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国内电动汽车减速器厂家

发布时间: 2023-04-22 20:24:24

『壹』 北汽ev160的减速器减速比是多少

60:12。北汽EV160电动汽车采用的单速变速器,采用左右分箱、两级传动结构设计,具有体积小、结构紧凑的特点,采用前进挡和倒挡共用结构,减速比为60:12。北汽集团是原"北京汽车工业集团总公司"的简称,2000年9月改为“北京汽车工业控股有限责任公司”,2010年11月更名为“北京汽车集团有限公司”。

『贰』 减速器的结构组成是怎样的

减速器结构组成主要有:齿轮箱、传动电机、传动轴、输出轴

1、齿轮箱:齿轮组、传动轴、箱体、垫圈组成。

2、齿轮级数:减速器有单级、双级、三级,但是有部分大减速比的可达到四级,级数越大减速传动效率越低。

3、传动电机:可采用直流有刷电机、直流无刷电机、步进电机、空心杯电机、马达、永磁电机。

4、传动轴:烧结轴承、滚动轴承。

5、输出轴:金属输出轴、塑胶输出轴。

(2)国内电动汽车减速器厂家扩展阅读:

减速器的作用:  

1、减速器装在原动机与工作机之间用以降低转速,增加扭矩的装置,在生产中使用十分广泛,常见的有齿轮减速器,蜗轮蜗杆减速器等,本次测绘的部件为一级圆柱齿轮减速器。

2、减速器将较高的转速转变为较低转速的装置。

由于输入齿轮轴的轮齿与输出轴上大齿轮啮合在一起,而输入齿轮轴的轮齿数少于输出轴上大齿轮的轮齿数,根据齿数比与转速比成反比,当动力源(如电机)或其他传动机构的高速运动,通过输入齿轮轴传到输出轴后,输出轴便得到了低于输入轴的低速运动,从而达到减速目的。


『叁』 减速机在国际的发展历史

国外在先进减速机的设计生产上已经十分成熟,一些知名生产商已经拥有一百余年的减速机生产经验,市场份额也十分可观。比如西门子公司旗下FLENDER减速机是目前业内最大减速机供应商,在产品结构设计、制造方面具有很高的造诣。

国外减速机在电力、食品、建筑、矿业、水利等诸多行业都有着广泛的应用,其制造生产标准相比国内也更高,我国的硬齿面减速机标准也来源于西门子公司的生产标准。国内减速机的发展历史也有近40年,生产厂家数目众多,形式也多样,目前,国内各类通用减速器的标准系列已达数百个,基本可满足各行业对通用减速器的需求。但是与国外相比我国减速机水平仍然有较大差距,同国外外减速器行业存在的比较突出的问题是,行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低。

据初步统计,减速机用量比较大的行业主要有:电力机械、冶金机械、环保机械、电子电器、筑路机械、化工机械、食品机械、轻工机械、矿山机械、输送机械、建筑机械、建材机械、水泥机械、橡胶机械、水利机械、石油机械等,这些行业使用减速机产品的数量已占全国各行业使用减速机总数的60%——70%。

『肆』 汽车减速器的作用是什么

在当前用于传递能量和运动的机构中,减速机应用广泛,几乎可以在所有类型的机械传动系统中看到。汽车主减速器的主要功能是减速和增加扭矩,我们知道发动机的输出功率是确定的。根据功率w=m*V(功率=扭矩*速度*)的计算公式,当通过主减速器降低传动速度时,可以获得相对较高的输出扭矩,从而获得更大的驱动力。

减速器的作用是使主机与工作机器或执行机构之间的传动速度和扭矩相匹配。减速机是一种相对精密的机器。其目的是降低速度和增加扭矩,根据传动相位的不同,可分为单级减速器和多级减速器;根据牙科设备的形状,可分为圆柱形减速器、锥形齿轮减速器和齿轮圆柱形减速器;根据排列传动形式,可分为膨胀式、分体式和同输入树型减速器。

根据参与减速装置的齿轮副数量,可分为单级主减速器和两级主减速器,除部分中重型车辆需要大传动比的两级主减速器外,一般车辆为微型车,轻型和中型基本上使用一个主要的单级减速器。以上是雄边向您介绍的“主减速器的功能是什么?差速器操作员告诉你内轮和外轮之间的速度有差异。这是本质。让我给你简要描述一下你说的减速器。根据您的描述,它应该是主减速器。别人告诉你的是对的。以典型的后驱动车辆为例,动力传递路径为发动机-飞轮-离合器-传动树-最终发动机-差速器轴-轮毂轴。

以上就是小编针对问题做得详细解读,希望对大家有所帮助,如果还有什么问题可以在评论区给我留言,大家可以多多和我评论,如果哪里有不对的地方,大家也可以多多和我互动交流,如果大家喜欢作者,大家也可以关注我哦,您的点赞是对我最大的帮助,谢谢大家了。。

『伍』 国产名牌电机生产厂家有哪些

哈尔冰电机厂,上海东方电机厂,东莞华强三洋马达公司,浙江卧龙电机,湘潭电机厂,大洋电机,德昌电机,江特电机,联谊电机,金龙电机,华力电机这些都是一些比较大的比较好的电动机品牌生产厂商.

