决战电驱动

(相关资料图)

我国新能源汽车产销大爆发，带动了电驱动市场快速增长。浙江大学能源工程学院动力机械及车辆工程研究所副所长朱绍鹏告诉记者，2022年我国新能源汽车销量688.7万辆，按今后我国一年销售1000万台新能源汽车的市场规模计算，电驱动将是一个千亿级市场。高功率密度是发展方向电动汽车的续驶里程不仅与动力电池的能量密度相关，也与电驱动的功率密度相关。为了增加续驶里程，各大企业都在朝着提高电池能量密度的方向努力，三元锂电池的NCM523/622/811等都是如此，磷酸铁锂的能量密度接近天花板，比亚迪研发刀片电池朝着提高体积利用率的方向发展。朱绍鹏告诉记者，如果不提高电驱动的功率密度，将会拖后腿，电驱动技术朝着高集成、高电压、高效率、高功率密度、高性价比的方向发展。　　电驱动是一个大概念，从系统组成、动力组合、整车驱动方式等多角度来细分。电驱动系统组成包括电机本体、电机控制器、传动机构等。从动力组合看，分为纯电驱动、插电式混合驱动等。从整车驱动方式看，主要分为集中式电驱动和分布式电驱动。从驱动功能看，又分为主驱和辅驱两种。　　安信证券的研究报告认为，电机技术迭代的主要路径是采用扁线定子设计，扁线电机通过增加槽满率，可增加电机效率、功率密度、散热能力和改善NVH性能，同时生产自动化程度更高，优势显著。　　电控技术迭代的主要路径是采用碳化硅功率器件，整车电压平台从400V升到800V，对功率器件的耐压性提出更高要求，碳化硅功率器件兼具耐高压、小型化、传热性强、低损耗等特点，有望成为未来的主要技术路径。　　电驱动系统技术迭代的主要路径是更深层次的集成，从电机、电控、减速器的动力总成，到动力总成、电源总成组成的六合一总成，再进一步集成BMS、VCU组成八合一总成，电驱动系统功率密度和效率得到提升，契合新能源汽车中高端车型对电驱动系统提出的更高要求。千亿级市场商机随着电动汽车时代来临，电驱动的重要性越来越突出。　　当前，国内汽车企业不再局限于中低端产品，正在加速转型升级，20万元以上中高端车型陆续投产，丰富了消费者的购买选择。安信证券的报告认为，20万元以上中高端新车型的产品周期逐步开启，驱动供应链加速放量和高端化。预计2025年国内新能源汽车销量可达1262万辆左右，其中纯电销量1055万辆，插混销量207万辆。此外，随着搭载新一代混动技术车型产品力的提升，预计混动车型销量可达323万辆。根据不同级别车型驱动总成价值量的情况，预计2025年国内电驱动市场规模超过1100亿元。　　舍弗勒是生产电驱动系统的知名企业，舍弗勒的相关人士告诉记者，根据舍弗勒预测，从全球范围看，采用不同动力总成系统的新车，2030年将呈现4∶4∶2的比例，即40％为纯电动汽车，40％为混合动力汽车，20％采用高效内燃机。但是中国电气化发展速度更快，预计到2030年这个比例将为46％、45％、9％，届时中国新能源汽车占比将达到91％。　　千亿级市场必然吸引众多参与者，正如新能源汽车发展初期，我国有230多家动力电池生产企业，鱼龙混杂现象严重。电驱动发展也经历了同样阶段，市场将淘汰技术进步慢的企业。　　朱绍鹏告诉记者，一套电驱动系统的技术先进性，可以从几方面进行判断，效率、功率密度、NVH、可靠性等方面，这些会影响到新能源汽车动力性、经济性、舒适性等性能。稀土材料发挥重要作用前段时间特斯拉首席执行官马斯克曾表示，特斯拉下一代动力单元很明确，零稀土需求，减少75％碳化硅使用，减少50％的工厂面积，做到成本降低1000美元。稀土的重要性在电驱动系统中下降了吗？　　朱绍鹏告诉记者，目前新能源汽车驱动电机约90％采用了稀土永磁电机，稀土永磁材料可以为驱动电机提供更高效率、更高功率密度和更好平稳性，具有高性价比。当下稀土永磁材料对高端电驱动系统不可或缺。　　安信证券的报告认为，永磁同步电机有三大优势，一是相同重量和体积下，永磁同步电机能输出更高的功率和扭矩；二是调速范围大，调整电流与频率可在很大范围内调整电机的功率和转速；三是采用永磁体激磁，省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了效率，延长续驶里程。　　随着中高端车型不断增多，双驱动电机的车辆越来越多，纯电动车型中的双驱动电机版本，配套一台异步电机和一台永磁同步电机的车型较多，永磁电机仍然是主驱动电机，异步电机承担着辅助驱动的作用。国内企业占据电驱动市场近80％份额2022年，新能源汽车的渗透率已达25.6％，进入了快速增长阶段，电驱动系统也不再一盘散沙，行业集中度进一步提升，国内外技术水平的差距缩小，供应链全球化趋势非常明显。　　朱绍鹏认为，整体来看国内新能源汽车电驱动技术基本达到了世界先进水平，国内外差距越来越小，某些方面还略微领先国外，这得益于中国开发周期短，产品投放市场比国外快。另外，国内在SiC芯片等关键零部件开发、高性能磁性材料研制、功能安全设计等方面还可以进一步提升。　　据公开资料显示，方正电机为蔚来、小鹏、长城、上汽等提供配套服务，精进电动为上汽、吉利、一汽、东风、广汽、北汽、长安、小鹏等配套。舍弗勒的相关人士告诉记者，舍弗勒的电驱动系统已配装于雷神动力DHT Pro上，在吉利、领克多款混合动力上得到应用。　　安信证券的报告提到，从市场集中度来看，2021年电机电控销量前10的企业占据约75％左右的市场份额，销量前三的企业约占40％左右的市场份额，行业集中度较高。销量前10的企业中有3家为整车企业，其中比亚迪市场份额约占18％，排名第一；特斯拉市场份额约12％，排名第二；蔚来市场份额约6％。3家企业市场份额合计约35％。从内资外资来看，销量前10的企业中只有3家外资企业及中外合资企业，分别是特斯拉、日电产和联电，三者合计份额约22％；其余7家均为内资企业，合计份额约占53％。国内企业占据电驱动市场接近80％。　　电机技术已有百年历史，但电驱动技术发展很快，朱绍鹏告诉记者，电驱动技术将朝着高集成、高电压、高效率、高功率密度、高性价比的方向发展。通过多合一形式实现电驱零部件高度集成，通过800V高压、油冷技术、扁线绕组、SiC控制器等实现电驱动系统高效率、高功率密度。