摘錄自 2017/3/17 每日頭條
新財富APP（www.ikuyu.cn），溝通資本與分析師的橋樑，提供有深度的見解
作者 東方證券 華先 彭海濤
新能源汽車的「心臟」—驅動電機系統
驅動電機系統是新能源汽車的「心臟」：新能源汽車的整個驅動系統包括驅動電機系統與其機械傳動機構兩個部分，而驅動電機系統、電池系統以及電控系統一起並稱為新能源汽車的三大核心，其中驅動電機系統和電池系統組成電動汽車的動力總成，驅動電機系統作為整車的動力輸出單元其決定了電動車的動力性能，故被稱為電動汽車的「心臟」，其重要性凸顯無疑。
...
高性能驅動電機系統是突破新能源汽車技術的關鍵：驅動電機系統主要由電動機、功率轉換器、控制器以及各種檢測傳感器等部分構成，簡單來講，驅動電機系統主要由驅動電機和電機控制器兩部分構成，二者成本之比約為1:1。對其技術要求包括：①高轉矩：低速運行時應具有大轉矩，以滿足快速啟動、加速、爬坡等要求；在高速運行時應具有高轉速、調速範圍寬的特性，以滿足汽車在平坦路面高速行駛、超車等要求；②高效率：在整個轉矩/轉速運行範圍內，電動汽車頻繁啟停，工作區域寬，因此要求驅動系統有儘可能寬的高效工作區，以謀求電池一次充電後的續駛里程儘可能長；③響應快:轉矩控制靈活且響應快，可適應路面變化及頻繁啟動和剎車；④電機及控制器結構堅固，抗顛簸振動，體積小，重量輕，有一定過載能力，再生制動時能量回饋效率高，性能穩定，在不同工況下能穩定可靠地工作。
...
電機：永磁同步電機是目前市場主流
新能源汽車的驅動電機包括三大類：新能源汽車用驅動電機發展至今，伴隨著電機設計、製造技術的進步，逐步演化出現三大驅動電機：三相交流異步感應電機、永磁同步電機、開關磁阻電機，其中永磁同步電機是目前新能源汽車廣泛採用的驅動電機，輪轂電機或是未來的發展方向。
...
三相交流異步感應電機，成本低但控制較複雜：交流感應電機具備結構簡單、效率高、可靠性高、轉矩脈動小、噪聲小、轉速高、易維護的優勢；但其劣勢在於功率密度低，運行時必須從電網吸收無功電流來建立磁場，同時控制複雜，易受電機參數及負載變化的影響，並且調速性能差，調速範圍窄。在主流車企中，美國的特斯拉略顯特立獨行，旗下車型普遍採用交流異步感應電機，主要原因在於①與特斯拉最初的技術路徑選擇有關，交流感應電機價格低廉，而偏大的體積對美式車並無太大影響；②美國高速路網發達，交流電機的高速區間效率性能更佳。
永磁同步電機，體積小質量輕但造價較高：永磁同步電動具備功率因數大效率高、結構簡單、使用壽命較長、響應速度快、輸出轉矩大等優勢，極限轉速和制動性能優於其他類型電機，同時採用電子功率器件作為換向裝置，驅動靈活、形狀和尺寸靈活多樣，以及體積小、質量輕的優勢；但其劣勢在於磁鋼價格帶來的電機造價較高，以及在高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會下降或發生退磁現象，將降低永磁電動機的性能，嚴重時還會損壞電動機。
從全球新能源汽車電機技術路線來看，為了滿足電動汽車對電機小型化要求，對功率密度以及轉矩密度提出了較高要求，因此永磁同步電機成為眾多車企的選擇。目前，包括中國、日本在內的其他國家新能源汽車電機廣泛使用的仍是永磁同步電機，永磁同步電機再反覆啟停、加減速時能夠保持較高的效率，適合國情路況是主要因素，此外，由於我國稀土儲量豐富，而日本稀土永磁產業配套基礎堅實也是重要因素。
開關磁阻電機，結構簡單效率高但噪聲大：它的結構比其它任何一種電動機都要簡單，在電動機的轉子上沒有滑環、繞組和永磁體等，維護修理容易，同時還具有在較寬轉速和轉矩範圍內高效運行、控制靈活、可四象運行、響應速度快、成本較低等優點。其劣勢在於噪聲較大，相對永磁同步電機而言，功率密度和效率偏低。
...
