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牛宝体育2021中国汽车电驱动行业发展趋势
作者:admin 发布日期:2021-10-13

  牛宝体育官方入口电驱动力总成分独立模块、电机与变速箱集成、电控与电机及变速箱部分集成、 三合一集成四个阶段。

  在动力总成概念普及前,减速器、电机、电机均为独立器件,占用整车空间大,且复杂线路连接导致电路传输时有所损耗,降低动力效率。随着动力总成往集成化发展,第三方集成商将电机、减速器和电机摆脱原有单独设计再组装的思路,直接进行一体化设计。

  因为研发投入庞大,技术要求高,百亿企业难以进入电驱动力总成,但是由于电驱动总成未来市场空间大,千亿企业如美的、华为均进入电驱动行业。尽管行业面临千亿级别新进入者,但考虑到美的与华为均以tier1/tier2形式进入市场,其进入行为对OEM威胁较小,反而有助于OEM开拓渠道。

  第三方集成商,如英搏尔、精进电动、汇川技术等企业通过整合自身原有业务及行业合作,进军动力总成业务,使传统供应链被颠覆。随着动力总成的快速发展, 电机、电控、减速箱企业由原来的T1供应商变为T2供应商,使整车厂供应商数量大幅减少。然而,动力总成考验产品技术和整合能力,没有实力做动力总成提供商的企业将面临被淘汰危机。另一方面,在补贴下滑、成本压力凸显的背景下,多数电机、电控企业难以维持盈利而倒闭。因此,未来电驱动力总成集中度 将进一步提高

  纯电动汽车的动力总成主要由电机、电机及减速器构成,由于电动汽车用电机替代发动机作为动力输出,其构造相对简单,随着动力总成向集成化发展,第三方集成商摆脱原有将电机、减速器和电机单独设计再组装的思路,直接进行一体化设计。

  三合一电驱动力总成为主流驱动系统,而多合一系统由于面临热管理、电磁干扰、故障率等技术问题,难以实现规模化应用。

  纯电驱动总成最核心的部件为电机及电机 。电机是车辆行驶的执行机构,决定了电动汽车行驶的性能。电机利用电磁感应原理实现电能向机械能的转换从而驱动车辆行驶。相反,车辆减速时,车轮带动电机为电池组充电,实现机械能向电能的转换。电控是动力系统的控制中心。一方面,电控将电池端的直流电逆变为交流电为电机提供能量。另一方面,电控接收整车信息及监控电机状态,保证电机正常运行。

  随着动力总成向集成化发展,电机、减速器和电机单独设计再组装的思路被取代,三合一驱动总成成为主流产品,其体积、重量方面不断缩小,且效率更高。

  全部集成的结构具有高扭矩容量、可搭载更高转速电机的优点,但对于齿轮和轴承的耐久性、壳体强度、油封密封性都提出了更高的要求,尤其是电机,其运行环境发生变化, 可靠性要求更为苛刻。未来电驱动总成的集成度将会进一步提高,将会加入电源补给的相应模块,所以集成商需进一步增加各个模块的兼容性研究,保证自身产品的优势。

  电驱动力总成驱动方式可分为直流电机、感应电机、永磁电机及开关磁阻电机四类,根据中国道路情况及资源 情况,永磁同步电机加单级减速器和电机为主流技术

  电动汽车最早用直流电机作为动力系统, 其特点是成本低、控制简单,但是重量大, 且需定期维护。随着电力电子技术、自动控制技术、计算机控制技术的发展,感应电机、永磁同步电机及开关磁阻电机拥有更优越的性能,逐渐替代直流电机系统。

  在全球范围内,电驱动力总成主要分为永磁同步电机加单级减速器和电机、感应异步电机加单级减速器和电机 两种技术路线。由于中国人口密度大,人均国土面积小,车辆行驶时启停次数较多, 而感应电机的低速性能较差,加上中国具有丰富永磁电机所需的稀土资源,因此中国多采取以永磁电机为主的动力总成技术路线。

