必读内参：传统零部件厂商如何分食新能源汽车巨大蛋糕

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1、必读内参：传统 零部件厂商如何分食新能源汽车巨大蛋糕电气化是汽车工 业未来发展的必然趋势。以新能源汽车为载体的电 气 化汽车驱动系统有新的电池储能系统和电 机驱动系统， 同 时有超过 330V 电压和超过200A 电流输出， 所以对驱动电 路 循环中的电气部件提出新的要求，逐步形 成并带来了与 传 统汽车动力和电气系统完全不同的产业化 机会。伴随汽车 电气化的推进和新能源汽车的推广和普及，具有核心技术 的 汽车电气零配件生产商将是这场高壁垒电 气化市场的盛 宴 受益者。渐行渐近的汽车电气化科技的进 步，推动了汽车 电气化的发展。电气化的汽车产品，具有更高的能源利 用效率，从而降低了能源的使用成

2、本，并顺 应了日益被关注 的环保趋势，有更少的二氧化碳和其他污染性气体排放量 。与此同时，电气化的汽车，可在保证原有使用功能的 基 础上，使汽车有更强的安全性，并赋予汽车更多的便捷化 和智能化功能，改善消费者的使用体验， 大幅提升了汽车 在日常生活中的应用价值。在传统内燃机 汽车（ICE颈域，汽车电气化更多的是体现在汽车电子的发展和繁荣上。电 机 动作代替了原有的机械动作，同时汽车电 子在内燃机控制 、汽车安全性、车身应用、车载应用等方面应用日益广 泛 ，是现代汽车产业发展重要的推动力。在全球汽车市场 中 ，汽车电子产品的成本已超过整车成本的25%， 2010 年，全球汽车电子市场的市值为 1

3、,145 亿美元，预计 2013 年的市值将高达1,750 亿美元。而在下一阶段的电气化进程中， 汽车的内燃机驱动系统将逐渐被电机驱动系统所替代。驱 动系统是汽车最为核心的部件，由于汽车电机具有高达95%的 能 效转换率，同时电力能源相较石油能源更加丰富，并 在使用过程中无污染物排放，所以，作为驱动系统电气化 的新能源汽车在全球得到了广泛的关注和重视，也被认为 代表着汽车未来发展的趋势。我们预计，就我国而言， 每 100 万辆新能源汽车的销售， 将 为汽车电气化系统带来7001,000 亿人民币的市场容量。汽车电气化的产业机会剖 析早期的汽车电气系统非常简单，主要由汽油机的点火系 统、起动系统

4、和灯光信号系统构成。由于汽车用电量较小 ，汽车电气系统主要是电压为 6V 的电路系统。伴随着半导 体器件的问世，电子技术在汽车领域中得到了广泛的应用 ，如电子控制燃油喷射、防抱死制动系统、主动悬架、电动 助力转向、空调系统等等。为了满足日益增长的汽车用电 功率需求，从上世纪五十年代开始，汽车电气系统的电 压 逐渐由原来的 6V 上升至12V 。据统计，自1990 年开始，汽车的用电量每年以5%8%的比例增加，在传统内燃机汽车 领域，随着汽车电子占比的增加，大幅增加了汽车线束中 电流量。整车生产商为了降低电流传输过程中能源的消耗 和电器部件的成本，提出42V 化技术路线，也就是将传统汽 车中电气

5、系统电压由 12V 提升至42V 。该变 化将会涉及 到 传统汽车中配电系统、零部件、蓄电池、 电容器、起动 、 发电机以及电力电子部件的改变。新能源汽车，特别是较 高程度的混合动力汽车和纯电动汽车中，由于电动机直接 参与到汽车的驱动系统，所以对汽车的整体构造带来了 巨 大的变化。在目前主要的新能源汽车电气 系统中，分为12V 电压电路和高电压电路（在不同的车型中，此部分的电路电压在 200V、 300V 甚至是 500V 以上）两个系统。 12V 电压电路用于沿袭传统内燃机汽车中的底盘、 车 身、车载电气系统，主要考虑因素为降低开发成本，该电 路系统中的输电 功率一般小于 10kw 。高电压