永磁同步電機是目前市場主流：縱觀世界範圍內新能源汽車電機的發展，永磁同步電機以無可比擬的轉矩密度、效率及調速範圍寬等優勢，在絕大多數汽車中得到了很好的應用。交流異步感應電機由於其龐大的體積，在應用場合上受到較大限制；開關磁阻電機雖然擁有較高的性價比與可靠性，但其固有的轉矩脈動大、噪聲大的缺點使得其在乘用車等非常重視舒適度的車輛上幾乎無法使用。
...
永磁同步電機占據國內市場優勢：2017年1月23日，工信部發布《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》（第1批），包括物流車36款、乘用車73款、客車76款，共計185款車型，其中共有150款車型搭載了永磁同步電機，占比81%；搭載交流異步電機的車型有33款車型，占比18%，永磁同步電機占據絕對市場優勢。
...
輪轂電機有望成為未來發展趨勢：新能源汽車動力系統的發展可以分為三個階段，第一代是中央電機集中驅動技術，第二代是輪邊電機技術，第三代是輪轂電機技術。與前兩代技術相比，輪轂電機技術具有更加高效、節能、輕量化、小型化等諸多優點，能有效解決新能源汽車成本、能耗等問題，可以認為輪轂電機是純電動汽車的終極解決方案，其使得汽車由中央式驅動改為分布式驅動，省掉變速器、傳動軸、差速器等傳動部件，將動力、傳動和制動裝置整合到輪轂內，實現了新能源汽車發動機、變速機的一體化，從機械驅動轉為電驅動。
...
電機控制器：電動車動力系統的控制中心
新能源汽車電機控制器是動力系統的控制中心：電機控制器作為控制電動汽車驅動電機的設備，負責接收整車控制器和制動踏板、油門踏板、換擋機構等傳送的控制信息，通過控制驅動電機的電壓和電流對驅動電機轉速、轉矩、轉向進行控制，並可同時對動力電池的輸出進行相應控制。另外，也泛指對電動汽車的助力轉向泵電機、打氣泵電機、空調電機、BSG電機、ISG電機等輔助電機進行控制的裝置。
...
電機控制器的硬體與軟體部分：電機控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元，主要包含硬體部分的IGBT功率半導體模塊及其關聯電路等，以及軟體部分的電機控制算法及邏輯保護等。一般來講，電機控制器主要包括：①電子控制模塊(ElectronicController)，包括硬體電路和相應的控制軟體，硬體電路主要包括微處理器機器最小系統、對電機電流、電壓、轉速、溫度等狀態的檢測電路、各種硬體保護電路、以及與整車控制器、電池管理系統等外部控制單元數據交互的通信電路，控制軟體需根據不同類型電機的特點實現相應的控制算法；②驅動器(Driver)，將微控制器對電機的控制信號轉換為驅動功率變化器的驅動信號，並實現功率信號和控制信號的隔離；③功率變換模塊(PowerConverter)，對電機電流進行控制，電動汽車經常使用的功率器件有大功率電晶體、絕緣柵雙極電晶體以及智能功率模塊等。
...
矢量與直接轉矩控制技術成為電機控制系統主流：根據匹配電機的不同，電機控制系統需要開發不同的技術平台。早期的直流電機一般採用脈寬調製斬波控制的方式進行控制，控制手段相對單一，應用存在局限；隨著交流感應電機和永磁同步電機的大量使用，電控系統的複雜程度迅速上升，矢量控制技術與直接轉矩控制技術成為電控產品的技術主流。
...
國產化與集成化是未來發展趨勢
電機控制器關鍵原件仍需進口：我國驅動電機已基本達到國產化，但控制器在功率密度、體積密度、晶片集成設計、熱設計等方面與國外差距較大，以IGBT模塊為例，作為新能源汽車電控系統和直流充電樁的核心器件，成本占到新能源整車成本的10%，占到充電樁成本的20%，中國作為世界上最大的功率半導體市場，占世界市場份額50%以上，但中高端MOSFET及IGBT功率半導體主流器件，基本被歐美與日本等國外廠商壟斷，國產化提升空間較大。
...
