从传动装置的金融行业发展态势上看,表现强势传动装置因其工作成本低、发射率高和表面积小等缺点广泛应用于乘用车领域,占有亚洲地区传动装置消费市场主要就份额。由于我国稀土资源有一定优势,今后表现强势传动装置仍是电动车传动装置发展重点。从传动装置控制器连续比输出功率上看,较国际先进水平有较大差距。今后利用石墨提高传动装置驱动力器发射率将是传动装置驱动力器控制技术发展的主流态势之一;总成系统中作为能源转换与传输的核心零部件IGBT晶片和组件目前主要就依赖进口,高端消费市场被恩智浦、飞雅特等外国民营企业占有,比亚迪、中车时代电气等民营企业虽然分享了IGBT剩余消费市场,但仍与外资品牌存在
1、 电气ED500态势显著,是金融行业今后的金融行业发展态势
驱动力电气主要就为机械设备部件,原金属材料成本相对容易核算,在金融行业竞争十分激烈的情况下,提高电气的输出功率总重量表面积和输出功率表面积表面积,使电气总重量减轻是减少驱动力电气运输成本的有工作效率方式。
提高电气输出功率,则对电气的结构设计提出了更高的要求,制动器THF1、电气散热器、旋转轴金属材料、定涡轮S2P金属材料、磁模拟、机械设备强度模拟、热模拟、粒度计算匹配等等都变的更有诱惑力。 近年来不论是亚洲地区还是国外的产品,电气的最高输出功率都在不断的提高过程中。2、 电气扁线化势头显著,多家民营企业已经开始布局及小规模批量生产
扁线电气,即选用扁平铜送风口并联对应状态的电气。与普通圆科季马并联较之,扁线并联在相同的表面积下,具有能量表面积更高,电气工作效率更高的特点。其缺点包括:
✓ 更高的槽满率:较之传统圆线电气,裸铜槽满率可提高20%~30%,有工作效率减少并联阻抗进而减少铜损耗。
✓ 散热器操控性更快:扁线形状更规则,在对应状态上端紧密吻合,传热工作效率更高,提高电气峰值和持续操控性。
✓ 更短的下部表面积:较之圆线电气并联下部表面积更短,下部总高度短5~10mm,有工作效率减少下部并联铜耗。
✓ 更快的NVH表现:扁线结构并联有更快的减震,同时扁线并联通过电磁铁下部插线,磁结构设计上可以选择更小的肩托结构设计,有工作效率减少肩胛骨力矩瞬时。
Tesla、上汽新能源、起亚Volt、本田第三代Prius、长城蜘蛛网、东风岚图、宾利Taycan、大众ID.4、 汉GT、吉利极氪等车型或平台中都选用了扁线材对应状态电气,扁线电气已经进入小规模量晚春,今后随着Treignac艺的进一步成熟,扁线电气的生产成本有望低于传统圆线电气。
3、 IGBT单管并联分立式控制技术是减少输出功率器件成本的有工作效率方式
IGBT组件是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管晶片)与FWD(续流二极管晶片)通过特定的电路桥接封装而成的组件化半导体产品;封装后的IGBT组件直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动车与新能源装备等领域应用极广。 选用MOSFET以及IGBT单管并联控制技术(PEBB电力电子集成控制技术)的理念制作输出功率组件,有利于电气驱动力器灵活扩容,精准输出功率匹配,减少成本,保障了产品的可靠性,且具有良好的磁兼容性。根据英搏尔公司2021年半年报,其采取单管并联方案的“集成芯”动力总成其总重量、表面积、成本均低于目前主流产品20%以上。 同时,在电气驱动力器向高压大输出功率态势发展的情况下,第三代输出功率半导体SiC的应用成为共识,因其导通阻抗小,开关速度快的特点,运用单管并联控制技术才能发挥其最优特性。4、新型输出功率器件如SiC的应用将会极大的提高电气驱动力器操控性
在新能源汽车电气驱动力器当中,电力转换是通过控制IGBT的开关来实现的。IGBT受金属材料本身的局限,较难工作在200℃以上。高发射率的电气驱动力器需要高效的电力转换工作效率和更高的工作温度,这对输出功率器件也提出了更高的要求,如:更低的导通损耗、耐高温、高导热能力等。 基于碳化硅(SiC)单晶金属材料的输出功率器件,具有高频率、高工作效率、小表面积等缺点(比IGBT输出功率器件小70%-80%),已经在Tesla Model 3 车型中得到了应用。 化硅(SiC)半导体驱动力器能使新能源汽车实现更长的续航里程、更短的充电时间、更高的电池电压。与二代硅基IGBT较之,半导体石墨(SiC)750V时能效增加8-12%,总损耗减少约1/7,组件表面积仅为IGBT的1/5左右,开关频率为IGBT的5-10倍。5、系统集成化为确定性态势,是控制技术发展和成本压力下的选择
电驱动力系统集成化是今后确定性的态势,同时集成化产品也增加了金融行业的进入壁垒,控制技术层面,集成化程度更高的产品优势包括:
✓ 机械设备方面壳体、轴等部件上能够做到集成化,这样减少了使用零件的个数与部件的总重量,节省了成本;
