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1、新能源汽车电驱产业发展特点与趋势本文件为中汽信息科技(天津)有限公司普通商密文件,保密期为5年,严禁外传,违反者将被追究法律责任。中汽信科邵丽青2电驱动结构3特点1:电机总量随新能源总量提升明显数据来源:终端零售量,体现终端整车实销中的电机/电控装车量情况新能源乘用车电机/电控月度装车量(台)0%20%40%60%80%100%120%003000004000005000006000007000008000009000001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2022年2023年同比增长 2023年17月新能源乘用车电驱动总量为403.49万台,同比增长4
2、9%;17月新能源乘用车同比增长34%。4特点2:永磁同步电机仍是主流技术路线单一永磁同步电机,82.9%单一交流异步电机,0.1%多电机等,17.0%单一永磁同步电机,73.8%单一交流异步电机,0.0%多电机等,26.2%2023年1-6月新能源乘用车分电机类型装车量2022全年新能源乘用车分电机类型装车量优势:功率密度高;振动噪声小;能量转换效率高(90%以上);结构简单、体积小、重量轻。劣势:增加了永磁体材料,成本较高;永磁体在高温和振动环境下有退磁的风险,机械强度差。优势:无永磁高温退磁问题,可以将峰值功率和额定功率工作时间延长,高速性能较好;电机特性受环境影响小,可靠性好;无永磁材
3、料,成本低。劣势:功率密度和能量转换效率较低,能耗较高。永磁同步电机交流异步电机5特点3:双电机将在中高端车型上应用 双电机搭配以分别满足低速与高速运转工况,并在一定范围内同时工作,提高输出功率,可兼顾低速爬坡和高速续航,主要应用于中高端车型上。在部分车上已经成为选装配置。在整个运行过程中动力无中断,连续无卡顿;提升整车系统效率的同时获得更大扭矩;降低电机单体的制造难度与开发成本;提高制动能量回收的效率。双电机的优势与缺点实现多电机与变速箱、减速箱的匹配、耦合技术难;协调两个电机的平衡,多电控技术要求更高;成本高于单电机驱动。优点缺点小鹏G9小鹏X9单电机版本:230kw、30.9936.99
4、万双电机版本:交流异步+永磁同步,前:175kw/后:230kw,39.9941.99万比亚迪海豹极氪001永磁同步+交流异步永磁同步+永磁同步特点永磁同步与交流异步搭配,充分发挥其优势,实现“1+12”效果前驱、后驱搭配两个功率不一样的电机,分别兼顾低速与高速工况优点增加扭矩和功率,扩大系统高效区,高效能量回收有利于两个电机都保持在高效的工作区间,提高整车的效率2023年17月搭载量占比0.98%8.54%典型车型Model 3、Model Y、阿维塔11、蔚来ES7、蔚来ES8、小鹏G9、问界M5等理想L7、理想L8、理想L9、零跑C01、问界M7、极氪001等单电机版本:235kw双电机
5、版本:永磁同步+永磁同步,前:235kw/后:135kw单电机版本:230kw、18.9823.98万双电机版本:交流异步+永磁同步,前:160kw/后:230kw,26.4827.98万单电机版本:200kw、26.937.2万双电机版本:永磁同步+永磁同步,前:200kw/后:200kw,26.934.9万6特点4:竞争在稳态格局中加剧前十电机企业前十电控企业2022年2023年17月2022年2023年17月2022年CR5=56.6%;CR10=73.3%2023年CR5=61.5%;CR10=78.2%2022年CR5=56.8%;CR10=76.6%2023年CR5=64.4%;C
