2018年中国新能源车电机电控市场分析报告

来源:互联网 由 数据前瞻 贡献 责任编辑:王小亮  

2018年中国新能源车电机电控市场分析报告

目录

第一节 新能源汽车动力系统迎来发展机遇期

7

一、新能源汽车产业高速成长

7

二、电驱动系统是新能源汽车核心部件

14

第二节 电机:传统电机企业转型热点

22

一、电机分类:国内永磁同步占主流

22

二、新能源汽车驱动电机高速增长

26

第三节 电控:创业企业众多,市场活跃

30

一、三种新能源汽车驱动电机控制器

30

二、创业企业市场份额不俗

32

第四节 动力总成:功能集成化,产品标准化

33

一、集成化是降本增效的趋势

33

二、两大主流集成路线

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图表目录

图表 1:我国新能源汽车产量及增速

7

图表 2:新能源客车、专车产量增速很快

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图表 3:2015 年纯电动客车产量市场份额

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图表 4: 2016 年1 季度中通份额快速上升

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图表 5:2013~15 年执行的客车补贴水平较高(单位:万元)

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图表 6:标准车型(10<L≤12)在2016~20 年的补贴(单位:万元)

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图表 7:不同车型对应补贴

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图表 8:2016 年1 季度纯电动专用车产量增速225%

10

图表 9:2016 年1 季度各种新能源车的市场份额

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图表 10:16 年1 季度专用车产量增速225%

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图表 11:2015 年新能源专车产量市场份额

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图表 12: 2016 年1 季度市场集中度提升

13

图表 13:三类箱式电动物流运输车主要技术参数

13

图表 14:新能源汽车的层次框架

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图表 15:纯电动体系的优势更明显

15

图表 16:纯电动力系统结构(左)和插电混和动力系统结构(右)

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图表 17:电动汽车集中式驱动图

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图表 18:两轴分布轮毂驱动系统示意图

16

图表 19:Protean 轮毂电机

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图表 20:双电机耦合驱动图

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图表 21:整车网络化控制驱动图

18

图表 22:电驱动系统工作原理

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图表 23:永磁同步电机结构

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图表 24:驱动电机控制器MCU 结构

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图表 25:九龙电机电控系统在整车成本中合计占比约11%

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图表 26:新能源汽车驱动电机性能要求

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图表 27:新能源汽车不同转速工况下对动力的要求不同

23

图表 28:三种新能源汽车驱动电机

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图表 29:驱动电机性能指标对比

24

图表 30:交流感应电机是随Tesla 一同发展的

24

图表 31:中国、日本永磁同步电机占主流

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图表 32:我国新能源汽车电机市场规模

26

图表 33:国内中小电机市场及增速

26

图表 34:国内部分新能源汽车电机供应格局

28

图表 35:国内新能源汽车电机电控发明专利占比50%

28

图表 36:外国新能源汽车电机电控发明专利占比90%

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图表 37:1996~2015 年全球新能源汽车电机专利申请前20 名

30

图表 38:三种新能源汽车驱动电机都需要交流电机控制器

30

图表 39:国内部分新能源轿车电机控制器的供应情况

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图表 40:2014 年国内新能源汽车电机驱动系统市场格局

32

图表 41:“十三五”新能源汽车发展规划

34

图表 42:“十三五”期间总成系统渗透率及对应市场规模

34

图表 43:坡度对新能源汽车电机峰值扭矩性能有着很高要求

36

图表 44:代表性新能源汽车使用的AMT 品牌

36

图表 45:变速器与电机电控系统的集成案例

36

图表 46:充电集成设计思路

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图表 47:未来可能的整合集成路径

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介绍

一、概况

启信通数据,专业从事市场调研;从1998年开始涉及市场调研工作,前期主要为科研机构和行业协会做市场调研;在2008年以后开始面向企业推广,经过这几年的努力,得到了国内外企业的充分认可,取得了一定的市场效果。

