日立新能源汽車驅動電機

『壹』 新能源汽車電機驅動系統有什麼作用

【太平洋汽車網】電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構，驅動電機及其控制系統是新能源汽車的核心部件（電池、電機、電控）之一，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。

電動汽車中的燃料電池汽車FCV、混合動力汽車HEV和純電動汽車EV三大類都要用電動機來驅動車輪行駛，選擇合適的電動機是提高各類電動汽車性價比的重要因素，因此研發或完善能同時滿足車輛行駛過程中的各項性能要求，並具有堅固耐用、造價低、效能高等特點的電動機驅動方式顯得極其重要。

驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。電機驅動系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測感測器以及電源等部分構成。

電機是應用電磁感應原理運行的旋轉電磁機械，用於實現電能向機械能的轉換。運行時從電系統吸收電功率，向機械繫統輸出機械功率。電機驅動系統主要由電機、控制器（逆變器）構成，驅動電機和電機控制器所佔的成本之比約為1：1，根據設計原理與分類方式的不同，電機的具體構造與成本構成也有所差異。電機的控制系統主要起到調節電機運行狀態，使其滿足整車不同運行要求的目的。

（圖/文/攝：太平洋汽車網問答叫獸）

『貳』 新能源汽車對驅動電機的要求是什麼

【太平洋汽車網】新能源汽車對驅動電機的要求是在需要充分滿足汽車運行功能的同時，還應滿足行駛的舒適性、環境適應性等性能以及對車輛一次充電續駛里程的要求。

新能源汽車驅動電機具有比普通工業電機更為嚴格的技術規范和標准要求，其主要性能要求如下。

1.體積小、質量輕為了充分利用有限的車載空間，減小車輛質量，降低運行中的能量消耗，應盡量減小驅動電機的體積和質量。電機可以採用鋁合金外殼，各種控制裝置和冷卻系統等也要求盡可能輕量化和小型化。

2.全速段高效運行一次充電續駛里程長，特別是在車輛頻繁起停或變速運行的情況下，驅動電機應具有較高的效率。

3.低速大轉矩及寬范圍的恆功率特性即使沒有變速器，驅動電機本身應能滿足所需的轉矩特性，以獲得在起動、加速、行駛、減速、制動等各種運行工況下的功率和轉矩要求。驅動電機應具有自動調速功能，可以減輕駕駛員的操縱強度，提高駕駛的舒適度，並且能夠達到與傳統內燃機汽車同樣的控制響應。

4.高可靠性在任何運行工況下都應具有高可靠性，以確保車輛的行駛安全。

5.高電壓在允許的范圍內盡可能採用高電壓，可以減小電機的尺寸和控制器、導線等設備的尺寸，特別是可以降低逆變器的成本。

6.安全性能動力電池組、驅動電機等強電部件的工作電壓能達到300V以上，對電氣系統的安全性和控制系統的安全性提出了更高的要求，新能源汽車驅動電機必須符合相關車輛電氣控制的安全性能標准和規定。

7.高轉速與低轉速電機相比，高轉速電機的體積和質量較小，有利於降低整車裝備的質量。

8.使用壽命長為降低新能源汽車的使用成本，驅動電機的使用壽命應和車輛保持一致，真正實現節能環保的目標。

同時，驅動電機還要求具有耐溫和耐潮性能好、運行雜訊低、結構簡單、成本低、適合批量生產、使用維護方便。

（圖/文/攝：太平洋汽車網問答叫獸）

『叄』 新能源汽車對驅動電機有哪些要求

（1）新能源汽車電機要求結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高。（2）新能源汽車電機的可靠性要求高。（3）新能源汽車電機要求效率高、高效區廣、重量輕。（4）新能源汽車電機要求低噪音、低振動，滿足消費者對車輛舒適性的追求。

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一、新能源汽車驅動電機綜述

1.驅動電機的定義驅動電機（drive motor）是將電能轉換成機械能為車輛行駛提供驅動力的電氣裝置，該裝置也可具備機械能轉化成電能的功能。驅動電機系統主要由驅動電機、驅動電機控制器及它們工作必須的輔助裝置組合而成，其中電機主要由定子、轉子、機殼、連接器、旋轉變壓器等零部件裝配而成。

2.主要參數新能源汽車電機核心指標包括：效率、功率密度、轉矩密度，其中效率包括最高效率以及高效區。

（1）持續轉矩：車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下，規定的SI工作制下的最大、長期工作的轉矩。

（2）最高工作轉速：相應於電動汽車最高行駛車速的電機轉速，車用驅動電機系統在額定電壓條件下，在該轉速時應能以額定功率運行。

（3）峰值功率車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下，在一定的持續時間內能輸出的最大功率。對於純電動商務車用驅動電機系統，持續時間規定為60s；對於純電動乘用車和混合動力車用驅動電機系統，持續時間規定為30s。

3.新能源汽車對驅動電機的基本要求

（1）新能源汽車電機要求結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高。

整車布置空間有限，尤其是乘用車，因此對電機系統（電機和控制器）要求結構緊湊，尺寸小。如果要達到上述目的，必須提高電機系統的功率密度和轉矩密度。

（2）新能源汽車電機的可靠性要求高。

整車運行環境惡劣，比如整車的振動、電池電壓劇烈的波動，這些都是新能源汽車電機面臨的惡劣環境。而作為整車，必須考慮到人身安全。因此，以上兩個特點使得對新能源汽車可靠性提出更高要求。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 問界M5 小鵬汽車P7 AION V 傳祺GS8 小鵬P5 理想ONE @2019