驅動電機系統集成包括機電集成與電力電子類集成兩類：驅動電機系統的發展，越來越朝著低成本、輕量化、小型化、高效率、集成化方向發展。而驅動電機系統的集成化為小型輕量化、低成本與高效率的最快實現成為可能，通常驅動系統集成化包括機電集成與電力電子集成。①機電集成：主要包括電機與發動機總成，或電機與變速箱的集成，其特點是通過高效、高速電機與高效傳動的集成，從而以提升驅動系統效率、功率密度，以降低成本；②電力電子集成：主要基於IGBT器件、電容、高效散熱技術的高功率密度電力電子集成技術，以實現車載電力電子系統的功率密度倍增，降低成本。
集成化是降低驅動電機成本的必經之路：驅動電機原材料成本占比較高，主要包括鐵芯疊片、驅動軸體等鋼材，釹鐵硼等稀土永磁材料，鎂鋁合金以及銅材等基本金屬；在永磁同步電機中，永磁體材料占整個永磁同步電機成本的45%；在交流感應電機中，鐵芯疊片的成本占其成本更是接近60%，原材料價格的變化顯著決定了驅動電機的製造成本。驅動電機廠商唯有不斷降低單體電機的金屬用量，並提高電機功率密度，實現包括電機與發動機總成，或電機與變速箱的集成，從而有效應對上游原材料價格的波動。
...
產業發展入正軌，第三方受益行業高增長
核查騙補落地，新能源汽車迎來真正「上坡」之日
財政部核查騙補落地，重振新能源汽車產業發展勢頭：據中汽協數據統計，2016年我國新能源汽車生產51.7萬輛，銷售50.7萬輛，比上年同期分別增長51.7%和53%，低於年初中汽協預計70萬輛銷售目標，主要原因在於國家政府相關部分對2015年「騙補」現象的嚴厲核查。
2016年9月8日，財政部新聞辦公室發布《關於地方預決算公開和新能源汽車推廣應用補助資金專項檢查的通報》，通報蘇州吉姆西、蘇州金龍、深圳五洲龍、貴州奇瑞萬達、河南少林等企業存在違反相關法律法規涉嫌騙取財政補貼，處理結果包括追回2015年度預撥的全部中央財政補助資金，並依據《財政違法行為處罰處分條例》有關規定按問題金額50%處以罰款，取消中央財政補貼資格，並對惡意騙補情節最嚴重的蘇州吉姆西由工信部取消其整車生產資質。此次新能源車查騙補結果落地，標誌我國嚴厲整治新能源車產業階段性成果兌現，重振行業健康可持續發展勢頭。
...
我國新能源汽車保有量超百萬輛，位居世界第一：截至2016年底，我國新能源汽車保有量已超過100萬輛，位居世界首位；2015年11月國家發改委等聯合印發《電動汽車充電基礎設施發展指南（2015-2020年）》，以及2016年12月國務院發布的《十三五國家戰略性新興產業發展規劃》均提出，到2020年，實現新能源汽車當年產銷200萬輛以上，累計產銷超過500萬輛，「十三五」期間年均複合增速有望超過50%，保持高速增長態勢。
...
2017年國家補貼政策退坡20%：2016年12月30日，財政部、科技部、工信部和發改委發布《關於調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，提出2017-2020年除燃料電池汽車外其他車型補貼標準適當退坡，2017-2018年補貼標準在2016年基礎上下降20%，2019-2020年補貼標準在2016年基礎上下降40%，同時從整車能耗、續駛里程、電池性能、安全要求等方面提高財政補貼准入門檻。此次國家補貼下調，加之要求地方補貼不得高於中央補貼的50%，加大整車企業降本壓力，未來或不斷將壓縮成本空間向上游電池、電機電控及原材料領域傳導，以促進新能源汽車產業鏈健康可持續發展。
...
