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电机电控在新能源汽车发展中的重要性

日期: 2019-04-26
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一、市场空间

新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标,电机电控系统其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。电控和电机占比约为20%至30%,整车制造及其他零部件占到30%以上。通常一辆新能源汽车搭载电机与电控各一个,高达96%的纯电动汽车电机与电控为配套供应,电机与电控的配套能够尽可能的实现零部件集成化,未来“三电”配套是行业共识。市场测算2020年我国电驱动系统310亿元需求规模,预计2020年新能源汽车产量达到200万辆水平,其中新能源乘用车占比达到73%、新能源专用车占比14%、新能源客车占比12%。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图表1:新能源汽车成本拆解


二、电机电控行业发展现状

1、电机行业分析

国内车用驱动电机多用永磁同步电机,原材料成本的占比较高,主要包括铁芯叠片、驱动轴体等钢材,钕铁硼等稀土永磁材料,镁铝合金以及铜材等基本金属。永磁电机核心的原材料就是钕铁硼磁材,钕铁硼磁性材料是钕、氧化铁等的合金,2015年全球钕铁硼永磁材料产量为14.3万吨,中国产量占比达到88.8%。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图表2:永磁电机的成本构成


长期以来国外电机企业在高端电机领域处于主导地位,包括专业汽车零部件供应商,如采埃孚(ZF)、大陆(Continental)、博世(Bosch)国际汽车供应量巨头。台湾富田电机是特斯拉车用电机的独家供应商,并向宝马MiniE车型供应交流电机的定子与转子硅钢片。2013年,富田电机共向特斯拉供应驱动电机2.6万台,2015年产量突破5万台,2016年突破8万台,随着MODEL3的正式启动量产,电机独家供应商富田电机将深度受益。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图表3:国外主要新能源汽车电动类型及供应商情况


2、电控行业分析

电动汽车电机控制器通过对转矩、转速和转向进行控制,一方面可以提高电动汽车的驱动控制水平,保证电动汽车的高效、稳定运行,增加电动汽车的行使里程。在新能源汽车领域,电机控制系统IGBT应用于逆变器中,占整个控制器成本的40-50%,是电控核心模块。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性


图4:IGBT为电控各个零部件主要材料

IGBT模块在新能源汽车驱动中作为大功率高频率开关使用,对各项性能指标要求极高,对可靠性要求更严格,其成本能占到新能源整车成本的10%。大陆现在的IGBT等功率元器件大部分依赖进口,90%主要依赖进口,进口替代空间巨大。日德企业称霸全球,日系方面,三菱及富士等日系企业实力强劲,德系的英飞凌也是全球IGBT龙头企业之一。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图5:2016年全球IGBT市场份额


3、行业现状

2014至2016年间,我国新能源汽车电机装机数量从7.2万台增长至56.2万台,截止至2016年末,新能源轿车驱动电机供应商198家,较2015年增长52家,但大部分市场参与者规模偏小。电机电控厂商可分为整车厂、传统零部件企业和专业电机电控企业三种。目前主要电机电控厂商布局电机电控系统有三种方式:一是车企自建电机电控,其次是具有其它领域电机生产经验的企业,最后是专门针对电动车成立的电机企业。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图表4:电机三类企业分类


整车企业自配电机电控占到一半以上。比亚迪与北汽新能源两家车企2016年电机电控装机量分别为14.02万台和5.18万台,市场占有率合计达34.2%。第三方制造商中,上海电驱动、联合汽车电子、安徽巨一位居靠前。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图表5:2016年电机电控装机量及市场份额(前十位)


三、电控行业发展现状与趋势

1、我国电机水平与国际仍有差距

国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池,部分电机电控核心组件如IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力。从电机转速来看,国内驱动电机可以达到12000rpm,与国际14000-16000rpm仍有一定差距。在高性能创新结构电机的开发上,例如矩形道题、分段道题、定子铁芯嵌入和冷却技术等方面,我国相关企业还处于起步阶段。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善,电机电控系统的国产化率逐步提高。

电机电控在新能源汽车发展中的重要性

图表6:主流电动车电机参数对比


1国产IGBT已形成了IDM模式和集成器件制造代工模式的IGBT完整产业链,并逐步进入国内车企供应链。中车株洲时代与北汽新能源签署协议,上海先进与比亚迪、国家电网建立产业联盟,为比亚迪IGBT核心供应商,华润上华和华虹宏力IGBT芯片已进入量产。

2、受到上下游挤压的电机电控行业

虽然新能源汽车发展形势向好,单是2017年上半年,新能源汽车电机板块出现了营收和净利润下滑的趋势,即使部分电机企业的利润没有下滑,其增长速度也没有达到之前预期。目前,新能源电机电控行业陷入了上下游两端挤压的窘境。

首先是政策上的变动,国家在2016年底对新能源汽车行业的补贴政策进行了调整,今年一季度的商用车基本属于清零状态,因而电机企业的配套也大幅减少。其次是电机原材料价格大幅上涨10%-50%,对于电控,关键组件IGBT依赖进口,导致元器件成本较高;最后是供应厂商的激增,国外厂商在中国建厂,国内电机行业竞争将会更加激烈。

未来布局动力总成是降本提效的大趋势,相关厂商只有具备良好的成本管理控制能力,才能有较好的发展空间,没有实力的企业会被逐步淘汰。但在全球汽车电动化发展的浪潮下,电机电控企业对未来的发展仍然比较乐观,行业也将逐渐由当前散乱的状态逐渐集中。


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