电动化浪潮下，第三方电驱动企业渗透率提升。据乘联会统计，到2022年9月，新能源汽车单月零售渗透率首次突破30%，新能源汽车渗透率有望快速提升。新能源电驱动系统包括驱动系统（电机、电控、减速器）和电源系统（OBC、DC-DC、PDU）。竞争格局方面，电驱动行业参与者可以分为整车厂和第三方企业，两者长期共存，整车厂主要集中在高端车型，而第三方企业主要集中在中低端车型，在新能源汽车渗透率快速提升下，电驱动系统方面第三方企业占比有所提速。
　　各部件持续迭代优化，高功率密度成发展趋势。随着新能源高压车型不断出现和对性价比的追求下，高压、高功率密度成为各部件的发展趋势。分开来看，电机逐渐转向扁线化和油冷；电控方面，A级别以下车型有望提升功率半导体单管并联方案占比，而整体方向随着SIC的降本，未来SIC方案渗透率有望提升；减速器方面，两档减速器渗透率有望提升。
　　集成化方兴未艾，三合一/多合一渗透率有望进一步提升。从电驱动系统整体来看，集成化依然是未来大势所趋，随着深度集成化的进行，系统性能方面有望进一步提升。从占比来看，根据NE时代数据，2022H1，中国新能源车三合一占据主导地位，市占率达到55%，多合一占比为4%，集成化成发展大势。
　　千亿市场空间，第三方企业占比有望提升。我们对电驱动行业进行测算，我们预计中国电驱动系统2025年市场空间为1319亿元，2021-2025年复合增速约为38%。我们认为，随着新能源车渗透率提升，未来整车厂有望开放部分车型供应链，或将打破现有格局，电驱动市场中第三方企业市场份额有望提升。
　　建议关注：我们认为电驱动行业市场规模逐年上涨，未来市场空间有望超千亿，而第三方企业渗透率有望继续提升。推荐汇川技术、旭升集团，建议关注麦格米特、精达股份。
　　风险因素：产业链需求不及预期风险；技术路线变化风险；原材料价格波动风险；市场竞争加剧风险等。
　　

研究报告全文：电驱动行业深度报告千亿赛道再塑格局第三方龙头有望受益TableIndustryTableReportDate2023年2月7日TableTitle证券研究报告千亿赛道再塑格局第三方龙头有望受益行业深度研究TableReportDate2023年2月7日本期核心观点TableReportTypeTableSTableSummary电动化浪潮下第三方电驱动企业渗透率提升um据乘联会统计到2022TableStockAndRank电力设备与新能源年9月新能源汽车单月零售渗透率首次突破30新能源汽车渗透率有望快速提升新能源电驱动系统包括驱动系统电机电控减速投资评级看好器和电源系统OBCDC-DCPDU竞争格局方面电驱动行业参与者可以分为整车厂和第三方企业两者长期共存整车厂主要集中上次评级看好在高端车型而第三方企业主要集中在中低端车型在新能源汽车渗TableAuthor透率快速提升下电驱动系统方面第三方企业占比有所提速武浩电力设备与新能源行业首席分析各部件持续迭代优化高功率密度成发展趋势随着新能源高压车型师不断出现和对性价比的追求下高压高功率密度成为各部件的发展执业编号S1500520090001趋势分开来看电机逐渐转向扁线化和油冷电控方面A级别以下联系电话010-83326711车型有望提升功率半导体单管并联方案占比而整体方向随着SIC的邮箱wuhaocindasccom降本未来SIC方案渗透率有望提升减速器方面两档减速器渗透率有望提升集成化方兴未艾三合一多合一渗透率有望进一步提升从电驱动系张鹏电力设备与新能源行业分析师统整体来看集成化依然是未来大势所趋随着深度集成化的进行系执业编号S1500522020001统性能方面有望进一步提升从占比来看根据NE时代数据2022H1联系电话18373169614中国新能源车三合一占据主导地位市占率达到55多合一占比为邮箱zhangpeng1cindasccom4集成化成发展大势千亿市场空间第三方企业占比有望提升我们对电驱动行业进行测孙然电力设备与新能源行业研究助理算我们预计中国电驱动系统2025年市场空间为1319亿元2021-执业编号S15001220700272025年复合增速约为38我们认为随着新能源车渗透率提升未联系电话18721956681来整车厂有望开放部分车型供应链或将打破现有格局电驱动市场邮箱sunrancindasccom中第三方企业市场份额有望提升建议关注我们认为电驱动行业市场规模逐年上涨未来市场空间有望超千亿而第三方企业渗透率有望继续提升推荐汇川技术旭升集团建议关注麦格米特精达股份风险因素产业链需求不及预期风险技术路线变化风险原材料价格波动风险市场竞争加剧风险等信达证券股份有限公司CINDASECURITIESCOLTD北京市西城区闹市口大街9号院1号楼邮编100031请