池事故頻發，加之寧德時代推出的CTP（Cell To Pack）和比亞迪推出的“刀片電池”結構被應用於磷酸鐵鋰電池上，使磷酸鐵鋰電池在保持安全性和成本優勢的同時，在能量密度方面得到明顯的提升，使得2020年磷酸鐵鋰電池的市場份額回升。未來兩種路線或長期同步發展。
正極材料佔動力電池成本的30%左右，極受資本關注，預計到2025年市場規模可達1800-2000億元。目前行業集中度較低。海外正極材料巨頭有優美科（Umicore，比利時），3M（美國），住友金屬（SMM，日本），L&F（韓國），三星SDI等。國內的企業主要有當升科技、杉杉股份、容百科技、廈門鎢業等。
目前電池負極材料以石墨為主，有天然石墨和人造石墨兩種，人造石墨因其良好的倍率、迴圈效能以及較低的價格獲得了更多市場份額，目前技術和市場都較為成熟，未來將以矽碳負極作為提升鋰電池能量的突破口。負極材料行業集中度較高，全球負極材料供應商主要集中在中國和日本。特別是中國供應全球負極材料的70%以上，預計未來幾年將達到80%，第一梯隊的貝特瑞、杉杉股份、璞泰來三家的全球市場佔有率合計已超過40%。
電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質、新增劑等材料在一定條件下，按一定比例配置而成。承擔著運輸鋰離子的重任，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證，同時也在一定程度上影響鋰離子電池的安全性。電解液一般在鋰電池成本中佔比達到5%-6%。根據電解液形態可將電池分為液態電池、凝膠電池和固態電池三種。全固態鋰電池具備能量密度高、安全性高、柔性化等優勢，但因存在離子電導率低、介面阻抗大等問題短期無法商業化。全球電解液產能70%集中在中國，未來有望進一步提升。國內市場集中度較高，CR5 市佔率近80%，天賜材料穩居行業龍頭地位，新宙邦、江蘇國泰、杉杉股份也屬於第一梯隊。
隔膜的主要作用是隔離正、負極並使電池內的電子不能自由穿過,同時能夠讓離子(電解質液中)在正負極間自由透過。因而其效能決定了電池的介面結構、內阻等,直接影響電池的容量、迴圈效能等特性。目前,鋰電池隔膜的材料主要為多孔的聚合物薄膜(如PP, PP/PE/PP膜),以及無紡布(如玻璃纖維無紡布、合成纖維無紡布、陶瓷纖維紙等)。製作工藝分為幹法和溼法兩種，目前溼法已成主流，市場佔有率正逐步提高。隔膜產業同樣集中在中日韓三國，龍頭是日本的旭化成和東麗東燃，韓國的SKI、中國的上海恩捷也佔有較高市場份額。上海恩捷一直專注於溼法技術，已在國內確立了絕對龍頭的地位。
動力電池的主要生產企業是寧德時代、LG化學、松下、比亞迪和SDI，其中寧德時代和LG化學在2020年交替佔據裝機量第一的位置，與其他企業拉開了明顯的距離。
目前市場上的動力電池基本都是鋰電池，未來可能的替代方案是鎂電池和石墨烯電池。石墨烯電池炒作較多，不過目前市場上投入使用的所謂的石墨烯電池都只是添加了石墨烯成本的鋰離子電池，真正的以石墨烯為主體的電池還停留在實驗室研究階段。
2.電機
電機是新能源汽車的動力轉化裝置，起到將動力電池的電能轉化為機械能的作用，再透過傳動裝置驅動車輪工作，是新能源汽車的“心臟”，因此電機的質量直接影響到整車的操控性和續航性等關鍵效能。新能源汽車的電機由定子、轉子、機械結構三大部分組成 。
電機按照技術路線分為多種，乘用車中應用最多的是交流非同步電機和永磁同步電機。交流非同步電機具有小型輕量化、製造與維護方便和製造成本低等特點，缺點在於其轉速低於其磁場轉速，調速效能差，在需要平滑調速的使用場合時，需要大容量的變頻器。此外，交流非同步電機能耗高，轉子工作時易產生高溫，高速工作情況下需要額外冷卻系統。使用交流非同步電機的車企主要是特斯拉和蔚來。
