新能源汽車電驅動行業報告

新能源汽車電驅動行業報告業

一、電驅動系統：核心動力結構

新能源汽車的動力系統包括電驅動系統與電源系統兩大類。電驅動系統包含電機、電控制器、減速箱，是驅動電動汽車行駛的核心部件；電源系統包含車載充電機（OBC）、DC-DC 轉換器和高壓配電盒，是動力電池組進行充電、電能轉換及分配的核心部件。

圖1 新能源汽車的動力系統

新能源汽車電驅動系統主要爲整車提供動力，其價值量佔比僅次於鋰電池，重要性可見一斑。當前產品定製化程度高，圍繞效率/功率密度/成本等目標函數，其技術在不斷演進：整機產品往“多合一”集成化/高壓化，單體產品電機往扁線/油冷/高壓，電控&電源往單管並聯/碳化硅，減速器往兩檔等技術方案發展。

圖2 新能源汽車成本結構

電驅動產業鏈涉及環節較多，可以概括爲零件—總成—系統—整車廠四大層級。上游零部件包括永磁體、硅鋼體、功率模塊、電容、傳感器等，這一級的玩家對在整車產業鏈中屬於“三級供應商”。在零部件基礎上進一步設計組裝得到電機總成、電控總成與傳動總成，這一級的玩家可以稱爲車企的“二級供應商”；各個單獨總成進一步集成爲電驅動系統供貨於車企，這一級玩家爲行業“一級供應商”。

圖3 電驅動行業產業鏈及各環節主要玩家

圖4 新能源電控零部件成本構成（圖源：蓋世汽車）

考慮行業各大趨勢及新技術滲透節奏，有關機構測算2021/2025年國內新能源乘用車電驅動市場（含電源）空間分別爲357/1228 億元，CAGR=36%，其中，分體式/“多合一”產品 2025年分別196/1032億元，CAGR=24%/39%。目前市場參與者主要有整車廠、汽車零部件Tier1、第三方供應商，行業處於成長期的前半段、格局尚未定型，多數企業處於虧損至微利，而2022年部分優質企業有望率先迎來利潤拐點。電驅動行業呈“三足鼎立”之勢，中長期看第三方陣營有望脫穎而出，強技術平臺、強成本管控能力的企業有望充分綁定主流車企。1）整車廠自供體系（in-house）：出於供應鏈安全、成本控制等考慮，整車廠多設立子公司或合資公司自供電驅動、電源產品，代表公司有特斯拉、比亞迪旗下的弗迪動力、蔚來旗下的蔚然動力、長安旗下的蜂巢能源等。2）動力系統集成商（Tier1）：通常爲海外汽車零部件巨頭，如聯合電子、日電產、博世、大陸、博格華納等，憑藉深厚的技術、工藝等積澱拓展至新能源汽車領域，本身產品力強、產能規模大，且具備全球主流車企客戶資源。3）第三方電驅動供應商：近年來快速崛起，獨立第三方根據業務側重點可以分爲電控爲主、電機爲主的廠商，但是在集成化的趨勢下，企業通常會同時佈局電機、電控、電源與“多合一”系統。根據公司業務結構差異，又可分爲以下幾類：

Ø深耕新能源車電驅動的“行業老兵”：如英搏爾、精進電動、欣銳科技、威邁斯等；

Ø 從其他行業電控產品拓展至新能源車電驅動業務的企業：如匯川技術、陽光電源等；

Ø 從傳統電機領域拓展至新能源車電機電控sdf 業務的企業：如起家於縫紉機電機的方正電機、工業電機的臥龍電驅、微特電機的大洋電機等。

圖5 電驅動系統各類技術路線及其特點、代表企業

二、電驅動系統：定製化技術方案

新能源汽車電驅動系統高度定製化，不同級別的車（不同功率端）採用的技術方案有所差異。核心車企採購邏輯（自制or 開放供應鏈）影響了第三方可觸及的市場空間。對於前述的“中高端、中端、中低端”市場，車企通常有各自的採購偏好：“中高端”+ 部分“中端”市場：對產品性能、可靠性要求通常較高，因此內資頭部整車廠部分傾向於採用自供體系，但走量的車型及成本要求高的車型會開放外供。特斯拉、弗迪動力、蔚來完全採用自供體系（B、C 級車居多），吉利高端“浩瀚”平臺採用自供體系威睿。也有部分整車廠選擇開發供應鏈，如理想採購匯川技術產品，配套車型爲 C 級車理想ONE；小鵬雖然自己組裝“三合一”，但電機、電控、減速器產品主要從第三方採購。“中低端”+ 部分“中端”市場，更重採購成本，自供體系相對第三方不具備性價比優勢，故 A00、A0 級通常以第三方供應商爲主。其中，上海電驅動配套則以A級及以下爲主，2021 年奔奔E-star 在公司配套中佔比最高，達到了59.52%。與上海電驅動類似的還有英搏爾和大衆變速器，英搏爾是A級及以下車型市場的無冕之王，配套包括五菱榮光MINI、雷丁芒果、長城好貓等爆款車型；大衆變速器主要配套車型爲A0 級車哪吒V，2021 年佔公司總配套的62.44%。