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom2目录一电动化浪潮迭起第三方三电企业渗透率提升511新能源车渗透率创新高整体景气度依旧512电驱动行业现状头部车企自制第三方渗透率有所提升7二部件持续迭代高功率密度成发展趋势1521电机高压高性能要求下扁线油冷渗透率有望提升1522电控SIC优势明显渗透率有望提升2123减速器两档多档或成未来方向26三集成化方兴未艾行业空间有望不断打开2731深度集成是大势所趋多合一渗透率有望提升2732第三方渗透率有望提升电驱动行业空间或超千亿28四建议关注31五风险因素33图表目录图表1我国新能源汽车销量与渗透率5图表2全球新能源汽车销售情况千辆与渗透率5图表3国内新能源汽车零售渗透率5图表4近几年新能源汽车主要产业政策6图表5新能源车电驱动系统介绍7图表6电驱动系统拆分8图表7电驱动系统各个总成的典型安装位置8图表8电动汽车成本构成8图表9电驱动系统国际市场的产业格局9图表10主流车企供应情况9图表112022年10月电机企业配套量TOP10万辆10图表122022年10月电控企业配套量TOP10万辆10图表132022H1驱动电机市场情况11图表142022H1电机控制器市场情况11图表152022H1电驱动总成市场情况11图表162022H1减速器市场情况11图表17电驱动系统市场情况12图表182022年1-8月电机市场第三方市场占优12图表192022年1-8月电控市场第三方市场占优12图表20电机电控市场近年来集中度有所上升CR1012图表212016-2020年新能源乘用车补贴对比13图表22USDRIVE发布的电机控制器和电机的目标规划14图表23常见电动机中适用于电力驱动的电动机分类15图表24单相异步电动机构造示意图15图表25异步电动机工作原理示意图15图表26永磁同步电动机构造图16图表27奥迪汽车永磁同步电动机构造图16图表28异步感应电机和永磁同步电机的特点16图表29国内外部分新能源汽车电机类型17图表30永磁同步驱动电机成本分析18图表31电机损耗最大来自于铜损耗18图表32扁线绕组可以提升槽满率18请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom3图表33电机效率对比19图表34扁线电机电阻和导热性能优于圆线电机19图表35圆线电机与扁线电机性能对比图19图表36扁线电机市占率呈现上升趋势20图表37水冷与油冷电机市占率情况20图表38电动车单电机集中式驱动及多电机分布式驱动对比20图表39奥迪e-tron动力总成动力总成21图表40电动车辆电机控制系统及其他控制系统图21图表41电机控制器工作原理22图表42电机控制器的组成22图表43电机控制器产业链22图表44电机控制器的成本构成22图表45不同类型功率模块占比预测23图表46主要功率器件应用范围23图表47全球SiC功率器件市场的预测分析24图表48SiC功率半导体器件24图表49IGBT逆变器效率24图表50SiC逆变器效率24图表51IGBT电控与SiC电控实测效率对比25图表52不同器件方案开关频率下逆变器损耗情况kHzW25图表53不同器件方案结温下逆变器损耗情况kHz25图表54800V车型用SIC的情况26图表55减速器分类26图表56深度系统集成是未来发展趋势27图表57三合一电驱动系统搭载量27图表582022H1新能源车三合一搭载量占据主导地位27图表59比亚迪八合一电动力总成28图表602021年代表第三方企业配套车型情况28图表612022年纯电细分市场销量占比29图表62中国电驱动市场30图表63旭升集团主要产品31请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom4一电动化浪潮迭起第三方三电企业渗透率提升11新能源车渗透率创新高整体景气度依旧新能源汽车景气度依旧我国2022年新能源车产销分别完成7058万辆和6887万辆同比分别增长969和934新能源车渗透率达到256近来年我国新能源汽车保持较高增速渗透率有望继续提升伴随半导体短缺等供应链制约因素缓解2022Q3欧洲新能源车市场销量实现增长2022Q3欧盟纯电动汽车销量达2594万辆同比增长22纯电动渗透率达到119环比提升19pct混动汽车渗透率达226环比提升14pct德国英国市场增长强劲德国新能源车市场在经历5个月下滑后8月份开始实现同比增长9月环比增速达到28延续高速增长态势英国混动汽车占比逐渐降低纯电汽车持续增长在经历一系列结构调整后9月英国新能源车销量504万辆重回增长态势美国市场渗透率基数低增长潜力大2022年1-9月美国新能源汽车销量已达6439万辆同比增长26渗