永磁同步電機在製造轉子時加入永磁體，具有較高的功率密度和轉矩密度，動力輸出和加速度等效能優越。永磁同步電機存在一定缺點，永磁材料在高溫、震動和過流等相對複雜條件下會產生磁性衰退現象，與此同時，永磁材料價格較高，因此永磁同步電機的成本維持在高位。永磁同步電機是中國新能源汽車使用最多的電機型別，也是未來的發展趨勢，特斯拉、蔚來的新車型都已採用永磁同步電機。
新能源汽車電機生產企業分為具備電機生產能力的整車企業、專業新能源汽車電機
企業和傳統電機生產企業。其中，具備電機生產能力的整車企業議價能力最強，代表企業為比亞迪、特斯拉、蔚然電動等。專業新能源汽車電機企業次之、代表企業為深圳大地和、精進電動和上海電驅動等。傳統電機生產企業轉入新能源汽車電機行業的時間普遍較晚，在技術水平和創新能力上都較弱，議價能力也最弱。
3.電控
新能源汽車電控，即電機控制器，是控制電動汽車驅動電機的裝置，根據整車控制器、換擋機等汽車零部件傳遞的資訊，控制新能源汽車電機的電流及電壓，使其按照需要的方向、轉速、轉矩、響應時間工作。
逆變器、驅動器和控制器是電控系統的核心模組。逆變器透過脈衝寬度調製（PWM）將接收到的直流電能逆變成三相交流電，為新能源汽車電機提供電源。控制器接收新能源汽車電機轉速等訊號，將訊號反饋至儀表，當新能源汽車發生制動或者加速行為時，變頻器相應調整頻率，達到變速目的。驅動器將控制器發出的對電機的控制訊號轉換成逆變器的功率訊號。其中逆變器中的功率晶片佔據電控系統成本的30%-40%，並且技術門檻也最高。
功率晶片是車載晶片的一種，全球新能源汽車的車載晶片一直處於緊平衡狀態，今年更是頻頻傳出“缺芯”的訊息，是個值得關注的市場。
目前主流的功率晶片採用IGBT（絕緣柵雙極型電晶體），在IGBT供應商中，英飛凌處於絕對領先地位，英飛凌、日本三菱、富士電機、安森美、ABB這前五家公司的市場份額超過70%，斯達半導、比亞迪半導體在中國市場也佔有一席之地。功率晶片的一個發展方向是使用SiC（碳化矽）晶片，與IGBT相比，SiC具有低損耗、功率密度大、體積小、耐高溫高壓等優點，但是成本也更高，目前已在特斯拉和比亞迪的部分車型上率先應用。根據摩爾定律，若SiC成本能在未來快速下降，或可取代IGBT成為功率晶片的主流產品。SiC供應商中市場佔有率最高的是Cree，ST（為特斯拉供貨）和比亞迪半導體也值得關注。
電控與電機的關係十分緊密，出於控制成本、增加功率密度等考量，動力系統模組化、整合化趨勢明顯，電機和電控不再作為獨立單元出現，因此電機和電控的生產往往由同一家企業完成。生產電控的整車企業生產電控的代表是比亞迪、特斯拉和蔚來旗下的蔚然動力，第三方整合商中市場佔有率較高的有匯川技術、聯合電子、上海電驅動等。
三、下游--整車製造
在全球變暖壓力和各國新能源政策的促進下，傳統車企競相制訂了發展新能源汽車的計劃，寶馬、大眾、豐田等傳統汽車巨頭都已釋出了停產燃油車的時間表。傳統車企研發製造銷售的產業鏈條極為完整，有著龐大的產品體系、高度垂直度的細分持續最佳化著的分工系統，使其在技術研發和規模製造上的優勢極為明顯。但同時由於其秉承的傳統制造業的商業理念，企業文化和組織結構等因素導致其不能很快擁抱行業變革。
與此同時，新能源核心零部件的研發和整車廠分離的現狀導致整車製造的技術門檻大幅降低，使得以特斯拉和蔚來為代表的新興車企可以打破傳統的造車思路，以使用者需求和體驗為核心反向定義汽車產品，使新能源汽車日漸成為類似智慧手機的電子消費品，自動駕駛、智慧座艙等概念成為新興車企角逐的焦點。這一趨勢也吸引了蘋果、百度、小米等不同型別的科技企業向新能源汽車行業擴張。同時傳統車企如寶馬等也日益加大向新能源汽車的投入，目前行業整體仍處於快速發展期，特斯拉雖佔據絕對龍頭位置，但競爭格局仍不明朗，行業存在被重塑的可能。
