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新能源汽车电机产业链 电机、电控

来源:http://www.sivo2.com/  |  发布时间:2018-6-15 14:13:39

电机:预计永磁电机将成为国内新能源汽车电机主流路线


目前市场上的电动汽车主要配备的是交流感应电机和永磁电机,前者欧美使用较多,特点是成本低,但转速区间小,效率低;后者受日系车青睐,转速区间和效率都有所提升,但是需要使用昂贵的稀土永磁材料钕铁硼,日本资源匮乏,面对日益升高的稀土价格,日本正在潜力开发开关磁阻电机,这种电机在性能上不输给永磁电机,重要的是摆脱了对稀土的依赖。


目前我国电动轿车多采用永磁同步电机,如:东风、奇瑞、长安、一汽和上汽等汽车公司生产的混合动力轿车,而大巴车多采用交流电机。直流电机在现代高性能车上的应用正在减少,但仍有一些汽车在应用,如山东陆骏电动汽车有限公司生产的陆骏电动汽车。也有部分企业曾采用开关磁阻电机作为驱动电机,如东风汽车股份有限公司研制的混合动力城市公交车采用风冷式开关磁阻电机。由于中国稀土储量极大丰富,而且电机工艺已经接近世界先进水平,因此预计永磁电机将在较长时间内占据新能源汽车的电机市场。


电机零部件:强调成本和稳定供货

电机主要由定子和转子两大部件组成。转子的主要作用是产生旋转磁场,而定子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生并输出电流。定子、转子铁芯的质量与性能直接决定了电机的性能、能效以及稳定性等关键指标。


–从市场容量的测算上看,汽车电机分为汽车发电机和微特电机。通常情况下,一部汽车配备一台汽车发电机,若干数量汽车微特电机(平均为15个),汽车使用寿命周期内,一个汽车平均需要更换2个发电转子和2.75个微特电机转子。按此计算,我们预测2011-2013年全球汽车用发电机定子为1.65亿只、1.74亿只和1.76亿只,汽车用微特电机转子达31.4亿只、32.1亿只和31.4亿只。


–目前电机定子、转子行业竞争格局主要呈现由电机厂商公开采购和自行配套并存的局面,目前,由电机企业自身配套供应的电机定子、转子仍占相当比例。未来,随着专业化分工的深入,电机定子、转子将更多的由专业化生产厂商供。


电机控制:IGBT具备很大的进口替代空间

–电机驱动控制系统决定着新能源汽车能否安全可靠地运行,是驱动系统的核心。电控系统的开发包括软、硬件设计。核心软件一般由整车厂研发,硬件和底层驱动软件可选择由汽车零部件厂商提供。


–电机控制系统主要由逆变器(主要部件是IGBT 功率模块)、逆变驱动器、电源模块、中央控制模块、软起动模块、保护模块、散热系统信号检测模块等组成,其中IGBT 占整个控制器成本的40-50%。目前IGBT尚未能国产化,为国外所垄断。主要是国外的Toyota Industries、Mitsubishi、Meidensha、Nichicon、Nissan、Magna、Toshiba、Bosch 等生产电动汽车用逆变器,国内技术还有待进一步完善。其他一些关键部件,如高性能硅钢片、绝缘材料等也主要依赖进口,如国内实现技术突破,则市场空间巨大。


五、继电器:新能源汽车驱动行业产值扩容

继电器是一种用来接通和断开或转换电路并具有继电特性的自动、远程控制元件,其主要功能是扩大控制范围,灵敏度放大,信号的遥控、监测等。它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用,广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中,是最重要的控制元件之一。


–汽车是继电器应用的第一大领域,约占继电器市场需求总规模的21%。传统汽车继电器广泛用在启动、预热、冷却、风扇、空调、灯光、电动风扇、雨刮、电喷、油泵等控制系统,每辆车平均使用20只继电器产品,每个继电器的价格为3-10元不等,以此计算,传统汽车单车继电器价值量为60-200元。而每辆新能源汽车除了传统汽车所需继电器之外,还需要5-8只高压直流继电器,其单价为400元左右,则新能源汽车单车继电器价值量将达到2000-3400元,是传统汽车的10倍以上。


全球范围看主要有两类供应模式

新能源汽车电机系统领域,由于技术指标要求高,同时必须保证严格的技术保密性,一般国际上大型的整车厂从驱动系统的设计到电机零部件的制造和组装都由自己独立完成,只有部分独立的电机供应商才得以进入其驱动系统的供应链。


宝马、丰田、大众等主流整车厂均为内部配套。宝马i3 和i8 均配备了宝马公司自主研发并具有自主知识产权的eDrive 混合式同步电动机,丰田的pruis 系列混合动力汽车从电机控制的IGBT 管到关键的永磁无刷交流同步电机都在丰田总部完成,大众、日产的纯电动车也都是自己完成所有的驱动系统和电机元件。


目前主流纯电动汽车只有博世、大陆、麦格纳、明电舍等个别电机厂能进入其供应链。如奔驰smart 电动版由戴姆勒和博世合资成立的EM-motive 公司进行驱动电机配套,福特和麦格纳联合开发福特Focus EV 的电机驱动系统,大陆集团为雷诺Zoe、Fluence Z.E.、Kangoo Z.E.三款纯电动汽车提供全套驱动系统组件,明电舍为三菱i-MiEV 配套驱动电机。另外,2013 年福特联手国际著名汽车零部件厂商舍弗勒( Schaeffler ) 开发了一款以福特嘉年华为基础的eWheelDrive 轮毂电机纯电动汽车作为测试车辆。


特斯拉与富田电机的合作可以作为特例对待。首先,特斯拉历史上曾与台湾汽车工业有着密切联系,与富田合作也存在一定的偶然性。特斯拉早期规模较小,为控制成本选择在台湾设厂,一些关键部件的设计研发机构也在台湾,并依靠台湾企业为其提供零部件,富田正是其中一家(国际大厂商早期并不愿意与特斯拉进行合作)。2009 年,特斯拉因为美国的政策补助等原因将工厂迁回了美国。其次,特斯拉所用的驱动电机为交流异步电机,制造要求并不特别高,富田电机此前是专业生产工业伺服电动机的厂商,2005 年与特斯拉合作以后才开始步入汽车电机行业。


国内独立电机厂机会大,电机电控一体化公司竞争力强

由于同步研发的费用较高,国外电机和电控厂商难以打入国内车厂。从国内主流新能源乘用车电机配套情况来看,除比亚迪为内部配套以外,其他车厂多以外购电机为主,相对于国内商用车电机而言,乘用车电机厂商相对较少,主要的乘用车电机配套商包括北京精进、上海电驱动、上海大郡、大洋电机、华域电动和巨一自动化等。其中上海电驱动是目前国内市场份额最高的独立乘用车电机厂商,可占到国内电机电控供给的50-60%。


我们认为上海电驱动可做大做强的原因在于一开始公司就定位为新能源电机电控一体化厂商,领先的布局占据了先发优势,而由于整车厂目前对电机和电控并不分开招标,因此具备电机电控一体化研发能力的公司更有望入围。


上海电驱动虽然尚未上市,但其参股股东为上市公司(宁波韵升参股26.46%),可从中分享收益。此外,部分上市公司向其供应电机定子和转子,也将从中间接受益.




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