透率达695我们预计全年销量接近90万辆2022Q3美国新能源汽车BEVPHEV销量224万辆同比上升383环比下降14图表1我国新能源汽车销量与渗透率图表2全球新能源汽车销售情况千辆与渗透率800300080000147000070025001260000600102000500005008400004001500630030000100042002000010050010000200000000销量万辆渗透率全球渗透率资料来源工信部中汽协信达证券研发中心资料来源IEACleanTechnica信达证券研发中心中国新能源乘用车2022年渗透率超30据乘联会统计到2022年9月新能源汽车零售渗透率达到318首次超过30在芯片短缺疫情反弹原材料上涨等多重不利因素影响的背景下我国新能源车行业的发展仍取得较大进展图表3国内新能源汽车零售渗透率资料来源IFIND信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom5新能源汽车产业是我国战略性新兴产业之一长期受到高度重视近年来持续推出的产业政策涉及战略规划财政补贴税收减免产业支持等多个维度2022年12月中央经济工作会议提出支持新能源汽车消费23年新能源车销量有望继续保持高增长趋势图表4近几年新能源汽车主要产业政策新能源产业政策发布时间主要内容乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车2019年7月将传统燃油车测试方法从NEDC调整为WLTC工况传统燃积分并行管理办法修正案征求意见油车油耗趋严鼓励发展低油耗车型新能源积分比例提稿工信部高单车积分下调NEV积分允许结转国务院常务会议2020年3月将新能源汽车购置补贴和免征购置税政策延长2年关于调整完善新能源汽车补贴政策的通2020年4月23日将新能源汽车推广应用财政补贴政策实施期限延长至2022知财建202086号财政部工信年底原则上2020-2022年补贴标准分别在上一年基础上部发展改革委退坡102030乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车2020年6月29日修订乘用车企业新能源汽车正积分可以依据本办法自由交易结积分并行管理办法转有效期不超过三年新能源汽车发展规划2021-2035年2020年10月20日到2025年我国新能源汽车市场竞争力明显增强纯电动国办发202039号乘用车新车平均电耗降至120千瓦时百公里新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20左右力争经过15年的持续努力我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平质量品牌具备较强国际竞争力关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴2021年12月31日2022年保持现行购置补贴技术指标体系框架及门槛要求不政策的通知财建2021466号财政变2022年新能源汽车补贴标准在2021年基础上退坡部工信部科技部发展改革委30城市公交道路客运出租含网约车环卫城市物流配送邮政快递民航机场以及党政机关公务领域符合要求的车辆补贴标准在2021年基础上退坡20国务院常务会议2022年8月18日将已两次延期实施今年底到期的免征新能源汽车购置税政策再延期实施至明年底预计新增免税1000亿元保持新能源汽车消费其他相关支持政策稳定继续免征车船税和消费税在上路权限牌照指标等方面予以支持建立新能源汽车产业发展协调机制坚持用市场化办法资料来源信达证券研发中心整理请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom612电驱动行业现状头部车企自制第三方渗透率有所提升新能源动力系统可以分为电驱动系统和电源系统电驱动系统包括驱动电机电机控制器和减速器电驱动系统是新能源的核心新能源车通过电驱动系统实现动力的输入和控制电源系统主要包括车载充电器OBCDC-DC变换器和高压配电盒PDU其作用是实现电力转化和电池充放电功能图表5新能源车电驱动系统介绍主要产品图例作用通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向速度角度响应时间进行工电机控制器作根据档位油门刹车等指令来控制电动车辆的启动运行进退速度爬坡力度等行驶状态驱动系统依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一驱动电机种电磁装置它的主要作用是产生驱动转矩作为新能源汽车的动力源减速器主要作用是降低