6、电路 系统主要 布局与汽车的 驱 动系统，主要负载包括驱动电机，电路功 率可高达 70100kw由于高电压电路系统的加入，新能 源 汽车电气结构 与 传统内燃机汽车有着明显的不同。特别是 高电压回路中 增 加了大量的大功率电气元器件和单元，例 如大功率二极管 、高电压继电器、 DC/DC 单元、整流单元 等。同时对弱电 控制模块，如电池管理系统、电机控制系 统等，也在大功 率高电压方面提出了更高的要求。汽车电 气化是强化电机 在汽车驱动系统重要性的过程从世界三次 工业革命的角 度 观察，第一次工业革命是以蒸汽机的出现 为代表，第二次 工业革命是以内燃机的出现为代表，而第 三次工业革命则 是电机

7、为代表的电气化革命。而汽车工业的发展也基本上 在沿袭着这样的发展趋势。1769 年世界上第一辆具有实用 价值的汽车就是以蒸汽机作为驱动力，经历了一个多世 纪的发展，1885年，德国人卡尔奔驰和戴姆勒分别制造了 世界上第一辆内燃机三轮汽车和内燃机四轮汽车，开启了 内燃机汽车时代。现代汽车中，内燃机消耗了整车超过60%的 能量，但能效转化率只有25%40%，而电机具有高达95%以 上 的能效转化率，所以从汽车产业的发展趋势来看，如 同第三次工业革命的出现与发展，终将走入电气化时代。 值得强调的是，在汽车怠速期间，驱动电机可以在增加汽 车能效利用率的同时停止工作，从而大幅度减少能源的浪 费。传统内燃

8、机汽车驱动系统中的电机主要以内燃机起动 电机和发电机的形式存在。在内燃机的带动下，电机将机 械能转化为电能并储存在以铅酸电池为主的蓄电池中，同 时驱动汽车中的其他电气设备。小型汽车的发电机的功率 从 20 年前的 500w 发展到现代汽车中的1kW2kW ， 每辆传统内燃机汽车的发电机价格为 400 元左右。而起动电机 主要负责启动内燃机曲轴的旋转。一般情况下，整车生产 商、零配件生产商和主要的电气设备生产商都具备汽车发 电机生产能力，例如沃尔沃、法雷奥、通用电气等，国内 的代表生产商有东风汽车、双宇集团等。电机作为辅助驱 动动力参与到汽车驱动系统最常见的是在 弱混技术 (Star-Stop)

9、 的混合动力汽车中 (BSG 或 ISG 电机 )，电机功率一般为 2kW3kW。 由于弱混系统较全混系统和纯电动系统的成本更低，同时可实现节油5%10%，所以国外许多著名的汽车 公司和配件生产商，如Ford 、 Valeo、Honda 、 Bosch、 Siemens 、 Fiat 、Delphi 等都竞相研制 或采用 ISG 技术。而国内汽车生产商奇瑞、长安等，也都有意将弱混技术 作为汽车的标配技术。目前，博世生产的 BSG电机价格为 3,0004,000 元/ 台，而国 内如 大洋电机等 生产商的 BSG 电机为 1,000 元左右 /台。而在新能源汽车领 域，电机将深度 直接参与到汽车

10、的驱动过程，需要扮演主 要驱动机和发电 机的角色。例如，在丰田混合动力汽车Prius 第三代产品中，除了 内燃机以外还有两个电机，输出 功率分别为 10kW 和 50kW 。其中， 10kW 电机承担驱动和 发电的作用， 50kW 电机主 要 承担驱动功率的输出。起动阶段电机承担40%的汽车 驱动力输出，在高速行驶阶段电机也承担25%左右的驱动力 输出。从技术发展趋势来看，目前汽车高效电机以永 磁同步电机和三相异步电机两种为主。其中，永磁同步电 机由于单位体积输出功率密度高，主要用于对空间要求比 较高的小型汽车，而三相异步电机常见于大型客车中。汽 车高效电机行业的核心竞争在于电机物理结构的设计