  相反,欧美地区道路适合高速运行, 对汽车高速性能要求高,感应电机能在高 速低转矩时有更高的运转效率,同时国际稀土成本较高,所以欧美国家采用以感应电机为主的动力总成

  电驱动力总成集成方式包括二合一、三合一、多合一,其中三合一为主流技术,而多合一仍存在热管理、电磁干扰、故障率高等技术问题尚未得到解决。

  电机决定动力总成的动力输出,是最核心部件。电机的价值量与电机相等,约为40%,但是由于其技术难度较大,具备生产能力的厂家数量较少,所以毛利率相对较高。

  电驱动力总成集成商毛利率约为25%,净利润为12%,这是由于行业具有研发壁垒、资金壁垒和技术壁垒,准入门槛较高,竞争者较少, 随着中国自主品牌技术更加成熟,加上国内企业人工成本低,相比国际产品,国产动力总成产品价格优势凸显,未来国产动力总成渗透率将逐步提高。

  中国电驱动力总成产业链上游为零部件提供商,价值量大,电机研发难度高;中游为集成商,议价能力弱;下游为整车厂,市场空间广阔。

  中国新能源汽车主要装配永磁同步电机,电机价值量占动力总成的40%,但是由于电机技术成熟,所以其毛利率较低,仅为10%。

  电机主要由定子、转子和其他机械结构组成。自2019年,中国产出的新能源车中,90%以上的车型均配备永磁同步电机,这是因为其技术成熟,且具备高能量效率及高功率密度。未来,电机在材料运用方面将向无磁结构发展,同时对转速提出更高要求。

  短期而言,由于扁线电机具有高能量密度的特点,能使电机功率提高20%-30%,所以电机逐渐向扁线电机靠拢。但是长期而言,无磁结构运用铜铝合金替代铜进一步提升电机效率,是未来发展方向。另一方面,更高转速能使电机体积减小和成本降低。若电机从1.6万转提升至2.2万转,其体积将缩小1/3,且成本下降15%。

  电机成本主要由硅钢片、铜材、磁性材料及其他原材料组成。其中,磁性材料的原材料为稀土,而中国是全球稀土储备最多的国家。2020年中国稀土储量达4,400万吨,占世界总储量38%。

  自2020年7月稀土价格保持上涨趋势,尤其在2021年2月在作为全球重要的稀土供应国缅甸宣布维持一年的紧急状态后,价格快速攀升,但近期有所缓和,这是因为稀土资源集中度低,价格竞争激烈所致。稀土价格的上涨使电机制造商成本压力加大,加上2021年4月有色金属需求大增,导致价格大涨,使电机制造商毛利率进一步被压缩。

  电机是电驱动力总成最核心部件,且开发难度较大,价值量占电驱动力总成的40%,其中其主要零部件 IGBT国产化率低,技术门槛高。

  电机决定动力总成的动力输出,是最核心部件。电机的价值量与电机相等,约为40%,但是由于其技术难度较大,具备生产能力的厂家数量较少, 所以毛利率相对较高,约为25%。

  IGBT是电机中最关键的零部件,其成本占电机总成本的44%。IGBT 在满足整车动力性指标的前提下,还需具备合适的功率电子电路设计选型、功能完整的控制电路架构、可靠的电磁兼容与散热能力等条件,以保证电控系统长时间的稳定运行。

  中国IGBT行业技术与产业化发展较晚,加上由于行业技术门槛高、资金投入大,导致中国市场IGBT功率模块90%皆为进口,中国本土有少量从事中小功率IGBT产品组装企业,但尚未形成规模。

  在大功率IGBT模块封装技术上,仅由少数企业 掌握。但是在中国国家政策推动及市场牵引下,中国IGBT行业迅速发展,已逐步形成DM模式及代工模式的IGBT完整产业链,加速IGBT的国产化率。IGBT国产化率提高将减少进口带来的关税及品牌溢价的成本,从而降低中游集成商成本。

