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股市头条

新能源汽车驱动电机产业分析

2023/2/8 18:06:54

一、驱动电机介绍

1.驱动电机是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置

新能源汽车驱动电机基于电磁感应现象,将电池中的电能转化为机械能,驱动新能源汽车行驶。类似于燃油车的发动机,驱动电机对于新能源汽车的加速能力、爬坡动力以及最高速度等关键指标有决定性的影响。

在电动车运行的过程中,动力电池输出电能,通过电机控制器驱动电机运转产生动力,再通过减速机构,将动力传给驱动车轮,使电动汽车行驶。

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2.驱动电机占电动车成本的10%

从新能源汽车的成本构成来看,驱动电机占整个新能源汽车成本的10%左右,不同类型的汽车略有不同;在当前电池技术暂时没有实质性的重大突破的背景下,双电机配置甚至三电机逐渐成为新能源汽车主流方向。

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二、驱动电机市场状况

1、驱动电机类型

按照电机的工作电源划分,可将电机划分为直流电机和交流电机。交流电机中,按照定子和转子的转速一致性划分,又可区分为同步电机和异步电机。

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其中永磁同步电机凭借功率密度高、运行效率高、结构简洁紧凑、转矩大且平顺、调速性能好等优势已在国内新能源汽车驱动电机市场中占绝对主流地位。根据GGII 的数据,永磁同步电机2021 年的装车量占比高达94%4.png

2、驱动电机构成

主流的交流驱动电机利用定子(通常是硅钢片搭配铜线圈,固定不动)产生旋转磁场并作用于转子(通常由电磁铁、永磁体或硅钢片制成,旋转驱动)形成磁电动力旋转扭矩。驱动电机的主要零件通常包括转子、定子、线束、壳体、端盖等。

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驱动电机的主要零部件中,价值量最高的是定子/绕组/轴承/转子,成本占比分别为 19%/17%/12%/11%。

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3、驱动电机发展前景

扁线电机

扁线电机是指,将定子绕组中的传统圆柱形漆包铜线替换为加工成发卡状的漆包铜扁线。扁线电机相比传统圆线电机,裸铜槽满率可提升20%-30%总铜耗下降了21%在具有相同体积的条件下,可以输出更高的功率和转矩;或者功率相同的条件下,可以减小电机的外径和体积,进而减小电机的重量,所以扁线绕组电机有着更高的功率密度,可以使永磁电机继续向着更小化的方向发展。目前,采用扁线绕组电机的车型越来越多,主要有丰田普锐斯、大众 ID4、比亚迪秦 PLUS DMI、吉利极氪、国产特斯拉Model 3/Model Y等。

国内的扁铜线供应商主要有精达股份600577(占比最高)、长城科技603897、金杯电工002533、冠城大通600067、金田铜业601609等。

油冷技术

电机内部发热量大、有效散热空间不足等问题, 限制了电机系统的功率密度进一步提高。目前的水冷散热系统存在锈蚀、堵塞和渗漏等隐患,一旦发生泄露将直接危及电机的安全,因此需要对水冷散热系统的循环管路进行高可靠性的密封。相比于水介质,油介质具有绝缘性好、介电常数高、凝固点低和沸点高等优势,可以提高电机系统对外界环境的适应性,避免气蚀、水垢等腐蚀危害。直接油冷散热系统的冷却油与电机发热部件直接接触,其散热效率远高于水冷散热系统。其中,比亚迪直喷式转子油冷技术,可提升电机功率密度 32%。

目前,中国新能源乘用车中采用油冷技术的整车厂主要

有比亚迪、特斯拉、吉利、上汽、奔驰等,未来油冷将覆盖整个新能源汽车行业。

油冷电机使用的冷却油通常为ATF油(自动变速箱油)。ATF油方面,国内的主要供应商有德联集团002666(占比最高)、怡达股份300721和龙蟠科技603906等。

4、驱动电机装机量

随着我国汽车的电动化进程不断加快,而全面电动化首先是驱动系统的电动化,驱动电机及其控制系统作为各类新能源汽车的核心零部件,是整车实现机械能与电能转换的关键。同时,在当前电池技术暂时没有实质性的重大突破的背景下,双电机配置甚至三电机逐渐成为新能源汽车主流方向,带动驱动电机装机量大幅增长。   

2022年中国新能源汽车驱动电机的装机量达到419.4万台2025年将突破1000万台

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5、驱动电机市场前景

2016 年以来,国内市场新能源汽车销量快速增长,目前国内新能源汽车产业进入需求快速导入期,带动驱动电机需求增长。一方面,随着我国新能源汽车补贴政策逐渐退坡并即将退出,国内整车企业对驱动电机的需求将更加市场化,对驱动电机供应商现有产品的性能提升将提出更高的要求;另一方面,国际汽车行业的电动化也在加速,未来对满足国际整车企业标准的驱动电机产品的需求将大幅增长。预计到2029年中国新能源汽车驱动电机行业需求量将达到1485.7万台,市场规模将达到615.66亿元。

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6、驱动电机竞争格局

市场竞争格局上,目前我国新能源汽车电机驱动系统行业市场参与者主要分为整车厂和第三方供应商两大类,其中具备电驱动系统整体集成设计能力的整车厂包括比亚迪、特斯拉、北汽新能源和宇通客车等传统整车企业,而第三方外供企业分为国际先进制造商、传统电机生产企业和专业新能源汽车电机企业。

