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電驅動行業深度報告:千億賽道再塑格局,第三方龍頭有望受益

作者:遠瞻智庫

(報告出品方/分析師:信達證券 武浩 張鵬 孫然)

一、電動化浪潮疊起,第三方“三電”企業滲透率提升

1.1 新能源車滲透率創新高,整體景氣度依舊

新能源汽車景氣度依舊,大陸 2022 年新能源車産銷分别完成 705.8 萬輛和 688.7 萬輛,同比分 别增長 96.9%和 93.4%,新能源車滲透率達到 25.6%。近來年,大陸新能源汽車保持較高增速,滲透率有望繼續提升。

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伴随半導體短缺等供應鍊制約因素緩解,2022Q3 歐洲新能源車市場銷量實作增長。2022Q3 歐盟純電動汽車銷量達 25.94 萬輛,同比增長 22%,純電動滲透率達到 11.9%,環比提升 1.9pct,混動汽車滲透率達 22.6%,環比提升 1.4pct。德國、英國市場增長強勁,德國新能源車市場在經曆 5 個月下滑後,8 月份開始實作同比增長,9 月環比增速達到 28%,延續高速增長态勢。英國混動汽車占比逐漸降低,純電汽車持續增長,在經曆一系列結構調整後,9 月英國新能源車銷量 5.04 萬輛,重回增長态勢。

美國市場滲透率基數低,增長潛力大。2022 年 1-9 月美國新能源汽車銷量已達 64.39 萬輛,同比增長 26%,滲透率達 6.95%,我們預計全年銷量接近 90 萬輛,2022Q3 美國新能源汽車 (BEV+PHEV)銷量 22.4 萬輛,同比上升 38.3%,環比下降 1.4%。

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中國新能源乘用車 2022 年滲透率超 30%。據乘聯會統計,到 2022 年 9 月,新能源汽車零售滲透率達到 31.8%,首次超過 30%。在晶片短缺、疫情反彈、原材料上漲等多重不利因素影響的背景下,大陸新能源車行業的發展仍取得較大進展。

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新能源汽車産業是大陸戰略性新興産業之一,長期受到高度重視。近年來持續推出的産業政策涉及戰略規劃、财政補貼、稅收減免、産業支援等多個次元。2022 年 12 月中央經濟工作會議提出“支援新能源汽車消費”,23 年新能源車銷量有望繼續保持高增長趨勢。

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1.2 電驅動行業現狀:頭部車企自制,第三方滲透率有所提升

新能源動力系統可以分為電驅動系統和電源系統。

電驅動系統包括驅動電機、電機控制器和減速器,電驅動系統是新能源的核心,新能源車通過電驅動系統實作動力的輸入和控制;電源系統主要包括車載充電器 OBC、DC-DC 變換器和高壓配電盒 PDU,其作用是實作電力轉化和電池充放電功能。

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新能源汽車與傳統燃油汽車相比,其動力系統發生很大變化。

傳統燃油車以發動機和變速箱作為動力系統核心,其結構較為複雜、零部件較多且供應鍊龐大。

電驅動系統包括三大總成:驅動電機總成(将動力電池的電能轉化為旋轉的機械能,是輸出動力的來源)、控制器總成(基于功率半導體的硬體及軟體設計,對驅動電機的工作狀态進行實時控制,并持續豐富其他控制功能)、傳動總成(通過齒輪組降低輸出轉速提高輸出扭矩,以保證電驅動系統持續運作在高效區間)。

電驅動系統相比傳統燃油動力系統,大幅提升了功率密度,同時大幅減少成本、體積、重量,降低了新能源整車開發和供應鍊管理難度。

電驅動系統中驅動電機總成與傳動總成在新能源車的典型安裝位置為車身後部,控制器總成的典型安裝位置為車身前部。

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從成本上來看,電動汽車最大的成本占比為動力電池,占比約為 38%,電機成本占比 7%,電控占比約為 6%。

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電驅動行業參與者可分為整車廠自供體系和第三方電驅動供應商。

整車廠自供體系代表公司有特斯拉、比亞迪旗下的弗迪動力、蔚來旗下的蔚然動力以及長安旗下的蜂巢能源等。第三方電驅動供應商可以分為海外零部件巨頭和國内供應商,海外汽車零部件巨頭如聯合電子、日本電産、博世、大陸、博格華納等,憑借深厚的技術、工藝等積澱拓展至新能源汽車領域,本身産品力強、産能規模大,且具備全球主流車企客戶資源。