  减速器是纯机械部件,主要由钢材及铝材组成,由于其技术门槛较低,竞争对手较多,毛利率低,加上原材料价格上涨,利润进一步缩减。

  在技术层面,减速器是纯机械器件,其关键技术在于机械部分的精度,相对电机及电机要求会更低。主流的纯电车型均使用单级减速器,且齿比固定。运用此类型减速器原因一方面是可以达到优化空间、缩小整体动力系统体积的效果,另一方面是电机的转速范围宽泛能在不影响性能的情况下,起到挡位节省的作用。

  能效和噪音是纯电减速器的关键指标。传输效率最大化能提升整车续航里程, 同时齿轮转动的噪音会影响整车的NVH。因此,减速器需具备高能效及低噪音的特点。

  减速箱主要原材料包括钢材和铝材,而钢材和铝材价格自2020 年5月一直走高,使减速箱厂家的成本提高。随着疫情缓和,各国制造业逐渐复 苏,但钢铁厂产能恢复缓慢,导致钢材供应不足,加上中国环保治理力度加大,关停部分钢铁产能,致使钢铁价格一路上涨。

  相对而言,铝材价格上涨趋势较为缓和。随着2021年6月,中国抛售部分有色金属储备,钢材和铝材价格有所下 调,但是抛售数量有限,难以满足需求。因此,长期而言,钢材与铝材供需关系仍较为紧张,价格将保持高水平。减速箱成本提高将传导至中游动力总成集成商,导致动力总成集成商毛利下降。

  电驱动力总成集成商分整车厂及第三方集成商两大类,入门壁垒高,其中第三方集成商具有成本优势及技术优势,未来整车厂存在放弃自研转而选择与第三方合作的可能。

  第三方集成商相较于整车厂,动力总成性能较强,且具有成本优势,所以未来部分整车厂将大几率放弃动力总成的自研,选择与第三方集成商合作。由于整车厂自 研动力总成需要建设研发团队及生产线,开销过大,且销量受制于各汽车品牌销量,销量较小的整车厂无法达到规模效应,导致成本无法降低。另一方面, 动力总成仅占整车价值的8%,整车厂将不会投入过多的资源研发动力总成。

  但是动力总成是电动汽车核心技术,整车厂需掌握主要技术以免受制于其他厂商,所以整车厂仍会保留小团队保证其对动力总成的研究。

  电驱动力总成集成商毛利率约为25%,净利润为12%,这是由于行业具有研发壁垒、资金壁垒和技术壁垒,准入门槛较高,竞争者较少。因为研发投入庞大,技术要求高,百亿企业难以进入电驱动力总成,但是由于电驱动总成未来市场空间大。

  中国电驱动力总成与国际电驱动力总成相比在性能方面仍有差距,但差距正逐步缩小,部分中国自主品牌有为国际电驱动力总成品牌供应,逐渐受国际企业认可。

  电驱动力总成输出转速和扭矩代表车辆可以达到的最高车速与动力性能。相较于国际品牌的电驱动力系统而言,中国自主电驱动力系统品牌的性能仍存一定差距。且与中国企业单纯的“三合一”电驱动方案有所不同的是,国际企业推出将电机、电控、减速器及功率电子模块等部件与传统车桥相结合,形成一个高度集成化的电驱动桥 产品,使整体电驱动总成系统成本更低、体积更小、效率更高。

  中国自主品牌主要供应自主整车厂为主,但是中国自主品牌亦有为国际电驱动力总成品牌供应,从而进入合资品牌整车厂供应体系,侧面反映中国自主品牌逐渐受到国际企业认可。随着中国自主品牌技术更加成熟,加上国产企业人工成本低,国产动力总成产品价格优势凸显,未来国产动力总成渗透率将逐步提高。

