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深度解讀新能源汽車電機：類型 市場 廠商
2022-06-20

一、新能源汽車用電機類型及趨勢 （一）電機的結(jié)構(gòu)及性能 驅(qū)動電機系統(tǒng)是新能源車三大核心部件之一。電機驅(qū)動控制系統(tǒng)是新能源汽車車輛行使中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)，它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機驅(qū)動系統(tǒng)與其機械傳動機構(gòu)兩個部分。電機驅(qū)動系統(tǒng)主要由電動機、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構(gòu)成。 簡單來講，電機驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機和電機控制器兩部分構(gòu)成。從電機驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)價值鏈來看，驅(qū)動電機和電機控制器所占的成本之比大致相同。 圖表1電機的結(jié)構(gòu)部件 新能源汽車驅(qū)動電機屬于中低壓電機范疇，由于其應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，相對一般中低壓產(chǎn)品，它具有較高的性能要求： 1）調(diào)速范圍寬：新能源汽車有兩類工況場景，在啟動、加速、 爬坡時，要求工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間；在高速行駛時，要求電機工作在恒功率區(qū)間； 2）功率密 度高，主要是為了在盡量小的車內(nèi)空間限制、電池電量下，提高續(xù)航里程； 3）安全可靠， 要求電機的穩(wěn)定工作和抗震、散熱性能佳； 4）輕量化，即電機體積小，滿足整車輕量化的要求； 5）過載能力強：在啟動、加速、爬坡工況下，要求電機具有 4-5 倍的過載能力。 圖表2新能源汽車驅(qū)動電機性能要求 要求 原因 調(diào)速范圍寬 包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)（啟動、加速、爬坡）和恒功率區(qū)（高速行駛） 功率密度高 提高續(xù)航里程 安全可靠 抗震 輕量化 體積小、減重 過載能力強 4-5倍的過載能力（啟動、加速、爬坡） （一）不同電機類型應(yīng)用場景存在差異 適合新能源汽車的驅(qū)動電機主要有永磁同步、交流異步和開關(guān)磁阻三大類。因其不同特點， 各有應(yīng)用場合。 永磁同步電機體積小、質(zhì)量輕，功率密度大，可靠性高，調(diào)速精度高，響應(yīng)速度快；但最 大功率較低，且成本較高。由于永磁同步電機具有最高的功率密度，其工作效率最高可達 97%，能夠為車輛輸出最大的動力及加速度，因此主要用在對能量體積比要求最高的新能源乘用車上。 交流異步電機價格低、運行可靠；但其功率密度低、控制復(fù)雜、調(diào)速范圍小是固有限制。 價格優(yōu)勢使得其在新能源客車中使用的較廣泛。 開關(guān)磁阻電機價格低、電路簡單可靠、調(diào)速范圍寬；但震動、噪聲大，控制系統(tǒng)復(fù)雜，且 對直流電源會產(chǎn)生很大的脈沖電流。用于大型客車。 圖表3驅(qū)動電機性能指標(biāo)對比 新能源汽車驅(qū)動電機目前的發(fā)展方向有以下幾方面：小型輕量化；高效性；更出色的轉(zhuǎn)矩特性；使用壽命長，可靠性高；噪聲低；價格低廉。