我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)大爆發(fā),帶動(dòng)了電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。浙江大學(xué)能源工程學(xué)院動(dòng)力機(jī)械及車(chē)輛工程研究所副所長(zhǎng)朱紹鵬告訴記者,2022年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量688.7萬(wàn)輛,按今后我國(guó)一年銷(xiāo)售1000萬(wàn)臺(tái)新能源汽車(chē)的市場(chǎng)規(guī)模計(jì)算,電驅(qū)動(dòng)將是一個(gè)千億級(jí)市場(chǎng)。
高功率密度是發(fā)展方向
電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程不僅與動(dòng)力電池的能量密度相關(guān),也與電驅(qū)動(dòng)的功率密度相關(guān)。為了增加續(xù)駛里程,各大企業(yè)都在朝著提高電池能量密度的方向努力,三元鋰電池的NCM523/622/811等都是如此,磷酸鐵鋰的能量密度接近天花板,比亞迪研發(fā)刀片電池朝著提高體積利用率的方向發(fā)展。朱紹鵬告訴記者,如果不提高電驅(qū)動(dòng)的功率密度,將會(huì)拖后腿,電驅(qū)動(dòng)技術(shù)朝著高集成、高電壓、高效率、高功率密度、高性?xún)r(jià)比的方向發(fā)展。
電驅(qū)動(dòng)是一個(gè)大概念,從系統(tǒng)組成、動(dòng)力組合、整車(chē)驅(qū)動(dòng)方式等多角度來(lái)細(xì)分。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成包括電機(jī)本體、電機(jī)控制器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。從動(dòng)力組合看,分為純電驅(qū)動(dòng)、插電式混合驅(qū)動(dòng)等。從整車(chē)驅(qū)動(dòng)方式看,主要分為集中式電驅(qū)動(dòng)和分布式電驅(qū)動(dòng)。從驅(qū)動(dòng)功能看,又分為主驅(qū)和輔驅(qū)兩種。
安信證券的研究報(bào)告認(rèn)為,電機(jī)技術(shù)迭代的主要路徑是采用扁線定子設(shè)計(jì),扁線電機(jī)通過(guò)增加槽滿(mǎn)率,可增加電機(jī)效率、功率密度、散熱能力和改善NVH性能,同時(shí)生產(chǎn)自動(dòng)化程度更高,優(yōu)勢(shì)顯著。
電控技術(shù)迭代的主要路徑是采用碳化硅功率器件,整車(chē)電壓平臺(tái)從400V升到800V,對(duì)功率器件的耐壓性提出更高要求,碳化硅功率器件兼具耐高壓、小型化、傳熱性強(qiáng)、低損耗等特點(diǎn),有望成為未來(lái)的主要技術(shù)路徑。
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)迭代的主要路徑是更深層次的集成,從電機(jī)、電控、減速器的動(dòng)力總成,到動(dòng)力總成、電源總成組成的六合一總成,再進(jìn)一步集成BMS、VCU組成八合一總成,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度和效率得到提升,契合新能源汽車(chē)中高端車(chē)型對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出的更高要求。
千億級(jí)市場(chǎng)商機(jī)
隨著電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代來(lái)臨,電驅(qū)動(dòng)的重要性越來(lái)越突出。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)不再局限于中低端產(chǎn)品,正在加速轉(zhuǎn)型升級(jí),20萬(wàn)元以上中高端車(chē)型陸續(xù)投產(chǎn),豐富了消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)選擇。安信證券的報(bào)告認(rèn)為,20萬(wàn)元以上中高端新車(chē)型的產(chǎn)品周期逐步開(kāi)啟,驅(qū)動(dòng)供應(yīng)鏈加速放量和高端化。預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量可達(dá)1262萬(wàn)輛左右,其中純電銷(xiāo)量1055萬(wàn)輛,插混銷(xiāo)量207萬(wàn)輛。此外,隨著搭載新一代混動(dòng)技術(shù)車(chē)型產(chǎn)品力的提升,預(yù)計(jì)混動(dòng)車(chē)型銷(xiāo)量可達(dá)323萬(wàn)輛。根據(jù)不同級(jí)別車(chē)型驅(qū)動(dòng)總成價(jià)值量的情況,預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)1100億元。
舍弗勒是生產(chǎn)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的知名企業(yè),舍弗勒的相關(guān)人士告訴記者,根據(jù)舍弗勒預(yù)測(cè),從全球范圍看,采用不同動(dòng)力總成系統(tǒng)的新車(chē),2030年將呈現(xiàn)4∶4∶2的比例,即40%為純電動(dòng)汽車(chē),40%為混合動(dòng)力汽車(chē),20%采用高效內(nèi)燃機(jī)。但是中國(guó)電氣化發(fā)展速度更快,預(yù)計(jì)到2030年這個(gè)比例將為46%、45%、9%,屆時(shí)中國(guó)新能源汽車(chē)占比將達(dá)到91%。
千億級(jí)市場(chǎng)必然吸引眾多參與者,正如新能源汽車(chē)發(fā)展初期,我國(guó)有230多家動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè),魚(yú)龍混雜現(xiàn)象嚴(yán)重。電驅(qū)動(dòng)發(fā)展也經(jīng)歷了同樣階段,市場(chǎng)將淘汰技術(shù)進(jìn)步慢的企業(yè)。
朱紹鵬告訴記者,一套電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性,可以從幾方面進(jìn)行判斷,效率、功率密度、NVH、可靠性等方面,這些會(huì)影響到新能源汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等性能。
稀土材料發(fā)揮重要作用
前段時(shí)間特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克曾表示,特斯拉下一代動(dòng)力單元很明確,零稀土需求,減少75%碳化硅使用,減少50%的工廠面積,做到成本降低1000美元。稀土的重要性在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中下降了嗎?