  新能源汽车销量稳步上涨,带动电驱动力总成出货,其中A级以下车型占比高,由于成本压力,中游第三方集成商有望在A级以下车型渗透率提高。

  电驱动力总成出货量取决于下游整车厂电动汽车产销。自2018年以来,纯电汽车销量占整体新能源汽车销量80%以上,是新能源汽车销量最大的类别。因此,新能源汽车销量的快速增长主要由电动汽车支撑。

  在疫情得到控制后,受抑制的需求得到释放,中国汽车销量增长迅速,2020年新能源汽车销量更是突破新高,增加至136.7万辆,同比增长13.5%。

  伴随中国经济稳健提升,消费需求将持续恢复,加上电动化、智能化、网联化及数据化升级和 《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》出台,新能源汽车将持续增长,从而带动电驱动力总成出货。但是短期而言,受汽车控制芯片短缺影响,汽车整体产量受限,电驱动力总成出货被制约。

  纯电汽车销量主要由A级及以下车型组成。2020年,A级及以下纯电车型销量占比达67%,B级车型占30%。受政策补贴影响及网约车带动A级销量增长,未来A 级车占比将逐渐扩大。

  A级车型价格约在10-15万,其消费者对价格敏感度较高,所以整车厂对汽车成本把控相对严格。而国际电驱动总成品牌溢价较高,生产A级车的整车厂难以承受。相反,中国电驱动力总成集成商在具备人工成本低及后发优势的情况下,价格较低,且技术成熟度高,整车厂与中国集成商合作的意愿更高。因此,中国集成商在A级及以下车型渗透率将会提高。

  新能源汽车的渗透率不断提高使电驱动力总成市场规模快速增长,2025年电驱动力总成市场规模将达480.0亿元,5年复合增长率为344%。

  政府大力推动新能源汽车普及,包括购置补贴、 生产补贴及技术研发支持,促使新能源汽车销量持续处于高速增长态势。

  根据乘联会预测,2021年中国新能源汽车销量将超200万辆,同比增长46.3%。同时,根据国务院印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,到2025年,新能源汽车销量渗透率将达20%,约600万辆。截至2020年,纯电动汽车销量约占新能源汽车销量的80%。由于插电式混合汽车仅是纯电动汽车解决续航能力不足的过渡, 所以随着纯电汽车续航能力增强,未来其销量占比亦会提高,带动电驱动力总成出货量高速增长。

  由于2017-2019年电机、电控、减速箱逐渐集成化至电驱动力总成,加上技术趋于成熟,规模效应带来成本下降,使电驱动力总成整体价格下降,导致 整体市场规模增长较缓。随着落后的产能被淘汰及纯电汽车销量大增,预计到2025年,中国电驱动力总成市场规模将达480亿元人民币,5年复合增长率为34.4%。

  平台应用指基于同一平台技术开发多个平台产品,从而达到一技术多应用的效果,加快产品的响应周期。

  模块化使不同模块集成变得更加简单,且产品更加灵活,同时获得丰富的产品线,不仅可以加快研发进度,还可节约开发成本

  中国电驱动力总成市场集中度高,2020年电驱动总成出货量CR3占比达67.3%,其中多家中国自主品牌进入出货量前10名

  中国政府鼓励、大力推新能源汽车普及,为购置及生产新能源汽车的消费者和企业提供补贴,同时帮助新能源汽车相关技术突破,推动电驱动力总成行业快速发展。

  《关于稳定和扩大汽车消费若干措施的通知》 《关于财政生态环保资金分配和使用情况的报告》与《关于加快发展流通促进商业消费的意见》对新能源汽车生产商及购买者进行补贴,双向刺 激新能源汽车产销,提高其渗透率。电驱动力总成的出货量与新能源汽车产销成正比,所以新能源汽车渗透率提高将有力带动电驱动总成出货量的提升。

  《关于印发新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)的通知》《国家创新驱动发展战略纲要》与《政府工作报吿》大力扶持新能源汽车相关技术的发展,对新能源汽车中游及上游生产提出相应发展目标。有助于加速上游生产改造,降低中游电驱动总成成本。