转速提高输出扭矩为新能源汽车动力电池进行充电将220V车载充电器OBC民用电网的电能充到动力电池中完成充电过程将新能源汽车动力电池组电压进行转换为DC-DC电源系统仪表车灯雨刮等电器提供电能高压配电盒可以将动力电池的电压分配给电高压配电单元PDU机电机控制器空调压缩机等高压用电设备资料来源信达证券研发中心整理新能源汽车与传统燃油汽车相比其动力系统发生很大变化传统燃油车以发动机和变速箱作为动力系统核心其结构较为复杂零部件较多且供应链庞大电驱动系统包括三大总成驱动电机总成将动力电池的电能转化为旋转的机械能是输出动力的来源控制器总成基于功率半导体的硬件及软件设计对驱动电机的工作状态进行实时控制并持续丰富其他控制功能传动总成通过齿轮组降低输出转速提高输出扭矩以保证电驱动系统持续运行在高效区间电驱动系统相比传统燃油动力系统大幅提升了功率密度同时大幅减少成本体积重量降低了新能源整车开发和供应链管理难度电驱动系统中驱动电机总成与传动总成在新能源车的典型安装位置为车身后部控制器总成的典型安装位置为车身前部请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom7图表6电驱动系统拆分图表7电驱动系统各个总成的典型安装位置资料来源精进电动公司公告信达证券研发中心资料来源精进电动公司公告信达证券研发中心从成本上来看电动汽车最大的成本占比为动力电池占比约为38电机成本占比7电控占比约为6图表8电动汽车成本构成底盘车身内饰消费电子其他动力电池驱动电机电控系统资料来源36氪钜大锂电信达证券研发中心电驱动行业参与者可分为整车厂自供体系和第三方电驱动供应商整车厂自供体系代表公司有特斯拉比亚迪旗下的弗迪动力蔚来旗下的蔚然动力以及长安旗下的蜂巢能源等第三方电驱动供应商可以分为海外零部件巨头和国内供应商海外汽车零部件巨头如联合电子日本电产博世大陆博格华纳等凭借深厚的技术工艺等积淀拓展至新能源汽车领域本身产品力强产能规模大且具备全球主流车企客户资源国内第三方电驱动供应商近年来快速崛起根据业务侧重点可以分为电控为主的英搏尔汇川科技等电机为主的方正电机卧龙电驱等厂商同时在集成化的趋势下企业开始布局电机电控电源与多合一系统请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom8图表9电驱动系统国际市场的产业格局资料来源精进电动公司公告信达证券研发中心图表10主流车企供应情况车企电机电控三合一电驱动系统TOP1比亚迪弗迪动力华为弗迪动力华为弗迪动力华为TOP2特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉上汽通用双林汽卧龙采埃汇川技央腾电华域电TOP2五菱方正车孚术阳光英搏尔子动株齿美桥TOP4理想汽车汇川技术联合电子汇川技术汇川技术TOP5蔚来蔚来驱动科技蔚来驱动科技蔚来驱动科技日本电威睿电台达电日本电威睿电博格华英搏舍弗TOP6吉利产动英搏尔子产动英搏尔纳日本电产威睿电动尔勒日本电日本电TOP7广汽产广汽尼得科产广汽尼得科日本电产广汽尼得科方正电巨一动巨一动汇川技TOP8奇瑞机力联合电子阳光力英搏尔术巨一动力资料来源NE时代信达证券研发中心第三方企业主要集中在中低端市场一般而言整车厂中高端车型对产品性能等要求较高更加倾向于自制如特斯拉比亚迪等车企BC级车主要采取自供模式而第三方拥有多平台解决方案对成本控制能力较强而厂商自供性价比相对不高因此第三方在中低端市场上市占率较高我们认为未来随着新能源车渗透率的提升整车厂车型增多或将会下放更多车型给第三方第三方企业有望获得更多中端车型订单请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom9图表112022年10月电机企业配套量TOP10万辆排10月装1-10月配名企业机量同比变化市场份额套量TOP1OEMTOP2OEMTOP3OEM1弗迪动力16814613471241比亚迪953东风乘用车39东风风行052方正电机36-067537上汽通用五菱723奇瑞汽车182小鹏汽车483宁波双林2628954153上汽通用五菱563长安汽车4374联合电子25148452167理想汽车382长安汽车156长城汽车153智马达汽5日本电产2346348241广汽埃安670吉利汽车320车066特斯拉1832438338特斯拉中国10007巨一科技13-5528132奇瑞汽车573大众安徽239国金汽车1088中车时代13110227119合众新能源424一汽红旗240一汽轿车1979汇川技术11-1612315合创汽车160奇瑞商用车144广汽埃安136大众变速10器115622117上汽大众527一汽大众473资料来