启信通数据专业调研涉及化工、汽车、互联网、人工智能、建材、钢铁、电子、农业、纺织、家电、IT、医药等行业,专业调研人员150余人;同时,启信通数据和国内主要科研机构、大专院校建立了紧密的合作关系,建立了比较完善的市场调研机构,是企业了解市场的平台。

启信通数据累计服务超过10000家企事业单位;我们的客户遍及各大行业,包括省市级的政府及机构。

代表性客户包括:

中国核工业第二四建设有限公司

河北钢铁股份有限公司

杭州士兰微电子股份有限公司

上海仪电控股(集团)公司

西安特变电工电力设计有限责任公司

中国海运(集团)总公司

长兴化学工业(中国)有限公司

阿尔斯通(武汉)工程技术有限公司

西门子(中国)有限公司

艾欧史密斯(中国)热水器有限公司

潍柴动力西港新能源发动机有限公司

松下电器(中国)有限公司

一汽轿车销售有限公司

集瑞联合卡车营销服务有限公司

固铂轮胎(中国)投资有限公司

柳州五菱柳机动力有限公司

福田雷沃国际重工股份有限公司

辽宁现代农机装备有限公司

ABB(中国)有限公司

上汽通用五菱汽车股份有限公司

深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司

株洲南车时代电气股份有限公司

中国林产工业协会地板专业委员会

河南省财政厅

西子奥的斯电梯有限公司

上海电气集团股份有限公司

成都航天模塑股份有限公司

四川帝王洁具股份有限公司

久保田农业机械(苏州)有限公司

郑州宇通客车股份有限公司

安徽奇瑞汽车销售有限公司

宝钢新日铁汽车板有限公司

雅居乐地产置业有限公司

上海医药集团股份有限公司

中国外运股份有限公司

浙江正泰电器股份有限公司

鞍钢集团矿业公司

招商局集团有限公司等

二、我们的市场调研设计方案包括

1)专业市场调研专员与业内领先企业决策者沟通,确定调查方案和测量手段

2)分布各地市场调研小组对调研目标进行全方位监测

3)业内专家及社科院专家对目标行业从多方角度作出独到见解

4)职业分析师通过各方渠道来源数据进行整理分析,对市场作出合理预测及应对策略

5)和国外多家知名调研机构合作,分类采纳多方调研结果

6)对所获信息审核并择其精髓编撰成册

三、我们的市场调研设计方案包括

1)专业市场调研专员与业内领先企业决策者沟通,确定调查方案和测量手段

2)分布各地市场调研小组对调研目标进行全方位监测

3)业内专家及社科院专家对目标行业从多方角度作出独到见解

4)职业分析师通过各方渠道来源数据进行整理分析,对市场作出合理预测及应对策略

5)和国外多家知名调研机构合作,分类采纳多方调研结果

6)对所获信息审核并择其精髓编撰成册

四、数据来源

1)相关权威机构与协会(包括国家信息中心、海关总署、统计局以及相关协会)

2)合作单位(包括国内与国外的专业第三方咨询机构)

3)中心调研数据:中心自己监测所获取的第一手数据。

4)报告中所涉及到的数据都会注明数据的来源。

第一节 新能源汽车动力系统迎来发展机遇期一、新能源汽车产业高速成长

新能源客车增长引人瞩目

我国新能源汽车产业发轫于2009 年,彼时国务院发布《汽车产业调整和振兴规划》,首次提出新能源汽车发展战略,2010 年国内新能源汽车产量仅1,663 辆。2015 年中国新能源汽车总产量接近38 万辆,保有量已经突破50 万辆。2014~15 年,整车产量增速都超过330%,2016 年2/3 月新能源汽车产量分别为0.83/2.20 万辆,同比增速仍然保持了64%/57%的较高水平。

图表

1

:我国新能源汽车产量及增速

资料来源:中电联,启信通数据

新能源客车的发展更加引人注目。2013 年国内纯电动客车产量仅1,700 辆,而2015 年这一数据就被刷新到了8.8 万辆,年均增速超600%。2015 年,我国生产了纯电动专车8.8万辆,插电混动客车2.4 万辆。2016 年1 季度,纯电动客车和纯电动专车的产量增速依然分别保持84.4%/34.0%的快速发展。