隨著時間的推移，新能源驅(qū)動電機的發(fā)展呈現(xiàn)了下面的趨勢： ①電機本體永磁化：永磁電機具有高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等優(yōu)點。我國具有世界最為豐富的稀土資源，因此高性能永磁電機是我國車用驅(qū)動電機的重要發(fā)展方向。 ②電機控制數(shù)字化：專用芯片及數(shù)字信號處理器的出現(xiàn)，促進了電機控制器的數(shù)字化，提高了電機系統(tǒng)的控制精度，有效減小了系統(tǒng)體積。 ③電機系統(tǒng)集成化：通過機電集成(電機與發(fā)動機集成或電機與變速箱集成)和控制器集成，有利于減小驅(qū)動系統(tǒng)的重量和體積，可有效降低系統(tǒng)制造成本。 （二）永磁同步電機成主流趨勢 現(xiàn)階段，交流異步電機主要是以特斯拉為首的美國車企和部分歐洲企業(yè)使用。一方面，這與特斯拉最初的技術(shù)路徑選擇有關(guān)，交流感應(yīng)電機價格低廉，而偏大的體積對美式車并無掛礙；另一方面，美國高速路網(wǎng)發(fā)達，交流電機的高速區(qū)間效率性能上佳。 包括中國、日本在內(nèi)的其他國家新能源汽車電機最廣泛使用的仍是永磁同步電機。適合本國路況是主要因素，永磁同步電機在反復(fù)啟停、加減速時仍能保持較高效率，對高速路網(wǎng)受限的工況是最佳選擇。此外，我國稀土儲量豐富，日本稀土永磁產(chǎn)業(yè)有配套基礎(chǔ)也是重 要因素。目前，永磁同步電機在我國新能源汽車中的使用占比超過 90%。 日本的豐田、本田、日產(chǎn)等汽車公司基本上都采用永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)，如豐田公司的Prius，本田公司的CIVIC。因為在日本，供應(yīng)永磁電機使用的稀土磁鐵的公司比較多，同時汽車大多以中低速行駛，因此采用加減速時效率較高的永磁同步電動機較為適宜。日本在發(fā)展混合動力汽車方面居世界領(lǐng)先地位，其中以豐田普銳斯最為著名。 圖表4國外主要新能源汽車電動類型及供應(yīng)商情況 車型 電動機類型 電機供應(yīng)商 寶馬i3 永磁同步電動機 采埃孚 寶馬 Mini-E 交流感應(yīng)電動機 AC Propulsion 日產(chǎn)Leaf 永磁同步電動機 In-house Tesla S 交流感應(yīng)電動機 福田電機 雪佛蘭 Spark 永磁電動機 日立汽車系統(tǒng) 福特 Focus Electric 永磁電動機 Magna Powertrain 本田 Fit EV 永磁電動機 In-house 豐田 Pruis 交流電動機 In-house 圖表5國內(nèi)主要新能源汽車電動類型及供應(yīng)商情況（乘用車） 車型 電動機類型 電機供應(yīng)商 北汽 永磁電動機 精進電機 比亞迪 永磁電動機 比亞迪 上汽 永磁電動機 上海電驅(qū)動、上海大郡、林泉電機 東風(fēng) 永磁電動機 大地和、上海電驅(qū)動 奇瑞 永磁電動機 上海電驅(qū)動、浙江尤奈特、蕪湖杰瑞諾 江淮 永磁電動機 尤奈特電機、巨一自動化、上海電驅(qū)動 長安 永磁電動機 上海電驅(qū)動、寧波遠洲、成都華川電裝 吉利 永磁電動機 吉利、江蘇微特利 圖表6國內(nèi)主要新能源汽車電動類型及供應(yīng)商情況（商用車） 車型 電動機類型 電機供應(yīng)商 宇通 異步電機 中車時代、大連天元 中通 異步電機 電驅(qū)動、大洋電機、精進 廈門金龍 異步電機、永磁同步 北京精進、大洋電機、大郡 廈門金旅 異步電機、永磁同步 大郡、福建尤迪電機、福工動力 蘇州金龍 異步電機、永磁同步 北京精進 安凱 異步電機 中車、南洋電機 北汽福田 永磁同步 中車時代 青年客車 異步電機 美國伊頓、中車時代 上海申沃 異步電機、永磁同步 江門電機、上海大郡 綜合來看，新能源汽車電機技術(shù)要求較高，永磁同步電機最具優(yōu)勢。