國内第三方電驅動供應商近年來快速崛起,根據業務側重點可以分為電控為主的英搏爾、彙川科技等,電機為主的方正電機、卧龍電驅等廠商,同時在內建化的趨勢下,企業開始布局電機、電控、電源與“多合一”系統。

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第三方企業主要集中在中低端市場。

一般而言,整車廠中高端車型對産品性能等要求較高,更加傾向于自制,如特斯拉、比亞迪等車企 B、C 級車主要采取自供模式;而第三方擁有多平台解決方案,對成本控制能力較強,而廠商自供成本效益相對不高,是以第三方在中低端市場上市占率較高。

我們認為未來随着新能源車滲透率的提升,整車廠車型增多,或将會下放更多車型給第三方,第三方企業有望獲得更多中端車型訂單。

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電驅動市場,多合一電驅動系統占據主導地位。

根據 NE 時代資料,2022 年 1-6 月新能源乘用車電機累計搭載量為 231.8 萬套,同比增長 129.3%。新能源乘用車三合一及多合一電驅動系統搭載量為 136.8 萬套,同比增長 100.9%,占到總配套量的 59.0%。

細分來看:

1)系統方面,弗迪動力、特斯拉和日本電産裝機量最高。具有整車廠背景的系統供應商與第三方供應商在上榜數量上五五分。

2)驅動電機方面,弗迪動力、特斯拉和方正電機是裝機量前三的供應商。

3)電機控制器方面,弗迪動力、特斯拉和彙川技術位居前三。

4)減速器方面,弗迪動力、特斯拉和五菱工業裝機量最高。

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電驅動系統主要由 OEM 自制,電機電控近年來市場集中度有所提高。

根據 NE 時代資料,近年來電驅動系統市場主要由 OEM 自制,2022 年 1-8 月 OEM 自制比例達到 63.5%,由于特斯拉大量出口沒有計入中國市場,第三方供應商占比有所提升,達到 36.5%。

在電機電控總成領域,電機電控主要依賴第三方供應商,2022 年 1-8 月第三方供應比例均超過 50%,市場集中度方面,TOP10 占比近年來呈現上升趨勢,2022H1 電機和電控 CR10 超過 75%。

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1.3 市場驅動下內建化、高功率、高壓化成發展趨勢

财政補貼退坡推動産業向市場化方向發展。

财政補貼政策,在中國新能源汽車産業發展的曆程中發揮了重要的作用。2009 年-2016 年,國家層面通過補貼政策推動行業高速發展,中國新能源汽車産業處于跨越式快速成長期; 2017 年起新能源汽車行業财政補貼逐漸退坡。

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随着新能源汽車市場化的發展,電動汽車的整車要求是高安全性、高性能、低電耗、低成本、小尺寸和輕量化,對應的電驅動系統整體方向向內建化、高壓化發展,從部件方向是高功率密度趨勢:

1)高壓趨勢。

由于電壓升高,充電速度更快,有些元器件需要重新開發、電池包需要 4C 以上充電倍率、對電機導線的絕緣漆材料和厚度有更高的要求,同時對絕緣紙(銅線和矽鋼片之間的媒體)和安全距離也提出了更高的要求。

這些要求會帶來零部件的更新,進而使得電機成本上升。

此外,由于充電功率的升高會帶來電流的提升和溫度的提高,是以 800V 電機大部分供應商都會選擇使用油冷技術。油冷技術具有均勻散熱的特點及更高的散熱效率。

2)內建化、一體化發展。

将許多零件或者功能件放在一起可以節省空間,而且部分零部件可以公用。通過內建化、一體化可以降低成本、提高功率密度及扭矩密度。

3)部件角度向高功率密度方向發展。

美國能源部旗下的 U.S. DRIVE 在 2017 年就提出了一個電動汽車發展 2025 年路線圖規劃。在該規劃中,他們給電機和電控的發展定了一個目标,那就是到 2025 年時,電機控制器的效率不能低于 98%;功率密度要達到 100kW/L;成本要降到 2.7 美 元/kW。

電機的效率不能低于 97%;功率密度要達到 50kW/L 或 5.7kW/kg;成本要低于 3.3 美元 /kW。

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二、部件持續疊代,高功率密度成發展趨勢

2.1 電機:高壓、高性能要求下,扁線、油冷滲透率有望提升

電動機可以使電能轉化為機械能,并通過傳動系統将機械類傳遞到車輪驅動汽車行駛,是新能源汽車核心驅動系統之一。

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目前新能源汽車常用的驅動電機主要是永磁同步電機及交流異步電機兩類,大多數新能源汽車采用的是永磁同步電機,代表車企包括比亞迪、理想汽車等,部分車輛采用了交流異步電機,代表車企有特斯拉、奔馳等。