哈尔冰电机厂
哈尔滨电机厂有限责任公司(原哈尔滨电机厂)始建于1951年6月,1994年10月进行了股份制改造,是我国生产大、中型发电设备的重点骨干企业。主要产品有水轮机、水轮发电机、汽轮发电机、风力发电机、电站控制设备以及滑动轴承。
公司占地面积72万平方米,建筑面积33万平方米。现有各类设备3800余台,其中主要设备1800余台,精、大、稀、重型设备300余台。此外还拥有葫芦岛水电大件加工基地、秦皇岛核电加工基地、镇江风电开发基地和昆明中小水电开发基地。
公司水轮发电机组的制造能力达到10000MW/年,最大单机容量达到800MW;汽轮发电机的制造能力为30000MW/年,最大单机容量达到1000MW,并具备制造单机容量1000MW水轮发电机组和1200MW级核能发电机的能力。
公司制造的大型水电机组,约占国内生产的大型水电机组总装机容量的1/2,汽轮发电机约占国内生产的大型火电机组总装机容量的1/3。产品遍布全国各地,并出口到美国、加拿大、日本、印度、巴西、俄罗斯等34个国家。
公司与美国GE公司、法国阿尔斯通公司、瑞士ABB公司、德国西门子公司以及日本日立公司等12个国家的30多家企业建立了项目合作关系。
六十年来,公司坚持自主开发与引进技术相结合,创造了我国发电设备制造史上的无数个“第一”,为我国电力事业发展做出了卓越贡献。

上海东方电机厂

公司成立于1949年12月,从五十年代起,就成为全国制造汽轮发电机和大中型交直流电机的重点骨干企业。上海电机厂有限公司于1998年7月1日由原上海电机厂改制而成。如今,其大中型交直流电机占全国电机行业的三分之一。无论是生产经营规模还是市场占有率及综合经济效益等均名列全国同行业前茅。产品远销世界38个国家和地区。
公司实施国际化战略,开拓新市场,坚持开发新产品,先后研制成功轧钢电机、电站用辅机电机、防爆电机、核电电机、增安型电机和风力发电机、交流变频电机、筋外冷电机等新系列电机,不断向市场推出节能和环保型产品,在巩固传统领域的同时拓展市场新领域,快速提升国际市场,为企业发展提供了广阔的空间,走向国际化企业。——其实这家电动机品牌现在就是属于上海电气。

东莞华强三洋马达公司

东莞华强三洋马达有限公司地处广东省东莞市塘厦镇宏业工业区宏业北13路,占地面积7万平方米,拥有员工7000人。公司成立于1995年12月23日,是由中国深圳华强实业股份有限公司、日本三洋电机株式会社、三洋精密株式会社、广东华强三洋集团有限公司和中国深圳华强集团有限公司合资创办的企业。

大洋电机

大洋电机是我国微电机行业龙头企业之一,是全球同类电机产品的大型领先供应商。大洋电机广泛应用于家电、汽车、摩托车、电机机车、面包机、自动控制等行业,产品涉及单相电容异步电动机、罩极电机、直流电动机、单相串激电动机、外转子电容运转单相异步电动机等六大系列五百多个品种。中山大洋电机股份有限公司主营业务为微电机的研发、生产和销售,主要产品包括风机负载类电机(如:空调电机)、洗涤类电机(如:干衣机电机、洗衣机串激电机和洗衣机三相变频电机)、无刷电机、新能源电动汽车电机及驱动系统,以及其它类车库门电机、水泵电机、缝纫机电机、搅拌机电机、健身摇摆器电机等。

浙江卧龙电机

卧龙制造业专业生产各类工业电机及其自动化、微电机、家用电机、电源电池、电动自行车、特种牵引变压器和电气化成套装备等40大系列3000多个品种,主导产品在国内市场占有率达20%以上,并被评为“中国名牌”产品,获得国家免检产品资格,卧龙商标被工商认定为中国驰名商标。公司综合实力已连续多年位居中国电机制造业榜首。

湘潭电机厂

湘潭电机股份有限公司,是由湘潭电机集团有限公司联合其他六家股东于1999年12月份发起设立的股份有限公司。据有关资料显示,该公司总股本23500万股,其中湘电集团持有93069525股,占总股本的39.6%。2002年7月18日,湘电股份A股在上海证券交易所公开发行,代号为600416。电机事业部:是湘电股份按内部主要成品生产职能划分组建的一个自主经营实体。事业部以大中型交直流电机研制、生产为主营范围,内部产、供、销、技配套、人、财、物齐全。

