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集成化打开电机新世界,电驱动力总成春天将至

2021-08-20 11:00:40     来源:爱车者联盟        

【哔哥哔特导读】本次《规划》提出,要以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”,构建关键零部件技术供给体系;开展先进模块化动力电池与燃料电池系统技术攻关,探索新一代车用电机驱动系统解决方案。

国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,对新能源汽车发展提出未来展望

2020年11月2日,国务院办公厅在印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(以下简称“规划”)中,明确指出着力提升新能源汽车产业基础能力。

本次《规划》提出,要以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”,构建关键零部件技术供给体系;开展先进模块化动力电池与燃料电池系统技术攻关,探索新一代车用电机驱动系统解决方案;加强智能网联汽车关键零部件及系统开发,突破计算和控制基础平台技术、氢燃料电池汽车应用支撑技术等瓶颈,提升基础关键技术、先进基础工艺、基础核心零部件、关键基础材料等研发能力。

此项政策旨在推动电驱动力总成技术发展,结合新能源汽车销量增长的前景,未来电驱动力总成行业将持续发力。

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

电驱动力总成主要分为二合一、三合一及多合一。其中,二合一指电机集成减速器,三合一指电机集成减速器及电机控制器,多合一指电机集成减速器、电机控制器、充电机、交直流转换器、高压分线盒等。

三合一与多合一的优势在于它们不仅可以共享外壳耦合及冷却系统,还可以共享电路及功率开关器件,从而有效降低电驱动力系统的体积和重量,因此二合一驱动总成逐渐被淘汰。

在电驱系统体积减小的情况下,高集成化电驱系统的应用范围大幅度提升并部署到更多车型中,实现大规模的批量生产,从而降低零件的采购和制造成本。

截至2021年6月,三合一电驱动力总成已成为主流驱动系统,而多合一系统由于其存在的热管理、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仍是判断动力系统是否符合车辆的重要指标。

随着动力总成向集成化发展,三合一驱动总成成为主流产品

电驱动力总成的发展阶段大致分为四个阶段。在动力总成概念普及之前,减速器、电机、电机控制器均为独立器件,占用整车空间较大,且线路连接复杂导致电路传输有所损耗,从而降低动力效率。随着动力总成往集成化发展,第三方集成商改变原有将电机、减速器和电机控制器单独设计再组装的思路,直接进行一体化设计。

全部集成的结构具有高扭矩容量、可携带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。尤其是电机控制器,其运行环境发生显著的变化,对可靠性要求更为严苛。

未来,电驱动力总成的集成度将会进一步提高,动力总成系统将会加入电源补给的相应模块,集成商需进一步增加各个模块之间的兼容性研究,以保证自身产品的优势。

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

电驱动力总成上游为零部件提供商,包括电机、电机控制器、减速器。电机价值量占电驱动力总成的40%,但电机技术比较成熟,其毛利率较低,约为10%。电机控制器决定动力总成的动力输出,是最核心部件,其价值量与电机大体相近,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%。减速器价值量约占电驱动力总成的20%,由于其是纯机械部件,所以毛利受原材料价格影响较大。

电驱动力总成中游为集成商,其中包括整车厂和第三方集成商两大类。相较于整车厂,第三方集成商的动力总成性能较强,具有成本优势,所以未来部分整车厂存在与第三方集成商合作的可能性,放弃动力总成自研。

由于整车厂自研动力总成需要自主建设研发团队及生产线,资金耗费较大,且销量受制于各汽车品牌销量,因此销量较小的整车厂无法实现规模效应以有效降低成本。另一方面,动力总成仅占整车价值约8%,整车厂通常不倾向于投入过多的资源研发动力总成。

电驱动力总成的出货量整体取决于下游整车厂电动汽车的产销情况。自2018年,纯电汽车的销量占新能源汽车整体销量的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纯电汽车的销量提供支持。

新能源汽车的渗透率不断提高,促使电驱动力总成市场规模快速增长

中国电驱动力总成市场规模由2016年的约32.4亿元上涨至2020年的约109.4亿元,复合增长率约为35.5%。中国政府大力推动新能源汽车的普及,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。

根据全国乘联会(CPCA)预测,2021年中国新能源汽车销量将超过200万辆,同比增长约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,新能源汽车的新车销售量将达到约600万辆,占汽车新车销售总量的20%左右。

截至2020年,纯电动汽车销量约占新能源汽车销量的80%。随着纯电汽车续航能力的不断增强,未来其销量占比亦会持续提高,带动电驱动力总成出货量高速增长。

从2017年至今,电机、电控、减速箱三合一驱动总成成为主流的集成方式,加上技术趋于成熟,规模效应的出现使电驱动力总成整体价格趋于下降,导致整体市场规模增长较缓。

未来,随着落后产能出清及纯电汽车销量大增,头豹预计,中国电驱动力总成市场将迎来快速增长期。

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,通过自身原有业务的整合及行业之间的合作进军动力总成业务,颠覆传统供应链。

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,整车厂供应商数量大幅减少。然而,动力总成的业务发展对公司的产品技术和整合能力提出更高的要求。

另一方面,在补贴下滑、成本压力凸显的背景下,多数电机、电控企业面临更为严苛的生存与发展空间。因此,未来电驱动力总成的集中度将进一步提高。

深度见解:电驱动力总成模块化能加快研发速度,同时丰富产品线,且能根据客户需求形成产品定制化,为客户提供更佳的经济性

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。

模块化是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。模块化简化不同模块的集成,且产品更加灵活,同时通过交换组合可获得更加丰富的产品线,这不仅能够有效加快研发进度,还能大幅降低开发成本。例如,三种不同的电机、电机控制器、减速箱能组合成27种产品,满足不同客户的多元化需求。

与此同时,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,模块化电驱动力总成在初始阶段的研发难度较大,存在研发成本增加的风险。但是在产品模块化后,其带来的优势将是不言而喻的。

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