『肆』 日立安斯泰莫汽車馬達系統(廣州)有限公司怎麼樣

日立安斯泰莫汽車馬達系統(廣州)有限公司好。日立安斯泰莫汽車馬達系統(廣州)有限公司成立於2017年11月17日，是由2017年世界五百強排名第71位的日立集團下屬企業日立汽車系統株式會社與2017年世界五百強排名第29位的本田技研工業株式會社合資成立的日立汽車馬達系統株式會社100%出資成立的外商獨資企業。主營事業為新能源汽車驅動電機的開發、製造及銷售。晉升較快前景好。

『伍』 新能源汽車目前電動機存在的問題有哪些新能源汽車目前電動機存在的問題有哪些

全球驅動電機市場趨勢
根據估測，隨著全球汽車電動化快速推進，新能源汽車電機系統市場將隨之快速擴張，市場規模有望從2015年的$23億增長到2030年的$318億。
新能源汽車電機系統主要包括電動機和逆變器兩部分，雖然同其他大部分汽車零部件一樣，這兩部分部件長期都面臨降價壓力，但是由於新能源汽車總量的上升，行業總體還是具備較大上升空間。我們預期到2030年市場規模年均增速將在18%-20%左右。
系統單價方面，電機系統整體往高功率方向發展的同時也帶來了裝配價格的提升。
根據估測，在中性假設條件下，2030年電動車銷量將達到2000萬台，約占當年乘用車總銷量的16%-18%。然而，如果放到樂觀情景下，即電池價格大幅下滑，且環保政策更加嚴厲的條件下，電動車銷量增長的速度有可能大幅上升，我們預期在樂觀情況下新能源汽車年銷總量有可能達到3000萬台的水平，約占當年汽車銷量的25%-27%。
預計單電機混動車的功率需求大約在30kw左右(平均價格約$200-$300)，雙電機插電混功率約為50-100kw(平均價格$800-$1000)，純電動車的電機功率約為200kw(平均價格$1000-$1500)。

電動機市場情況
我們預計到2030年電動機(不包括逆變器)的銷量年均增速將達到18%，到2030年行業整體銷量達到$195億，相較2015年$12億的水平擴展近17倍。
預期電動機的銷量將從2015年的360萬上升到2030年的4900萬，同時，單車電機數量預計將有所下滑，從1.8下降到1.4，主要是由於單電機的純電動車銷量佔比提升。
但電動機單價方面我們預期將進一步提升，從目前的$350上升至$380，主要是受高價大功率電機的更廣泛應用所拉動。

從市場份額情況看，豐田集團在2016年的數據中遙遙領先(集團主要生產電機的公司包括電裝公司和愛信精機)，本田集團位居第二，而同時這兩大集團也都在混動領域占據全球領先地位。之後是比亞迪以及給特斯拉供貨的台灣電機製造商富田電機。
電機行業在長期發展過程中，第三方供應商崛起將是大勢所趨。如果我們觀察當前日本汽車行業產業鏈情況，不難發現占據龍頭地位的前三強(豐田、本田、日產)都傾向於自供電機產品，這除了和日本製造企業的傳統基因相關外，也同行業發展的階段有關。
如果對照一下PC和手機行業的發展史，我們不難發現，這兩個行業在初期都是高度上下游整合生產，無論是PC行業的惠普、蘋果、硅圖公司，還是手機行業的諾基亞、摩托羅拉都在產業鏈中高度整合生產，因為在初期產品更新換代速度較快，需要上游零部件供應商迅速做出反應相互配合，所以整合生產的模式具備較高的性價比；
然而到了行業發展中後期，由於整個市場規模擴充，同時產品更新換代速度不需要像初期那樣快，此時第三方供應商以整個市場為客戶對象的規模效應便體現出來，這也催生了富士康、美光、海力士等一系列第三方供應商的崛起。
新能源汽車電機行業也不例外，從當前時點看，本田已經宣布將與日立合作生產電機。同時日產也在投資者交流會上提到將來可能開始外采電機。
2017年10月，三菱電機宣布將為戴姆勒賓士提供電機和逆變器。隨著第三方電機廠商高效能、低成本產品的普及，電機行業市場份額從主機廠自供向第三方企業轉移是大勢所趨。
目前日本的電機企業已經相繼開始對電動化所帶來的趨勢轉變做出了應對。我們預期電裝和愛信精機將會首先利用他們現有的規模優勢，用較低的成本佔有市場份額，而緊隨其後的電產和明電舍也將迅速跟進。
目前電機行業的平均毛利率在30%左右，而生產規模是決定毛利率高低的主要因素之一。

逆變器行業情況
我們預測逆變器行業也將迎來高速增長，根據估測，逆變器市場銷售收入規模將從2015年的$12億上升至2030年的133億。
從銷量上來看，因為逆變器與電機的比例基本是1:1，所以預計其銷售總量將從2015年的360萬上升到2030年的4900萬。
同時單車配套價格將從$300-$400下降到$200-$300，主要是來自於上量之後的成本規模效應。

與電機領域相似，在逆變器行業豐田集團目前同樣也是居於領先地位。同時豐田集團下屬的電裝集團目前正在大規模擴展其逆變器客戶。在豐田之後，三菱電機也占據相當大的市場份額。