德昌电机

徳昌电机是一家总部位于香港的大型跨国集团公司,在微电机和集成电机系统的设计、研发及制造等领域具有全球领导地位。徳昌微电机产品被广泛应用于消费及商用产品中,包括汽车配件、家用电器、电动工具、商业器材及个人护理产品、多媒体及视听产品等。
徳昌电机成立于1959年,并于1984年在香港联交所上市,是恒生指数的成分股,其产品远销世界三十多个国家和地区。徳昌电机在中国、意大利、西班牙、美国、墨西哥及阿根廷等地设有制造工厂,在香港、台湾、中国大陆、日本、新加坡、德国、英国、美国、意大利、巴西等地设有研发、销售、市场推广和技术支援中心,在世界各地雇用员工三万多人。

江特电机

本公司系经江西省股份制改革联审小组赣体改函【1991】50号文和宜春市人民政府宜府字【1991】100号文批准,江西宜春电机厂进行改制,并向职工发行内部职工股,募集设立的股份公司。1991年11月26日,江特股份在江西省宜春市工商行政管理局登记注册;1995年5月11日,江特股份在江西省工商行政管理局登记注册。

联谊电机

公司拥有国家级电机技术中心、浙江省高新技术研发中心,先后获得浙江省技术创新优秀企业、浙江省绿色企业、浙江省专利示范企业等多项荣誉。为省中行、农行、工行“AAA”信用企业。总经理许晓华是管理学博士、高级工程师、高级经济师、高级政工师,曾被评为全国五好文明家庭、浙江省经营管理大师、浙江省十大杰出青年。公司目前已形成电机、减速器、电子制品、电气制品等四大类300多个规格3000多个品种的430万台年产能,产品广泛应用于汽车、保健器械、家用电器、工业自动化、办公设备、环保设备等各类动力系统。

金龙电机

公司基于对行业发展趋势的深刻理解和多年来积累的先进制造工艺技术及经验,依托较强的产品设计、模具开发及灵活转产的能力,向国内外核心客户提供多品种、个性化、组合式的微特电机产品。公司在技术方面的优势在于拥有自主知识产权的技术和快速的新产品创新体系。先后通过了ISO14001 环境管理体系认证、ISO9001:2000 质量管理体系认证以及GB/T28001-2001 职业健康安全管理体系认证。

公司成立伊始就重视研发投入和技术创新,2006-2008 年的研发投入占营业收入的比重分别为6.60%、3.85%和3.01%。公司汇集了一批优秀的技术研发人才,目前技术人员占员工总人数的9.52%。经过多年的技术积累和自主开发,公司成功研制了多项微特电机生产技术并申请了发明专利,打破了日本、韩国企业在超小型微特电机领域的技术垄断地位。公司研发的手机用微特电机经国家信息产业部鉴定为国内首创,达到国际同类产品水平。2000 年该系列产品被国家经济贸易委员会评为“国家级新产品”,同时被信息产业部列入《2000 年信息产业科研(民品)计划》,也被列入浙江省高技术产业化示范工程,公司被评为浙江省“三优”企业。2001 年公司获国家计委高技术产业化项目,2001 年公司进入中国电子元器件百强企业,温州市委、市政府授予公司温州市“规模型、科技型、外向型”重点骨干企业的荣誉称号。2002 年公司获国家科技部火炬计划和国家电子基础发展基金项目。2008 年公司被评为国家级高新技术企业。截至2008 年末,公司拥有22 项专利(已取得的专利13 项,正在申请的专利9 项),其中发明专利2 项。同时,公司经过多年的研发与生产,积累了大量超小型微特电机生产的技术诀窍,掌握了一整套与超小型微特电机相关的关键技术、工艺、设备、装配等方面的非专利技术。

华力电机

山东华力电机集团股份有限公司是以电机研制开发、生产制造为主业的国家大型企业集团,中国500家最大电器器械及器材制造企业之一。始建于1970年,现有员工2000人,固定资产3.5亿元,占地面积15.6万平方米。集团以荣成市电机厂为主体,设有特种电机厂、电磁线厂、铸造厂等8处企业,并与大庆油田、胜利油田等联合建立起电机组装分厂,拥有省级电机研制中心一处,高效电机研制中心一处。产品涵盖Y系列、Y2系列船用、民用三相异步电动机,调速、防爆电机及各类发电机,N系列、1L系列高效电动机共17大系列1500个品种,企业先后通过了ISO9001、ISO14001管理体系认证、CE安全认证。集团年生产能力150万台、1800万KW,企业规模及综合经济效益连续多年列全国电机行业前茅。

这些电动机品牌都能在万贯五金机电网上找到,以上的这些品牌都是成立比较久,在行业内能够主导一个方向的品牌,都是国内比较好的电动机品牌。而我们在今年来也有许多的电动机品牌蓬勃发展,很多电动机品牌都可以在网站上查到。

『陆』 新能源汽车电驱动技术发展和产业化趋势

新能源 汽车 的动力系统包括电驱动系统与电源系统两大类

电驱动系统包含电机、电控制器、减速箱,是驱动电动 汽车 行驶的核心部件;电源系统包含车载充电机(OBC)、DC-DC 转换器和高压配电盒,是动力电池组进行充电、电能转换及分配的核心部件。

