混合动力驱动系统行业市场需求与投资规划

混合动力驱动系统行业市场需求与投资规划

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19．72万辆，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。新能源汽车电驱动系统未来发展趋势随着新能源汽车电驱动系统技术的快速发展，电驱动系统开始从离散走向集成化和集成化。通过集成驱动电机、端盖和减速器三个部件，可以减小新能源汽车电驱动系统的体积和重量，使整车系统的布局更加灵活，减少铜线和其他车辆线束的使用，从而增加驾驶员和乘客的空间和存储空间。同时，减轻整车重量可以有效提高新能源汽车的续航里程。从长远来看，电机、减速器、电机控制器、DC/DC、高压配电箱、充电器等部件将集成到一个大型动力总成中，以实现高压器件的共享，减小体积，降低成本，优化整车布局。发夹/扁线绕组电机由于其高槽全比和低直流电阻，在中低速运行区域比圆线电机具有效率优势。扁线绕组工艺增加了铜的填充量，槽满率增加15%以上，与定子的有效接触面积增加，绕组温升比圆线电机低10%，散热和导热性能更好。新一代功率器件碳化硅模块具有高温、高效率、高频特性，可显著提高电驱动系统的效率、功率密度和开关频率，简化散热设计，降低成本。我国新能源汽车驱动电机受下游需求增长驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，直接影响汽车的主要性能，如爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和舒适性。新能源车驱动电机包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机，其中永磁同步电机，是我国新能源车最主要的电机类型，具有功率密度高、力能指标好、高效节能、结构简单、可靠性高等优势，主要应用车企包括北汽新能源、比亚迪、小鹏汽车等。新能源汽车双积分政策新规2020年6月22日，工业和信息化部正式印发《关于修改的决定<乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法>》。新版本对2017年版内容进行了改进和完善，明确了2021-2023年新能源汽车信用比例要求，调整了新能源乘用车车型信用计算方法，明确了传统能源乘用车节能水平与新能源汽车正信用结转的关联机制。政策确定，2021-2023年新能源汽车信贷比例要求分别为14%、16%、16%。信用率是在考虑行业正负积分平衡、满足第五阶段燃料消耗量标准、实现既定工业发展目标的基础上计算的。按照这一配比要求，基本可以保证到2025年，新乘用车平均油耗达到4．0升/百公里，新能源汽车产销量占整车总量20%的目标。新版双积分将帮助车企根据自身实际情况做出合理安排，更好地完成考核要求，进一步提升车企研发和生产新能源汽车的积极性，从而为新能源汽车市场长期健康发展做出贡献，将为新能源汽车电驱动系统业务的发展带来良好的市场环境。新能源汽车下游产业分析对于电动汽车，充电桩类似于加油机，但与加油机不同的是，充电桩可以安装于个人停车位、公共停车场、充电站等等。需要根据不同使用区域适配各类充电电压。按照充电方式区分，充电桩主要分为交流充电桩、直流充电桩和交直流一体充电桩；按照安装地点区分，充电桩主要分为公用充电桩、专用充电桩和自用充电桩；按照安装方式区分，充电桩主要分为落地充电桩和挂壁式充电桩。充电桩硬件的核心在于充电模块。从充电桩的成本结构来看，充电机、充电模块是充电核心设备，其中充电模块占充电系统成本的近50%，其核心功能是将电网中的交流电转化成可以为电池充电的直流电。充电桩的其余部件成本不高，APF有源滤波、电池维护设备、监控设备分别占据了成本的15%、10%和10%。需要指出的是，充电桩的塑料要求具备阻燃、耐候、耐低温、壳体绝缘、耐老化等性能，这样才能减轻事故伤害、经受极端恶劣天气而不改变材质、保证质量、不易老化。近年来，全国充电桩保有量不断增加，私人充电桩增长速度快于公共充电桩，但相较于市场需求仍有较大差距，仍存在较大发展空间。据统计，2020年，中国充电桩共计175．1万台，其中私有充电桩87．4万台，公有充电桩80．7万台。截止到2021年9月，公有充电桩保有量达到104．4万台。汽车后市场是指汽车销售以后，围绕汽车使用过程中的各种服务，它涵盖了消费者买车后所需要的一切服务，主要包括汽车养护、汽车金融、汽车租赁、二手车交易、汽车维修等。