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異步電動機主要由靜止的定子和旋轉的轉子兩大部分組成,當定子繞組接通交流電源時,轉子就會旋轉并輸出動力。

其主要原理是定子繞組通電(交流電)後會形成一個旋轉的電磁場,而轉子繞組是一個閉合導體,在定子旋轉磁場中不停切割定子的磁感應線。

根據法拉第定律,閉合導體切割磁感線會産生電流,而電流會産生一個電磁場,此時就有了兩個電磁場:一個是接通外部交流電的定子電磁場,另外一個是切割定子電磁感應線産生的轉子電磁場。

而根據楞次定律,感應電流總要反抗引起感應電流的原因,也就是盡力使轉子上的導體不再切割定子旋轉磁場的磁感應線,這樣的結果就是:轉子上的導體會“追趕”定子的旋轉電磁場,也就是使轉子追着定子旋轉磁場跑,最終使電動機開始旋轉,在過程中,轉子旋轉速度(n2)和定子旋轉速度(n1)轉速不同步(轉速差 2-6%左右),是以稱之為異步交流電機,反之如果轉速相同,則稱之為同步電機。

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永磁同步電機也屬于交流電機一種,其轉子由具有永久磁體的鋼制成,電機工作時給定子通電,産生旋轉磁場推動轉子轉動,“同步”的意思是穩态運作時,轉子的旋轉速度與磁場的旋轉速 度同步。

永磁同步電動機具有較高的功率品質比,體積更小,品質更輕,輸出轉矩更大,電動機的極限轉速和制動性能也比較優異,是以永磁同步電動機已成為現今電動汽車應用最多的電動機。

但永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導磁性能可能會下降,或發生退磁現象,有可能降低永磁電動機的性能。

另外,稀土式永磁同步電動機要用到稀土材料,制造成本不太穩定。

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與永磁同步電機相比,異步電機工作時需要吸收電能勵磁,這部分會損耗電能,使得電機的效率降低,而永磁電機由于加入永磁體,成本較高。

1)選擇交流異步電機的車型會傾向于性能優先,利用交流異步電機在高轉速下的性能輸出和效率優勢,代表車型就是早期的 Model S。主要特點:當汽車處于高速行駛時,能夠保持高速運轉和高效的電能使用效率,在保持最大動力輸出的同時,減少能耗;

2)選擇永磁同步電機的車型則傾向于能耗優先,利用永磁同步電機在低速階段的性能輸出和高效運轉,适用于中小型車。

特點就是體積小、重量輕,可以增加續航。同時它調速性能好,在面對反複啟停、加減速時,能保持較高效率。

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永磁同步電機占主導地位。

高工産業研究院(GGII)依據釋出的《新能源汽車産業鍊月度資料庫》統計顯示,2022 年 1-8 月份國内新能源汽車驅動電機裝機約 347.8 萬套,同比增長 101%。其中,永磁同步電機裝機 332.9 萬套,同比增長 106%;交流異步電機裝機 129.5 萬套,同比增長 22%。

永磁同步電機成為純電動乘用車市場的主要驅動電機。

從國内外主流車型電機選擇來看,國内的上海汽車、吉利汽車、廣州汽車、北京汽車、騰勢汽車等推出的新能源汽車均使用永磁同步電機。國内主要使用永磁同步電機,一是因為永磁同步電機低速性能好、轉化效率高,非常适合城市交通頻繁啟停的複雜工況,二來是因為永磁同步電機中的钕鐵硼永磁材料需要使用稀土資源,而大陸擁有全球 70%的稀土資源,钕鐵硼磁性材料的總産量達到全球的 80%,是以中國更熱衷于使用永磁同步電機。

國外的特斯拉和寶馬則是永磁同步電機和交流異步電機協同發展。從應用結構來看,永磁同步電機是新能源汽車的主流選擇。

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永磁同步電機成本中,永磁材料成本約 30%。

永磁同步電機的制造原材料主要有钕鐵硼、矽鋼片、銅和鋁等,其中永磁材料钕鐵硼主要用于制造轉子永磁體,成本構成在 30%左右;矽鋼片主要用于制作定轉子鐵芯,成本構成在 20%左右;定子繞組成本構成在 15%左右;電機軸成本構成在 5%左右;電機殼成本構成在 15%左右。