四、後期服務
1.充電
充電技術分為四種，直流充電樁、交流充電樁、換電技術、無線充電。
直流充電樁俗稱“快充樁”，可以直接為動力電池充電，功率大、充電快，缺點是成本高、對電池壽命不利。直流充電樁將交流電轉化為直流電，透過充電插口直接給動力電池充電，輸入電壓採用三相四線 380V左右，頻率 50HZ，功率一般在 50kW 以上，充滿一般需要 20-150 分鐘。目前一些較為先進的技術充電功率可達 500-1500kW, 可以實現超級快充，甚至秒充，充電效率瓶頸在於電池承受能力。直流樁的建設成本一般在交流樁的 10 倍以上。高造價決定了直流樁適用於對充電時間要求較高的場景，如計程車、公交車或集中式充電站。
交流充電樁俗稱“慢充”，不可直接為汽車動力電池充電，需連線車載充電機為汽車充電，採用常規電壓、充電功率小、充電慢，但結構簡單、體積小、成本低，通常安裝於城市公共停車場、商場和居民小區。主流的單相交流充電樁，輸入電壓為 220V，功率不大、一般為 7-15kW，一般把動力電池充滿需要花 8-10 小時。
充電樁是制約新能源汽車推廣的重要基礎設施，產業鏈主要分為裝置製造和充電運營兩大環節。裝置製造技術門檻較低，市場競爭充分，產業利潤持續收窄。充電運營商的核心競爭力體現在充電運營平臺、場地和資金、電力保障等方面，運營資金需求較大，前期投入成本高，回報週期較長，存在一定風險性。
根據彭博新能源財經（BNEF）2020年初的資料，全球公共充電樁市場發展迅速，在過去的2013年至2020年初，全球公共充電樁市場以32%的年複合增長率增長。全球車樁比達到7.5：1，超快充電樁（功率在100kW以上）佔全球充電樁總量的8%。中國、歐洲、美國三個最大的電動車市場，充電樁佈局呈現不同的特徵。
歐洲2020 年初共有 23.95 萬臺公用樁，公共車樁比 8:1，以交流樁為主，直流樁佔比僅12%，目前正在加速發展階段，歐盟委員會2020年5月提出要到2025年安裝100萬根公共充電樁。歐洲高速公路充電樁密度較高，平均建有充電樁33臺/100km，是中國國家電網經營區16臺/100km的兩倍，高速快充樁對於新能源車的普及起著至關重要的作用。歐洲充電樁行業由傳統能源及車企兩股勢力主導，傳統能源公司如道達爾、英國石油、殼牌等均早早佈局充電樁。車企中的寶馬、福特、戴姆勒和大眾於 2017 年合資成立充電運營商 IONITY，目前在全歐洲已建成超400 座充電站。
由於特斯拉的引領，美國在電動車及快充技術上處於全球領先位置，在充電樁領域也形成了成熟的市場。美國車樁比在三大市場中最低，整體車樁比僅為2.4：1.由於居民住宅型別的差異，美國私人樁配建比例較高，2020年初美國私人充電樁佔充電樁總量的比例約80%。隨著新能源車銷量快速增長，美國公共車樁比也在逐步攀升，2019 年底建成公共樁 7.8 萬臺,公共車樁比達到17.5：1。
特斯拉是車企自建自營充電樁的代表。根據中國能源網的資料，截至 2020年一季度，特斯拉在全球建有 17007 臺充電樁，累計電動車銷量（Model S/X/3）98.6 萬輛，車樁比 58：1。特斯拉引領全球快充技術，已商業化超級充電樁 V3 能夠實現 250kW 的峰值功率，Model 3 長續航版只需 5 分鐘即可滿足連續行駛 75 英里（約 120km），未來短期內充電樁輸出功率有望達 350kW。
ChargePoint 是美國充電樁運營商龍頭企業，ChargePoint 在美國的市佔率超過 75%，全球建有 11.28 萬座充電站， 計劃到 2025 年完成 250 萬臺充電樁建設。業務覆蓋北美、歐洲、亞洲多個國家。業務模式上採用典型的輕資產模式，自身不持有充電樁資產，營收來源由銷售充電樁產品以及聯網充電樁收取網路費、交易費、維護服務費構成，同時採取與車企合作的模式，覆蓋海外市場。ChargePoint 充電站可提供多種型別的充電埠，與大眾、寶馬等車企合作，開闢了充電樁運營企業可行之路。