源乘联会科瑞咨询信达证券研发中心图表122022年10月电控企业配套量TOP10万辆10月装机1-10月配排名企业量同比变化市场份额套量TOP1OEMTOP2OEMTOP3OEM东风乘用1弗迪动力1681485347124比亚迪953车39东风风行052英搏尔36122475278上汽通用五菱420长安汽车292奇瑞汽车168吉利商用3阳光能源2615854232上汽通用五菱620奇瑞汽车226车97智马达汽4日本电产2555151251广汽埃安690吉利汽车303车035汇川技术2365950209理想汽车420华晨鑫源125合创汽车736联合电子1842147177理想汽车422长城汽车166一汽大众161合众新能7中车时代13191942132长安汽车392源271一汽红旗1518特斯拉1332438338特斯拉中国10009巨一科技1112728125奇瑞汽车572大众安徽240国金汽车10910蔚然动力111304199蔚来汽车1000资料来源乘联会科瑞咨询信达证券研发中心电驱动市场多合一电驱动系统占据主导地位根据NE时代数据2022年1-6月新能源乘用车电机累计搭载量为2318万套同比增长1293新能源乘用车三合一及多合一电驱动系统搭载量为1368万套同比增长1009占到总配套量的590细分来看1系统方面弗迪动力特斯拉和日本电产装机量最高具有整车厂背景的系统供应商与第三方供应商在上榜数量上五五分2驱动电机方面弗迪动力特斯拉和方正电机是请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom10装机量前三的供应商3电机控制器方面弗迪动力特斯拉和汇川技术位居前三4减速器方面弗迪动力特斯拉和五菱工业装机量最高图表132022H1驱动电机市场情况图表142022H1电机控制器市场情况弗迪动力其他弗迪动力其他2587258727422631巨一动力巨一动347特斯拉力348特斯拉联合电子1029联合电1029367子400蔚来驱动上海电驱方正电机科技汇川技术动425960英搏尔阳光电动日本电产932蔚来驱动科汇川技日本电产427522技427术494588力570588资料来源NE时代信达证券研发中心资料来源NE时代信达证券研发中心图表152022H1电驱动总成市场情况图表162022H1减速器市场情况其他1779弗迪动力2321弗迪动力165零跑科技其他306343特斯拉巨一动力123368联合电子445上海变速器28中车时代电特斯拉五菱工业气4651740蜂巢传87动株齿77蔚来驱动科35美桥40技721麦格纳青山变速双环传汇川技术日本电产44器47动48825993资料来源NE时代信达证券研发中心资料来源NE时代信达证券研发中心电驱动系统主要由OEM自制电机电控近年来市场集中度有所提高根据NE时代数据近年来电驱动系统市场主要由OEM自制2022年1-8月OEM自制比例达到635由于特斯拉大量出口没有计入中国市场第三方供应商占比有所提升达到365在电机电控总成领域电机电控主要依赖第三方供应商2022年1-8月第三方供应比例均超过50市场集中度方面TOP10占比近年来呈现上升趋势2022H1电机和电控CR10超过75请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom11图表17电驱动系统市场情况图表182022年1-8月电机市场第三方市场占优100908070605040302010020202021202201-08比亚迪特斯拉其他OEM第三方比亚迪特斯拉其他OEM第三方资料来源NE时代信达证券研发中心资料来源NE时代信达证券研发中心图表192022年1-8月电控市场第三方市场占优图表20电机电控市场近年来集中度有所上升CR10850080007500700065006000201720182019202020212022H1比亚迪特斯拉其他OEM第三方驱动电机电机控制器减速器资料来源NE时代信达证券研发中心资料来源NE时代信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom1213市场驱动下集成化高功率高压化成发展趋势财政补贴退坡推动产业向市场化方向发展财政补贴政策在中国新能源汽车产业发展的历程中发挥了重要的作用2009年-2016年国家层面通过补贴政策推动行业高速发展中国新能源汽车产业处于跨越式快速成长期2017年起新能源汽车行业财政补贴逐步退坡图表212016-2020年新能源乘用车补贴对比项目2016年2017年2018年2019年2020年纯电动乘用车单车补贴万元100-150km252---150-200km453615200-250km-3624