电驱动产业链涉及环节较多,可以概括为零件—总成—系统—整车厂四大层级。

上游零部件包括永磁体、硅钢体、功率模块、电容、传感器等,这一级的玩家对在整车产业链中属于“三级供应商”。在零部件基础上进一步设计组装得到电机总成、电控总成与传动总成,这一级的玩家可以称为车企的“二级供应商”;各个单独总成进一步集成为电驱动系统供货于车企,这一级玩家为行业“一级供应商”。

1.1. 大三电:电机、电控、减速器

1.1.1. 电机:扁线电机、高压电机带来新机遇

电驱动系统在新能源 汽车 成本中占比仅次于电池。电驱动系统(电机、电控、减速器)是新能源 汽车 动力总成的关键部件,相当于传统燃油车发动机的作用,直接决定整车的动力性能。其成本占比仅次电池,占比绝对值因新能源 汽车 品牌、车型而异。

驱动电机主要技术路径聚焦在永磁同步电机&交流异步电机上。永磁同步电机与交流异步电机的主要区别点在于转子结构,永磁同步电机会在转子上放置永磁体,由磁体产生磁场;而交流异步电机则是由定子绕组通电产生旋转磁场。功率密度、效率(高效率区间)是衡量电机性能的关键指标:

1)功率密度越大代表着相同功率下的电机体积更小,有利于节省空间&制造成本;

2)效率越高,说明电机端损耗越小,相同电池容量下,新能源车续航里程更长。

永磁同步电机为目前应用最多的电机类型,异步电机在高端车型双电机配置下会有部分使用。相比交流异步电机,永磁同步电机功率密度更高、高效区间更宽、质量更轻。

根据第一电动 汽车 网统计信息,2022 年 3 月,我国新能源 汽车 共配套驱动电机 50.97 万台,其中永磁同步电机为 48.60 万台,占比 95%,适用于大部分主流车型;交流异步电机配套 2.09 万台,占比为 4%,主要配套包括特斯拉 Model Y、岚图 FREE、蔚来 ES8、奥迪 e-tron、大众 ID.4 CROZZ 等车型。交流异步电机在高速中应用性能更优,同时具有成本优势(稀土永磁材料成本较高,同功率的永磁同步电机价格更高),目前配套多以高端车型、双电机方案为主 (蔚来 ES8 是前永磁同步+后交流异步,特斯拉 Model Y 2021款采用前感应异步+后永磁同步)。

多电机在高端车型中应用有所增加,故单车配套电机数也随高端市场占比而变化。

相比单电机,双电机可以显著提高 汽车 的加速性能与续航能力。同时,双电机多意味着四驱系统,可以提供更好的附着力,从而提高安全性能。近年来,在高端车型中双电机的应用不断增加,特斯拉、蔚来、奥迪、大众、奔驰都陆续推出搭载双电机的车型。而在法拉第 FF91 和荣威 MarvelX 中更是使用了三个电机。

扁线:可有效提高电机功率密度,减少铜损耗以提升效率。

1)功率密度高:相较于传统的圆线绕组电机,扁线电机将圆形导线换成矩形导线,因此相同面积的定子线槽可以塞进更多面积的导线,进而提高功率密度。

2)效率高、损耗小:铜损耗在电机损耗里占比达 65%,因此为提高电机效率,需采用更合理的定子绕组,从而降低铜耗。此外,扁线截面更粗使得电阻相对更小,铜导线发热损失的能量也越小。而且扁线电机的端部尺寸短 5-10mm,从而降低端部绕组铜损耗。

3)重量、NVH 等方面也存在优势。

发卡电机为应用最广泛的扁线技术,产线投资高,产业化仍处于前期阶段。根据线圈绕组方式差异,扁线电机可分为集中绕组扁线电机、波绕组扁线电机与 Hairpin(发卡)扁线电机,其中发卡电机应用最为广泛。相对圆线电机,扁线电机无法进行手工制造、自动化要求较高——绕组制造过程非常复杂,需要先将导线,制作成发卡的形状,然后通过自动化插入到定子铁芯槽内,然后进行端部扭头和焊接。高自动化及定制化使得扁线电机产线投入较高,根据方正电机,2021 年来公司已先后投资 17.42 亿元用于产线建设,对企业资金实力有较大挑战。

雪佛兰和丰田开启扁线电机应用先河,近年来渗透率不断提升。2007 年,雪佛兰VLOT 采用的电动 汽车 中就有发卡式扁线电机,其供应商为雷米。2015 年,丰田发行了装载扁线电机的第四代普锐斯,其电机供应商为 Denso。在扁线电机更高的效率加成下及内外资电机厂商批量化工艺的成熟,近年来其应用不断增加,2020 年来,保时捷、比亚迪、特斯拉等车企纷纷推出装载发卡式电机的新车型,渗透率不断增长。根据方正电机公司年报,2020 年全球新能源 汽车 行业扁线电机渗透率为 15%,我国扁线电机渗透率约为 10%。2021 年随着各主流车企大规模换装扁线电机,特斯拉换装国产扁线电机,我国扁线电机渗透率已与全球扁线电机渗透率同步增长至 25%。