6、R10=81.6%7特点5:竞争格局是整车企业自配与第三方供应并存整车企业及控股、合资公司第三方独立供应商供应方式自供,并探索外供外供特点大多具备丰富的整车或零部件研发制造经验多由海外归国人才或科研机构学术带头人主导优势电驱动与整车的设计生产能够达成较好的同步性和匹配性具有较强的研发和创新实力,在资金、技术等方面有深厚储备,擅长电驱动本体的批量化生产2022年17月电机供应量占比76.48%23.52%2022年17月电控供应量占比63.74%36.26%整车企业电机电控自主品牌比亚迪自建(弗迪动力)广汽埃安外购(汇川、尼得科)长安自建/外购(华为、上海电驱动等)吉利自建(威睿电动)/外购(尼
7、得科、西门子等)上通五外购(双林、方正、中车时代电气、英博尔等)上汽自建(华域电动)/外购(精进、联合电子)自建(华域电动)/外购(上海电驱动、联合电子)长城自建(蜂巢易创)/外购(联合电子)自建(蜂巢易创)/外购(联合电子、西门子等)新势力品牌特斯拉自建理想外购(蜂巢易创/联合电子)自建/外购(汇川联合动力)小鹏自建/外购(方正、精进等)自建/外购(汇川联合动力)蔚来自建8特点6:整车自配多为高端车型,第三方供应商多为低端车型。车型电机供应商电控供应商广州智鹏制造有限公司广州智鹏制造有限公司小鹏汽车100%子公司小鹏汽车100%子公司小鹏G9小鹏G3i小鹏P5合普动力股份有限公司/上海汽车电
8、驱动有限公司德尔福科技(苏州)有限公司合普动力股份有限公司德尔福科技(苏州)有限公司合普动力股份有限公司/上海汽车电驱动有限公司合普动力股份有限公司/上海汽车电驱动有限公司吉利子公司精灵01、03极氪X、001、00945%45%55%55%长安第三方电机企业深蓝SL03、深蓝S7华为、宁波央腾、青山、双林、上海电驱动9特点7:“三合一”电驱动成为各类电驱动企业布局的重点方向电驱动动力总成的集成方式包括二合一、三合一、多合一等。三合一为目前的主要技术。从整车到零部件等多企业布局“三合一”电驱动产品,如特斯拉应用的电驱动系统、蔚来的EDS电驱动系统、比亚迪的“e平台”等,都采用了“三合一”设计,
9、随着市场趋势推动,零部件企业也同步加速布局“三合一”产品。三合一电驱动市场竞争格局整车企业布局原因:一方面是对“三合一”电驱动系统市场前景的认可,重要的是希望将这些核心技术掌握在自己手中。零部件企业以国际零部件巨头为代表,本身在动力总成领域具有一定优势,并通过收购、兼并的方式,掌握电机或逆变器技术,主要以自供模式布局三合一产品。以本土供应商为代表,电机/电控产品提供商,布局“三合一”电驱动产品,主要以多企业合作模式展开布局。10趋势1:仍是行业竞争激烈、低附加值的行业 中国新能源汽车驱动电机行业的发展受新能源汽车市场影响较大,产销量的下滑将直接导致驱动电机产品需求量的下降。行业壁垒低,竞争企业
10、众多原材料价格波动的风险新能源汽车驱动电机生产所需铜包线的原材料电解质铜成本占材料采购成本约28%。而根据中国国家统计局数据显示,2021年均价在6万元/吨左右,2022年价格显著增长。01新能源汽车的电驱动行业几乎不存在结构性进入壁垒,市场上目前的电驱动产品趋向于同质化,差分度不大020304行业虽集中度不高,但存在一百余家企业竞争,低价策略导致竞争环境较为激烈,成本压力大随着车企降本压力的向上传导,行业内大部分企业难以盈利,投资回收较为困难在需求端,高速变化的需求给技术升级提出了更高的要求,同时软件算法等未来趋势促使着电驱动企业寻求性能上的差异化现阶段,中国新能源汽车驱动电机的铝制化发展仍