250-300km55443418-300-400km-4445162400km-44525225能量密度补贴系数90-120whkg-1---105-121whkg-106--120-141whkg-111125-125-140whkg08140whkg08140-161whkg-11110909161whkg-111211百公里电耗补贴系0-5--05--数新增5-10--110-20--1080820-25--11125-35--111135--111111插电式混合动力乘用车单车补贴万元50km324221085含增程式资料来源精进电动公司公告信达证券研发中心随着新能源汽车市场化的发展电动汽车的整车要求是高安全性高性能低电耗低成本小尺寸和轻量化对应的电驱动系统整体方向向集成化高压化发展从部件方向是高功率密度趋势1高压趋势由于电压升高充电速度更快有些元器件需要重新开发电池包需要4C以上充电倍率对电机导线的绝缘漆材料和厚度有更高的要求同时对绝缘纸铜线和硅钢片之间的介质和安全距离也提出了更高的要求这些要求会带来零部件的升级从而使得电机成本上升此外由于充电功率的升高会带来电流的提升和温度的提高所以800V电机大部分供应商都会选择使用油冷技术油冷技术具有均匀散热的特点及更高的散热效率2集成化一体化发展将许多零件或者功能件放在一起可以节省空间而且部分零部件可以公用通过集成化一体化可以降低成本提高功率密度及扭矩密度请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom133部件角度向高功率密度方向发展美国能源部旗下的USDRIVE在2017年就提出了一个电动汽车发展2025年路线图规划在该规划中他们给电机和电控的发展定了一个目标那就是到2025年时电机控制器的效率不能低于98功率密度要达到100kWL成本要降到27美元kW电机的效率不能低于97功率密度要达到50kWL或57kWkg成本要低于33美元kW图表22USDRIVE发布的电机控制器和电机的目标规划参数2020年目标2025年目标效率大于94大于98电机控制器功率密度134kwL100kwL成本33美元kw27美元kw效率大于94大于97电机功率密度57kwL16kwkg50kwL57kwkg成本47美元kw33美元kw资料来源电子发烧友USDRIVE信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom14二部件持续迭代高功率密度成发展趋势21电机高压高性能要求下扁线油冷渗透率有望提升电动机可以使电能转化为机械能并通过传动系统将机械类传递到车轮驱动汽车行驶是新能源汽车核心驱动系统之一目前新能源汽车常用的驱动电机主要是永磁同步电机及交流异步电机两类大多数新能源汽车采用的是永磁同步电机代表车企包括比亚迪理想汽车等部分车辆采用了交流异步电机代表车企有特斯拉奔驰等图表23常见电动机中适用于电力驱动的电动机分类性能及类型直流电动机异步电动机永磁同步电动机开关磁阻电动机转速范围rpm4000-600012000-200004000-1000015000功率密度低中高较高电动机重量重中轻轻电动机体积大中小小可靠性一般好优良好结构坚固性差好好好控制器成本低高高一般资料来源汽修宝典搜狐汽车信达证券研发中心异步电动机主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成当定子绕组接通交流电源时转子就会旋转并输出动力其主要原理是定子绕组通电交流电后会形成一个旋转的电磁场而转子绕组是一个闭合导体在定子旋转磁场中不停切割定子的磁感应线根据法拉第定律闭合导体切割磁感线会产生电流而电流会产生一个电磁场此时就有了两个电磁场一个是接通外部交流电的定子电磁场另外一个是切割定子电磁感应线产生的转子电磁场而根据楞次定律感应电流总要反抗引起感应电流的原因也就是尽力使转子上的导体不再切割定子旋转磁场的磁感应线这样的结果就是转子上的导体会追赶定子的旋转电磁场也就是使转子追着定子旋转磁场跑最终使电动机开始旋转在过程中转子旋转速度n2和定子旋转速度n1转速不同步转速差2-6左右因此称之为异步交流电机反之如果转速相同则称之为同步电机图表24单相异步电动机构造示意图图表25异步电动机工作原理示意图资料来源龙泉驿区制造业协会信达证券研发中心资料来源龙泉驿区制造业协会信达证券研发中心永磁同步电机也属于交流电机一种其转子由具有永久磁体的钢制成电机工作时给定子通电请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom15产生旋转磁场推动转子转动同步的意思是稳态运行时转子的旋转速度与磁场的旋转速度同步永磁同步电动机具有较