技術演變
從電機的分類來看，主要有直流、交流感應、永磁同步和開關磁阻四種，新能源汽車電機主要用到後三種。
目前，永磁同步由於其較優的性能，是主流的電機類型。交流非同步電機的價格適中，但性能稍差，在美國及中國有部分廠商使用。而開關磁阻電機的主要優勢在於其較低的價格，但同時也存在著雜音和震動的技術問題，如果這些問題能夠解決的話，開關磁阻電機將具備很大的市場。
交流非同步電機:雖然從目前看，交流非同步電機(額定功率在79-85左右)相比永磁同步功率方面不具備優勢，但是其成本較永磁同步電機低出不少。在體積方面，交流非同步電機比永磁同步電機更大，主要是受設計構造的限制。
永磁同步電機:電機內部有包裹永磁體的轉子，整體系統功率較大(在90-92左右)，同時體積較小。造價方面較為昂貴，主要由於永磁材料價格較高。目前關於降低永磁體使用的研究正在開展，研究同時也關注提升磁體的輸出效能。永磁電機是當前電動車電機行業中應用最廣泛的電機類型。
開關磁阻電機:開關磁阻電機價格非常具有競爭力，主要由於其轉子中沒有高成本的永磁體，同時其功率適中(額定功率在80-86左右)。由於是利用定子和轉子的拉力來提供動力，過程中導致的震動和噪音是其主要問題。由於電動車電機目前正處在迅速上量的時間段，我們相信需求的提升會加快技術的革新替代。
電機技術提升方向
通過研究過去20年電機的技術演進趨勢，我們發現電機技術還有較大的繼續提升的空間。首先看機芯用鋼的厚度情況。對於定子和轉子來說，其主要是由薄電磁鋼層疊加組成，1997年第一代的豐田普銳斯使用的是0.35mm的鋼層，隨後減到0.3mm，最近2016年降到0.25mm。一般來說，薄鋼層數的提升能夠增加電機效率，同時也對控制電機溫度有幫助。
目前，製造薄鋼是行業的一大技術難題。主要的難點在於控制壓鑄中的回彈，以及鋼片材料的一致性保持。從當前情況來看，旋鍛加工技術由於其成本和生產效率方面的優勢將會越來越成為行業的主流製造方式。
其次，在繞線密度方面，總體上定子中繞線的量是決定電機功率大小的重要因素。而決定繞線量的則主要是在有限空間內銅線可以繞機芯的圈數。技術方面目前插入器的使用由於適合高功率的定子加工，並有逐漸成為行業生產標配的趨勢。
而線圈類型方面，主要有方形和圓形兩種，目前主流廠商使用的是圓形，但是方形技術由於具備較高的空間利用率，正逐漸替代圓形成為行業大方向，而豐田和本田目前已經開始批量採用方形繞線技術。其他廠商這邊，安川電機已經開始研發電子繞線技術，目的是提升控制和效率(馬自達已經開始試用)。
最後，在冷卻系統方面，分電機和逆變器兩部分:電機這塊，由於隨著電機溫度升高永磁電機的磁力會減弱，所以冷卻系統的效率對於電機高功率運行至關重要。

從技術演變趨勢看，主流的冷卻技術已經從風冷、水冷，發展到目前油冷的階段。其主要技術手段是將電機浸入到油冷室中來達到降溫的目的。雖然有專家認為與油的摩擦會降低電機的效率，但是綜合各方面情況，油冷依舊是目前技術條件下最有效的冷卻模式。
逆變器方面，冷卻系統對於逆變器的表現也同樣重要，日產最近聲稱在聆風2017新車型中，依靠提升逆變器冷卻系統，將電機的輸出功率從80kw提升至110kw，而電機其他部分均和上一代相同。
這體現出了逆變器冷卻系統的重要性。雖然碳化硅的使用將會使得電機的抗熱和抗壓性有所提升，但是其較高的成本，其大規模應用的時間點可能很難在短期內到來。

『陸』 新能源電動汽車的驅動電動機

驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛採用直流串激電動機，這種電機具有軟的機械特性，與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由於存在換向火花，功率小、效率低，維護保養工作量大；隨著電機控制技術的發展，勢必逐漸被直流無刷電動機（BLDCM）、開關磁阻電動機（SRM）和交流非同步電動機所取代，如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。 電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的，其作用是控制電動機的電壓或電流，完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。
早期的電動汽車上，直流電動機的調速採用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的，且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構復雜，現已很少採用。目前應用較廣泛的是晶閘管斬波調速，通過均勻地改變電動機的端電壓，控制電動機的電流，來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中，它也逐漸被其他電力晶體管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看，伴隨著新型驅動電機的應用，電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用，將成為必然的趨勢。
在驅動電動機的旋向變換控制中，直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向，實現電動機的旋向變換，這使得電路復雜、可靠性降低。當採用交流非同步電動機驅動時，電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可，可使控制電路簡化。此外，採用交流電動機及其變頻調速控制技術，使電動汽車的制動能量回收控制更加方便，控制電路更加簡單。 電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣，是為汽車減速或停車而設置的，通常由制動器及其操縱裝置組成。在 電動汽車上，一般還有電磁製動裝置，它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行，使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流，從而得到再生利用。目前國內電動汽車在大功率載客汽車，給提供空氣制動設備有耐力NAILI滑片式空氣壓縮機，主要是壓縮空氣的制動方式。

『柒』 新能源汽車電機供應商需要通過哪些體系認證

驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，相比傳統工業電機，新能源汽車驅動電機有更高的技術要求。新能源汽車電機類型主要有四種：直流電機、交流非同步電機、永磁無刷電機(包括永磁同步電機)和開關磁阻電機。目前交流非同步感應電機和開關磁阻電機主要應用於新能源商用車，特別是新能源客車，開關磁阻電機的實際裝配應用較少；永磁同步電機主要應用於新能源乘用車。從綜合性能來看，永磁同步電機最具優勢，更能代表新能源汽車驅動電機的發展方向。
在國外，不少企業電機為內部配套，像寶馬、大眾、豐田、日產的電機系統均為體系內供應商直接供貨，另外還有一種情況是整車廠和零部件供應商共同參與，聯合開發，像戴姆勒和博世成立合資公司，福特和麥格納聯合開發驅動電機系統。電機獨立生產商比較知名有西門子、雷米、日立、大陸、博世等。