✓ 电气方面大三电集成能够减少驱动力器与电气相连三相线的长度,工作效率提高的同时也节省了线束成本,密闭的壳体空间内使磁兼容方面的操控性也能够提高;小三电方面共电路板结构设计也能够减少成本和产品表面积。
✓ 系统层面,集成产品由一家来供应也可在最初始阶段就进行优化结构设计达到系统的成本最优,节省成本的同时也节省空间,在整车装配更迅速快捷。
商务层面,供应商集成化的产品增大了系统的复杂度,客户的粘度也更高;主机厂减少了集成工作,对供应商更快管理,且集成产品价格更具优势。
2018年,分体式90kw电驱动力系统电气、总成、减速箱、高压连接线束总价在11000元左右;2020年,集成式90KW电驱动力系统平均产品价格已经降到了7500元左右,降幅超过30%,同时表面积和总重量也下降显著。
6、 大小三合一产品将会维持一段时间,多合一产品逐渐替代
随着电驱动力产品集成化的进一步提高,除电气、电气驱动力器、减速器之外,高压分线盒、DC/DC、充电气OBC等零部件也可能集成进去,形成功能更全的多合一动力总成系统。华为等厂商都已经发布了N合一的大集成系统。
但我们认为,从分体部件到三合一成为主流,再从三合一到N合一产品会有一定过程。主要就在于:
✓ 部件增多,集成难度增加,进而带来质量风险更大,对供应商的能力要求也更高。
✓ N合一产品也更为核心,若主机厂自身不能够集成或掌握集成能力较为担心被供应商所制约。
✓ 充配电与动力系统功能相对有所分别,集成带来的成本减少相对不那么显著。
华为DriveONE 多合一电驱动力系统:业界首款超融合架构的动力域解决方案,集成了电气驱动力器(MCU)、电气、减速器、车载充电气(OBC)、电压变换器(DC/DC)、电源分配单元(PDU)及电池管理系统主控单元(BCU)七大部件。
7、根据车辆的等级及配置不同,车辆的电驱动力系统配置也有所差别
对高销量车型的驱动力系统配置进行分析,我们发现不同等级配置拥有较大差异:
✓ A00级别的车型电驱动力输出功率范围在25-35kw,多为单驱,且基本都为外部采购。
✓ A级车电驱动力输出功率范围有所提高,在100-165kw,但仍多为单驱,产品开始有自身供应。
✓ B级及C级车电驱动力输出功率一般在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力系统。
8、 新能源汽车的发展带动电驱动力系统金融行业增长
我们认为新能源汽车销售量在过去几年中高速增长,也带动了电驱动力系统金融行业的发展,电驱动力系统的搭载量节节提高。
根据NE时代统计数据,2020年乘用车电气总成搭载量为123.46万套,而2021年1-3月即已经达到50.15万套。
在新能源车中,纯电动乘用车A00、A、B级车,插电混A级车拥有最大的销量和销售增速,如之前分析A00级电动车电气输出功率多为25-35kw,A级及B级车根据配置不同电气输出功率多为100kw以上,我们认为随着销量的增长,这类车型所配套的电驱动力产品将会增速最快,也将拥有最大的出货量。
9、电驱动力消费市场规模可达千亿元,今后将能够保持高速发展
亚洲地区电驱动力消费市场高速发展:在政策及消费市场的共同推动下,新能源汽车消费市场今后有望保持高速发展,也必将带动电驱动力系统金融行业的发展。
若2025年新能源汽车销量达到850万辆,则亚洲地区电驱动力消费市场规模整体有望达到1088亿元;2021年我国电驱动力系统金融行业的规模约为378亿元。
海外消费市场也是巨大的增量消费市场:2020年,乘用车中我国新能源汽车销售量占全世界新能源汽车销售量的41%,但欧洲及北美的政策不断推动新能源汽车的发展。
假设2025年我国占世界35%的新能源汽车消费市场份额,则可推算2025年全球电驱动力系统消费市场规模可接达3100亿元。
10、电驱动力系统金融行业格局目前较为分散,车厂自供目前占有较大份额
电驱动力消费市场目前还有新参与者进入,一起形成了四类主要就的供应商。我们认为整个消费市场参与者众多,车厂自供目前占有较大份额。除去车厂自供之外,消费市场集中度不高,但第三方厂商中有头部民营企业开始出现,金融行业仍处于洗牌当中。
5.2 目前金融行业内主要就有四类厂商:
✓ 车企旗下:弗迪动力、上海变速器、蜘蛛网电驱动力、威睿电动、蔚然动力、华域电动、大众变速器、现代摩比斯、电装;
✓ 外资巨头:日本电产、博格华纳、联合电子、法雷奥西门子、纬湃科技、采埃孚;
✓ 自主头部:汇川控制技术、上海电驱动力、精进电动、英搏尔、中车时代电气、巨一动力;
✓ 新进入者:华为;此外还有单部件厂商在不断补齐其它子系统能力,以及创业公司在不断的进入。
11、从产业发展上看,车厂自供与供应商供应并存是较为长期的态势
由于新能源汽车的电驱动力系统与传统燃油车的驱动力系统不论是机械设备结构,还是控制软件方面变化都非常大,属于全新控制技术,整车厂在初期采取自供的方式主要就考虑有:
随着新能源汽车的销量逐渐增长,电驱动力产品发展逐渐成熟,成为“标准产品”后,车厂将有望逐渐转向外部采购,今后车厂自供与供应商供应并存,这将是较为长期的态势:
✓ 消费市场上较多方案可供选择时,成本将成为重要的考量因素,而供应商通过同一产品供给多家车厂,成本均摊,拥有规模与成本优势。
✓ 供应商供应多个客户,更加专业,且对先进控制技术更敏感。随着新控制技术的不断应用,以及产品集成化的提高,主机厂难以如金融行业发展初期一般继续小规模进行研发投入,供应商有望引领金融行业发展。
✓ 智能电动车时代,主机厂的核心竞争力在于智能网联领域,底盘电驱动力系统相对更为“标准化”。
目前在A00车型上已经看到,畅销车型的较低输出功率电驱动力系统基本都为外部采购。
5.4 从2021下半年以来,能够看到第三方独立厂商消费市场份额开始提高
进入2021年下半年以来,能够看到第三方独立厂商消费市场份额开始提高。我们认为车厂对供应商的选择一旦定点,将会是较为长期的合作关系,从2021年的态势上看,今后第三方供应商的消费市场份额将有望逐渐提高。
我们认为在当前处于洗牌期的消费市场竞争情况下,只有具有较强实力,能够有较大出货量的民营企业才能够不断的优化产品、提高控制技术水平、扩小规模而构建更高的竞争壁垒,才能够在今后胜出。
12、过去三年金融行业洗牌,目前金融行业处于底部位置,复苏势头已经显现
随着新能源汽车销量的不断提高,新能源汽车电驱动力部件的出货量也将随之提高。但由于补贴的退坡及金融行业内竞争越来越激烈,整车厂逐渐将成本压力转移到供应商上,尤其是作为三电核心器件之一的电驱动力供应商身上,金融行业从2019年下行。
电驱动力产品较之电芯标准化程度较低,根据不同的车型会有不同输出功率的产品匹配,与电芯可小规模标准化生产有所不同。同时其进入门槛对比电池金融行业相对较低,因此参与厂商较多,所以在金融行业下行期间消费市场竞争更为激烈,未能如电池金融行业走出类似宁德时代、恩捷等能占有较大消费市场份额的公司。
经过近3年的金融行业洗牌,可以看到2021年H1,金融行业内头部公司的收入已经接近2020年全年的收入,并且毛利率也开始改善。我们认为金融行业头部公司已经开始显现,并且当前集成化的产品供应消费市场壁垒更高,今后第三方独立电驱动力系统公司将会迎来高速发展期。
近期公开课
3.28-29 上海 整车电平衡模拟结构设计高级控制技术
3.30-31 上海 2023 EVH第三届全球新能源动力总成年会暨自动驾驶创新峰会
4.01-02 上海 软件定义汽车在混动软件策略开发上的运用
新上线云课程
1、汽车网络安全控制技术
2、Adaptive AUTOSAR Technoligy
3、三电产品检验及质量控制要点
4、新能源汽车THF1匹配解析
公开课
基于功能安全的典型混合动力系统软件架构开发控制技术
增程电动研发流程及核心控制技术
车联网大数据挖掘方法与分析体系结构设计
碳达峰碳中和战略规划高端研修班
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混合动力方案开发和产品结构设计
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电动车四驱控制策略及算法开发
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动力蓄电池回收拆解处置专项控制技术
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智能电动车开发体系与项目管理
软件定义汽车关键控制技术
整车高压系统架构结构设计及安全关键控制技术
智能汽车HMI创新结构设计方法
ISO26262功能安全软硬件结构设计及及测试
智能驾驶系统架构及测试与评价控制技术
基于MATLAB环境搭建满足AUTOSAR标准的模型
车载以太网的开发与结构设计
新能源汽车电驱动力系统与驱动力电气结构设计开发
整车热管理开发结构设计
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人机语音交互控制技术
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本田双电气IMMD混动耦合机构解析
动力电池系统CAE模拟控制技术(1-6)
多传感器信息融合控制技术(1-3)
动力电池模组成组控制技术(1-5)
动力电池热管理模拟分析20讲(第1课)
基于SCDM冲压冷板简化
动力系统构型及驾驶功能控制
混合动力电驱动力系统控制
车载以太网协议架构结构设计(1-5)
如何在MATLAB平台上搭建满足AUTOSAR标准的模型(1-5)
车载充电气开发结构设计(1-3)
48V整体结构设计过程(1-3)
整车EMC测试(上、下)
CNA远程刷新与诊断(1-6)
混动与电动车驱动力结构设计(上)(下)
插电式混动(PHEV)系统架构
纯电动驱动力系统架构
