高的功率质量比体积更小质量更轻输出转矩更大电动机的极限转速和制动性能也比较优异因此永磁同步电动机已成为现今电动汽车应用最多的电动机但永磁材料在受到振动高温和过载电流作用时其导磁性能可能会下降或发生退磁现象有可能降低永磁电动机的性能另外稀土式永磁同步电动机要用到稀土材料制造成本不太稳定图表26永磁同步电动机构造图图表27奥迪汽车永磁同步电动机构造图资料来源龙泉驿区制造业协会信达证券研发中心资料来源龙泉驿区制造业协会信达证券研发中心与永磁同步电机相比异步电机工作时需要吸收电能励磁这部分会损耗电能使得电机的效率降低而永磁电机由于加入永磁体成本较高1选择交流异步电机的车型会倾向于性能优先利用交流异步电机在高转速下的性能输出和效率优势代表车型就是早期的ModelS主要特点当汽车处于高速行驶时能够保持高速运转和高效的电能使用效率在保持最大动力输出的同时减少能耗2选择永磁同步电机的车型则倾向于能耗优先利用永磁同步电机在低速阶段的性能输出和高效运转适用于中小型车特点就是体积小重量轻可以增加续航同时它调速性能好在面对反复启停加减速时能保持较高效率图表28异步感应电机和永磁同步电机的特点分类优劣本身特点优点1无永磁高温退磁问题2电机特性受环境影响小3单位功率成本低异步感应电机缺点转子磁场来自定子励磁存在铜耗能量转化率比永磁同步电机低1转子无励磁绕组无转子铜耗效率高2高性能永磁材料提供励磁给定功率小体积优点可以减小3调速范围大4低效率时较大的功率和转矩输出永磁同步电机缺点成本高温度大幅变化引起退磁资料来源电机技术与应用焉知新能源汽车信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom16永磁同步电机占主导地位高工产业研究院GGII依据发布的新能源汽车产业链月度数据库统计显示2022年1-8月份国内新能源汽车驱动电机装机约3478万套同比增长101其中永磁同步电机装机3329万套同比增长106交流异步电机装机1295万套同比增长22永磁同步电机成为纯电动乘用车市场的主要驱动电机从国内外主流车型电机选择来看国内的上海汽车吉利汽车广州汽车北京汽车腾势汽车等推出的新能源汽车均使用永磁同步电机国内主要使用永磁同步电机一是因为永磁同步电机低速性能好转化效率高非常适合城市交通频繁启停的复杂工况二来是因为永磁同步电机中的钕铁硼永磁材料需要使用稀土资源而我国拥有全球70的稀土资源钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80所以中国更热衷于使用永磁同步电机国外的特斯拉和宝马则是永磁同步电机和交流异步电机协同发展从应用结构来看永磁同步电机是新能源汽车的主流选择图表29国内外部分新能源汽车电机类型地区车型名称驱动类型电机类型帝豪EV纯电动永磁同步电机腾势纯电动永磁同步电机荣戚RX5新能源插电混动永磁同步电机比亚迪-海豹纯电动永磁同步电机国内小鹏G9纯电动永磁同步电机特斯拉Model3纯电动永磁同步电机特斯拉ModelS纯电动文流异步电机特斯拉ModelX纯电动交流异步电机普锐斯Prime括电混动永磁同步电机国外宝马i3纯电动增程式混动混合同步电机资料来源信达证券研发中心整理永磁同步电机成本中永磁材料成本约30永磁同步电机的制造原材料主要有钕铁硼硅钢片铜和铝等其中永磁材料钕铁硼主要用于制造转子永磁体成本构成在30左右硅钢片主要用于制作定转子铁芯成本构成在20左右定子绕组成本构成在15左右电机轴成本构成在5左右电机壳成本构成在15左右请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom17图表30永磁同步驱动电机成本分析15301551520永磁材料硅钢绕组电机轴电机壳其他资料来源盖世汽车信达证券研发中心随着新能源车型对性能要求越来越高架构方面逐渐转向高压架构驱动电机向高功率密度高转速低成本方向发展扁线化油冷成为发展方向1扁线化提升驱动电机转速趋势下扁线电机优势较大持续提高驱动电机转矩功率密度与效率提高电机转速降低电机振动噪声和制造成本是未来车用驱动电机的发展方向目前国内采用扁线绕组的电机最高功率密度达到5kwkg而普通电机在3kwkg时就遇到了瓶颈而国家节能与新能源产业发展规划要求电机须达到4kwkg以上扁线电机的应用成为发展趋势扁线电机槽满率更高可以降低电阻和铜损耗扁线绕组电机是在定子绕组中采用截面积更大的扁铜线先把绕组做成类似发卡一样的形状穿进定子槽内再在另外一端把发卡的端部焊接起来相较于传统圆线电机以其高功率密度高能量转换效率良好的NVH性能电磁噪音低整车更安静优异散热性能等优势在电机的能量损耗里铜耗即电流流过定子绕组所散发的热量占比65所以工程师首先要在定子上想办法根据公式电阻R电阻率导线长度I