我國新能源汽車產(chǎn)銷大爆發(fā),帶動了電驅(qū)動市場快速增長。浙江大學(xué)能源工程學(xué)院動力機械及車輛工程研究所副所長朱紹鵬告訴記者,2022年我國新能源汽車銷量688.7萬輛,按今后我國一年銷售1000萬臺新能源汽車的市場規(guī)模計算,電驅(qū)動將是一個千億級市場。
高功率密度是發(fā)展方向
電動汽車的續(xù)駛里程不僅與動力電池的能量密度相關(guān),也與電驅(qū)動的功率密度相關(guān)。為了增加續(xù)駛里程,各大企業(yè)都在朝著提高電池能量密度的方向努力,三元鋰電池的NCM523/622/811等都是如此,磷酸鐵鋰的能量密度接近天花板,比亞迪研發(fā)刀片電池朝著提高體積利用率的方向發(fā)展。朱紹鵬告訴記者,如果不提高電驅(qū)動的功率密度,將會拖后腿,電驅(qū)動技術(shù)朝著高集成、高電壓、高效率、高功率密度、高性價比的方向發(fā)展。
電驅(qū)動是一個大概念,從系統(tǒng)組成、動力組合、整車驅(qū)動方式等多角度來細(xì)分。電驅(qū)動系統(tǒng)組成包括電機本體、電機控制器、傳動機構(gòu)等。從動力組合看,分為純電驅(qū)動、插電式混合驅(qū)動等。從整車驅(qū)動方式看,主要分為集中式電驅(qū)動和分布式電驅(qū)動。從驅(qū)動功能看,又分為主驅(qū)和輔驅(qū)兩種。
安信證券的研究報告認(rèn)為,電機技術(shù)迭代的主要路徑是采用扁線定子設(shè)計,扁線電機通過增加槽滿率,可增加電機效率、功率密度、散熱能力和改善NVH性能,同時生產(chǎn)自動化程度更高,優(yōu)勢顯著。
電控技術(shù)迭代的主要路徑是采用碳化硅功率器件,整車電壓平臺從400V升到800V,對功率器件的耐壓性提出更高要求,碳化硅功率器件兼具耐高壓、小型化、傳熱性強、低損耗等特點,有望成為未來的主要技術(shù)路徑。
電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)迭代的主要路徑是更深層次的集成,從電機、電控、減速器的動力總成,到動力總成、電源總成組成的六合一總成,再進(jìn)一步集成BMS、VCU組成八合一總成,電驅(qū)動系統(tǒng)功率密度和效率得到提升,契合新能源汽車中高端車型對電驅(qū)動系統(tǒng)提出的更高要求。
千億級市場商機
隨著電動汽車時代來臨,電驅(qū)動的重要性越來越突出。
當(dāng)前,國內(nèi)汽車企業(yè)不再局限于中低端產(chǎn)品,正在加速轉(zhuǎn)型升級,20萬元以上中高端車型陸續(xù)投產(chǎn),豐富了消費者的購買選擇。安信證券的報告認(rèn)為,20萬元以上中高端新車型的產(chǎn)品周期逐步開啟,驅(qū)動供應(yīng)鏈加速放量和高端化。預(yù)計2025年國內(nèi)新能源汽車銷量可達(dá)1262萬輛左右,其中純電銷量1055萬輛,插混銷量207萬輛。此外,隨著搭載新一代混動技術(shù)車型產(chǎn)品力的提升,預(yù)計混動車型銷量可達(dá)323萬輛。根據(jù)不同級別車型驅(qū)動總成價值量的情況,預(yù)計2025年國內(nèi)電驅(qū)動市場規(guī)模超過1100億元。
舍弗勒是生產(chǎn)電驅(qū)動系統(tǒng)的知名企業(yè),舍弗勒的相關(guān)人士告訴記者,根據(jù)舍弗勒預(yù)測,從全球范圍看,采用不同動力總成系統(tǒng)的新車,2030年將呈現(xiàn)4∶4∶2的比例,即40%為純電動汽車,40%為混合動力汽車,20%采用高效內(nèi)燃機。但是中國電氣化發(fā)展速度更快,預(yù)計到2030年這個比例將為46%、45%、9%,屆時中國新能源汽車占比將達(dá)到91%。
千億級市場必然吸引眾多參與者,正如新能源汽車發(fā)展初期,我國有230多家動力電池生產(chǎn)企業(yè),魚龍混雜現(xiàn)象嚴(yán)重。電驅(qū)動發(fā)展也經(jīng)歷了同樣階段,市場將淘汰技術(shù)進(jìn)步慢的企業(yè)。
朱紹鵬告訴記者,一套電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性,可以從幾方面進(jìn)行判斷,效率、功率密度、NVH、可靠性等方面,這些會影響到新能源汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等性能。
稀土材料發(fā)揮重要作用
前段時間特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克曾表示,特斯拉下一代動力單元很明確,零稀土需求,減少75%碳化硅使用,減少50%的工廠面積,做到成本降低1000美元。稀土的重要性在電驅(qū)動系統(tǒng)中下降了嗎?
