1、新能源汽车电机分类及特点分析
电力驱动及控制系统是新能源汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。目前,应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类,其中在乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流(无刷)电机、交流感应(异步)电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。
其他特殊类型的驱动电机包括轮毂电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器(Dmp-EVT),目前市场化应用较少,是否能够大规模推广需要更长时间的车型验证。
驱动电机分类情况
资料来源:智研咨询整理
与直流电机、交流异步电机相比,在相同质量与体积下,永磁同步电机能够提供最大的动力输出与加速度。同时,永磁同步电机还具有干扰弱、结构简单、调速性能好、噪音较少等特点,代表着纯电动汽车驱动电机的发展方向。2019年永磁同步电机装机量为121.20万台,主要应用于乘用车领域。目前,比亚迪、宇通客车、安徽巨一、联合汽车电子等企业所有电机产品均使用永磁同步技术。
各类电机性能对比
项目类别 | 直流电机 | 交流感应电机(交流异步电机) | 永磁同步电机 | 开关磁阻电机 |
功率密度方面 | 较低 | 中 | 高 | 较高 |
过载能力% | 200 | 300-500 | 300 | 300-500 |
峰值效率% | 85-89 | 94-95 | 95-97 | 90 |
负荷效率% | 80-87 | 90-92 | 85-97 | 78-86 |
功率因数% | / | 82-85 | 90-93 | 60-65 |
最高转速(r/min) | 3500-6000 | 12000-20000 | 3500-10000 | >1500 |
可靠性方面 | 一般 | 较好 | 优良 | 较好 |
结构坚固性方面 | 较差 | 较好 | 一般 | 优良 |
重量及外形尺寸 | 大、重 | 中、中 | 小、轻 | 小、轻 |
成本 | 高 | 低 | 高 | 低于感应电机 |
优点 | 因具有较为宽广的恒功率范围,启动性能好,调速性能优良,控制系统简单、技术已经成熟 | 效率高、成本低、结构简单、坚固可靠 | 体积较小、五量轻,转矩大且效率商、功率密度大、能耗小于20% | 结构简单、效率高(>85%)、成本低、可靠性强,调速好 |
缺点 | 效率低、维护困难、转速低、质量重、体积大 | 质量重、体积大、功率密度低 | 易出现退磁现象、成本高 | 运行噪音大、震动大、控制困难 |
资料来源:智研咨询整理
2、新能源汽车电机需求分析
近年来,中央政府及各部委颁布多项电动汽车政策,从行业管理、推广应用、税收优惠、科技创新和基础建设等多维度、多方面进行了电动汽车产业体系立体化建设,对促进电动汽车行业健康有序的发展起到了强有力的推动作用。随着我国新能源汽车产销量的上升,带动我国新能源汽车电机需求上升,2019年我国新能源汽车电机需求为130.45万台。
2015-2019年中国新能源汽车电机需求走势图
资料来源:智研咨询整理
由于直流电动机本身的短板非常突出,在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机,2018年以来我国新能源汽车电机生产商逐步退出该类型业务。
交流异步电机应用于大型高速的电动汽车中。交流异步电机市场需求总体相对较小,近几年呈现出较为明显的萎缩态势,尤其是新能源商用车产销量的放缓,永磁同步电机市场性能提升,对交流异步电机形成了明显的替代作用,2017年交流异步电机需求量达到了历史高点,为18.65万台,2019年下降值了9.35万台,预计未来其需求量仍将呈现出小幅萎缩的态势。目前国内新能源汽车用的交流异步电机的生产企业主要是大洋电机、博世、大陆集团与江特电机等企业。
根据智研咨询发布的《2021-2027年中国新能源汽车电机行业市场供需态势及前景战略分析报告》显示:目前永磁同步电机提升新能源汽车动力性能已成主流。与直流电机、交流异步电机相比,在相同质量与体积下,永磁同步电机能够提供最大的动力输出与加速度。同时,永磁同步电机还具有干扰弱、结构简单、调速性能好、噪音较少等特点,代表着纯电动汽车驱动电机的发展方向。2019年永磁同步电机需求量为121.10万台,占比为92.8%。
2015-2019年中国新能源汽车电机细分产品需求量情况
资料来源:智研咨询整理
3、中国驱动电机市场竞争结构
主流永磁同步电机技术壁垒较高,市场集中度也相对较高。
行业内企业仍以整车企业为主,该类企业多具有丰富的传统整车或零部件研发设计生产经验,具有雄厚的经济实力和人才储备。由于电机跟整车开发设计关系密切,在整车开发初期就要同步进行配合,这类企业具有先天的开发优势。代表企业有比亚迪、万向集团、上汽集团、北汽新能源、华域汽车、奇瑞新能源、长安汽车、一汽集团、东风集团、玉柴集团、中国中车等。
其次为具有其它领域电机生产经验的企业:如大洋电机、长鹰信质、方正电机、江特电机、卧龙电驱、英搏尔等。这类企业多具有多年传统电机研发设计生产经验,具有较雄厚的经济实力和研发储备。该类企业一般选择与高校、 科研院所合作,同时绑定整车企业共同推进汽车用电机驱动系统的产业化,其在电机本体的批量化生产方面具有独特优势。
第三类为专门针对电动车成立的电机企业,如北京精进电动、上海电驱动、蔚然动力等。该类企业多为归国人员或科研院所学术带头人创办,成立时间较晚,经济实力相对薄弱、融资渠道较为单一,但其具有整体设计研发上的优势,技术人才储备较为充足。
中国新能源汽车永磁同步电机主要生产企业
序号 | 企业名称 |
1 | 比亚迪 |
2 | 北汽新能源 |
3 | 精进电动 |
4 | 方正电机 |
5 | 华城汽车 |
6 | 大洋电机 |
7 | 精进电动 |
8 | 日本电产 |
9 | 西门子 |
10 | 日立 |
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2016-2019年中国驱动电机市场企业结构
资料来源:GGII、NE时代、智研咨询整理
2018年底开始,外资及合资零部件企业就开始凭借强大技术积累、产品性能、安全口碑抢占新能源汽车电机电控市场,如电产与广汽合作,配套广汽Aion S、Aion LX,采埃孚与卧龙电驱合作,配套奔驰EQC。
2019年以来外资企业频繁入局国内电机电控市场
时间 | 外资企业 | 合作内资企业 | 业务范围 | 配套 | 备注 |
2019年11月 | 采埃孚 | 卧龙电机 | 电机 | 北京奔驰 | / |
2019年8月 | 电产 | 广汽零部件 | 电机 | 广汽、吉利 | 产能2024年达40万台 |
2018年12月 | 晓晟电机 | CAAS中汽 | 电机 | / | 武汉建厂,年产450万件 |
2017年10月 | 麦格纳 | 华域汽车 | 电驱动系统 | 大众MEB | 预计2020投产 |
2019年三季度 | 大陆 | / | 电驱动系统 | 北京现代、东风、东风雷诺 | 天津工厂2019Q3起量产 |
2020年9月 | 大众 | / | 电机 | 大众MEB | 2020年9月投产,年产能33万台 |
资料来源:智研咨询整理
2024-2030年中国新能源汽车电机行业市场供需态势及发展前景研判报告
《2024-2030年中国新能源汽车电机行业市场供需态势及发展前景研判报告 》共十三章,包含投资风险提示及投资建议,投资潜力分析,新能源汽车电机未来发展方向等内容。
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