11、不完善,对铜材料需求量较高,若未来铜材价格出现上涨,将使新能源汽车驱动电机行业企业面临产品毛利率下降的风险。11趋势2:驱动电机将朝着轻量化、集成化、永磁高效化以及数字化等方向发展趋势1趋势3趋势2提高电机系统效率,降低能耗损失,利用高度的集成实现轻量化来进一步降低能耗:电机、减速器、电控三合一深度集成。轻量化与集成化电机与电控的深度配合,对电机转速利用、扭矩分配、安全监控、标定、通信等功能优化,加强人机交互功能,提升驾驶感受数字化新材料及制造工艺应用:采用高导热(硅钢等)、高导电率铜线、高耐压低成本绝缘材料、高耐温电磁材料等新材料及制造薄钢、提高绕线密度、线圈类型等新制造工艺,降低电机体积,
12、提高功率密度;冷却方式改进:主流冷却技术已经从风冷、水冷,发展到油冷;新电机方案创新:扁线是趋势,无/低重稀土电机技术、混合励磁电机技术、串并联绕阻切换技术等。永磁高效化转速、高功率密度、低振动噪音、低成本12趋势3:多合一成为趋势,但可能存在一定的售后问题目前多合一仍存在热管理、电磁干扰、故障率等技术问题尚未得到解决。三合一电驱动 集成电机控制器、电机和减速器 三合一结构具有高扭矩容量、可携带高转速电机、但对零部件的要求更高 实现轻量化、增大车内空间等目的,且兼容性高、能搭载不同车型上,减少车辆开发成本 零部件数量减少有助于进一步提升整个电驱系统的使用寿命华为七合一电驱动 集成电机控制器、电
13、机、减速器、车载充电机、电压变换器、电源分配单元及电池管理系统主控单元 极简布置、Z向节省220mm,安装支架减少2个,线束缩短5m,连接器减少3个,水管口及水管减少2个 支持多种驱动形式、包括前驱、后驱与四驱零跑八合一电驱动 集成电机控制器、电机、减速器,其中电机控制器集成电机控制模块、整车控制模块、降压斩波电源模块、交流充电模块、高压分线模块 在保证相同性能的前提下,实现减重30%、缩减体积40%集成柔性减震系统,有效降低控制器所受高频振动,提高电路板的可靠性和寿命电驱动总成现状目前三合一电驱动总成为主流驱动系统,而多合一系统由于热管理、电磁干扰、故障率等技术问题尚未得到解决,难以实现规模
14、化应用。虽然集成化是电驱系统的发展趋势,但是设计、可靠性及零部件的兼容性问题时判断动力系统是否符合车辆的重要标准。13趋势4:电机控制器发展趋势集成功能越来越多,安全要求越高SBC+MCU监控架构高压备份电源安全相关驱动芯片独立安全关断路径不同质两路高压采样电路IGBT故障的全面诊断不同质三相电流霍尔传感器独立ADC通道的旋变信号解码EMC等级分装:向方砖、超薄外形、裸DBC/芯片形式趋势发展,外形体积随分装向小型化发展;芯片:向高效率、高操作结温方向发展,SiC碳化硅芯片结温可以超过175随着新平台使用和车型级别变高,电池总成电压将不断提升,功率器件电压也随之增高201.6V350V400V
15、420V576V700V高EMC等级高压化平台高功率密度高安全性class3、class4 class5成本更低小型化Prius650V IGBTTesla/BMWGeelyAudiBYDAudi/Porsche750V IGBT1200V IGBT14趋势5:功率器件将逐步由Si基IGBT向SiC MOSFET发展功率器件是电机控制器的核心,成本占电机控制器的近40%;与Si IGBT相比,SiC MOSFET具有更低的损耗、更高的频率,同时实现了模块的小型化和轻量化。更低的损耗,更高的效率小型化、轻量化SiC性能优势使得SiC模块实现小型化、轻量化。与Si IGBT对比,体积减小60%以上