图表

2

:新能源客车、专车产量增速很快

资料来源:万得资讯,启信通数据

新能源客车是一个蓬勃发展的新生市场,竞争格局变动频仍。2016 年1 季度,中通客车销售火热,市场占有率已经接近30%位列第一;而2015 年,中通客车全年有8,200 辆的产量,占据9%的市场份额。

图表

3

:2015 年纯电动客车产量市场份额

资料来源:启信通数据

图表

4

: 2016 年1 季度中通份额快速上升

资料来源:启信通数据

新能源客车或受补贴力度下滑影响较大

按照《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》,2013~2015 年,6~8 米的新能源客车补贴分别达30/28.5/27 万元/辆。而在《关于2016~2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》中,以10~12 米为标准车型,6~8 米的补贴在此基础上打5 折执行。

目前16 年的补贴是否会调整是新能源客车产业最大的变量。2015 年末开始,持续至今的新能源汽车骗补事件调查,给新能源客车行业抹上了一层阴影,也表明了此前的补贴水平或许已经高于产业扶持所需。随着调查接近尾声,业内普遍预期新的补贴政策即将落地,或有一定程度的下调。

图表

5

:2013~15 年执行的客车补贴水平较高(单位:万元)

资料来源:发改委网站,启信通数据

图表

6

:标准车型(10<L≤12)在2016~20 年的补贴(单位:万元)

资料来源:发改委网站,启信通数据

图表

7

:不同车型对应补贴

资料来源:发改委网站,启信通数据

新能源专用车接棒,成为弹性最大的市场

2015 年,新能源专用车产量4.9 万辆,比14 年翻了11 倍;16 年1 季度,新能源专用车产量2,880 辆,同比增速达225%。目前,专用车在新能源汽车整体市场中占比较小,约6%,已成为产销增速弹性最大的领域。

图表

8

:2016 年1 季度纯电动专用车产量增速225%

资料来源:中汽协,启信通数据

图表

9

:2016 年1 季度各种新能源车的市场份额

资料来源:中汽协,启信通数据

图表

10

:16 年1 季度专用车产量增速225%

资料来源:中汽协,启信通数据

与其他新能源车相比,专用车生产商的市场份额变动更大。16 年1 季度,行业前6 位企业的合计市场占有率达81%,而15 年CR6 仅55%。

2015 年底,中机中心发布的2016~2020 年《新能源汽车推广应用工程推荐车型目录》申报中,对新能源专用车提出了更高的技术要求,只有技术达标的车辆才能进入推荐车型目录。

这些技术要求中,有两条最为严格:1)运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%;作业类新能源专用车、货车电池占比不超过20%。2)纯电动、插电式混合动力(含增程式)专用车、货车吨百公里电耗不超过10kWh。

此前进入新能源专用车免购臵税目录的车型共362 种,而能够满足新标准的车型不足40种。据第一电动统计,国内共有17 家企业新能源专用车车型达标。随着电动物流车产品目录即将发布,市场的供应将会向优质企业集中。

图表

11

:2015 年新能源专车产量市场份额

资料来源:中汽协,启信通数据

图表

12

: 2016 年1 季度市场集中度提升

资料来源:中汽协,启信通数据

图表

13

:三类箱式电动物流运输车主要技术参数

资料来源:北京理工大学电动车辆国家工程实验室,启信通数据二、电驱动系统是新能源汽车核心部件

动力系统是新能源汽车框架结构中的核心模块

以汽车开发角度,可以将整个新能源汽车构架理解为三大层次。一级模块是基本功能模块,包括储能系统、驱动电机和齿轮箱、充电设备、电动附件、发动机、发电机、离合器等,各个模块分别实现不同功能。二级模块是功能执行器件与控制器组成的系统模块,如电驱动系统的功能执行器件就是永磁同步/交流异步电机,并配备有相应的驱动电机控制器MCU。三级模块是二级模块的支持系统,如驱动电机的冷却系统、电机控制器的具体三层开发结构等。