11、和加 工，以及控制系统的设计和实现。相比于传统内燃机汽车 中的电机，新能源汽车对电机有着更加严苛的要求。汽车 运行中恶劣的环境和高频度的颠簸要求电机具备良好的 环 境适应性和抗振性，而且在实际运行中， 电动汽车电机单位质量功率输出高达1.5kw/kg ，所以对电 机的加工要求 非 常高。因此，就要求企业采用强制水冷结构、高电磁负 荷 、高性能磁钢、高转速和超短端部长度等 技术，减少线 圈 不必要的热释放，并使电机小型轻量化。 而在控制方面 ， 由于起步、高速行驶、爬坡等行驶状态以 及路况差异，对 电机的扭矩、转速等要求有非常大的跨度。 同时为了保证汽 车的安全性灵活性，需要电机控制具备快速的相

12、应能力 和稳定持久的处理能力。在市场容量方面， 传统燃油汽车中 的电机主要应用于内燃机的启动、自动升 降车窗、雨刷 等 方面，以直流有刷电机为主，每辆车的电 机成本一般只 有 几百元到上千元。而在新能源汽车领域， 电机的成本有了 大幅度的增加。以高效电机采购成本6001,000元/kW 为基础进行测算，每一辆新能源汽车 中 的电机新增成 本高达 1 万 3 万。那么每 100 万辆新能源轿车的销售将为 汽车高效电机带来100300 亿的市场容量。 目前国内卧龙电 气、大洋电机、南车时代等专业的汽车电 机生产商已深度 参与到了我国新能源汽车电气系统产业的 探索中，为国 内 多家新能源汽车生产商提

13、供驱动电机产品， 并与部分整车厂 建立技术合作关系。在电机控制方面，南车时代和比亚迪 已具备了电机控制系统关键零部件 IGBT 的 设计和生产技术 ，特别是比亚迪在多款新 能源汽车中已经开始使用自己 生产的 IGBT 产品；卧龙电气与国内领先的新能源汽车驱动系 统集成商上海大郡进行战略合作，并为青年汽车提供电控 总成；宁波韵升在具备永磁电机关键稀土资源的同时投资 国内领先的新能源汽车驱动系统集成商上海电驱动；大洋 电机和汇川技术等也具备一定的汽车电控技术和总成的能 力。由于新能源汽车目前在国内的普及率相较于传统内燃 机汽车微不足道，所以国内的汽车电机及配套系统生产商 还没有经过大规模运行的考验

14、。依照汽车产业过去的发展 历史来看，成本控制力差、技术研发能力弱的企业最终将 会出局，而精密电机制造、精益生产管理的企业将脱颖而 出。热敏电阻PTC受益于锂离子电 池应 用的推广和普及电 池用 PTC 电池系统在汽车电气化的进程中，从汽车电子的蓄 能系统逐渐走向了驱动系统的动力能源系统，在汽车成本 中的比重也越来越重要。在传统内燃机汽车中，基本上绝 大多数的蓄电池是铅酸电池，电池容量大部分分布在0.5kWh 1kWh ， 价格在 300 元500 元之间。随着汽车电气化 程度的加深，对电池的容量和功率有了新的要求， 1997 年丰田推出 的普 锐斯第一代产品中，汽车核心储能电池已成 为镍氢电池

15、，而在近几年发展迅速的 PHEV和纯电动汽车中 ，核心动力电池已变成了锂离子电池。在新能源汽车中， 电池组容量与其在整车成本中的占比呈正相关。例如， 日 产 Leaf 中的电池容量为 24kwh ，电池成本占整车总成本为 30%左 右 。而Tesla 的 Model S 汽车，由于电池容量高达85kwh ，电池成本在整车成本中 占比高达55%。目前，铅酸电池还是汽车电 池中 最主要的电池类型， 新能源汽车的推 广和发展将大幅度提振汽车动力电池的需求，特别是未来 将拉动锂离子电池的需求。另一方面，锂离子电池使用 量 的增加，又拉动了 PTC 材料在整车中的使用量。通常意 义上的 PTC 是指一种以钛酸钡为主要成分的 高技术半导体 功 能陶瓷材料，具有电阻值随着温度变化而变化的特性， 特 别是在居里温度点附近电阻值跃升有37 个数量级。此 种 PTC 利用其最基本的电 阻温度特性及电压- 电流特性与电 流- 时间特性，已广 泛应用于工业电子设备、汽车及家用电器 等产品中，以达到自动消磁、过热过流保护、马达启动、