  《国家生态文明试验区(海南)实施方案》 以海南作为小范围试点,逐步禁止销售燃油 车,提高新能源汽车的渗透率。未来,此类型政策将逐步向全国普及,届时新能源汽车 销量将高速增长,电驱动总成市场规模不断扩大。

  电驱动力总成平台化应用使中游集成商集中资源进行研发及设计,可有效节省研发周期,同时增加产品规模效,应从而降低生产成本,将成为行业发展方向。

  若每款不同的车型均研发不同的电驱动力总成,对下游整车厂而言,其成本较高,从中 游集成商来看,其研发周期会拉长,导致研发成本上升。而平台化的应用能有效地解决 问题。

  平台应用指基于同一平台技术,开发多个平台产品,从而达到一技术多应用的效果,加快产品的响应周期,使产品产生规模效应,在实现增量降本的同时,使中游集成商能集中设计资源,打造精品。

  以比亚迪为例,比亚迪打造的e平台运用同一平台技术,研发出四个驱动三合一平台产品,且四个产品几乎覆盖全部车型对动力性加速和爬坡的需求,免去对不同级别车型做定制化电驱动系统总成研发的时间及成本,避免不必要的研发资源浪费。同时由于四款产品的核心部件一样,比亚迪在生产零部件时能大规模集中生产,达到规模效应,进一步降低生产成本,增加产品毛利率。

  标准化的生产体系难以满足下游整车厂的定制化需求,而模块化的出现能灵活响应整车 厂对不同车型运用不同电驱动力系统的需求。

  模块化即将产品拆分为不同的模块类型,通过组合各个模块形成新的产品。模块化使不 同模块集成变得更为简单,且产品更加灵活, 同时通过交换组合可获得丰富的产品线,不仅可有效加快研发进度,还可大幅降低开发成本。如三种不同的电机、电机、减速箱能组合成27种产品,满足不同客户需求。

  不仅如此,模块化还可为客户提供更好的经济性。整车厂仅需根据自身所需的性能参数 进行组合,形成定制化产品,避免一体化驱动总成过高的参数增加整车厂成本。

  模块化对每个模块产品提出更高的要求。为了每个模块能组合成不同的产品,各模块需 具备较高的兼容性。因此,模块化电驱动总成在初始研发阶段难度较大,存在研发成本 增加的风险。但是在产品形成模块化后,其带来的优势将是不言而喻的。

  中国电驱动力总成行业集中度高,且多家中国自主品牌占据出货量前10名;中国电驱动力总成的发展加快了电机电控企业洗牌,未来集中度将进一步提升。

  中国电驱动力总成市场集中度高,2020年电驱动总成出货量CR3占比达67.3%,其中多家中国自主品牌进入出货量前10名。

  得益于丰富的稀土资源,中国成为驱动电机生产大国,且生产的驱动电机技术多项指标已达国际先进水平。但中国企业在电驱动系统集成能力、电机及SiC器件研发、制造等领域,与国际领先水平仍有较大差距。

  截至2021年6月,中国SiC器件存在材料制备成本高,批量制造工艺不成熟导致成品率低的问题。预计2-3年后, SiC MOSFET器件制造工艺逐渐成熟,SiC器件应用逐步优化,中国电驱动企业将快速追赶国际企业。

  中国电驱动力总成的发展加速了电机及电控企业的深度洗牌。第三方集成商如英搏尔、精进电动、汇川技术等企业通过整合自身原有业务及行业合作,进军动力总成业务,使传统供应链被颠覆。

  随着动力总成的快速发展,电机、电控、减速箱企业由原来的T1供应商变为T2供应商,使整车厂供应商数量大幅减少。然而,动力总成考验产品技术和整合能力,没有实力做动力总成提供商的企业将面临被淘汰风险。另一方面,在补贴下滑、成本压力凸显的环 境下,多数电机、电控企业难以维持盈利而倒闭。因此,未来电驱动力总成集中度将进一步提高。

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