截面积S发热量Q电流I电阻R同样的材料导体截面积越大电阻越小而电阻直接决定发热量通过采用扁线电机定子单位面积内的铜变多裸铜槽满率可提升2030通过提升横截面使用率有效降低绕组电阻进而降低铜损耗图表31电机损耗最大来自于铜损耗图表32扁线绕组可以提升槽满率资料来源今日电机福建艺达电驱信达证券研发中心资料来源今日电机福建艺达电驱信达证券研发中心扁线电机转化效率更高在效率方面扁线线组平均效率WLTC平均效率全转速为9249请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom189478高于圆线线组9137和9276在WLTC工况下扁线电机比圆线电机的转换效率高112特别在市区工况低速大扭矩下两者效率值相差10以上以续航500km的A级轿车搭载60kwh电池包和150kW电机为例WLTC工况下同样工作效率下搭载扁线电机的电池成本节约672元市区工况下电池成本节约6000元图表33电机效率对比电机效率平均效率-WLTC平均效率-全转速Hair-pin电机92499478顶尖圆线电机91379276二者差值112202资料来源今日电机福建艺达电驱信达证券研发中心图表34扁线电机电阻和导热性能优于圆线电机图表35圆线电机与扁线电机性能对比图资料来源盖世汽车新能源马瑞利信达证券研发中心资料来源新能源汽车扁线电机技术分析信达证券研发中心扁线电机成本较高处于产业化早期阶段扁线电机的制造从扁线原材料生产设备生产流程工艺都需要长时间的投入与测试生产成本一直高于圆线电机此外扁线绕组制造过程非常复杂需要先将导线制作成发卡的形状然后通过自动化插入到定子铁芯槽内然后进行端部扭头和焊接想批量化高效率生产需要建立自动化产线产线和设备投入较大且量产后还需对良品率进行控制工艺较为复杂量产难度较大扁线电机渗透率或将继续提升15年开始丰田在四代普锐斯上应用了Hair-pin扁线绕组电机17年上汽在国内首用2020年全球新能源汽车行业扁线电机渗透率为15我国扁线电机渗透率约为102021年随着大众宝马比亚迪蔚来等主流车企开始大规模换装扁线电机特斯拉换装国产扁线电机我国扁线电机渗透率已与全球扁线电机渗透率同步增长至25此外在高端车型中为满足对高性能的追求搭配扁线电机数量也开始由原来的单电机增加到双电机例如保时捷首款纯电动跑车Taycan甚至部分车型会搭配三电机方正电机预计到2025年扁线电机渗透率将快速提升至90届时全球扁线电机需求量将超过2000万台国内市场需求约为750万台请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom19油冷技术有助于进一步提升电机冷却效率挖掘最大输出潜力随着电驱系统电机向高功率密度高转速发展定子绕组及磁钢发热对系统冷却能力提出了更大挑战目前电机较常见的冷却方式可以分为空气冷却液体冷却和混合冷却三种风冷散热性不佳因此水冷是目前主流散热方式而相比水冷散热油冷方式具有不导磁不导电特性可以直接冷却热源冷却效果更好有助于进一步挖掘电机输出效率油冷方式适用于扁线电机渗透率有望上升相对水冷油冷电机能够直接冷却温度最高的绕组端部对端部裸露面积更大的扁线绕组效果更明显能够主动冷却到内部转子部件冷却效果更好因此更适配扁线电机随着扁线电机渗透率的提升油冷方式渗透率有望同步提升图表36扁线电机市占率呈现上升趋势图表37水冷与油冷电机市占率情况10012000908010000708000605060004040003020200010000020202021202201-0820202021202201-08扁线圆线油冷其他资料来源时代信达证券研发中心NE资料来源NE时代信达证券研发中心800V架构高端车型带动多电机应用目前高压架构下双电机渗透率高据我们不完全统计目前已发布的800V车型大多数为双电机分布式驱动模式部分甚至为三电机分布式驱动模式我们认为高端车型和800V的渗透率上升或将拉动多电机车型渗透率提升图表38电动车单电机集中式驱动及多电机分布式驱动对比多电机分布式驱动单电机集中式驱动双电机驱动三电机驱动四电机驱动图示类似于用电动机替代传统汽车一台电机装于前轴两台电机每个车轮都有自己的专用电前后车轴各有一台电机通过的驱动模式中燃油车的内燃装于后轴实现了全轮驱动机这种超级四轮驱动自由控行星齿轮耦合转矩通过轴固特点机电动机所产生的动力通过后轴上的两台电机驱动两个后制系统将正负扭矩精确地用定的齿轮连接前后电机则由电动车的多种部件一步步地传轮以提高效率正常行驶条件于每个车轮打开了全天候控一个或两个电池组供电递到驱动轮上下能独立驱动汽车制扭矩矢量的大门请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom20