《新能源商用车电驱动系统行业概况分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源商用车电驱动系统行业概况分析（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新能源商用车电驱动系统行业概况分析一、 新能源商用车电驱动系统行业概况在混合动力汽车上，电驱动系统起到了平衡发动机功率、部分动力供应和回收制动能量等作用，能够提升动力系统效率、降低燃油消耗；在纯电动汽车和燃料电池汽车上，电驱动系统作为唯一的驱动力来源，保证了车辆行驶的动力性和平顺性，其作用相当于传统燃油车的发动机，同时具备了能量回收功能。纯电动，插电式混合动力和燃料电池是新能源商用车的三种技术路线，电驱动系统如不区分能量来源，可分为纯电动电驱动系统（含燃料电池）和（插电式）混合动力电驱动系统两种。（一）新能源商用车电驱动系统的主要构成1、驱动电机行业概况新能源汽车的驱动电机替代了传统汽车的发动
2、机，既可以将电能转换为机械能驱动汽车行驶，也可以在制动回收能量中作为发电机将机械能转换为电能，存储在动力电池内。在新能源汽车轻量化和经济性要求下，驱动电机需要具备体积小、功率密度高、重量轻的特点，相比乘用车，新能源商用车的驱动电机对性能要求更高，要求具备效率高、可靠性强、响应速度快、热管理性能好和高效区广等特点。2、电机控制器行业概况电机控制器的作用主要是接收整车控制器的扭矩指令，进而控制驱动电机的转速与转动方向，另外，在能量回收过程中电机控制器还要负责将驱动电机负扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池，需要能够在频繁起停、加减速，低速/爬坡时的复杂工况下调节扭矩。3、自动变速器行业概况自动变
3、速器能改变输出轴和输入轴传动比，从而调整驱动轮转矩和转速。自动变速器可根据加速踏板程度和车速变化，通过电控单元控制自动换挡，自动变速器按照不同技术类别分为液力机械式自动变速器（AT）、机械式无级变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）和双离合自动变速器（DCT）。自动变速器技术难度高、结构复杂，自动变速器及其控制器与整车的耦合也是商用车电驱动系统的重要技术壁垒。商用车要求传动装置扭矩大、成本低、可靠性高、工况适应性强，AMT变速器能够满足前述要求，成为目前国内新能源商用车自动变速器的主流解决方案；AT和CVT变速器效率较低，国内产业链亦不成熟；DCT变速器在商用车领域更多适用于传统燃油车
4、型。（二）中国新能源商用车电驱动系统市场空间2021年，我国新能源商用车销量为1972万辆，2025年新能源客车销量达到10-15万辆，新能源货车销量达到40-60万辆。每一辆新能源商用车对应装载一套电驱动系统，因此新能源商用车电驱动系统的出货量与新能源商用车出货量相匹配。伴随新能源商用车销量增长，新能源商用车的电驱动系统市场规模也具有广阔的成长空间。（三）新能源商用车电驱动系统发展趋势1、新能源商用车电驱动系统集成化电驱动系统的各个部件通过整合集成，尺寸和体积得到进一步缩减；与此同时，各部件之间的连接材料因为集成化设计而大幅度减少，系统重量也得到了降低。电驱动系统的集成化趋势，符合主机厂对于
5、降本增效、轻量化、空间优化等方面的诉求。未来随着整车空间性、舒适性、运力等要求的进一步升级，电驱动系统的高度集成化将成为发展方向，如多合一或者将驱动电机、电控、变速器与车桥集成形成电驱桥，以及将电驱桥与电池包、车架、悬架等集成为电动化专用底盘等。2、新能源商用车电驱动系统高效率，可靠性到2025年商用车电驱动系统的总体目标为面向不同应用场景，全面提升动力总成关键部件性能，动力总成装置集成度和效率进一步提升。高效高比功率驱动电机、高效的混合动力专用发动机以及控制技术、高可靠性和长寿命技术等都成为重点攻关方向。高效化的电驱动系统将显著提高整车的经济性、可靠性和平顺性。3、新能源商用车电驱动系统轻量
6、化治超限载政策下，商用车对于降低车身自重、提升单车运力的需求更加迫切。随着电驱桥等新结构和铝镁合金等新材料的应用，电驱动系统的轻量化将有助于降低整车总重量。4、新能源商用车电驱动系统自动变速器专用化传统变速器的开发主要是针对燃油发动机的特性，其挡位数量、速比参数、离合器特性都是为了解决发动机的短板、实现发动机的高效运行，例如倒挡的设置是因为发动机无法反转，离合器是为解决发动机无法在极低转速下工作，多个挡位设置是因为发动机的高效区较窄。相比之下，电机的特性与发动机差异很大，电机可以正反转，可以在零转速下输出较大扭矩，高效区远大于发动机使得挡位数可以大幅减少。因此，纯电动和混合动力车型对变速器的要
7、求不同于传统燃油车。对传统燃油车的变速器进行简单改造，很难开发出高性能的新能源车专用变速器。在新能源商用车发展初期，行业普遍采用把传统手动变速器改造成为AMT自动变速器的方式快速推出产品。当前新能源商用车行业已进入快速发展期，用户对产品提出越来越高的要求，对于不同车型和应用场景，需要针对用户和整车需求重新进行产品架构设计，开发出高性能水平的专用变速器，例如使用路况较好的卡车可采用电机加AMT变速器路线，但由于AMT变速器存在换挡动力中断问题，经常爬坡的车型需要采用专用动力不中断变速器。行业内专用变速器的开发已经逐渐实现。例如，针对混动发动机和电机特性，丰田开发的E-CVT混动变速器，打破了传统
8、AT、AMT和DCT等形式的自动变速器架构，实现了高节油率；比亚迪开发的DM-i混动驱动系统，打破了多挡变速器的设计理念，实现了更好的动力性、更高的节油率，深受行业认可。二、 新能源汽车电驱动系统行业现状作为我国新能源汽车动力系统的核心部件之一，电驱动与新能源汽车的进步和发展构成了一个相互促进的趋势。也就是说，随着新能源产业的逐步成长，电驱动系统也将实现增长和产品技术进步，电驱动系统的技术进步也可以反馈和促进新能源汽车的增长。根据车辆的级别和配置，车辆的电驱动系统配置是不同的。A00级车型的电驱动功率范围为20-30kw，大部分为单轮驱动，基本是外购。A级电驱动功率范围有所提升，达到100-1
9、65kw，但仍以单驱动为主，产品已开始自有供应。B级和C级汽车的电驱动功率一般在180kw以上，配置四驱版，即一辆汽车将配备两套或多套电驱动系统。三、 我国新能源汽车电驱动系统发展现状电驱动系统是新能源汽车的心脏，相当于燃油车中发动机、ECU电控单元、变速箱的作用。电驱动系统是新能源汽车的重要组成部分，在新能源汽车的成本结构中排名第二，占比9%，仅次于电池和整车控制器。随着新能源汽车市场的快速发展，我国新能源汽车驱动电机产业迎来了巨大的市场空间潜力，吸引了众多企业和资本进入。现阶段，我国本土厂商在核心技术和制造工艺上取得了长足的进步，产品种类日益丰富，技术水平不断提高。此外，通过上下游产业链的
10、合作与发展，大大优化了组件之间的匹配，产品集成水平不断提高。在驱动电机产品领域，我国已形成了新能源汽车驱动电机系统系列化产品。我国驱动电机系统产品种类日益齐全，可靠性及稳定性水平不断提高，性能价格比在国际上具有优势。在电机控制器产品领域，我国新能源汽车电控在控制精度、动态响应率、开关损耗等方面均达到国际一流水平，我国新能源汽车电控产业在技术、标准化、产能、品牌等方面都发展到比较成熟的阶段，未来随着后续软件模块的不断优化，功能安全规格、产品集成度等方面的不断完善，以及我国高端乘用车电控产品的不断研发，国内新能源汽车电控产品有望进入全球主流高端新能源乘用车供应链。作为新能源汽车的动力总成核心部件，
11、电驱动系统行业规模受新能源汽车产业发展情况影响。近年来，我国新能源汽车销量快速提升。2017-2022年，我国新能源汽车销量由117万辆增长至584万辆。在政策及市场的共同推动下，新能源汽车市场未来有望保持高速发展，这将带动电驱动系统行业的进一步增长。四、 新能源汽车产业链结构新能源汽车产业链分为：上游关键原材料及核心零部件、中游整车制造、下游充电服务及后市场服务。上游主要是为中游的整车制造提供原材料及零部件，原材料包括锂、钴等矿产资源；正极材料、负极材料、电解液、隔膜等共同构成电芯及PACK；动力电池、驱动电机、电控三大系统是构成整车的核心部件。中游是新能源汽车的整车制造，按照新能源汽车的功