驅(qū)動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，相比傳統(tǒng)工業(yè)電機，新能源汽車驅(qū)動電機有更高的技術(shù)要求。從綜合性能來看，永磁同步電機最具優(yōu)勢，更能代表新能源汽車驅(qū)動電機的發(fā)展方向。由于中國稀土儲量極大豐富，而且電機工藝已經(jīng)接近世界先進水平，因此預(yù)計永磁電機將在較長時間內(nèi)占據(jù)中國新能源汽車的電機市場。 二、新能源汽車用電機市場特征 （一）新能源汽車高速發(fā)展催生出巨大的電機需求市場 隨著新能源汽車在國內(nèi)的高歌猛進，新能源汽車電機的增速也非常高。據(jù)測算，2014 年，國內(nèi)新能源汽車電機的市場規(guī)模為 14.8 億元，其中客車驅(qū)動電機和乘用車驅(qū)動電機分別占比 53%和 42%，還有 5%為專用車電機。2015年我國新能源汽車電機行業(yè)對應(yīng)規(guī)模約為 65.6 億元，客車/乘用車/專用車驅(qū)動電機所占份額分別為 52%/33%/15%。 預(yù)計未來幾年隨著新能源汽車產(chǎn)銷的持續(xù)增長，電機市場將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。預(yù)計2016年中國新能源汽車用電機市場規(guī)模將達到97億市場規(guī)模，到2020年市場空間將突破190億元。（注：不包括電機控制器，電機控制器將在另外的研究文章中詳細分析） 未來幾年，新能源乘用車的產(chǎn)銷量增速將習(xí)慣于客車增速，乘用車用電機的比例將呈現(xiàn)上升態(tài)勢，預(yù)計到2020年，新能源乘用車用電機占比達到47.4%，新能源客車用電機占比達到42.7%，專用車用電機占比10%。 圖表7中國新能源汽車電機市場規(guī)模 （二）國內(nèi)外技術(shù)存在差距 目前，我國新能源汽車配套電機市場仍然是國內(nèi)自給，國際競爭對手參與較少。而國內(nèi)技術(shù)水平與國外相比，仍有不少差距。以專利作為技術(shù)儲備來衡量，過去10年，我國新能源汽車電機及驅(qū)動控制系統(tǒng)專利申請總量位于世界第一，但其中最具體現(xiàn)技術(shù)水平的發(fā)明專利僅占比50%，遠低于同期國外發(fā)明專利申請總量 90%的占比。 圖表8國內(nèi)新能源汽車電機專利情況 圖表9國外新能源汽車電機專利情況 全球來看，德國、日本、韓國的電驅(qū)動系統(tǒng)實力強勁。國內(nèi)奇瑞汽車、吉利汽車研究院、 清華大學(xué)、長安汽車、上海中科深江電動、長安新能源、北京理工大學(xué)、比亞迪等企業(yè)和研究機構(gòu)具有豐富的技術(shù)儲備。 圖表10 1996~2015年全球新能源汽車電機專利申請前20名 （三）產(chǎn)品相對成熟，參與者眾多 目前新能源汽車驅(qū)動電機產(chǎn)業(yè)頗具吸引力，潛在市場空間較大、行業(yè)標(biāo)準未確定、整車供應(yīng)鏈未成熟，能夠伴隨新能源汽車一同壯大，正是理想的朝陽行業(yè)。現(xiàn)階段主要有三類市場（潛在）參與者：傳統(tǒng)電機生產(chǎn)企業(yè)、汽車零部件供應(yīng)商、整車企業(yè)內(nèi)部配套。 傳統(tǒng)電機企業(yè)產(chǎn)能成熟、電機生產(chǎn)制造經(jīng)驗豐富，且中小電機行業(yè)近幾年持續(xù)低迷，使其具有迫切的向新能源驅(qū)動電機轉(zhuǎn)型的需求。