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随着新能源車型對性能要求越來越高,架構方面逐漸轉向高壓架構,驅動電機向高功率密度、高轉速、低成本方向發展,扁線化+油冷成為發展方向:

1)扁線化

提升驅動電機轉速趨勢下,扁線電機優勢較大。持續提高驅動電機轉矩/功率密度與效率,提高電機轉速,降低電機振動噪聲和制造成本,是未來車用驅動電機的發展方向。目前國内采用扁線繞組的電機最高功率密度達到 5kw/kg,而普通電機在 3kw/kg 時就遇到了瓶頸,而國家《節能與新能源産業發展規劃》要求電機須達到 4kw/kg 以上,扁線電機的應用成為發展趨勢。

扁線電機槽滿率更高,可以降低電阻和銅損耗。扁線繞組電機是在定子繞組中采用截面積更大的扁銅線,先把繞組做成類似發夾一樣的形狀,穿進定子槽内,再在另外一端把發夾的端部焊接起來。相較于傳統圓線電機,以其高功率密度、高能量轉換效率、良好的 NVH 性能(電磁噪音低,整車更安靜)、優異散熱性能等優勢.在電機的能量損耗裡,銅耗,即電流流過定子繞組所散發的熱量,占比 65%,是以工程師首先要在定子上想辦法。

根據公式電阻 R=電阻率ρ*導線長度 I/截面積 S,發熱量 Q=(電流 I)²*電阻 R,同樣的材料導體,截面積越大電阻越小,而電阻直接決定發熱量。通過采用扁線電機,定子機關面積内的銅變多,裸銅槽滿率可提升 20%~30%,通過提升橫截面使用率有效降低繞組電阻,進而降低銅損耗。

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扁線電機轉化效率更高。在效率方面,扁線線組平均效率(WLTC)、平均效率(全轉速)為 92.49%、94.78%,高于圓線線組 91.37%和 92.76%。在 WLTC 工況下,扁線電機比圓線電機的轉換效率高 1.12%。

特别在市區工況(低速大扭矩)下,兩者效率值相差 10%以上。以續航 500km 的 A 級轎車,搭載 60kwh 電池包和 150kW 電機為例,WLTC 工況下,同樣工作效率下搭載扁線電機的電池成本節約 672 元,市區工況下,電池成本節約 6000 元。

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扁線電機成本較高,處于産業化早期階段。扁線電機的制造從扁線原材料、生産裝置、生産流程工藝都需要長時間的投入與測試,生産成本一直高于圓線電機。

此外,扁線繞組制造過程非常複雜,需要先将導線,制作成發夾的形狀,然後通過自動化插入到定子鐵芯槽内,然後進行端部扭頭和焊接。

想批量化高效率生産,需要建立自動化産線,産線和裝置投入較大,且量産後還需對良品率進行控制,工藝較為複雜,量産難度較大。

扁線電機滲透率或将繼續提升。15 年開始,豐田在四代普銳斯上應用了 Hair-pin 扁線繞組電 機。17 年上汽在國内首用。2020 年,全球新能源汽車行業扁線電機滲透率為 15%,大陸扁線電機滲透率約為 10%。

2021 年,随着大衆、寶馬、比亞迪、蔚來等主流車企開始大規模換裝扁線電機,特斯拉換裝國産扁線電機,大陸扁線電機滲透率已與全球扁線電機滲透率同步增長至 25%。

此外,在高端車型中為滿足對高性能的追求,搭配扁線電機數量也開始由原來的單電機增加到雙電機,例如保時捷首款純電動跑車 Taycan,甚至部分車型會搭配三電機。方正電機預計到 2025 年,扁線電機滲透率将快速提升至 90%,屆時全球扁線電機需求量将超過 2000 萬 台,國内市場需求約為 750 萬台。

油冷技術有助于進一步提升電機冷卻效率,挖掘最大輸出潛力。随着電驅系統電機向高功率密度、高轉速發展,定子繞組及磁鋼發熱對系統冷卻能力提出了更大挑戰。目前電機較常見的冷卻方式可以分為空氣冷卻、液體冷卻和混合冷卻三種。

風冷散熱性不佳,是以水冷是目前主流散熱方式。而相比水冷散熱,油冷方式具有不導磁不導電特性,可以直接冷卻熱源,冷卻效果更好,有助于進一步挖掘電機輸出效率。

油冷方式适用于扁線電機,滲透率有望上升。相對水冷,油冷電機能夠直接冷卻溫度最高的繞組端部,對端部裸露面積更大的扁線繞組效果更明顯,能夠主動冷卻到内部轉子部件,冷卻效果更好,是以更适配扁線電機,随着扁線電機滲透率的提升,油冷方式滲透率有望同步提升。