朱紹鵬告訴記者,目前新能源汽車驅(qū)動電機約90%采用了稀土永磁電機,稀土永磁材料可以為驅(qū)動電機提供更高效率、更高功率密度和更好平穩(wěn)性,具有高性價比。當(dāng)下稀土永磁材料對高端電驅(qū)動系統(tǒng)不可或缺。
安信證券的報告認(rèn)為,永磁同步電機有三大優(yōu)勢,一是相同重量和體積下,永磁同步電機能輸出更高的功率和扭矩;二是調(diào)速范圍大,調(diào)整電流與頻率可在很大范圍內(nèi)調(diào)整電機的功率和轉(zhuǎn)速;三是采用永磁體激磁,省去了激磁線圈工作時消耗的電能,提高了效率,延長續(xù)駛里程。
隨著中高端車型不斷增多,雙驅(qū)動電機的車輛越來越多,純電動車型中的雙驅(qū)動電機版本,配套一臺異步電機和一臺永磁同步電機的車型較多,永磁電機仍然是主驅(qū)動電機,異步電機承擔(dān)著輔助驅(qū)動的作用。
國內(nèi)企業(yè)占據(jù)電驅(qū)動市場近80%份額
2022年,新能源汽車的滲透率已達(dá)25.6%,進(jìn)入了快速增長階段,電驅(qū)動系統(tǒng)也不再一盤散沙,行業(yè)集中度進(jìn)一步提升,國內(nèi)外技術(shù)水平的差距縮小,供應(yīng)鏈全球化趨勢非常明顯。
朱紹鵬認(rèn)為,整體來看國內(nèi)新能源汽車電驅(qū)動技術(shù)基本達(dá)到了世界先進(jìn)水平,國內(nèi)外差距越來越小,某些方面還略微領(lǐng)先國外,這得益于中國開發(fā)周期短,產(chǎn)品投放市場比國外快。另外,國內(nèi)在SiC芯片等關(guān)鍵零部件開發(fā)、高性能磁性材料研制、功能安全設(shè)計等方面還可以進(jìn)一步提升。
據(jù)公開資料顯示,方正電機為蔚來、小鵬、長城、上汽等提供配套服務(wù),精進(jìn)電動為上汽、吉利、一汽、東風(fēng)、廣汽、北汽、長安、小鵬等配套。舍弗勒的相關(guān)人士告訴記者,舍弗勒的電驅(qū)動系統(tǒng)已配裝于雷神動力DHT Pro上,在吉利、領(lǐng)克多款混合動力上得到應(yīng)用。
安信證券的報告提到,從市場集中度來看,2021年電機電控銷量前10的企業(yè)占據(jù)約75%左右的市場份額,銷量前三的企業(yè)約占40%左右的市場份額,行業(yè)集中度較高。銷量前10的企業(yè)中有3家為整車企業(yè),其中比亞迪市場份額約占18%,排名第一;特斯拉市場份額約12%,排名第二;蔚來市場份額約6%。3家企業(yè)市場份額合計約35%。從內(nèi)資外資來看,銷量前10的企業(yè)中只有3家外資企業(yè)及中外合資企業(yè),分別是特斯拉、日電產(chǎn)和聯(lián)電,三者合計份額約22%;其余7家均為內(nèi)資企業(yè),合計份額約占53%。國內(nèi)企業(yè)占據(jù)電驅(qū)動市場接近80%。
電機技術(shù)已有百年歷史,但電驅(qū)動技術(shù)發(fā)展很快,朱紹鵬告訴記者,電驅(qū)動技術(shù)將朝著高集成、高電壓、高效率、高功率密度、高性價比的方向發(fā)展。通過多合一形式實現(xiàn)電驅(qū)零部件高度集成,通過800V高壓、油冷技術(shù)、扁線繞組、SiC控制器等實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)高效率、高功率密度。
原標(biāo)題:決戰(zhàn)電驅(qū)動!