這類企業(yè)生產(chǎn)線可以較快的技改切換適應(yīng)激增的新能源汽車訂單，在競爭中最具實力。如江特電機、大洋電機、方正電機、信質(zhì)電機、 正海磁材、尼得科（中紡銳力）、東方電機等，紛紛轉(zhuǎn)型進入新能源汽車驅(qū)動電機生產(chǎn)陣營。 由于電力電子及材料儲能技術(shù)的進步，汽車終端消費市場逐漸被電氣化的新能源產(chǎn)品替代，汽車整車廠及零部件供應(yīng)商為了適應(yīng)這種產(chǎn)品形態(tài)的滲透乃至顛覆，都有自我革新、推出電動化新世代產(chǎn)品的需求。其中的先行者包括華域電動、南車時代電動、萬向錢潮、比亞迪、上汽集團、奇瑞汽車等。 事實上，由于新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)電機和控制器需要高效匹配，且兩類產(chǎn)業(yè)電機制造偏重資產(chǎn)，控制器屬于輕資產(chǎn)，具有一定互補性，因此，市場上越來越多的參與者希望將驅(qū)動系統(tǒng)進行整體打包制造銷售。因此，電機、控制器的相互合作并購、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟就越來越頻繁，產(chǎn)業(yè)界限逐漸模糊，這種趨勢帶來的另一后果就是動力系統(tǒng)集成化的趨勢。 由于新能源汽車行業(yè)享受了多項政策優(yōu)惠，為了搶先登陸新能源汽車電機市場，近年來，資本市場密集出現(xiàn)涉及新能源汽車電機項目的并購重組案例。其中上海電驅(qū)動、上海大郡、天津松正、大洋電機等都是新能源汽車電機行業(yè)的佼佼者。大洋電機已經(jīng)收購了上海電驅(qū)動，方正電機也將并購上海海能和德沃仕。國內(nèi)電機業(yè)巨頭紛紛收購新能源汽車電機及上游材料企業(yè)，意圖通過并購企業(yè)的方式來為自己增加競爭砝碼，足見這些企業(yè)對新能源汽車的重視。 由于新能源汽車電機的起步時間并不長，所以還需要從汽車應(yīng)用的角度入手，讓整車企業(yè)與電機廠商共同攜手來研究制造出滿足新能源汽車需求的專用電機。在中國乃至全球范圍內(nèi)，汽車電機都是電機業(yè)中的小分支，但是汽車電機制造門檻非常高，尤其是我國的電機驅(qū)動系統(tǒng)與國外驅(qū)動機系統(tǒng)相比還存在不小的差距與不足，得益于政策的扶持和電機巨頭對市場的重視，目前中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)正在加快發(fā)展步伐。 三、國內(nèi)主要的新能源汽車電機企業(yè) 圖表11國內(nèi)外主要新能源汽車電機企業(yè) 區(qū)域 電機企業(yè) 區(qū)域 電機企業(yè) 國外 采埃孚 浙江 寧波韻升 博世 斯科若 大陸 百轉(zhuǎn)電動 西門子 德沃仕 豐田 方正電機 日立 臥龍電氣 富田 萬向電動 松下 尤奈特 明電舍 綠巨能機電 現(xiàn)代摩比斯 江蘇 微特利 美倍亞株式會社 牧康新能源 雷米國際 湖北 宇清傳動 麥格納 山東 德洋電子 廣東 比亞迪 福建 福工動力 大地和 尤迪電機 港新動力 湖南 中車時代 金泰德勝 湘潭機電 合普動力 中智遠科技 大洋電機 眾達汽車 北京 精進電動 天津 松正 中紡銳力 吉林 富奧 中科易能 遼寧 天元電機 上海 上海大郡 廣西 五菱柳機 上海電驅(qū)動 江西 江特電機 中科深江 安徽 巨一自動化 聯(lián)騰動力 蕪湖杰瑞諾 華域汽車 四川 成都華川電裝 南洋電機

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