新能源汽车电驱动行业报告
『壹』 新能源汽车发展趋势及前景
新能源汽车发展趋势及前景
新能源汽车就从技术和发展方面来说,存在非常广阔的发展前景,主要有以下这些趋势:
1、车型轻量化,对于新能源汽车来说,已经逐渐走向了车型轻量化的趋势。因为新能源汽车是没有传动系统和发动机的,从而导致车身结构明显简单很多。同时使用的材料是铝合金、高强度钢等,从而让车身重量下降。
2、能源效果会更高,就从能源这个方面来说,由于在传动的过程中没有非常大的消耗,即便是燃油车的能量,使用率还没有超过30%,因此孝信衫能源效率也能得到有效提升。
3、车辆份额慢慢增加,如果从供给端方面来说,现如今我们国家新能源汽车的技术水平不断呈现出上升的趋势。目前在市场中可以看到很多续航里程时间很长,以及技术含金量非常高等新能源汽车产品。如果从消费端来说,目前豪华型、高端型以及主流行的新能源汽车产品,在市场中占据的份额数量越来越多。不过对于入门级的新能坦孙源汽车产品,份额逐渐下降。
4、智能化,由于现在新能源汽车里面所有的零件全部都是使用电力进行驱动,从而使得各个零部件之间协调的技术难度下降,自动操控的安全性得到巧腔有效提升。并且对于新能源汽车而言,往智能化,网联化升级是属于未来发展一个的趋势之处。
『贰』 我国新能源汽车发展现状
新能源产销规模翻倍
2020年,我国新能源汽车销售额占全球新能源汽车销售额的40.70%,仅比欧洲少3.1个百分点。2020年我国本土汽车制造企业比亚迪在全球范围内销售新能源昌答汽车17.92万辆,排全球第三位。随着新能源汽车产业逐步发展,2014年我国开始出现私人购买新能源汽车,由此也开启我国新能源汽车元年。2015年全国进入新能源汽车产业高速增长年,我国也在这一年成为全球最大的新能源汽车市场。2021年中国新能源汽车产量354.5万辆,同比增长159.5%。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
『叁』 新能源汽车的现状
目前很多汽车制造公司基本都把R&D和新能源汽车的发展放在第一位,新能源汽车对于消费者来说还是相当陌生的。此外,消费者还担心新能源汽车续航时间短、续航时间短、充电太麻烦等问题。新能源汽车和传统燃油汽车的发展现状如何?今天就给朋友们讲讲电动汽车的现状和未来发展。
新能源汽车目前怎么样:现状。
消费者认可新能源汽车吗?新人&rdquo不可否认,在政策的推动下,新能源汽车的全面发展是大势所趋,并在市场上获得了一席之地。根据中国汽车工业协会的数据,中国新能源汽车产量79.4万辆,同比增长53.8%,销量77.7万辆,同比增长53.3%。世界主要汽车生产国已基本将发展新能源汽车作为国家战略,加快了技术研发和产业化。主要汽车公司也宣布了停止销售燃油车的时间表。新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向,未来十年将迎来全球汽车产业转型升级的关键战略机遇期。消费者迟早会面临买不到燃油车的局面。
新能源汽车现状如何:消费者的担忧
新能源汽车虽然还存在很多不足,但就目前的发展情况来看,已经能够满足消费者的日常使用需坦春求,在政策和企业的不断努力下,新能源汽车能够取得快速的质的飞跃。现在,从基础设施建设情况来看,我国已经建成了具有必要规模、覆盖多个领域、满足跨区域收费需求的基础设施网络。从网络规模来看,电动汽车充电设施已经具备必要的服务能力,充电桩数量位居世界第一,新能源汽车与充电桩的比例为7:1。值得一提的是,自2006年以来,国家电网已建成5526个充换电站和4万多个充电桩,目前已全部建成&ldquo六个垂直,六个水平和两个环。高速公路快速收费网络覆盖16省121个城市。其中,高速公路快速充电站间平均距离小于50公里。所以我觉得很多消费者担心的电动车长途出行问题,在很多区间早就不存在了。此外,未来消码羡费者可以选择的新能源汽车也不会局限于纯电动汽车。&ldquo基本上要大力发展燃料电池汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车。,续航400公里的纯电动汽车将成为市场主流。至于500km和600km的续航能力,消费者只要肯花钱就能买到。未来充电技术也会迟信拍发展,20分钟充电到80%肯定是可以实现的。
新能源汽车的发展是符合时代的。随着环保理念逐渐深入人心,新能源汽车终将成为时代的主流。朋友的失望,石油资源的枯竭,政府的支持,基本上都在帮助新能源汽车的发展。虽然目前新能源汽车的充电技术还不成熟,还不能像燃油车再充燃油那样快捷方便,但新能源汽车的潜力非常大。让我们期待新能源汽车的发展。
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『肆』 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。
『伍』 电池成本占纯电动汽车的成本比例为多少
一般来说,对于传统纯电动汽车而言,动力系统占比电动汽车总成本的50%左右,而动力电池有占到动力系统总成本的76%,即动力电池占比电动汽车总成本大约38%左右。