16、,重量可减小到40%60%;IGBT平面型SiC MOSFET沟槽型SiC MOSFET开关损耗降低约60%降低约42%降低约77%SiC电机控制器体积减小60%以上,重量减小40%以上不同工况下,与Si IGBT对比,SiC MOSFTE平均损耗降低60%80%在高频工况下,特别是低负荷阶段,可以提高工作效率1%8%。IGBTSiC MOSFETSi IGBT和SiC MOSFET控制效率对比90%100%0%50%100%IGBTSiC负荷效率15趋势6:供应链开拓呈现新趋势整车外供出海蜂巢易创+理想汽车弗迪动力+一汽丰田、东风乘用车等海外车企定点项目在今年开始产生订单贡献;汽车业务海外收
17、入占比要达到30%左右汇川技术乘用车产品的境内和境外销售额比例大约是54:46,境外的三合一已经在今年量产;在北美已经有两个量产项目,预计2024年在国内再投产一个出口欧洲的量产项目精进电机卧龙电驱与采埃孚公司合资,打入欧美高端车企的供应链;从戴姆勒奔驰车型的批量定点中积累经验开拓其他海外客户方正电机在越南投资成立的越南高科润电子科技公司已完成产线建设、客户认证等工作95%5%98.20%1.80%0%50%100%150%比亚迪及腾势非比亚迪2022年2023年16月72.9%26.6%0.5%64.0%35.7%0.3%0%20%40%60%80%理想汽车长城汽车其他2023年16月202
18、3年7月1602国内电驱动行业面临的主要问题随着新能源市场规模的不断扩大,电驱动行业在高速发展的同时,也将面临如下问题:01未来巨大的市场潜力如何去挖掘,如何把握行业内产品同质化、低价竞争、车企降本压力等问题如何应对03050406前期投资与盈利回收问题如何解决软件定义汽车的趋势下,电驱动企业是否会沦为硬件代工厂竞争激烈,是否存在其他突围竞争的策略系统供应商如何应对车企做系统集成1702电驱动行业布局与发展建议01关注前沿技术,聚焦技术突破与创新,紧抓新能源汽车飙升期,保持产能稳步跟进根据不同区间段制定价格策略,避免陷入低价竞争陷阱,优势利用供应链资源03050406行业的整体盈利现状不佳,背
19、靠大集团度过前期投资困难时期加强自主软件研发,重视电驱动软件部分与车辆整体协同能力打造差异化赛道,瞄准主力车型的渠道市场找准整车厂的痛点,针对不同企业的需求,提供具有竞争力的产品或成套解决方案中汽信科介绍中汽信息科技(天津)有限公司成立于1985年,隶属于中国汽车技术研究中心有限公司(简称“中汽中心”),是中国汽车技术研究中心有限公司成立之初建立的“一院四所”之一,前身为“汽车技术情报研究所”。中汽信科始终坚持“中国汽车咨询第一品牌,中国汽车消费意见领袖”的发展愿景,秉承“信息赋能决策信息赋能决策,科技创造价值科技创造价值”的发展理念,持续推进“信息产品化,产品科技化”的发展策略,着力打造集信
20、息咨询、文化传媒、创新业务、知识产权和支撑平台于一体的业务发展布局。业务范围覆盖品牌咨询(产业研究、品牌研究、后市场研究)、文化传媒(媒体运营、技术营销、赛事运营、公益发展)、前瞻研究(商用车研究与信息技术、质量控制信息技术)、知识产权(知识产权数据、知识产权运用促进)、平台支撑(行业平台、区域发展)等多个领域。19智联新能源趋势研究基于汽车产业变革趋势以及中汽中心优势,为汽车企业提供战略趋势洞察、产品与技术趋势分析,为战略规划、技术规划相关部门提供决策支持与智力支撑。战略发展趋势产品与技术应用趋势010203宏观环境:深度解析宏观经济、国家和地方政策法规趋势竞品与竞企对标:覆盖全流程竞企发展战略、竞企的产品与技术对标市场趋势:研判整体市场、各技术路线的市场趋势与竞争格局04国际化路径:探究汽车企业的国际化发展路径1.技术成熟度研判2.产品对标研究3.产业链布局与供应链安全研究4.初创企业尽职调查与技术背书010203政策法规走向对前瞻技术应用影响管理端技术搭载前景与整零需求制造端技术接受度与需求研究消费端20本文件为中汽信息科技有限公司普通商密文件,保密期为5年,严禁外传,违反者将被追究法律责任。业务联系人:邵丽青,,