在國內，目前新能源驅動電機廠家有30多家，能夠為整車企業批量供貨的也僅有15家左右，整車廠中，比亞迪新能源汽車驅動電機均自主配套；獨立電機或汽車零配件生產商中，綜合實力較強的為北京精進、上海電驅動、大洋電機等，其中上海電驅動（2015年6月被大洋電機收購）是新能源乘用車驅動電機的龍頭企業，南車時代電動則是新能源商用車驅動電機的龍頭企業。

『捌』 新能源汽車電機的組成有哪些

新能源汽車電機驅動系統是新能源汽車的三大核心部件之一，主要由驅動電機和電機控制器兩部分組成。

目前，新能源汽車常用的驅動電機主要包括直流電機、交流非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。最早應用於電動汽車的是直流電機，主要特點是控制性能好、成本低。新能源汽車驅動電機類型。隨著新能源汽車對電機的寬調速范圍、高功率密度、輕量化、高效率、高安全性、低成本等諸多要求的提高，直流電機已經被淘汰，永磁同步電機使用逐步廣泛。
永磁同步電機的代表為 豐田Prius 系列。 豐田 公司在1997 年便研發出世界上第一款成熟的混合動力汽車—Prius，迄今為止已發展到第4代。第4代Prius 電機採用了分段線圈式定子，轉子磁路結構也做了改變，電機的峰值功率為53 kW，峰值轉矩為163 N·m，最高轉速更是達到17 000 r /min。
電機控制器，又稱智能功率模塊，是電動汽車的核心控制單 元 ，其通過硬線直接採集加速/減速信號、制動信號、擋位信號，通過CAN 匯流排採集動力電池狀態信息，解析駕駛員意圖並根據車輛的狀態控制驅動電機工作，實現車輛的正常行駛。電機正轉反轉都是電機控制器控制的，對電機還起到保護的作用。

（圖/文/攝： 古璠） @2019

『玖』 新能源汽車電驅動技術發展和產業化趨勢

新能源 汽車 的動力系統包括電驅動系統與電源系統兩大類

電驅動系統包含電機、電控制器、減速箱，是驅動電動 汽車 行駛的核心部件；電源系統包含車載充電機（OBC）、DC-DC 轉換器和高壓配電盒，是動力電池組進行充電、電能轉換及分配的核心部件。

電驅動產業鏈涉及環節較多，可以概括為零件—總成—系統—整車廠四大層級。

上游零部件包括永磁體、硅鋼體、功率模塊、電容、感測器等，這一級的玩家對在整車產業鏈中屬於「三級供應商」。在零部件基礎上進一步設計組裝得到電機總成、電控總成與傳動總成，這一級的玩家可以稱為車企的「二級供應商」；各個單獨總成進一步集成為電驅動系統供貨於車企，這一級玩家為行業「一級供應商」。

1.1. 大三電：電機、電控、減速器

1.1.1. 電機：扁線電機、高壓電機帶來新機遇

電驅動系統在新能源 汽車 成本中佔比僅次於電池。電驅動系統（電機、電控、減速器）是新能源 汽車 動力總成的關鍵部件，相當於傳統燃油車發動機的作用，直接決定整車的動力性能。其成本佔比僅次電池，佔比絕對值因新能源 汽車 品牌、車型而異。

驅動電機主要技術路徑聚焦在永磁同步電機&交流非同步電機上。永磁同步電機與交流非同步電機的主要區別點在於轉子結構，永磁同步電機會在轉子上放置永磁體，由磁體產生磁場；而交流非同步電機則是由定子繞組通電產生旋轉磁場。功率密度、效率（高效率區間）是衡量電機性能的關鍵指標：

1）功率密度越大代表著相同功率下的電機體積更小，有利於節省空間&製造成本；

2）效率越高，說明電機端損耗越小，相同電池容量下，新能源車續航里程更長。

永磁同步電機為目前應用最多的電機類型，非同步電機在高端車型雙電機配置下會有部分使用。相比交流非同步電機，永磁同步電機功率密度更高、高效區間更寬、質量更輕。

根據第一電動 汽車 網統計信息，2022 年 3 月，我國新能源 汽車 共配套驅動電機 50.97 萬台，其中永磁同步電機為 48.60 萬台，佔比 95%，適用於大部分主流車型；交流非同步電機配套 2.09 萬台，佔比為 4%，主要配套包括特斯拉 Model Y、嵐圖 FREE、蔚來 ES8、奧迪 e-tron、大眾 ID.4 CROZZ 等車型。交流非同步電機在高速中應用性能更優，同時具有成本優勢（稀土永磁材料成本較高，同功率的永磁同步電機價格更高），目前配套多以高端車型、雙電機方案為主 (蔚來 ES8 是前永磁同步+後交流非同步，特斯拉 Model Y 2021款採用前感應非同步+後永磁同步)。

多電機在高端車型中應用有所增加，故單車配套電機數也隨高端市場佔比而變化。

相比單電機，雙電機可以顯著提高 汽車 的加速性能與續航能力。同時，雙電機多意味著四驅系統，可以提供更好的附著力，從而提高安全性能。近年來，在高端車型中雙電機的應用不斷增加，特斯拉、蔚來、奧迪、大眾、賓士都陸續推出搭載雙電機的車型。而在法拉第 FF91 和榮威 MarvelX 中更是使用了三個電機。

扁線：可有效提高電機功率密度，減少銅損耗以提升效率。

1）功率密度高：相較於傳統的圓線繞組電機，扁線電機將圓形導線換成矩形導線，因此相同面積的定子線槽可以塞進更多面積的導線，進而提高功率密度。

2）效率高、損耗小：銅損耗在電機損耗里佔比達 65%，因此為提高電機效率，需採用更合理的定子繞組，從而降低銅耗。此外，扁線截面更粗使得電阻相對更小，銅導線發熱損失的能量也越小。而且扁線電機的端部尺寸短 5-10mm，從而降低端部繞組銅損耗。

3）重量、NVH 等方面也存在優勢。

發卡電機為應用最廣泛的扁線技術，產線投資高，產業化仍處於前期階段。根據線圈繞組方式差異，扁線電機可分為集中繞組扁線電機、波繞組扁線電機與 Hairpin（發卡）扁線電機，其中發卡電機應用最為廣泛。相對圓線電機，扁線電機無法進行手工製造、自動化要求較高——繞組製造過程非常復雜，需要先將導線，製作成發卡的形狀，然後通過自動化插入到定子鐵芯槽內，然後進行端部扭頭和焊接。高自動化及定製化使得扁線電機產線投入較高，根據方正電機，2021 年來公司已先後投資 17.42 億元用於產線建設，對企業資金實力有較大挑戰。

雪佛蘭和豐田開啟扁線電機應用先河，近年來滲透率不斷提升。2007 年，雪佛蘭VLOT 採用的電動 汽車 中就有發卡式扁線電機，其供應商為雷米。2015 年，豐田發行了裝載扁線電機的第四代普銳斯，其電機供應商為 Denso。在扁線電機更高的效率加成下及內外資電機廠商批量化工藝的成熟，近年來其應用不斷增加，2020 年來，保時捷、比亞迪、特斯拉等車企紛紛推出裝載發卡式電機的新車型，滲透率不斷增長。根據方正電機公司年報，2020 年全球新能源 汽車 行業扁線電機滲透率為 15%，我國扁線電機滲透率約為 10%。2021 年隨著各主流車企大規模換裝扁線電機，特斯拉換裝國產扁線電機，我國扁線電機滲透率已與全球扁線電機滲透率同步增長至 25%。

此外，在高端車型中，搭載扁線電機數量也開始從原來的單電機增加到雙電機。例如，保時捷首款純電動跑車 Taycan 便採用了三電機。

高壓：縮短充電時間、提高電機效率以延長里程的重要措施。純電乘用車電壓通常在 200-400V 之間，在同等功率下，當電壓從 400V 提升到 800V 後，線路中通過的電流減少一半，產生的功率損耗更小，從而可以提高充電效率、縮短充電時長，進而改善新能源 汽車 使用體驗。同時，工作電流的減少將降低功率損耗，繼而可以進一步降低同樣行駛里程中的電量消耗，從而延長 汽車 里程數。2021 年為我國 800V 高壓快充元年，行業發展有望加速。

2021 年來，比亞迪（e 平台）、理想、小鵬、廣汽（埃安）、吉利（極氪 001）、北汽(極狐)等車企紛紛布局 800V 快充技術，我國 800V 高壓快充行業進入發展加速期。

高壓化下對 汽車 電子各環節都將帶來新挑戰，目前應用僅停留在高端車型。新能源 汽車 要實現 800V 及以上高壓平台兼容，除了需要提高電機、電池性能外，PTC、空調、OBC、高壓線束等部件都需要重新適配，此外還面臨更高電壓帶來的安全、熱管理、成本等多方面挑戰。受以上因素影響，目前 800V 高壓平台應用還僅停留在部分高端車型。

油冷：採取合理的電機熱管理設計可以進一步提升功率密度。電機的功率極限能力往往受限於電機溫升極限，因此提高電機冷卻散熱能力可以快速提高功率密度，同時防止永磁體在高溫時發生不可逆的「退磁」。目前常用的冷卻方式為水冷，但其無法直接冷卻熱源，熱量傳遞路徑長、散熱效率低；相較於水冷，油冷的優勢在於油品具有不導電、不導磁、絕緣等性能，因此可以直接接觸熱源，形成更安全的熱交換，提高散熱效率。

故相同的繞組絕緣等級下，油冷電機可以承受更高的繞組電流，長期工作功率更高。

1.1.2. 電機控制器：IGBT 掣肘，單管並聯紓困

電控系統通過電機控制演算法發出信號驅動電機轉動，進而控制整個車輛的動力輸出。電控系統可分為主控制器和輔助控制器：

1）主控制器控制 汽車 的驅動電機；

2）輔助控制器控制 汽車 的轉向電機、制動器、空調等。

我們本文重點討論的電控系統主要指主控制器，主要由控制板（接受整車控制器的信號指令，運行電機控制演算法，發出控制指令給功率板）、功率板（接受控制板指令，頻繁通斷 IGBT/MOSFET，控制電機轉動）、殼體等組成，在控制器中，控制電路板、功率電路板成本主要在於 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、MOSFET（功率場效應晶體管）、MCU（微控制器）、電源晶元等半導體器件。

電控開發需要從硬體、軟體兩方面協同進步。類似電機，電機控制器的核心指標同樣為功率密度、效率，軟硬體的優化也是圍繞這兩大核心主題展開。

1）硬體角度，功率半導體單管並聯方案將具備高性價比優勢，或成 A 級以下車型主流硬體配置；而模組方案憑借更高可靠性，在中高端車型占據核心地位。器件方面，碳化硅有望逐步滲透。

2）軟體角度，需要在可拓展性、易維護性、功能安全性等方面的不斷提高。

功率半導體 IGBT 占電控成本比重較高，主要參與者為國外功率半導體巨頭。根據蓋世 汽車 數據，2017 年功率板的核心器件 IGBT 模塊，佔到電控總成本高達 37%。根據Yole，2020 年全球 IGBT 行業銷售額 TOP15 公司中共 14 家為國外企業，而英飛凌（Infineon）更是憑借 14.33 億美元的收入連續多年穩居全球第一。

功率半導體在新能源 汽車 中的應用可分為模組&單管並聯這兩種路線，兩者有各自適用的場景。模組為高度集成的功率半導體產品，保證了電控成品的可靠性&良率高，同時降低了系統設計的復雜度。以 IGBT 為例，由於車規級功率半導體主要被英飛凌等外資占據，其往往提供特定參數規格的標准 IGBT 模組，然而模組參數往往不能很好適配具體需求，因此標准模組在不同功率的驅動電機控制系統中容易出現容量受限、結構安裝等問題。若採用多個 IGBT 單管並聯（通過復合母排、冷卻裝置等部件一同封裝），則可以根據不同車型靈活設計冗餘量，並且單管成本顯著低於模塊，在成本要求較高的A 級以下車型使用得更為普遍。但多個 IGBT 單管並聯時，由於各單管參數的分散性、輸出電流的不一致性，可能使系統可靠性較差，整個 IGBT 模組壽命也會縮短，對企業技術、製造能力考驗大，故中高端 B 級以上車型通常使用可靠性更強的模組路線。

碳化硅功率器件可顯著提高電控效率、功率密度等性能。碳化硅材料具有禁帶寬度大、熱導率高、電子飽和遷移速率高等性質，相比硅基 IGBT，碳化硅元器件體積更小、頻率更高、開關損耗更小，可以使電驅動系統在高壓、高溫下保持高速穩定運行（硅基IGBT 只能在 200 以下的環境中工作）。根據意法半導體，在 400V 電壓平台下，相較於硅基 IGBT，碳化硅功率件有 2-4%的效率提升；在 750V 電壓平台下，碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。

越來越多的高端車型已採用碳化硅電控。

1）車企角度，2021 年奧迪 e-tron GT 與福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新車型也紛紛採用了碳化硅器件。2021 年 10 月，通用 汽車 與 Wolfspeed 簽訂了碳化硅供應協議，在原材料上搶先布局。國內車企也不斷布局碳化硅，比亞迪發布了碳化硅車系平台 e-Platform 3.0，小鵬 G9、蔚來 ET7 等採用碳化硅電控的車型也有望在 2022 年交付。

2）供應商角度，根據精進電動招股說明書，公司採用全 SiC 模塊，可以使控制器的功率提高 20kW 同時使其重量減少 6kg，逆變器尺寸縮小 43%。根據英搏爾，碳化硅電機控制器的損耗下降了 5%，電驅動系統整體 NEDC 平均效率提升 3.6%，整車 NEDC 續航提升 30km、增幅達 5.8%。

除了電機控制器外，碳化硅器件在 OBC、DC/DC、無線充電等「小三電」中也有應用。例如，欣銳 科技 早於 2013 年正式將 Wolfspeed 的碳化硅方案應用於 OBC 產品，2021 年為比亞迪 DMi 車型提供碳化硅電源類產品。目前制約碳化硅器件應用的主要因素為成本，伴隨著未來碳化硅產業鏈的發展完善，相關器件應用滲透率將穩步提升。

軟體：電控的進步體現在可拓展性、易維護性、功能安全性等方面的不斷提高。

1）可拓展性：電控軟體開發通常會使用 AUTOSAR 工具鏈（B 級及以上車把 AUTOSAR 作為「標配」）。AUTOSAR（AUTOmotive Open System Architecture， 汽車 開放系統架構）是由全球各大 汽車 整車廠、汽零供應商、 汽車 電子軟體系統公司聯合建立的一套標准協議，旨在有效地管理日趨復雜的 汽車 電子軟體系統。AUTOSAR 規范的運用使得不同結構的電子控制單元的介面特徵標准化、模塊化，應用軟體具備更好的可擴展性、可移植性，縮短開發周期。

2）易維護性：是指在軟體後續使用過程中，及時實現遠程更新升級與性能優化。OTA（Over-the-Air）技術可以降低維護成本，創造新的收入來源，目前已經在 汽車 行業包括其控制器總成上持續推廣。3）安全性，電驅動系統的控制器總成對新能源 汽車 的動力輸出進行直接的調節控制，是保證安全性的重要一環。在 汽車 行業逐步引入 ISO26262 標准之後，基於功能安全的車用軟體開發對電控軟體提出了新的要求。

1.1.3. 減速器：單檔路線為主，兩檔減速可以期待

電機高速化趨勢明顯，帶動減速器向兩檔減速方向發展。減速器是影響電驅動系統整體 NVH 性能的關鍵。按照傳動等級分類，減速器可以分為單級減速器、兩檔減速器以及兩檔以上減速器。在電機高速化的趨勢下，減速器正在經歷從單級到多檔的產品演變過程。目前，豐田普銳斯和特斯拉 Model 3 電機轉速均已達到了 17900rpm，國內車企轉速略低，但基本也都達到了 16000rpm，下一步規劃便是 18000-20000rpm，電機高速化性能的提升需要相應的高性能減速器來配套。

單級減速器結構簡單、成本較低、體積小，因此目前仍為主流應用。但在高轉速區間，單檔減速器由於傳動比單一，在最高或最低車速以及低負荷條件下，電驅動效率會下降，浪費電能而減少行駛里程，此外減速器高轉速時會帶來 NVH 等問題。