截止到2020年12月，中國整體車樁比（公共樁+私人樁）約為3：1。公共充電樁和私人充電樁數量相當，公共充電樁數量達到80.7萬根，私人專屬充電樁超過87萬根，公共充電站從6.38萬座，換電站555座。目前中國的充電樁產業以從政策主導過渡到市場主導的高質量發展階段。充電樁製造方面市場佔有率最高的是國電南瑞和許繼電氣。特來電、星星充電、國家電網、雲快充等則佔據充電樁運營方面的頭部位置。未來充電樁將向智慧模式發展，與智慧電網、車聯網相結合，成為智慧交通、智慧能源等新興數字經濟的重要組成部分，並透過開放共享化向輕資產模式轉型。政策轉向風險值得關注，行業集中度可 能進一步提高；補貼政策預計逐步從建設補貼向運營補貼轉移。充電樁的建設和運營目前受益於政策補貼較多，未來需格外關注政策轉向和退坡風險。
換電技術是指直接將電量不足的動力電池取出換上滿電電池。該技術優勢是速度快，同時運營公司對電池進行統一管理，有利於延長電池壽命，並有效掌控電池回收環節。換電技術在國際上並未形成勢頭，但國內由於2020年推出多項政策推動，特別是2020年4月國家新能源汽車補貼政策明確，售價30萬以上的電動車必須具備換電能力才可享受購車補貼，換電技術得到蓬勃發展，蔚來、北汽透過廣泛佈局換電站已成為該領域的領頭羊。但是換電技術雖然理論上便捷高效,但存在電池型號多樣,各車廠的換電方式不同等問題,同時在效率上對直流充電技術沒有明顯優勢，該模式前景並不明朗。
無線充電是一種非接觸式的充電方式，功率發射端和接收端之間沒有接觸，隔空進行充電。根據技術實現方式可分為電磁感應式、無線電波式和磁場共振式,但無論哪種模式,由於技術規範和商業模式不夠成熟,應用前景尚不明確,商業化應用尚需時日。
2.電池回收
退役動力電池的利用有兩種形式：一是梯次利用，對廢舊動力電池進行必要的檢測、分類、拆分、修復或重組，將其應用至其他領域；一是再生利用，對廢舊動力電池進行拆解、破碎、分選、材料修復或冶煉等處理，進行資源化利用。
世界各國對電池回收有不同的政策，美國、德國以電池生產者作為電池回收主體，日本、中國則以車企作為電池回收主體。因此回收體系建設存在三種模式，一種是以車企主導，由汽車生產企業利用銷售渠道建設退役電池回收體系，回收退役電池移交綜合利用企業處理或與其合作共同利用電池剩餘價值，特斯拉和比亞迪等都回收自己所售車型的電池；第二種是以電池生產商為主體，透過與迴圈利用企業合作，提取原材料用於新電池生產，寧德時代作為動力電池龍頭，透過收購電池回收企業湖南邦普開展回收業務；另一種是以第三方為主體，由梯次、再生利用企業 與汽車、電池生產企業合作，共建共用回收服務網點，集中回收合作企業新能源汽車的退役電池，國際主要玩家有優美科（Umicore比利時），嘉能可（Glencore International AG，瑞士），International Metals Reclamation Company，LLC / INMETCO（美國），Retriev Technologies（美國）和Raw Materials Company（加拿大）等，它們很多同時是電池正極材料生產商。
中國電池回收行業尚處於起步階段，目前尚無行業龍頭出現。市場灰色地帶較多，正規電池回收廠商一直面臨電池回收渠道不暢、回收定價困難等問題，而新興的刀片電池、CTP技術又給電池自動化拆解帶來了技術上的挑戰。格林美、華友迴圈、贛州豪鵬、湖南邦普、廣東光華等佈局較早，有一定領先優勢。其中格林美、華友迴圈宣佈2020年在電池回收業務上實現盈利，值得進一步關注。