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800V 架構+高端車型帶動多電機應用。目前高壓架構下雙電機滲透率高。據我們不完全統計,目前已釋出的 800V 車型大多數為雙電機分布式驅動模式,部分甚至為三電機分布式驅動模式。我們認為高端車型和 800V 的滲透率上升或将拉動多電機車型滲透率提升。

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2.2 電控:SIC 優勢明顯,滲透率有望提升

電機控制器主要作用是控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置,由控制信号接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。

新能源電動汽車控制器将新能源電動汽車動力電池的直流電轉換成驅動電機的交流電,通過通訊系統與整車控制器進行通訊,控制車輛所需的速度和動力。

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新能源汽車電控由逆變器(主要由 IGBT 模組組成)、控制器(包括控制電路闆、驅動電路闆、電流傳感器)和殼體等部件組成。

逆變器通過脈沖寬度調制(PWM)将接收到的直流電能逆變成三相交流電,為新能源汽車電機提供電源。控制器接收電機轉速等信号,将信号回報至儀表,當新能源汽車加速或制動時,變頻器相應調整頻率,達到變速功能。

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根據美國阿貢實驗室的評估報告,電動汽車電機控制器約占整車生産成本的 9%,是除卻動力電池外成本支出最高的電動系統零部件。

電機控制器主要構成包括功率子產品、驅動電路闆、控制電路闆、傳感器、殼體和控制軟體等,功率子產品占據重要地位。

以 IGBT 方案功率子產品電控為例,IGBT 模組占比約 37%,驅動電路闆占比約 12%,控制電路闆占比約 16%,殼體占比約 12%,電流傳感器占比約 5%,門驅動電路占比約 4%。

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IGBT 功率子產品占主導。功率半導體在功率子產品可以分為 MOSFET、IGBT、SIC MOSFET 幾大類。以 IGBT 為例。

在封裝形式上,功率半導體可以分為模組和單管并聯兩種方式,标準子產品在電動汽車驅動電機控制系統中存在不同功率應用時容易出現容量受限及結構安裝等問題。是以,有必要引入一種新的解決方案,對于不同應用場景需求,可以自由組合形成合理的成本與設計比對。

IGBT 單管并聯方案有利于電機控制器靈活擴容,精準功率比對,降低成本,保障了産品的 可靠性,且具有良好的電磁相容性,參考英搏爾公告,其采取單管并聯方案的“內建芯”動力 總成其重量、體積、成本均低于目前主流産品 20%以上,且其結構與未來電機電控的高度內建融合可行性較強,對成本要求較高的 A 級别以下車型較為友好。

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高壓+高功率密度趨勢下,SIC 滲透率或将提升。

未來電機控制器技術發展趨勢為高安全性,高功率密度化以及高壓化。随着 800V 滲透率的提升,大功率和大電流條件下減少損耗、增大效率和減小器件尺寸成為需求點,電機控制器的主驅逆變器從矽基 IGBT 逐漸替換為 SiC 基 MOS 子產品,存量替代市場空間較大。

作為第三代半導體材料的代表,SiC 具有大禁帶寬度、高擊穿電場強度、高飽和漂移速度和高熱導率等優良特性。

SiC 的禁帶寬度(2.3-3.3eV)約是 Si 的 3 倍,擊穿電場強度(0.8×106/-3×106/)約是 Si 的 10 倍,熱導率(490W/(m·K))約是 Si 的 3.2 倍,可以滿足高溫、高功率、高壓、高頻等多種應用場景。

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目前的電力驅動部分主要由矽(Si)基功率器件組成,但電動汽車的發展,對電力驅動的小型化和輕量化提出了更高的要求。

由于材料限制,傳統 Si 基功率器件在許多方面已經逼近甚至達到了其材料的本征極限,如電壓阻斷能力、正向導通壓降等,尤其在高頻和高功率領域更顯示出其局限性。

而 SIC 功率半導體器件憑借其優異性能被各大汽車産商所青睐,希望通過應用 SiC 功率器件大幅實作電動汽車逆變器和 DC-DC 轉換器驅動系統的小型輕量化。

SiC 功率半導體器件主要包括二極管和半導體,其中二極管主要有結勢壘肖特基(JBS)功率二極管、pin 功率二極管和混合 pin 肖特基二極管(MPS);半導體主要有金屬氧化物半導體場效應晶體(MOSFET)、雙極型半導體(BJT)、結型場效應半導體(JFET)、絕緣栅雙極型半導體(IGBT)和門極可關斷晶閘管(GTO)等。

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碳化矽技術應用于主驅電控的主要系統優勢,是在于效率的提升,以及峰值輸出功率的增加。前者可以提升續航裡程或減少電池安裝數量,後者可以給整車帶來更大的百公裡加速度。

碳化矽電控的優勢明顯。根據臻驅實驗,基于碳化矽功率子產品及其配套的門極驅動被裝入了電機控制器,并比對一永磁電機進行效率圖的标定,其結果用于與基于 IGBT 功率子產品的電控的對标。可以看到,采用了碳化矽功率子產品的電控無論是在最高效率、最低效率,還是高效區都有了顯著的提升。

尤其是在低扭矩的輕載情況下,碳化矽的效率優勢明顯。這主要是得益于單極性功率器件在輕載時的導通損耗低,及全區域的開關損耗低的特性。

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與矽基半導體材料相比,以碳化矽為代表的第三代半導體材料具有高擊穿電場、高飽和電子漂移速度、高熱導率、高抗輻射能力等特點,适合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,根據超逸電子,具體優勢展現在:

(1)能量損耗低。

SiC 子產品的開關損耗和導通損耗顯著低于同等 IGBT 子產品,且随着開關頻率的提高,與 IGBT 子產品的損耗差越大,SiC 子產品在降低損耗的同時可以實作高速開關,有助于降低電池用量,提高續航裡程,解決新能源汽車痛點。

(2)更小的封裝尺寸。

SiC 器件具備更小的能量損耗,能夠提供較高的電流密度。在相同功率等級下,碳化矽功率子產品的體積顯著小于矽基子產品,有助于提升系統的功率密度。

(3)實作高頻開關。

SiC 材料的電子飽和漂移速率是 Si 的 2 倍,有助于提升器件的工作頻率;高臨界擊穿電場的特性使其能夠将 MOSFET 帶入高壓領域,克服 IGBT 在開關過程中的拖尾電流問題,降低開關損耗和整車能耗,減少無源器件如電容、電感等的使用,進而減少系統體積和重量。

(4)耐高溫、散熱能力強。

SiC 的禁帶寬度、熱導率約是 Si 的 3 倍,可承受溫度更高,高熱導率也将帶來功率密度的提升和熱量的更易釋放,冷卻部件可小型化,有利于系統的小型化和輕量化。SiC 具備耐高壓性能,能更好地适應 800V 平台的引入,将 SiC 方案用于車載主驅逆變器能夠顯著減少導通損耗及開關損耗,并節約晶片面積。

以 80kW EV 為例,ST 測算了 1200V 平台下 Gen 3 SiC MOSFET 與 Si IGBT+二極管方案下的牽引逆變器功率損耗。歸因于 SiC 更優的 FOM 參數性能,SiC MOSFET 在更高的結溫情況下損耗減少更多,能夠減少 3.4 倍開關損耗,合計導通損耗後相比矽基方案減耗 40%。

電驅動行業深度報告:千億賽道再塑格局,第三方龍頭有望受益

目前 SIC 應用在高端車型和高電壓車型上。

據弗迪動力測算,SiC 能夠提升電控系統中低負載的效率,整車續航裡程增長 5~10%;提升控制器功率密度, 由原 18kW/L 提升至 45kW/L,有利于小型化;占比 85%的高效區效率提高 6%,中低負載區效率提高 10%。此外,除了電控,SiC 半導體在新能源汽車相關應用場景還包括 OBC 及 DCDC 等。

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2.3 減速器:兩檔/多檔或成未來方向

單級減速器占主導,兩檔/多檔減速器或成發展趨勢。目前新能源純電汽車主流配置單級減速器。單級減速擁有結構簡單、成本較低、體積小等優勢,但在高轉速區間經濟性較差。

而随着新能源汽車電機向高轉速方向發展,兩檔/多檔變速器或成為發展趨勢。兩檔、多檔變速器通過增加檔位可以使得電機保持更高轉速區間,提升電驅動系統效率,有望成為發展趨勢。

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三、內建化方興未艾,行業空間有望不斷打開

3.1 深度內建是大勢所趨,多合一滲透率有望提升

目前行業主流産品已由分立式部件轉為內建式部件,內建化成為未來行業發展趨勢。

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近年來,随着新能源汽車行業的快速發展,新能源汽車動力系統核心零部件呈現內建化、輕量化、智能化的發展趨勢,分立式零部件逐漸往總成類方向發展,從原先分别采購電機、電控、減速器等,轉化為多合一、深度系統內建化方向發展。