朱紹鵬告訴記者,目前新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)約90%采用了稀土永磁電機(jī),稀土永磁材料可以為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供更高效率、更高功率密度和更好平穩(wěn)性,具有高性?xún)r(jià)比。當(dāng)下稀土永磁材料對(duì)高端電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不可或缺。
安信證券的報(bào)告認(rèn)為,永磁同步電機(jī)有三大優(yōu)勢(shì),一是相同重量和體積下,永磁同步電機(jī)能輸出更高的功率和扭矩;二是調(diào)速范圍大,調(diào)整電流與頻率可在很大范圍內(nèi)調(diào)整電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速;三是采用永磁體激磁,省去了激磁線圈工作時(shí)消耗的電能,提高了效率,延長(zhǎng)續(xù)駛里程。
隨著中高端車(chē)型不斷增多,雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)的車(chē)輛越來(lái)越多,純電動(dòng)車(chē)型中的雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)版本,配套一臺(tái)異步電機(jī)和一臺(tái)永磁同步電機(jī)的車(chē)型較多,永磁電機(jī)仍然是主驅(qū)動(dòng)電機(jī),異步電機(jī)承擔(dān)著輔助驅(qū)動(dòng)的作用。
國(guó)內(nèi)企業(yè)占據(jù)電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)近80%份額
2022年,新能源汽車(chē)的滲透率已達(dá)25.6%,進(jìn)入了快速增長(zhǎng)階段,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也不再一盤(pán)散沙,行業(yè)集中度進(jìn)一步提升,國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平的差距縮小,供應(yīng)鏈全球化趨勢(shì)非常明顯。
朱紹鵬認(rèn)為,整體來(lái)看國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)基本達(dá)到了世界先進(jìn)水平,國(guó)內(nèi)外差距越來(lái)越小,某些方面還略微領(lǐng)先國(guó)外,這得益于中國(guó)開(kāi)發(fā)周期短,產(chǎn)品投放市場(chǎng)比國(guó)外快。另外,國(guó)內(nèi)在SiC芯片等關(guān)鍵零部件開(kāi)發(fā)、高性能磁性材料研制、功能安全設(shè)計(jì)等方面還可以進(jìn)一步提升。
據(jù)公開(kāi)資料顯示,方正電機(jī)為蔚來(lái)、小鵬、長(zhǎng)城、上汽等提供配套服務(wù),精進(jìn)電動(dòng)為上汽、吉利、一汽、東風(fēng)、廣汽、北汽、長(zhǎng)安、小鵬等配套。舍弗勒的相關(guān)人士告訴記者,舍弗勒的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已配裝于雷神動(dòng)力DHT Pro上,在吉利、領(lǐng)克多款混合動(dòng)力上得到應(yīng)用。
安信證券的報(bào)告提到,從市場(chǎng)集中度來(lái)看,2021年電機(jī)電控銷(xiāo)量前10的企業(yè)占據(jù)約75%左右的市場(chǎng)份額,銷(xiāo)量前三的企業(yè)約占40%左右的市場(chǎng)份額,行業(yè)集中度較高。銷(xiāo)量前10的企業(yè)中有3家為整車(chē)企業(yè),其中比亞迪市場(chǎng)份額約占18%,排名第一;特斯拉市場(chǎng)份額約12%,排名第二;蔚來(lái)市場(chǎng)份額約6%。3家企業(yè)市場(chǎng)份額合計(jì)約35%。從內(nèi)資外資來(lái)看,銷(xiāo)量前10的企業(yè)中只有3家外資企業(yè)及中外合資企業(yè),分別是特斯拉、日電產(chǎn)和聯(lián)電,三者合計(jì)份額約22%;其余7家均為內(nèi)資企業(yè),合計(jì)份額約占53%。國(guó)內(nèi)企業(yè)占據(jù)電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)接近80%。
電機(jī)技術(shù)已有百年歷史,但電驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展很快,朱紹鵬告訴記者,電驅(qū)動(dòng)技術(shù)將朝著高集成、高電壓、高效率、高功率密度、高性?xún)r(jià)比的方向發(fā)展。通過(guò)多合一形式實(shí)現(xiàn)電驅(qū)零部件高度集成,通過(guò)800V高壓、油冷技術(shù)、扁線繞組、SiC控制器等實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高效率、高功率密度。
原標(biāo)題:決戰(zhàn)電驅(qū)動(dòng)!