此外,在高端车型中,搭载扁线电机数量也开始从原来的单电机增加到双电机。例如,保时捷首款纯电动跑车 Taycan 便采用了三电机。

高压:缩短充电时间、提高电机效率以延长里程的重要措施。纯电乘用车电压通常在 200-400V 之间,在同等功率下,当电压从 400V 提升到 800V 后,线路中通过的电流减少一半,产生的功率损耗更小,从而可以提高充电效率、缩短充电时长,进而改善新能源 汽车 使用体验。同时,工作电流的减少将降低功率损耗,继而可以进一步降低同样行驶里程中的电量消耗,从而延长 汽车 里程数。2021 年为我国 800V 高压快充元年,行业发展有望加速。

2021 年来,比亚迪(e 平台)、理想、小鹏、广汽(埃安)、吉利(极氪 001)、北汽(极狐)等车企纷纷布局 800V 快充技术,我国 800V 高压快充行业进入发展加速期。

高压化下对 汽车 电子各环节都将带来新挑战,目前应用仅停留在高端车型。新能源 汽车 要实现 800V 及以上高压平台兼容,除了需要提高电机、电池性能外,PTC、空调、OBC、高压线束等部件都需要重新适配,此外还面临更高电压带来的安全、热管理、成本等多方面挑战。受以上因素影响,目前 800V 高压平台应用还仅停留在部分高端车型。

油冷:采取合理的电机热管理设计可以进一步提升功率密度。电机的功率极限能力往往受限于电机温升极限,因此提高电机冷却散热能力可以快速提高功率密度,同时防止永磁体在高温时发生不可逆的“退磁”。目前常用的冷却方式为水冷,但其无法直接冷却热源,热量传递路径长、散热效率低;相较于水冷,油冷的优势在于油品具有不导电、不导磁、绝缘等性能,因此可以直接接触热源,形成更安全的热交换,提高散热效率。

故相同的绕组绝缘等级下,油冷电机可以承受更高的绕组电流,长期工作功率更高。

1.1.2. 电机控制器:IGBT 掣肘,单管并联纾困

电控系统通过电机控制算法发出信号驱动电机转动,进而控制整个车辆的动力输出。电控系统可分为主控制器和辅助控制器:

1)主控制器控制 汽车 的驱动电机;

2)辅助控制器控制 汽车 的转向电机、制动器、空调等。

我们本文重点讨论的电控系统主要指主控制器,主要由控制板(接受整车控制器的信号指令,运行电机控制算法,发出控制指令给功率板)、功率板(接受控制板指令,频繁通断 IGBT/MOSFET,控制电机转动)、壳体等组成,在控制器中,控制电路板、功率电路板成本主要在于 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(功率场效应晶体管)、MCU(微控制器)、电源芯片等半导体器件。

电控开发需要从硬件、软件两方面协同进步。类似电机,电机控制器的核心指标同样为功率密度、效率,软硬件的优化也是围绕这两大核心主题展开。

1)硬件角度,功率半导体单管并联方案将具备高性价比优势,或成 A 级以下车型主流硬件配置;而模组方案凭借更高可靠性,在中高端车型占据核心地位。器件方面,碳化硅有望逐步渗透。

2)软件角度,需要在可拓展性、易维护性、功能安全性等方面的不断提高。

功率半导体 IGBT 占电控成本比重较高,主要参与者为国外功率半导体巨头。根据盖世 汽车 数据,2017 年功率板的核心器件 IGBT 模块,占到电控总成本高达 37%。根据Yole,2020 年全球 IGBT 行业销售额 TOP15 公司中共 14 家为国外企业,而英飞凌(Infineon)更是凭借 14.33 亿美元的收入连续多年稳居全球第一。

功率半导体在新能源 汽车 中的应用可分为模组&单管并联这两种路线,两者有各自适用的场景。模组为高度集成的功率半导体产品,保证了电控成品的可靠性&良率高,同时降低了系统设计的复杂度。以 IGBT 为例,由于车规级功率半导体主要被英飞凌等外资占据,其往往提供特定参数规格的标准 IGBT 模组,然而模组参数往往不能很好适配具体需求,因此标准模组在不同功率的驱动电机控制系统中容易出现容量受限、结构安装等问题。若采用多个 IGBT 单管并联(通过复合母排、冷却装置等部件一同封装),则可以根据不同车型灵活设计冗余量,并且单管成本显著低于模块,在成本要求较高的A 级以下车型使用得更为普遍。但多个 IGBT 单管并联时,由于各单管参数的分散性、输出电流的不一致性,可能使系统可靠性较差,整个 IGBT 模组寿命也会缩短,对企业技术、制造能力考验大,故中高端 B 级以上车型通常使用可靠性更强的模组路线。

碳化硅功率器件可显著提高电控效率、功率密度等性能。碳化硅材料具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和迁移速率高等性质,相比硅基 IGBT,碳化硅元器件体积更小、频率更高、开关损耗更小,可以使电驱动系统在高压、高温下保持高速稳定运行(硅基IGBT 只能在 200 以下的环境中工作)。根据意法半导体,在 400V 电压平台下,相较于硅基 IGBT,碳化硅功率件有 2-4%的效率提升;在 750V 电压平台下,碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。

越来越多的高端车型已采用碳化硅电控。

1)车企角度,2021 年奥迪 e-tron GT 与福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新车型也纷纷采用了碳化硅器件。2021 年 10 月,通用 汽车 与 Wolfspeed 签订了碳化硅供应协议,在原材料上抢先布局。国内车企也不断布局碳化硅,比亚迪发布了碳化硅车系平台 e-Platform 3.0,小鹏 G9、蔚来 ET7 等采用碳化硅电控的车型也有望在 2022 年交付。

2)供应商角度,根据精进电动招股说明书,公司采用全 SiC 模块,可以使控制器的功率提高 20kW 同时使其重量减少 6kg,逆变器尺寸缩小 43%。根据英搏尔,碳化硅电机控制器的损耗下降了 5%,电驱动系统整体 NEDC 平均效率提升 3.6%,整车 NEDC 续航提升 30km、增幅达 5.8%。

除了电机控制器外,碳化硅器件在 OBC、DC/DC、无线充电等“小三电”中也有应用。例如,欣锐 科技 早于 2013 年正式将 Wolfspeed 的碳化硅方案应用于 OBC 产品,2021 年为比亚迪 DMi 车型提供碳化硅电源类产品。目前制约碳化硅器件应用的主要因素为成本,伴随着未来碳化硅产业链的发展完善,相关器件应用渗透率将稳步提升。

软件:电控的进步体现在可拓展性、易维护性、功能安全性等方面的不断提高。

1)可拓展性:电控软件开发通常会使用 AUTOSAR 工具链(B 级及以上车把 AUTOSAR 作为“标配”)。AUTOSAR(AUTOmotive Open System Architecture, 汽车 开放系统架构)是由全球各大 汽车 整车厂、汽零供应商、 汽车 电子软件系统公司联合建立的一套标准协议,旨在有效地管理日趋复杂的 汽车 电子软件系统。AUTOSAR 规范的运用使得不同结构的电子控制单元的接口特征标准化、模块化,应用软件具备更好的可扩展性、可移植性,缩短开发周期。


2)易维护性:是指在软件后续使用过程中,及时实现远程更新升级与性能优化。OTA(Over-the-Air)技术可以降低维护成本,创造新的收入来源,目前已经在 汽车 行业包括其控制器总成上持续推广。3)安全性,电驱动系统的控制器总成对新能源 汽车 的动力输出进行直接的调节控制,是保证安全性的重要一环。在 汽车 行业逐步引入 ISO26262 标准之后,基于功能安全的车用软件开发对电控软件提出了新的要求。

1.1.3. 减速器:单档路线为主,两档减速可以期待

电机高速化趋势明显,带动减速器向两档减速方向发展。减速器是影响电驱动系统整体 NVH 性能的关键。按照传动等级分类,减速器可以分为单级减速器、两档减速器以及两档以上减速器。在电机高速化的趋势下,减速器正在经历从单级到多档的产品演变过程。目前,丰田普锐斯和特斯拉 Model 3 电机转速均已达到了 17900rpm,国内车企转速略低,但基本也都达到了 16000rpm,下一步规划便是 18000-20000rpm,电机高速化性能的提升需要相应的高性能减速器来配套。

单级减速器结构简单、成本较低、体积小,因此目前仍为主流应用。但在高转速区间,单档减速器由于传动比单一,在最高或最低车速以及低负荷条件下,电驱动效率会下降,浪费电能而减少行驶里程,此外减速器高转速时会带来 NVH 等问题。

两档减速器在混动车中率先应用,纯电动车应用可以期待。相较于单档减速器,两档减速器一方面使驱动电机在更高效的区域运行,从而提升驱动系统效率。另一方面,采用两档减速器后,传动比可以做到更高, 汽车 动力性随之增加、减少百公里加速时间。

此外,采用两个档位后,驱动电机可以更加小型化、低速化,从而降低电机及电控的成本。目前,采埃孚、GKN、麦格纳、Taycan 等企业均已推出两档减速器产品。

1.2. 小三电:OBC、DC/DC、PDU

“小三电”是 OBC、DC/DC、PDU 三大类电源产品,三者一同搭建了 汽车 内部的“能源网络”。OBC(充电机)负责将来自电网的交流电转换成直流电给电池充电; 汽车 电气电子系统中,不同部件需要的电压等级不尽相同,故需要 DC/DC(直流-直流变换器)转换电压;PDU(高压配电盒)负责内部“电气能源网架”的互联互通。

半导体器件成本占比较高,部分仍依赖进口。根据威迈斯招股说明书,在电源产品中,半导体器件、电容电阻为主要成本构成,占比分别为 23%和 16%。而由于半导体器件与部分电容产品国产化水平较低,多数公司仍采用外资供应商为主。例如,威迈斯主要供应商为 TI、英飞凌、意法半导体、贵弥功等,2016-2018 年公司进口原材料金额占比分别为 22.30%、19.96%、28.71%,其中 IGBT、MOSFET 海外主要供货商英飞凌占比最高,2016-2018 年采购金额占比分别为 3.18%、6.61%、7.28%。

技术持续演进,集成化趋势同样显著,软硬件能力都将迎来考验。早期车载电源产品主要采用模拟控制技术,产品功能较为单一,配套的软件只具备检测功能,不能实现精准控制。之后车载电源产品向数字化技术转变,能够实现复杂的控制算法,实现输出参数的灵活调整和精准控制,提高了软件系统的操控性,包括车载电源的诊断、升级和参数调整等应用需求。下一代车载电源产品将向集成化转变,在硬件、软件、体积、重量四个维度实现创新突破。硬件上有望将进一步采用更高性能的碳化硅器件;软件上将开发过程转换为模型化编程及满足 AUTOSAR 的接口方式,提升软件稳定性和灵活性;在体积和重量上实现小型化、轻量化。

1.3. 集成化:1+1+1 3,深度集成方兴未艾

1+1+1>3,电驱动由最初“结构集成”向“深度系统集成”演进,集成化“多合一”总成产品成为主流趋势。以往动力系统的电机、电控、电源多单独采购,根据其电气、机械结构进行集成组装;随着新能源 汽车 零部件要求不断提高,“多合一”总成产品通过巧妙设计将电机、电控、减速器、电源“深度集成”,减少彼此间的连接器、冷却组件、高压线束等部件。“多合一”集成式系统相比分体式产品的优势主要体现在以下方面:

1)性能更优:降低了各部件之间连接部位的效率损耗,提高整车的 NVH 性能,从而提高了集成系统的可靠性;

2)成本更低:集成式电驱动系统可以减少车内部的高压线束、连接器数量,节约线束与连接器成本,从而使集成式系统更具有经济性。

3)更省空间:集成式产品体积更小、重量更轻,有利于节省车内空间。

集成化电驱动系统渗透率不断提升。根据 NE 时代新能源,2020 年/2022 年 1-4 月我国新能源乘用车“三合一”电驱动系统搭载量为 50.27/79.26 万台,渗透率为44.91%/61.63%,目前基本涵盖大部分 A 级车、B 级以上车型。

现有集成产品以“三合一”为主,集成度更高的“多合一”新产品也在不断问世。

根据 NE 时代新能源,2022 年 1-4 月新能源乘用车搭载的电驱动系统中,分体式、电机/电控“二合一”合计占比为 44%,“三合一”占比为 52%,“多合一”占比为 4%。同时,OBC、DC-DC、PDU 等充配电系统集成产品应用也不断增加,结合电驱系统集成产品将形成集成度更高的多合一平台。

华为 DriveOne“七合一”电驱动系统打造多合一集成新标杆,比亚迪和上汽变速器也陆续推出多合一产品。

1)华为七合一系统集成了 MCU、电机。减速器、DC-DC、 OBC、PDU、BCU 七大部件,具有开发简单、适配简单、布置简单、演进简单等优势。

相较于“三合一”,该产品体积减少 20%、重量减轻 15%。此外,华为 DriveOne 系统可实现 7dB 的超静音,并具有 80%NEDC 效率,提升整车驾驶体验。根据 NE 时代新能源,华为“三合一”电驱动总成已在长安 CS-GXNEV 和赛力斯 SF5 两款车型中得到应用,但目前其七合一产品还没有在整车中的应用案例。

2)比亚迪“海豚”八合一系统即成立VCU、BCU、PDU、DC-DC、OBC、MCU、电机、减速器八大部件;

3)上汽变速器&威迈斯的七合一系统集成电机、电控、减速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU 七大部件。

1.4. 总结:千亿空间市场广阔,技术变革推动天花板不断打开

据前文所述,新能源 汽车 电驱动、电源系统围绕“高效率区间、高功率密度”等核心性能,其技术迭代仍在演进,而且针对不同车企、不同车型大多需要“量身定制”。

截至 2022 年 4 月,国内电动车销量结构成“纺锤形”——B 级和 A00 级车型销量占比较高。分车型来看电驱动技术,1)A/B 级及以上中高端车型通常因价格较高、可降本空间大,性能要求高,故对“三合一”乃至“六合一/七合一”等更青睐,扁线、碳化硅有 望率先在中高端车型进行渗透。2)A00/A0 级的低端车型对成本要求更高,故倾向于采 购分体式产品,部分也会采用成本低的“三合一”。即使对同一级别车型,不同车企及电动化平台均有各自技术架构,需要电驱动企业去配合设计,故当前定制化水平仍较高。