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目前系統內建發展路徑可以分為三類:

1)原電機電控企業的內建化發展,以彙川技術、英搏爾等為代表,這些企業基于自身電機、電控優勢,向下內建減速器,并合并 OBC、DC-DC、PDU 等電源系統,實作單車價值量和利潤的提升;

2)電源子產品企業內建,以欣銳科技、英威騰等為代 表,将 OBC、DC-DC、PDU 整合為“三合一”電源子產品,并開始向動力域方向內建;

3)整車廠、整車零部件企業從自身體系出發進行系統化內建。三合一/多合一滲透率有望繼續提升,三合一占據主導地位。

根據 NE 時代資料,2022H1,中國新能源車三合一占據主導地位,市占率達到 55%,多合一占比為 4%,分體/二合一占比為 41%。

我們認為随着多合一等新産品不斷問世,未來新能源車電驅動系統內建度有望繼續提升。

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華為、比亞迪、上汽等陸續推出多合一産品,引領高度內建化方向。在多合一電驅動方向上。

具有代表性的有:

1)比亞迪元 plus 八合一,将 VCU/BCU/PDU/DC-DC/0BC/MCU/電機/減速器八大部件內建在一起,其系統綜合效率高達 89%,相同功率下體積減小 20%,重量降低 15%;

2)華為七合一,将 BDC/PCU/DC-DC/OBC/MUC/電機/減速器七大部件系統內建在一起;

3)上汽變速器&威邁斯七合一,将電機/電控/減速器/OBC/DC-DC/PDU/DCU 整合在一起。

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3.2 第三方滲透率有望提升,電驅動行業空間或超千億

新能源車型有占比有望增加。從新能源車型上市數量來看,參考乘聯會資料,2021 年全年上市 83 款車型,其中純電動為 62 款,占 3/4,在新能源車裡占主導地位;插電混動車 18 款,占兩 成;增程式混動 3 款,而乘用車上市車型數量為 384 款,新能源車型占比約為 21.6%。

我們認為,随着新能源滲透率提升,未來車型數量有望增加,整車廠車型有望增多,而整車廠車型增多,從成本考慮或将下放更多車型給第三方。

下放第三方車型有望增加。從目前配套車型來看,目前第三方電機電控相關企業主要配套的車型集中在中端、中低端車型。以方正電機為例,2021年電機配套車型中,宏光mini占比為73.15%,小鵬 P7 占比為 13.17%。一些内資新勢力企業如小鵬、理想也會開放部分中高端車型的零部件,如理想 one 車型占據 2021 年彙川技術 70%以上電機和電驅動系統的銷量。随着國内新能源汽車的滲透率不斷提升,同時在特斯拉降價壓力下,部分新勢力企業或将開放部分車型配套,進而降低零部件成本。

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A 級及以下純電車型占比較多,補貼退坡後占比有望增長,第三方配套企業或将實作業績共振。參考乘聯會資料,以 2022 年 11 月為例,不考慮 SUV 和 MPV 等銷量影響,單純 A 級及 A 級以下 車型純電車型占比 41.6%,其中 AOO 車型占比為 19.7%,占據較大的優勢。

随着新能源車補貼退坡,部分新能源企業選擇漲價,而續航略短、主打成本效益的中低端車型在 2022 年已無補貼,我們認為補貼退坡有望提升 A00 純電車型及混動汽車的銷量,而其電驅動相關零部件主要以第三方配套為主,是以,2023 年第三方企業業績有望提升。

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我們對電驅動市場進行測算。我們預計中國電驅動系統 2025 年市場空間為 1319 億元,2021- 2025 年複合增速約為 38%。

假設前提如下:1)不考慮雙電機/多電機情況。2)技術方面,SIC 及扁線電機滲透率逐年上升;SIC 逐年降本。3)內建化比例逐年提升。

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四、行業公司

(一)彙川技術:工控龍頭,電機電控逐漸放量

公司是國内工業自動化龍頭,主要提供電驅系統和電源系統。

電驅公司布局通用自動化、新能車電控、電梯配套、工業機器人和軌交五大闆塊。

成立以來公司持續推進内生外延式發展,推行系統化解決方案,實作了跨越工控周期的發展,同時維持了較強盈利能力。

公司電控業務始于乘用車、2012 年綁定客車龍頭宇通,建立良好品牌影響力、批量供貨能力及産品定制能力;2016 年發力乘用車電控市場,經過幾年儲備,2020 年實作對威馬、小鵬、理想等造車新勢力供應,銷量快速提升。