图表

14

:新能源汽车的层次框架

资料来源:第一电动网,启信通数据

电驱动系统是影响整车性能最重要的核心模块。目前,主要有纯电动和插电混动两种广泛采用的动力系统。插电混动系统在原有燃油车技术基础上加入了储能、电驱动模块,商业应用比较成熟,不存在里程焦虑,容易被消费者接受。然而两套动力系统的机电一体化控制系统结构复杂,控制难度大是主要问题。纯电动系统不需要内燃机和油箱,能量完全由电池提供,结构明了,控制部件也比较简洁。此外,纯电驱动体系更易于和外界网络进行信息、能量交互,因此具有融入汽车互联网、V2G 电网的潜力。目前,不少插电混动车型都有缩小油箱容量,提高电池续航里程的趋势。我们认为,未来纯电动力系统的发展前景更加广阔。

图表

15

:纯电动体系的优势更明显

资料来源:汽车商业评论,启信通数据

图表

16

:纯电动力系统结构(左)和插电混和动力系统结构(右)

资料来源:汽车商业评论,启信通数据

集中式驱动是主流动力方案

从电驱动系统的设计思路来看,有集中式电机驱动(带减速器)方案、轮毂电机驱动方案、双电机耦合驱动方案与整车网络化控制方案等。其中,现阶段的主流还是集中式驱动的动力分布系统。

1、集中电机驱动指的是在传统燃油车架上,将电驱动系统取代发动机+变速器,保持现有机械传动体系的整车动力布局思路。集中电机驱动全车仅一个动力输出单元,它最大化的保留继承了传统汽车的结构和部件体系,适合成本控制、安全性高、保证了快速工业化量产的需要。

图表

17

:电动汽车集中式驱动图

资料来源:机电产品开发与创新

2、轮毂电机驱动则是将电机和驱动系统集成在轮毂内,电机直接控制车轮转矩,从而舍弃了大量传统零部件,如离合器、减速器等传动系统等。虽然其简化了车辆结构,节约了车体空间,但轮毂电机驱动需要两个以上的动力输出单元,控制的协同、密封等方面,还有很多问题有待解决。

图表

18

:两轴分布轮毂驱动系统示意图

资料来源:Protean Electric

图表

19

:Protean 轮毂电机

资料来源:Protean Electric

3、双电机耦合驱动方案适用于商用车,其思路是将车辆在高速行驶和起步爬坡的高低速两种工况分别用两个电机去应对,提高了电机工作效率,以避免冗余功率以及电机长期在非高效区段工作的问题。同时,通过双电机配合控制车速,消除换挡冲击、提高乘坐舒适度。此外,用多一台电机耦合,节省了AMT 及其控制部件的加入,简化了控制、传动系统,提高了可靠性。

图表

20

:双电机耦合驱动图

资料来源:建设机械技术与管理

4、整车网络化控制技术是站在整车高度,统一规划全车的能量布局,利用网络控制技术、整车控制技术、总线技术,实现智能化的电流、信息流传输,更高效的实现动力驱动。目前此类技术尚不成熟,难以应用在商业领域。

图表

21

:整车网络化控制驱动图

资料来源:建设机械技术与管理

纯电驱动系统工作原理

对于集中式动力分布结构,电驱动系统主体是一台驱动电机配套一个电机控制器。其中的高低压电流回路和冷却回路属于整车连接部分。

新能源汽车工作时,在整车—驱动系统层面,驾驶动作触发整车控制器VCU 下达指令,通过CAN 总线传给驱动电机控制器MCU,以此控制电机扭矩输出。另一方面,电机的温度条件通过控制器MCU 传递给整车控制器VCU,调动风冷水冷设备工作。

在动力系统内部,控制器对电机实现调用驱动,是基于由IGBT 导通的三个定子线圈。而电机所配的旋变会记录下转子位臵,经控制器解码后,精确实现相应IGBT 的导通。电机电控系统紧密配合,能够完成D 挡加速、减速制动能量回收、R 挡倒车以及E 挡行驶的工作指令。