圖6 電驅動系統定製化技術方案

電驅動由最初“結構集成”向“深度系統集成”演進，集成化“多合一”總成產品成爲主流趨勢。以往動力系統的電機、電控、電源多單獨採購，根據其電氣、機械結構進行集成組裝；隨着新能源汽車零部件要求不斷提高，“多合一”總成產品通過巧妙設計將電機、電控、減速器、電源“深度集成”，減少彼此間的連接器、冷卻組件、高壓線束等部件。“多合一”集成式系統相比分體式產品的優勢主要體現在以下方面：1）性能更優：降低了各部件之間連接部位的效率損耗，提高整車的 NVH 性能，從而提高了集成系統的可靠性；2）成本更低：集成式電驅動系統可以減少車內部的高壓線束、連接器數量，節約線束與連接器成本，從而使集成式系統更具有經濟性。3）更省空間：集成式產品體積更小、重量更輕，有利於節省車內空間。集成化電驅動系統滲透率不斷提升。根據NE 時代新能源，2020 年/2022年1-4月我國新能源乘用車“三合一”電驅動系統搭載量爲 50.27/79.26 萬臺，滲透率爲44.91%/61.63%，目前基本涵蓋大部分A 級車、B 級以上車型。現有集成產品以“三合一”爲主，集成度更高的“多合一”新產品也在不斷問世。根據 NE 時代新能源，2022 年1-4 月新能源乘用車搭載的電驅動系統中，分體式、電機/電控“二合一”合計佔比爲 44%，“三合一”佔比爲 52%，“多合一”佔比爲 4%。同時，OBC、DC-DC、PDU 等充配電系統集成產品應用也不斷增加，結合電驅系統集成產品將形成集成度更高的多合一平臺。華爲DriveOne“七合一”電驅動系統打造多合一集成新標杆，比亞迪和上汽變速器也陸續推出多合一產品。1）華爲七合一系統集成了MCU、電機。減速器、DC-DC、OBC、PDU、BCU 七大部件，具有開發簡單、適配簡單、佈置簡單、演進簡單等優勢。相較於“三合一”，該產品體積減少 20%、重量減輕15%。此外，華爲DriveOne 系統可實現7dB 的超靜音，並具有80%NEDC 效率，提升整車駕駛體驗。根據NE 時代新能源，華爲“三合一”電驅動總成已在長安 CS-GXNEV 和賽力斯SF5 兩款車型中得到應用，但目前其七合一產品還沒有在整車中的應用案例。2）比亞迪“海豚”八合一系統即成立VCU、BCU、PDU、DC-DC、OBC、MCU、電機、減速器八大部件；3）上汽變速器&威邁斯的七合一系統集成電機、電控、減速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU 七大部件。

三、電驅動系統：未來趨勢

高壓：縮短充電時間、提高電機效率以延長里程的重要措施。純電乘用車電壓通常在200-400V 之間，在同等功率下，當電壓從 400V 提升到800V 後，線路中通過的電流減少一半，產生的功率損耗更小，從而可以提高充電效率、縮短充電時長，進而改善新能源汽車使用體驗。同時，工作電流的減少將降低功率損耗，繼而可以進一步降低同樣行駛里程中的電量消耗，從而延長汽車裏程數。2021 年爲我國800V 高壓快充元年，行業發展有望加速。2021 年來，比亞迪（e平臺）、理想、小鵬、廣汽（埃安）、吉利（極氪001）、北汽(極狐)等車企紛紛佈局800V 快充技術，我國800V 高壓快充行業進入發展加速期。

圖7 新能源汽車400V電壓平臺和800V電壓平臺

碳化硅功率器件可顯著提高電控效率、功率密度等性能。碳化硅材料具有禁帶寬度大、熱導率高、電子飽和遷移速率高等性質，相比硅基IGBT，碳化硅元器件體積更小、頻率更高、開關損耗更小，可以使電驅動系統在高壓、高溫下保持高速穩定運行（硅基IGBT只能在200℃以下的環境中工作）。根據意法半導體測算在750V 電壓平臺下，碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。越來越多的高端車型已採用碳化硅電控。1）車企角度，國內車企不斷佈局碳化硅，比亞迪發佈了碳化硅車系平臺e-Platform 3.0，小鵬G9、蔚來ET7 等採用碳化硅電控的車型在2022年交付。2）電驅廠家角度，採用全SiC模塊可以使控制器的功率提高20kW同時使其重量減少6kg，逆變器尺寸縮小43%。損耗下降，續航里程增加。

表1 碳化硅電控的車型表

四、總結

根據預測2025年新能源乘用車電驅動市場將超千億元、中車奇宏濾波器在領導的規劃下，加速與弗迪動力、上海電驅動、聯合電子、匯川等頭部企業對接，獲取定點項目，形成綁定關係；積極開展與金康塞利斯、緯湃、峯巢、零跑、巨一動力等造車新勢力公司項目合作，完成供應商導入，獲取項目定點，隨着SiC平臺的發展，越來越多企業將用到濾波器產品。