碳配額與積分政策雙發力，產業迎來真正「上坡」之日：2016年8月，國家發改委下發《新能源汽車碳配額管理辦法》意見稿，明確規定企業根據應承擔的新能源汽車比例要求上繳新能源汽車碳配額總量，既可以通過生產和銷售達到碳配額總量要求，也可通過碳排放權交易市場向有多餘碳配額的企業購買；9月，工信部下發《企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理暫行辦法》意見稿，對乘用車企業同時提出了平均燃料消耗量達標與新能源汽車生產比例達標兩個考核指標要求，設立了平均燃料消耗量積分和新能源汽車積分兩種積分制度。
碳配額與雙積分制度的提出，旨在財政補貼退出後以更加長遠健康的方式保障新能源乘用車發展空間。國家通過「蘿蔔（財政補貼）+大棒（碳配額、雙積分制管理）」的方式，以建立長效發展機制，隨著新能源汽車補貼政策的不斷退坡，可通過行業自身碳配額交易等方式形成獎勵、懲罰機制，以促進行業有序發展。
...
2016-2020年驅動電機系統市場總計達千億
2016-2020年國內市場規模總計達千億：《電動汽車充電基礎設施發展指南（2015-2020年）》以及《十三五國家戰略性新興產業發展規劃》提出的到2020年，實現新能源汽車當年產銷200萬輛以上，累計產銷超過500萬輛目標來看，未來新能源車整體市場有望實現複合增速高達50%；以目前新能源乘用車、專用車以及客車每台2萬元、3萬元、4萬元的驅動電機系統價格測算，預計「十三五」期間五年內市場規模總計達千億元。
...
...
整車企業自供占主流，第三方受益高增長
整車企業自供電機電控是目前市場主流：由於目前我國生產新能源汽車仍以傳統車企為主，其資金實力與技術實力較強，整車自供驅動電機系統的比例已超50%。根據中機中心數據，我國新能源汽車電機供應商共有128家（車企36家，電機企業92家），其中大部分車企具備驅動電機系統生產或集成能力，能夠為旗下新能源車型配置驅動電機系統產品，其約占總裝機量的55%。
...
...
第三方驅動電機系統供應商有望受益行業高增長：如上海電驅動、上海大郡、方正電機等具備驅動電機及系統生產能力的第三方供應商，是目前我國新能源汽車電機及其控制器市場的另一批參與方。
2015年6月2號，國家發展改革委、工信部制定下發《新建純電動乘用車企業管理規定》嚴格把控新能源車生產資質的審核，截至目前我國已有11家企業獲得新能源汽車生產資質，其中不乏汽車經驗不足企業，這為第三方驅動電機系統企業提供了發展契機，考慮「十三五」期間我國新能源汽車市場複合增速有望達到50%，驅動電機系統行業發展空間累計規模將超過1000億元，未來第三方驅動電機系統企業獲取新增訂單、或與整車企業間成立合資公司等多種發展機遇，對於目前尚處激烈競爭、爭奪行業地位的第三方驅動電機系統提供商而言市場前景明朗，具備核心技術、成熟驅動電機系統產品經驗優勢的企業將顯著受益。
...
...
...