市场份额上,比亚迪与特斯拉分列一二名;方正电机作为第三方制造商位列第三。

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三、驱动电机产业链分析

驱动电机作为新能源汽车核心零部件,处于整个新能源汽车产业链上游位置,占整个新能源汽车成本的10%,目前市场规模超300亿元,未来有望超600亿元。

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新能源汽车驱动电机行业上游主要是永磁体、硅钢、绕组等;中游主要是驱动电机生产企业,下游主要是新能源汽车生产。

上游中,主要的永磁同步电机产业链上游为钢材、绕组及稀土永磁材料等原材料。

永磁材料尤其是钕铁硼为我国具有极大优势的行业,主要厂商有厦门钨业、英洛华的等;

硅钢即新能源汽车驱动电机需用到高牌号的无取向电工钢,具备相关资质的国内外企业相对较少,代表企业包括首钢、宝钢等;

扁线电机是新能源汽车驱动电机下一阶段的大势所趋,其战略意义不言而喻,国内已出现生产扁线电机的风潮;扁线代表企业包括精达股份、长城科技、金杯电工、冠城大通等。

中游中,电机行业竞争格局稳定,龙头企业优势地位稳固。主要有整车厂商比亚迪、第三方厂商方正电机、大洋电机等。

下游,新能源汽车产业飞速发展,尤其是2021年开始实现“爆发式”的增量,直接推动了新能源汽车产业从“政策驱动”到“市场拉动”,步入行业快车道。

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重点关注个股

方正电机002196

第三方电机厂商龙头。2021年公司新能源驱动电机出货 45多万台,出货量继续位居行业前列,并且市占率进一步提升到市场第三,仅次于比亚迪与特斯拉。公司量产驱动电机主要应用于上汽通用五菱MINIEV、小鹏 P7、吉利帝豪 EV 等车型。公司为蔚然动力、上汽乘用车、奇瑞汽车开发的新能源汽车驱动电机进展顺利。此外,公司还获取了上汽通用五菱 GSEV 项目和两个混动项目定点,其他新客户和新项目的开发也进展顺 利。公司至 2021 年底驱动电机产能 50 万台/年,目前处于满产阶段。为满足客户需求,2022年计划新增年产能140万台左右,其中扁线电机100万台,圆线电机40万台,项目达产后预计年新增营业收入25亿元。公司进一步提升和优化内部制造体系和外部的供应链管控体系。公司已和太钢、宁波韵升等优秀零部件合作伙伴达成战略合作关系,通过共建联合实验室等措施,进一步深化合作关系,提升合作效率。

公司继续加大技术研发投入,在 800V 高压电机、扁线电机、油冷电机等新能源驱动电机新技术方向持续投入,并且已获得某新能源汽车头部企业 800V高压电机开发合同和项目定点。

大洋电机002249

全球驱动电机优质供应商。公司新能源汽车动力总成系统团队利用车辆事业集团的资源优势,进一步整合技术、渠道、供应商等优质资源,在新品研发、客户渠道开发、成本控制方面取得了良好的发展,完成了多项新品或平台的设计及验证,产品在长安汽车、长城汽车、北汽新能源、小鹏汽车、法国雷诺、印度塔塔、韩国现代、上汽通用等多家内资、外资、合资车企实现量产,为后续业务的持续快速发展奠定了坚实基础。

公司规划的第三代深度耦合“三合一”电驱动总成平台取得重大进展;基于碳化硅器件的高密度电机控制器完成样机开发并应用于三合一电驱动总成;同时,在混合动力乘用车动力总成领域,公司利用多年技术和产品积累,正在加快开发混合动力总成驱动电机及控制器产品;基于新一代 MCU 控制器平台的电机控制器完成样机开发并应用于增程式发电机总成;多项新品完成了样机开发,其中包括:卡车用 ISG 电机、高速电机系统、油冷扁线电机、800V 高电压平台、客车用 2500Nm 直驱系统、欧洲汽车零部件厂家 EV 项目 60kW 及 10kW A0 样机等。

四、总结

新能源汽车驱动电机基于电磁感应现象,将电池中的电能转化为机械能,驱动新能源汽车行驶。类似于燃油车的发动机,驱动电机对于新能源汽车的加速能力、爬坡动力以及最高速度等关键指标有决定性的影响。驱动电机占新能源汽车成本10%左右,市场规模超300亿。

随着新能源汽车渗透率持续攀升,电动化趋势不断增强,驱动电机行业也迎来了进一步发展。2022年中国新能源汽车驱动电机的装机量达到419.4万台2025年将突破1000万台预计到2029年中国新能源汽车驱动电机行业需求量将达到1485.7万台,市场规模将达到615.66亿元。

分类上看,永磁同步电机凭借功率密度高、运行效率高、结构简洁紧凑、转矩大且平顺、调速性能好等优势已在国内新能源汽车驱动电机市场中占绝对主流地位。根据GGII 的数据,永磁同步电机2021 年的装车量占比高达94%

发展前景上,多电机并用、扁线电机与油冷技术将成为未来的发展趋势。

竞争格局上看,目前我国新能源汽车电机驱动系统行业市场参与者主要分为整车厂和第三方供应商两大类,市场份额上,比亚迪与特斯拉分列一二名;方正电机作为第三方制造商位列第三。

基于电机行业竞争格局稳定,龙头企业优势地位稳固,加上中高端产品的技术门槛,除去整车厂商电机生产主要为自用外,我们建议重点关注驱动电机行业市占率最高、规模最大、技术最先进的头部第三方厂商如方正电机与大洋电机等。



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主稿:产业透析 执业编号:A0380621040006
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