图表

22

:电驱动系统工作原理

资料来源:汽车维修与保养

图表

23

:永磁同步电机结构

资料来源:汽车维修与保养

图表

24

:驱动电机控制器MCU 结构

资料来源:汽车维修与保养

电机电控在整车成本中占比约15%

相比传统燃油车以发动机和变速器作为动力系统主体,电动汽车的动力系统主要包括动力电池及管理系统、电机、电机控制器三大部分。目前用于乘用车/客车/专用车中的电机电控系统成本约为2/6/4 万元,由于不同车型售价的不同,使得三电核心部件的占比有一定差异。以江苏九龙客车为例,其新能源车型为6~8 米客车,电机电控系统在整车成本的占比约11%,电池占比48%。平均来看,电池约占新能源汽车总成本的45%,电机电控系统约占15%,三电核心部件总成本比重约60%。

图表

25

:九龙电机电控系统在整车成本中合计占比约11%

资料来源:九龙汽车,启信通数据第二节 电机:传统电机企业转型热点一、电机分类:国内永磁同步占主流

新能源汽车对驱动电机性能提出更高的要求

新能源汽车驱动电机属于中低压电机范畴,由于其应用领域的特殊性,相对一般中低压产品,它具有较高的性能要求。1)调速范围宽:新能源汽车有两类工况场景,在启动、加速、爬坡时,要求工作在恒转矩区间;在高速行驶时,要求电机工作在恒功率区间。2)功率密度高,主要是为了在尽量小的车内空间限制、电池电量下,提高续航里程。3)安全可靠,要求电机的稳定工作和抗震、散热性能佳。4)轻量化,即电机体积小,满足整车轻量化的要求。5)过载能力强:在启动、加速、爬坡工况下,要求电机具有4~5 倍的过载能力。

图表

26

:新能源汽车驱动电机性能要求

资料来源:林业机械与木工设备,启信通数据

图表

27

:新能源汽车不同转速工况下对动力的要求不同

资料来源:北京理工大学电动车辆国家工程实验室,启信通数据

三种新能源汽车驱动电机各有应用

适合新能源汽车的驱动电机主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三大类。因其不同特点,各有应用场合。

永磁同步电机体积小、质量轻,功率密度大,可靠性高,调速精度高,响应速度快;但最大功率较低,且成本较高。由于永磁同步电机具有最高的功率密度,其工作效率最高可达97%,能够为车辆输出最大的动力及加速度,因此主要用在对能量体积比要求最高的新能源乘用车上。

交流异步电机价格低、运行可靠;但其功率密度低、控制复杂、调速范围小是固有限制。价格优势使得其在新能源客车中使用的较广泛。

开关磁阻电机价格低、电路简单可靠、调速范围宽;但震动、噪声大,控制系统复杂,且对直流电源会产生很大的脉冲电流。用于大型客车。

图表

28

:三种新能源汽车驱动电机

资料来源:林业机械与木工设备,启信通数据

图表

29

:驱动电机性能指标对比

资料来源:北京汇智慧众汽车技术研究院,启信通数据

我国永磁电机应用占比9 成以上

现阶段,交流异步电机主要是以特斯拉为首的美国车企和部分欧洲企业使用。一方面,这与特斯拉最初的技术路径选择有关,交流感应电机价格低廉,而偏大的体积对美式车并无挂碍;另一方面,美国高速路网发达,交流电机的高速区间效率性能上佳。

图表

30

:交流感应电机是随Tesla 一同发展的

资料来源:北京汇智慧众汽车技术研究院

包括中国、日本在内的其他国家新能源汽车电机最广泛使用的仍是永磁同步电机。适合本国路况是主要因素,永磁同步电机在反复启停、加减速时仍能保持较高效率,对高速路网受限的工况是最佳选择。此外,我国稀土储量丰富,日本稀土永磁产业有配套基础也是重要因素。目前,永磁同步电机在我国新能源汽车中的使用占比超过90%。