建議關註：驅動電機系統布局領先企業
大洋電機：
收購上海電驅動實現強強聯合
專注微特電機產品20年：公司自設立以來，一直從事微特電機的研發、生產及銷售，經過20多年的經營，銷售的「大洋電機」系列微特電機，已成為國內外知名品牌，主要產品包括風機負載類電機和其他類電機兩大種類1,000多個品種（如空調負載類電機、洗衣機/乾衣機電機、水泵、健身器材電機、車庫門電機等），目前已擁有年產5000萬台套家電及家具電器電機生產能力，公司在品牌和技術上均具有領先優勢。
躋身車輛旋轉電器行業第一梯隊：2011年收購蕪湖傑諾瑞，正式涉足車輛旋轉電器業務，並於2014-2015年先後收購北京佩特來77.77%股權、美國佩特來100%股權，獲得了百年國際品牌「佩特來」的永久免費使用權（「佩特來」作為車輛起動機與發電機領域的一線品牌，與德國博世、美國雷米、日本電裝、法國法雷奧在國際市場上齊名），公司憑藉佩特來及傑諾瑞在業內的良好業績及口碑，在車輛旋轉電器行業處於行業的第一梯隊，目前具備500萬台車輛旋轉電器的生產能力，主要生產傳統汽車起動機、發電機等。
收購上海電驅動，強強聯合：大洋電機發揮自身在電機製造領域的核心技術優勢，在我國倡導新能源汽車發展的初期即已逐步切入新能源汽車驅動系統應用領域，公司已設立中山技術中心、北京技術中心、底特律研發中心，並建立中山工廠、北京永豐工廠、北汽大洋電機工廠（與北汽合作）作為新能源車輛動力總成系統主要生產基地，已廣泛與中國多家知名整裝汽車企業及工程機械廠家建立了戰略合作夥伴關係。公司於2015年啟動收購上海電驅動100%股權項目，並於2016年1月4日完成資產交割，成功將國內新能源汽車動力總成系統龍頭企業攬入旗下，合計近30萬台套新能源車動力總成系統生產能力將成為國內規模最大的公司。
正海磁材：
「高性能釹鐵硼+驅動電機系統」雙發展
高性能釹鐵硼永磁材料+新能源汽車電機驅動系統：2015年，正海磁材完成了對上海大郡81.53%股權的收購，實現了在新能源汽車產業核心環節——電機驅動系統的業務布局，由此開啟了「高性能釹鐵硼永磁材料+新能源汽車電機驅動系統」的雙主營業務的跨界式發展模式。
國內高性能釹鐵硼永磁材料龍頭企業：公司高性能釹鐵硼永磁材料產品主要應用於新能源和節能環保等高端應用市場，如風力發電、節能電梯、變頻空調、EPS和新能源汽車等。公司目前是金風科技等風力發電機龍頭企業、三菱電梯等節能電梯龍頭企業、格力和美的等變頻空調龍頭企業以及美國通用、德國大眾等新能源汽車領先企業的高性能釹鐵硼永磁材料主要供應商，公司在高性能釹鐵硼磁性材料高端應用市場領域占據了主導地位。
收購新能源汽車電機驅動系統領先企業—上海大郡：上海大郡核心團隊成員自1992年開始就已在美國福特汽車公司專業從事新能源汽車電機驅動系統的研發工作；目前上海大郡已研發出一整套具有自主智慧財產權的永磁磁阻同步電機及其控制系統技術，並相繼成功實現了汽車集成起動發電機系統、增程器系統、純電動驅動系統和雙電機驅動系統等多個系列產品的產業化，在乘用車領域，上海大郡已成為上汽、東風、長安、北汽、廣汽等客戶的產品開發及批量供應商；在商用車領域，上海大郡已成為金龍、申沃、五洲龍、中通、銀隆等客戶的批量供應商。
...
風險提示
新能源汽車銷量不達預期：2016年受核查騙補事件的影響，全年新能源汽車產銷略低預期，隨著查騙補落幕，以及新國家補貼政策的推出，新能源汽車市場有望回暖，但市場規模的最終發展情況受新能源汽車產品競爭力的直接影響，由於新能源汽車市場在我國發展仍處起步期，產品競爭力有待進一步提高以贏得更多消費者的青睞，故存在新能源汽車產銷不達預期的可能。
驅動電機系統成本下降不達預期：受補貼政策退坡影響，新能源汽車產業鏈整體成本需持續下降，若驅動電機系統產品國產化與集成化進程不達預期，新能源汽車補貼的下降或將致使驅動電機系統產品供應商盈利能力的下降，需持續關注。
原材料價格波動風險：由於驅動電機成本構成中原材料占比較高，包括鐵芯疊片等鋼材、釹鐵硼等稀土永磁材料、鎂鋁合金及銅材等基本金屬，原材料價格的波動將顯著影響驅動電機的製造成本。
(完)
股市有風險，投資需謹慎。本文僅供受眾參考，不代表任何投資建議，任何參考本文所作的投資決策皆為受眾自行獨立作出，造成的經濟、財務或其他風險均由受眾自擔。
新財富酷魚APP，深度投研，大咖講座，盡在新財富。
沒有留言:
張貼留言