兩檔減速器在混動車中率先應用，純電動車應用可以期待。相較於單檔減速器，兩檔減速器一方面使驅動電機在更高效的區域運行，從而提升驅動系統效率。另一方面，採用兩檔減速器後，傳動比可以做到更高， 汽車 動力性隨之增加、減少百公里加速時間。

此外，採用兩個檔位後，驅動電機可以更加小型化、低速化，從而降低電機及電控的成本。目前，采埃孚、GKN、麥格納、Taycan 等企業均已推出兩檔減速器產品。

1.2. 小三電：OBC、DC/DC、PDU

「小三電」是 OBC、DC/DC、PDU 三大類電源產品，三者一同搭建了 汽車 內部的「能源網路」。OBC（充電機）負責將來自電網的交流電轉換成直流電給電池充電； 汽車 電氣電子系統中，不同部件需要的電壓等級不盡相同，故需要 DC/DC（直流-直流變換器）轉換電壓；PDU（高壓配電盒）負責內部「電氣能源網架」的互聯互通。

半導體器件成本佔比較高，部分仍依賴進口。根據威邁斯招股說明書，在電源產品中，半導體器件、電容電阻為主要成本構成，佔比分別為 23%和 16%。而由於半導體器件與部分電容產品國產化水平較低，多數公司仍採用外資供應商為主。例如，威邁斯主要供應商為 TI、英飛凌、意法半導體、貴彌功等，2016-2018 年公司進口原材料金額佔比分別為 22.30%、19.96%、28.71%，其中 IGBT、MOSFET 海外主要供貨商英飛凌佔比最高，2016-2018 年采購金額佔比分別為 3.18%、6.61%、7.28%。

技術持續演進，集成化趨勢同樣顯著，軟硬體能力都將迎來考驗。早期車載電源產品主要採用模擬控制技術，產品功能較為單一，配套的軟體只具備檢測功能，不能實現精準控制。之後車載電源產品向數字化技術轉變，能夠實現復雜的控制演算法，實現輸出參數的靈活調整和精準控制，提高了軟體系統的操控性，包括車載電源的診斷、升級和參數調整等應用需求。下一代車載電源產品將向集成化轉變，在硬體、軟體、體積、重量四個維度實現創新突破。硬體上有望將進一步採用更高性能的碳化硅器件；軟體上將開發過程轉換為模型化編程及滿足 AUTOSAR 的介面方式，提升軟體穩定性和靈活性；在體積和重量上實現小型化、輕量化。

1.3. 集成化：1+1+1 3，深度集成方興未艾

1+1+1>3，電驅動由最初「結構集成」向「深度系統集成」演進，集成化「多合一」總成產品成為主流趨勢。以往動力系統的電機、電控、電源多單獨采購，根據其電氣、機械結構進行集成組裝；隨著新能源 汽車 零部件要求不斷提高，「多合一」總成產品通過巧妙設計將電機、電控、減速器、電源「深度集成」，減少彼此間的連接器、冷卻組件、高壓線束等部件。「多合一」集成式系統相比分體式產品的優勢主要體現在以下方面：

1）性能更優：降低了各部件之間連接部位的效率損耗，提高整車的 NVH 性能，從而提高了集成系統的可靠性；

2）成本更低：集成式電驅動系統可以減少車內部的高壓線束、連接器數量，節約線束與連接器成本，從而使集成式系統更具有經濟性。

3）更省空間：集成式產品體積更小、重量更輕，有利於節省車內空間。

集成化電驅動系統滲透率不斷提升。根據 NE 時代新能源，2020 年/2022 年 1-4 月我國新能源乘用車「三合一」電驅動系統搭載量為 50.27/79.26 萬台，滲透率為44.91%/61.63%，目前基本涵蓋大部分 A 級車、B 級以上車型。

現有集成產品以「三合一」為主，集成度更高的「多合一」新產品也在不斷問世。

根據 NE 時代新能源，2022 年 1-4 月新能源乘用車搭載的電驅動系統中，分體式、電機/電控「二合一」合計佔比為 44%，「三合一」佔比為 52%，「多合一」佔比為 4%。同時，OBC、DC-DC、PDU 等充配電系統集成產品應用也不斷增加，結合電驅系統集成產品將形成集成度更高的多合一平台。

華為 DriveOne「七合一」電驅動系統打造多合一集成新標桿，比亞迪和上汽變速器也陸續推出多合一產品。

1）華為七合一系統集成了 MCU、電機。減速器、DC-DC、 OBC、PDU、BCU 七大部件，具有開發簡單、適配簡單、布置簡單、演進簡單等優勢。

相較於「三合一」，該產品體積減少 20%、重量減輕 15%。此外，華為 DriveOne 系統可實現 7dB 的超靜音，並具有 80%NEDC 效率，提升整車駕駛體驗。根據 NE 時代新能源，華為「三合一」電驅動總成已在長安 CS-GXNEV 和賽力斯 SF5 兩款車型中得到應用，但目前其七合一產品還沒有在整車中的應用案例。

2）比亞迪「海豚」八合一系統即成立VCU、BCU、PDU、DC-DC、OBC、MCU、電機、減速器八大部件；

3）上汽變速器&威邁斯的七合一系統集成電機、電控、減速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU 七大部件。