图表

31

:中国、日本永磁同步电机占主流

资料来源:林业机械与木工设备,启信通数据二、新能源汽车驱动电机高速增长

随着新能源汽车在国内的高歌猛进,新能源汽车电机的增速也非常高。据我们测算,2014年,国内新能源汽车电机的市场规模为14.8 亿元,其中客车驱动电机和乘用车驱动电机分别占比53%和42%,还有5%为专用车电机。2015 年我国新能源汽车电机行业对应规模约为65.6 亿元,客车/乘用车/专用车驱动电机所占份额分别为52%/33%/15%。在整体中小电机行业销售占比约7%,对比持续低迷的传统中小电机市场,实在是产业增长结构中难得的清流。

图表

32

:我国新能源汽车电机市场规模

资料来源:启信通数据

图表

33

:国内中小电机市场及增速

资料来源:CEIC,启信通数据

驱动电机红火,市场参与者众

目前新能源汽车驱动电机产业颇具吸引力,潜在市场空间较大、行业标准未确定、整车供应链未成熟,能够伴随新能源汽车一同壮大,正是理想的朝阳行业。现阶段主要有三类市场(潜在)参与者:传统电机生产企业、汽车零部件供应商、整车企业内部配套。

传统电机企业产能成熟、电机生产制造经验丰富,且中小电机行业近几年持续低迷,使其具有迫切的向新能源驱动电机转型的需求。这类企业生产线可以较快的技改切换适应激增的新能源汽车订单,在竞争中最具实力。如江特电机、大洋电机、方正电机、信质电机、正海磁材、尼得科(中纺锐力)、东方电机等,纷纷转型进入新能源汽车驱动电机生产阵营。

由于电力电子及材料储能技术的进步,汽车终端消费市场逐渐被电气化的新能源产品替代,汽车整车厂及零部件供应商为了适应这种产品形态的渗透乃至颠覆,都有自我革新、推出电动化新世代产品的需求。其中的先行者包括华域电动、南车时代电动、万向钱潮、比亚迪、上汽集团、奇瑞汽车等。

事实上,由于新能源汽车驱动系统电机和控制器需要高效匹配,且两类产业电机制造偏重资产,控制器属于轻资产,具有一定互补性,因此,市场上越来越多的参与者希望将驱动系统进行整体打包制造销售。因此,电机、控制器的相互合作并购、产业联盟就越来越频繁,产业界限逐渐模糊。这种趋势带来的另一后果就是动力系统集成化的趋势,后文将有详细分析。

图表

34

:国内部分新能源汽车电机供应格局

资料来源:水清木华研究中心,启信通数据

国内电机企业技术实力有待增强

目前,我国新能源汽车配套电机市场仍然是国内自给,国际竞争对手参与较少。而国内技术水平与国外相比,仍有不少差距。以专利作为技术储备来衡量,过去10 年,我国新能源汽车电机及驱动控制系统专利申请总量位于世界第一,但其中最具体现技术水平的发明专利仅占比50%,远低于同期国外发明专利申请总量90%的占比。

图表

35

:国内新能源汽车电机电控发明专利占比50%

资料来源:中国科技论坛,启信通数据

图表

36

:外国新能源汽车电机电控发明专利占比90%

资料来源:中国科技论坛,启信通数据

全球来看,德国、日本、韩国的电驱动系统实力强劲。国内奇瑞汽车、吉利汽车研究院、清华大学、长安汽车、上海中科深江电动、长安新能源、北京理工大学、比亚迪等企业和研究机构具有丰富的技术储备。

图表

37

:1996~2015 年全球新能源汽车电机专利申请前20 名

资料来源:中国科技论坛,启信通数据第三节 电控:创业企业众多,市场活跃一、三种新能源汽车驱动电机控制器

新能源汽车的电控系统,是针对电机、车载充电机,DC-DC 单元等高压部件进行控制的系统,其核心是驱动电机控制器。新能源汽车电机的驱动,是基于变频驱动的调速技术。电池提供直流电经逆变器成为频率和幅值可调节的三相交流电,为驱动电机供电。因此,匹配不同类型的电机,其控制器也有所不同,分为直流电动机控制器、交流电动机控制器和开关磁阻电动机控制器三大类。而新能源汽车用的永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机都属于交流电机,故交流电机控制器又分为此三类电机适配的控制器。