12、能细分为乘用车、商务车以及专用车。下游为充电服务和后市场服务两大部分，充电服务包括充电设备、换电设备及电池回收，后市场服务包括汽车金融、汽车保险、汽车租赁、二手车交易、汽车维修养护及汽车拆解回收。在电动汽车的内部构件中，三电（电池、电机和电控）构成了新能源汽车的电动动力总成系统。三电作为电动汽车的主要零部件，与电动汽车产销情况密切相关。纯电动车的动力系统占总车辆总成本的50%。其中，电池、电控和电机分别占车辆成本的38%、65%和55%。在燃料电池系统的成本构成中，电堆的成本占比最高，达67%。以质子交换膜燃料电池为例，电堆主要由催化剂+电极、双极板、隔膜、电堆平衡装置、膜电极骨架和气体扩散层
13、构成。其中，催化剂及电极主要原料为铂等贵金属，在电堆成本中占比高达49%，在电池系统成本占比中达33%，是燃料电池最大的成本来源。目前，常见的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料（镍钴锰和镍钴铝）等。其中，动力电池以三元锂电池和磷酸铁锂电池最为常见。电池中正极材料、负极材料、隔膜和电解液分别占电池成本的45%、10%、10%和10%。正极材料成本占整车成本近20%。2020年是新能源汽车跌宕起伏的一年，也是动力电池行业爆发的一年。年中之后，随着新能源汽车市场回暖，动力电池市场同步回温，国内动力电池市场装机量增长迅速，2020年中国动力电池装机量累计6365GWh，较2019
14、年增长146GWh。其中12月份动力电池装机量1295GWh，较2019年同期增长324GWh。国家层面新能源汽车政策体系不断完善，新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）通过，其中明确要加大关键技术攻关和基础设施建设，有望进一步优化国内新能源汽车行业发展环境，进而推动产业持续发展；另一方面，网约车、共享车等带动新能源汽车需求提升，政策推动，以及整车厂持续加大在新能源汽车领域的布局，关键技术不断突破，车型投放持续加大，叠加特斯拉示范效应下，国内新能源汽车产业链布局持续完善，行业竞争持续加剧，产品竞争力持续加强，新能源汽车销量逐步修复，有望带动动力电池装机量提升。永磁同步电机是市场主流，行
15、业集中度有所提升电机配套量同样对新能源汽车的销量依赖程度较高。从电机装配类型来看，永磁同步电机因其效率高、功率密度高和体积小等优点成为国内配套的主流。其中在永磁同步电机成本结构中，永磁体、定子铁芯、壳体占比前三，分别占成本的45%、17%和13%。新能源汽车市场的迅猛发展为中国新能源汽车驱动电机行业带来巨大市场空间，目前中国本土制造商在核心技术及制造工艺方面取得了较大进展，已具备自主开发满足各类新能源汽车需求电机产品的能力。据统计，2020年1-8月中国电动汽车电机装机量为61万台。2020年驱动电机行业集中度不高，前三家企业合计市占率为298%。2020年，比亚迪、特斯拉和方正电机的市场份额
16、排名前三，分别为132%、99%和67%。其中比亚迪和特斯拉均为整车企业，方正电机为第三方独立电机公司。前十企业中，整车企业驱动电机市场份额合计343%，第三方独立电机公司驱动电机市场份额281%。从供应商层面来看，近几年供货格局产生较大影响，从2020H1供货情况来看，特斯拉国产化及造车新势力发展对国内市场格局带来较大变化，国外电机企业在高端领域仍然处于主导地位，国内电机企业份额较为分散，龙头乘用车及客车整车企业倾向于自配电机，第三方企业目前在中小型客车和专用车领域优势明显。目前来看，电机产品轻量化、小型化、低成本化发展趋势显著。电机控制器主要包括电子控制模块（硬件电路和相应的控制软件）、驱动器、功率变换器等模块，目前发展趋势主要是高安全性、高功率密度、小体积、高压化、EMC高等级化等，其中功率模块是制约国内发展的主要难题，省内情况来看，相关布局较为薄弱，在政府采购新能源车