1.4. 總結：千億空間市場廣闊，技術變革推動天花板不斷打開

據前文所述，新能源 汽車 電驅動、電源系統圍繞「高效率區間、高功率密度」等核心性能，其技術迭代仍在演進，而且針對不同車企、不同車型大多需要「量身定製」。

截至 2022 年 4 月，國內電動車銷量結構成「紡錘形」——B 級和 A00 級車型銷量佔比較高。分車型來看電驅動技術，1）A/B 級及以上中高端車型通常因價格較高、可降本空間大，性能要求高，故對「三合一」乃至「六合一/七合一」等更青睞，扁線、碳化硅有 望率先在中高端車型進行滲透。2）A00/A0 級的低端車型對成本要求更高，故傾向於采 購分體式產品，部分也會採用成本低的「三合一」。即使對同一級別車型，不同車企及電動化平台均有各自技術架構，需要電驅動企業去配合設計，故當前定製化水平仍較高。

1）技術變革帶動需求結構變化：在電機技術方向上，扁線電機滲透率有望在未來5 年快速提升，我們假設 2025 年在電驅三合一市場的綜合滲透率將達到 87%；在單車配套電機數量上，雙電機目前仍主要應用於高端車型，我們假設 2025 年雙電機在電驅三合一市場綜合滲透率將達到 5%。在電控方向，由於碳化硅性能優勢較強，近年應用增長較快，考慮其降本速度，我們假設碳化硅電控滲透率穩步提升、2025 年在電驅三合一市場綜合滲透率達到 26%。

2）規模化帶動價格下降：電機方面，扁線電機廠家近年產能擴展迅猛，我們預計規模化將帶動價格快速下降，同時隨著扁線電機滲透率提升，與圓線電機價格差異持續縮小，經濟性更為突出；電控方面，碳化硅同樣持續降本。

3）集成化佔比提高：我們將電驅動&電源市場分為分布式、二合一、三合一（含少量「多合一」），我們假設「三合一」滲透率不斷提升、2025 年達到 59%（基本覆蓋 A 級及以上的車型）

行業參與者可分為「三大陣營」：整車廠自供體系、動力系統集成商、第三方電驅動供應商。

1）整車廠自供體系（in-house）：出於供應鏈安全、成本控制等考慮，整車廠多設立子公司或合資公司自供電驅動、電源產品，代表公司有特斯拉、比亞迪旗下的弗迪動力、蔚來旗下的蔚然動力、長城旗下的蜂巢能源等。

2）動力系統集成商（Tier1）：通常為海外 汽車 零部件巨頭，如聯合電子、日電產、博世、大陸、博格華納等，憑借深厚的技術、工藝等積淀拓展至新能源 汽車 領域，本身產品力強、產能規模大，且具備全球主流車企客戶資源。

3）第三方電驅動供應商：近年來快速崛起，獨立第三方根據業務側重點可以分為電控為主、電機為主的廠商，但是在集成化的趨勢下，企業通常會同時布局電機、電控、電源與「多合一」系統。根據公司業務結構差異，又可分為以下幾類：

1） 整車廠自製 VS 向第三方外采：

我們認為，未來 5-10 年仍將是自主品牌與新勢力車企崛起的機遇期。一方面由於新能源 汽車 更新換代速度要高於傳統燃油車，相比外資品牌，自主品牌的「包袱」更小，能夠更加快速地進行變革。另一方面，新能源 汽車 紮根本土，對消費者需求有更深刻的認知，可以敏銳捕捉到消費者需求變化並快速響應。

上述核心車企采購邏輯（自製 or 開放供應鏈）影響了第三方可觸及的市場空間。

對於前述的「中高端、中端、中低端」市場，車企通常有各自的采購偏好：

2021 年/2025 年第三方供應商總體銷量份額為 40%/60%。整車廠前期因新能車出貨量相對不大，部分車企選擇自製電驅動/電源系統，但後期隨新能源車年銷量過百萬輛、車型品類豐富等，對自製體系的成本控制能力、快速研發能力、產能等都提出較大挑戰。屆時，我們預計第三方憑借技術平台完備，以標准化促定製化開發，疊加定點車型銷量較大，規模效應強勁，在成本、開發速度、產能方面均具備更強競爭優勢。不同於燃油車，電池、電驅作為新能源 汽車 中最重要的板塊，如果全部外包給第三方供應商，那麼留給車企的參與環節將大幅減少，這將不斷降低產業壁壘，縮小盈利空間，因此從整車廠的經營戰略來考慮，部分車企未來仍會堅持「部分自供」。綜上，我們預計多數整車廠在性能要求苛刻的中高端平台（B 級及以上）部分採用自供體系、部分外供，中端、中低端市場的車型開放供應鏈給第三方。結合上一節不同品牌車的銷量佔比數據，我們測算 2021 年第三方供應商總體銷量份額約 39.96%，至 2025 年份額有望提升至 60.38%。

2） 第三方供應商競爭焦點（第三方 VS 第三方）：

國內主流廠家在技術上和海外 Tier1 的差異在逐步縮小。海外 Tier1 在傳統車零部件研發生產上走在世界前列，但是近年來我國電驅動供應商在技術上不斷實現突破，與國外先進水平差距逐步縮小，核心性能基本與海外 Tier1 相差不大，在新技術路線的布局方面也處於同一起跑線甚至領先一步。

高壓化（基於碳化硅的電驅動產品）：在電機方面，方正電機基於 800V 碳化硅平台的驅動電機目前已完成客戶項目定點，有望於 2022Q3 量產。在電控方面，日立為保時捷 Taycna 提供了基於 Si-IGBT 技術的 800V 的逆變器。在電驅動總成方面，匯川技術、臻驅 科技 、中車時代等都已推出了應用碳化硅的驅動集成產品，其中匯川的第四代動力總成已在小鵬 800V 高壓平台車型中實現量產。

扁線電機：方正電機、大洋電機、華域電動等生產的扁線電機均已得到應用，例如方正電機產品已量產配套蔚來 ET7，大洋電機已量產配套北汽 48V BSG。