图表

38

:三种新能源汽车驱动电机都需要交流电机控制器

资料来源:北京汇智慧众汽车技术研究院

交流异步电机常用的逆变器控制方法主要有V/f 恒定控制法、转差率控制法、矢量控制法和直接转矩控制法(DTC),随着技术成熟,矢量控制和直接转矩已然成为行业主流。

永磁同步电机控制目标是提高低速转矩特性和保持高速恒功率。车辆低速行驶时,电机常采用矢量控制,包括气隙磁场定向、转子磁链定向、定子磁链定向等;车辆高速行驶时,永磁同步电机通常会采用弱磁控制。

开关磁阻电机结构复杂,具有非线性,系统难于建模,控制系统甚至涉及光电转换,角度测量等方面,一般线性控制方式并不适合。目前主要利用模糊逻辑控制、神经网络等控制方式。二、创业企业市场份额不俗

与电机的重资产制造业属性不同,电机控制器属知识密集型的轻资产行业,随着新能源汽车产业的蓬勃发展,吸引了一大批具有专利和技术的专业人才创业,以上海电驱动、上海大郡、蓝海华腾、大地和等多个创业企业都很快取得了不错的市场份额。

同时,传统中低压变频器生产企业具有专业研发平台、代系化的基础技术积累、顺畅完整的供应链体系,也有很强优势转向新能源汽车电机控制器供应。个中翘楚如汇川技术、合康变频、英威腾等等。

图表

39

:国内部分新能源轿车电机控制器的供应情况

资料来源:汽车工业研究,启信通数据

图表

40

:2014 年国内新能源汽车电机驱动系统市场格局

资料来源:中国产业信息网,启信通数据第四节 动力总成:功能集成化,产品标准化一、集成化是降本增效的趋势

降本增效是新能源汽车工业的迫切要求

目前电机电控系统在新能源汽车成本占比约15%,随着电池技术进步,成本年均有望降低10%,电驱动系统将成为整车越来越重要的成本,降低其成本的要求已然非常迫切。

然而,无论从电机还是电控来看,器件级别很难的出现大的成本下降,生产制造过程也维持正常利润水平。因此,挖潜降本增效的空间在于优化电驱动系统设计,即集成化的总成产品。

总成产品的单车价值量会上升

目前,乘用车/客车/专用车的电机及控制器合计售价分别在2 万元/6 万元/4 万元,基本上电机、控制器成本各占一半。而通过集成多种功能,提供总成产品则能够极大提高单车价值量,基本在乘用车/客车/专用车对应4~6 万元/8~10 万元/6~8 万元的售价。

按照发改委“十三五”新能源汽车发展规划,到2020 年,我国电动乘用车将达到460 万辆的保有量,客车/专用车将达到20/20 万辆的保有水平。

假设1:总成产品渗透率为0,即新能源汽车产业依旧像今天一样分别采用电机+控制器,则“十三五”期间两者市场规模分别达到560/560 亿元,合计1,120 亿元水平。

假设2:总成产品渗透率为100%,则“十三五”期间新能源汽车动力总成的市场规模有望达2,120 亿元。

假设3:总成产品渗透率为50%,则“十三五”期间新能源汽车电机/控制器/动力总成的市场规模分别为280/280/1,060 亿元,总体规模达1,620 亿元。

我们认为,考虑未来五年的产业发展速度,或许假设3 更有参考意义。届时每年电驱动领域将产生逾324 亿元的需求。

图表

41

:“十三五”新能源汽车发展规划

资料来源:发改委网站,启信通数据

图表

42

:“十三五”期间总成系统渗透率及对应市场规模

资料来源:启信通数据二、两大主流集成路线

路线1:AMT+电机电控

AMT 是自动变速箱,它广泛应用在自动挡车辆的变速系统中。传统燃油车特定转矩输出,要求转速维持在较窄的频段内,为此变速系统可以调节车辆的工作状态,保证发动机处于高效运行区间内。随着传统汽车不断精密化,变速器衍生出AT、AMT、CVT 及DCT 等多种类型产品,而且变速器的挡位数也在不断增加。