目前公司主要為新能源乘用車提供電驅系統和電源系統等産品解決方案與服務。第三方電控龍頭地位顯著。

據 NE 時代統計,2022 年上半年,公司新能源乘用車電機控制器産品在中國市場的份額為 9.3%,排名第三(排名前兩名為比亞迪和特斯拉),公司電機控制器産品份額在第三方供應商中排名第一;公司新能源乘用車電驅總成在中國市場的份額為 5.4%,排名第五;公司新能源乘用車電機産品在中國市場的份額為 4.9%,排名第五。

(二)旭升集團:汽車精密鋁合金零部件龍頭,有望受益電驅動系統放量

專注于生産鋁壓鑄零部件,汽車精密鋁合金零部件龍頭。

2003 年至 2011 年,公司的主要業務是鋁壓鑄工業件;2012 年之後,公司開始轉型進軍新能源汽車市場,逐漸成為特斯拉的一級供應商。

公司目前産品分為三個部分,汽車類、工業類、模具類。汽車類産品覆寫新能源車傳動系統、懸挂系統、電氣系統、電池系統、液壓系統等核心系統零部件。

工業類産品包括清洗機配件、電機配件、注塑機配件等。

模具類産品主要是鋁壓鑄産品的殼體,公司擁有自主設計模具的技術。我們認為公司作為鋁壓鑄龍頭,有望受益電驅動系統放量。

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(三)麥格米特:專注電氣自動化,電控行業黑馬

專注電能的變換、自動化控制和應用。公司産品主要包括智能家電電控、工業電源、工業自動 化和新能源汽車及軌道交通産品四大類。

産品廣泛應用于家用及商業顯示、變頻家電、智能衛浴、新能源汽車、軌道交通、工業自動化裝置、制冷制熱、工業視覺、傳感器、數字化智能焊機、精密連接配接、5G 通信、醫療裝置、伺服器、光伏、風力發電、儲能、锂電池包、工業微波、石油裝備等消費和工業的衆多行業,并不斷在電氣自動化領域延伸,外延技術範圍,布局産品品類,持續在新領域進行滲透和拓展。

在新能源領域,公司産品包括新能源汽車電力電子內建子產品(PEU)、電機驅動器(MCU)、車載充電器(OBC)、DCDC 電源和充電樁子產品、軌道交通空調控制器及車載壓縮機、熱管理系統等。

新能源業務收入快速提升,客戶認證持續推進。2022 年上半年,公司新能源汽車及軌道交通産品銷售收入 2.50 億元,同比上升 185.64%,占公司營業收入的 9.24%。

公司新能源汽車及軌道交通業務主要包括新能源汽車電力電子內建子產品(PEU)、電機驅動器(MCU)、車載充電器(OBC)、DCDC 電源、充電樁子產品及軌道交通車輛空調控制器等,并在車載壓縮機、熱管理系統等方向不斷探索和突破。

公司也正在逐漸調整之前的新能源汽車單一大客戶經營模式,持續開拓新能源汽車領域的新客戶,現已與北汽新能源、甯波菲仕(應用于哪吒汽車)、零跑等整車廠客戶建立合作,未來收入有望進一步提升。

(四)精達股份:國産扁線供應商

公司為國家重點高新技術企業,是特種電磁線行業的龍頭企業、位列全球前三位的特種電磁線制造商。

公司作為國内電磁線龍頭,産品種類衆多,客戶包括 T 公司、通用、BYD、華域汽車、上海電驅動、LG、聯合電子、方正電機、彙川、博格華納、明電舍、電裝以及格力、美的、日 立、東芝、松下、三菱、飛利浦、愛默生、A.O.史密斯等廠商,覆寫面廣。

扁線産能持續釋放。公司是國内主要扁線供應商之一,産能持續提升。2021 年公司扁平電磁線銷量超過 10,000 噸,其中新能源扁平電磁線約 6,000 噸。2021 年公司已量産項目數為 31 項,涉及整車廠超過 30 家,新能源車型超過 50 款以上,已完成開發并送樣項目數為 39 項,涉及超過上百款國内、國際新能源車型。

到 2022 年上半年,公司扁線産品産量持續快速增長,銷量突破了 8,000 噸,其中新能源汽車用扁線約 4,800 噸,同比增長超 130%。

五、風險因素

産業鍊需求不及預期風險;技術路線變化風險;原材料價格波動風險;市場競争加劇風險; 國際貿易風險等。

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