1)技术变革带动需求结构变化:在电机技术方向上,扁线电机渗透率有望在未来5 年快速提升,我们假设 2025 年在电驱三合一市场的综合渗透率将达到 87%;在单车配套电机数量上,双电机目前仍主要应用于高端车型,我们假设 2025 年双电机在电驱三合一市场综合渗透率将达到 5%。在电控方向,由于碳化硅性能优势较强,近年应用增长较快,考虑其降本速度,我们假设碳化硅电控渗透率稳步提升、2025 年在电驱三合一市场综合渗透率达到 26%。

2)规模化带动价格下降:电机方面,扁线电机厂家近年产能扩展迅猛,我们预计规模化将带动价格快速下降,同时随着扁线电机渗透率提升,与圆线电机价格差异持续缩小,经济性更为突出;电控方面,碳化硅同样持续降本。

3)集成化占比提高:我们将电驱动&电源市场分为分布式、二合一、三合一(含少量“多合一”),我们假设“三合一”渗透率不断提升、2025 年达到 59%(基本覆盖 A 级及以上的车型)

行业参与者可分为“三大阵营”:整车厂自供体系、动力系统集成商、第三方电驱动供应商。

1)整车厂自供体系(in-house):出于供应链安全、成本控制等考虑,整车厂多设立子公司或合资公司自供电驱动、电源产品,代表公司有特斯拉、比亚迪旗下的弗迪动力、蔚来旗下的蔚然动力、长城旗下的蜂巢能源等。

2)动力系统集成商(Tier1):通常为海外 汽车 零部件巨头,如联合电子、日电产、博世、大陆、博格华纳等,凭借深厚的技术、工艺等积淀拓展至新能源 汽车 领域,本身产品力强、产能规模大,且具备全球主流车企客户资源。

3)第三方电驱动供应商:近年来快速崛起,独立第三方根据业务侧重点可以分为电控为主、电机为主的厂商,但是在集成化的趋势下,企业通常会同时布局电机、电控、电源与“多合一”系统。根据公司业务结构差异,又可分为以下几类:

1) 整车厂自制 VS 向第三方外采:

我们认为,未来 5-10 年仍将是自主品牌与新势力车企崛起的机遇期。一方面由于新能源 汽车 更新换代速度要高于传统燃油车,相比外资品牌,自主品牌的“包袱”更小,能够更加快速地进行变革。另一方面,新能源 汽车 扎根本土,对消费者需求有更深刻的认知,可以敏锐捕捉到消费者需求变化并快速响应。

上述核心车企采购逻辑(自制 or 开放供应链)影响了第三方可触及的市场空间。

对于前述的“中高端、中端、中低端”市场,车企通常有各自的采购偏好:

2021 年/2025 年第三方供应商总体销量份额为 40%/60%。整车厂前期因新能车出货量相对不大,部分车企选择自制电驱动/电源系统,但后期随新能源车年销量过百万辆、车型品类丰富等,对自制体系的成本控制能力、快速研发能力、产能等都提出较大挑战。届时,我们预计第三方凭借技术平台完备,以标准化促定制化开发,叠加定点车型销量较大,规模效应强劲,在成本、开发速度、产能方面均具备更强竞争优势。不同于燃油车,电池、电驱作为新能源 汽车 中最重要的板块,如果全部外包给第三方供应商,那么留给车企的参与环节将大幅减少,这将不断降低产业壁垒,缩小盈利空间,因此从整车厂的经营战略来考虑,部分车企未来仍会坚持“部分自供”。综上,我们预计多数整车厂在性能要求苛刻的中高端平台(B 级及以上)部分采用自供体系、部分外供,中端、中低端市场的车型开放供应链给第三方。结合上一节不同品牌车的销量占比数据,我们测算 2021 年第三方供应商总体销量份额约 39.96%,至 2025 年份额有望提升至 60.38%。

2) 第三方供应商竞争焦点(第三方 VS 第三方):

国内主流厂家在技术上和海外 Tier1 的差异在逐步缩小。海外 Tier1 在传统车零部件研发生产上走在世界前列,但是近年来我国电驱动供应商在技术上不断实现突破,与国外先进水平差距逐步缩小,核心性能基本与海外 Tier1 相差不大,在新技术路线的布局方面也处于同一起跑线甚至领先一步。

高压化(基于碳化硅的电驱动产品):在电机方面,方正电机基于 800V 碳化硅平台的驱动电机目前已完成客户项目定点,有望于 2022Q3 量产。在电控方面,日立为保时捷 Taycna 提供了基于 Si-IGBT 技术的 800V 的逆变器。在电驱动总成方面,汇川技术、臻驱 科技 、中车时代等都已推出了应用碳化硅的驱动集成产品,其中汇川的第四代动力总成已在小鹏 800V 高压平台车型中实现量产。

扁线电机:方正电机、大洋电机、华域电动等生产的扁线电机均已得到应用,例如方正电机产品已量产配套蔚来 ET7,大洋电机已量产配套北汽 48V BSG。

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