据统计，汽车金融市场占比29%，为汽车后市场最大细分市场；汽车保险作为汽车五大后市场之一，占比16%。据统计，2020年传统燃油车和新能源汽车维修保险客单价分别为1032元、1373元，其中写能源汽车细分市场中，增程式电动汽车维保客单价最高，为2047元；其次从高到低排列，分别是纯电动汽车1455元，油电混合汽车1150元，插电式混合动力汽车1053元。新能源汽车维保主要集中在三电。按F6汽车科技统计，传统燃油汽车故障主要集中在发动机、变速箱、进排气系统、燃油系统和驱动桥等部位，发动机和变速箱故障类型较多，而由于动力结构差异，新能源汽车故障主要在动力电池、驱动电机与电控系统（俗称三电），较为集中。动力电池成本占比高，且易出现故障。根据电子发烧友的数据，电池占新能源整车成本比例达到40%。同时，由于电池过度使用、电池运行环境恶劣等原因，电池容易出现故障。此外，管理系统、电控系统电子元件的故障等也会连锁引发电池故障。从汽车之家调研结果看，还未遇到车辆故障的车主未来最担心的就是动力电池故障。新能源汽车行业技术还处于尚未完全成熟阶段，因此新能源汽车故障率高于传统燃油车故障率。据统计，新能源车故障单为36．7%，而传统燃油车故障单为26．3%，新能源汽车比传统燃油车高10．4个百分点。不同级别车辆保养次数存在差异。据统计，豪华车型年均保养次数为3．18次，舒适车型年均保养次数为3．1次，分均第一第二名，高档车型年均保养次数也不低，为2．95次，而经济车型年均保养次数最低，为2．73次。从新能源汽车与燃油车保养客单价来看，新能源汽车保养客单价远低于燃油车。据统计，2018年传统燃油车保养客单价为757元，而新能源汽车保养客单价低到193元，传统燃油车保养客单价近乎新能源汽车三倍。相较于传统燃油车，纯电动汽车使用价格更为便宜促进了新能源汽车渗透率的提升。按传统燃油车每百公里油耗7-8升左右，92号汽油7元/升来计算，传统燃油车每百公里油耗价格在49-56元左右，加97号汽油的车型价格会更高，而纯电动汽车的耗电以商用电价0．88元/度计算，每百公里大概需要13元左右，而按民用电0．48元/度计算，则纯电动汽车每公里电耗在6．24元左右。因此，众多追求实惠的车主纷纷将自己的燃油车换成更加经济实惠的新能源汽车，以降低使用成本，在一定程度上促进了我国新能源汽车渗透率的提升。新能源车电驱动系统行业现状及前景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必备零部件，在新能源汽车成本结构中排第二位，占比为9%，仅次于电池及整车控制器。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必备零部件，在新能源汽车成本结构中排第二位，占比为9%，仅次于电池及整车控制器。作为新能源汽车的动力总成核心部件，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。2019-2022年，我国新能源汽车销量由121万辆增长至687万辆，电驱动系统市场规模由171亿元增长至890亿元。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。根据预测，若2025年新能源汽车销量达到1560万辆，则国内电驱动系统市场规模整体有望超2000亿元。新能源车电驱动系统分类新能源车电驱动系统包括驱动系统（电机、电控、减速器）与电源系统（OBC、DC/DC、PDU），可简称为大三电与小三电。大三电系统主要功能为为新能源车提供动力；小三电系统为车载电源，主要提供电力转换及电池的充放电功能。根据车辆的等级及配置不同，车辆的电驱动系统配置有所差别。A00级别的车型电驱动功率范围在20-30kw，多为单驱，且基本都为外部采购。A级车电驱动功率范围有所提高，在100-165kw，但仍多为单驱，产品开始有自身供应。B级及C级车电驱动功率一般在180kw以上，且四驱版配置，即一台车会配置两套甚至更多的电驱动系统。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100-165kw，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。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