与燃油发动机相比,各种新能源汽车驱动电机输出扭矩的特性都较好,理论上不需要变速器切换工况。然而,在新能源汽车启动、爬坡、加速等工况下,扭矩的输出要求是正常行驶时的4~5 倍,为了满足这类高扭矩情况,就必须使用具有倍数量冗余的大功率电机,成本、重量、体积、能耗都被迫增加。此外,若仅依靠变频调速控制电机,城市低速路段会造成电机长期工作在非高效区段,对驱动系统寿命也有影响。因此,通过AMT 集成入动力驱动系统,可以调速以适应不同工况,减少同等性能汽车对峰值扭矩的要求,降本增效。

日本企业在这一领域的集成很成功,日产Leaf 开发的电机电控+减速器的集成产品,被认为是一个趋势性的总成产品。我们判断,通过标准化设计,未来总成集成一个重要方向就是动力电机电控+2 档变速箱体系(一档高速行驶工况,一档低速大扭矩工况即可)。

图表

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:坡度对新能源汽车电机峰值扭矩性能有着很高要求

资料来源:Automobile Parts

图表

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:代表性新能源汽车使用的AMT 品牌

资料来源:搜狐汽车,启信通数据

图表

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:变速器与电机电控系统的集成案例

资料来源:电动汽车驱动及充电融合技术研究,启信通数据

路线2:充电机+电机电控

新能源汽车控制板块不仅有核心电机控制,还包括车载充电机、DC-DC 单元的控制。而充电机的控制工作流程与电机正好相反,都要用到AC-DC 整流模块;而DC-DC 控制要求是将高压直流电变换成12V 直流电。因此,这两个板块在电力电子整流环节与电机控制具有协同性,且降低了散热需求,具备集成为总成的基础条件。

而新能源汽车充电要接入电网,是V2G 负载和电网双向流通的行为,在新能源汽车的社会保有量逐渐成气候之后,可以将电动车作为电网调峰储能的容量部分,因此,车载充电机和车辆驱动系统的整合,对充放电大数据的采集效率,使用潜力上,都具有巨大的潜在效益,是智能汽车、车联网、能源互联网等前沿学科产业值得探索的总成研发方向。

图表

46

:充电集成设计思路

资料来源:电动汽车驱动及充电融合技术研究

未来整车的整合空间仍然很大,除了上述两大方向,整车不同二级模块的控制部分之间的协同整合,甚至车桥和动力系统的整合都是可能的路径,有望进一步促进模块的标准化配臵,压缩新能源汽车制造成本。

图表

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:未来可能的整合集成路径

资料来源:汽车商业评论,启信通数据

以下内容为系统自动转化的文字版,可能排版等有问题,仅供您参考:

2018年中国新能源车电机电控市场分析报告 目录 第一节 新能源汽车动力系统迎来发展机遇期 ............................................................ 7 一、新能源汽车产业高速成长 .............................................................................. 7 二、电驱动系统是新能源汽车核心部件 ............................................................ 14 第二节 电机:传统电机企业转型热点 ...................................................................... 22 一、电机分类:国内永磁同步占主流 ................................................................ 22 二、新能源汽车驱动电机高速增长 .................................................................... 26 第三节 电控:创业企业众多,市场活跃 .................................................................. 30 一、三种新能源汽车驱动电机控制器 ................................................................ 30 二、创业企业市场份额不俗 ................................................................................ 32 第四节 动力总成:功能集成化,产品标准化 .......................................................... 33 一、集成化是降本增效的趋势 ............................................................................ 33 二、两大主流集成路线 ........................................................................................ 35 图表目录 图表 1:我国新能源汽车产量及增速 .......................................................................... 7 图表 2:新能源客车、专车产量增速很快 .................................................................. 7 图表 3:2015 年纯电动客车产量市场份额 ................................................................ 8 图表 4: 2016 年 1 季度中通份额快速上升 ............................................................. 9 图表 5:2013~15 年执行的客车补贴水平较高


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