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巨头先行 数百亿级新能源汽车电机市场待开拓

2021/1/14 18:46:32   电源在线网
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  新能源汽车驱动电机是工业电机的一种,与工业用电机的原理与结构一致,区别在于应用场景和性能参数。但由于新能源汽车在功率、转矩、体积、质量、散热等方面对驱动电机有更高的要求,因此,相比工业电机,新能源汽车驱动电机必须具备更优良的性能,如:小体积以适应车辆有限的内部空间,工作温度范围宽(-40~1050C),适应不稳定的工作环境,高可靠性以保证车辆和乘员的安全,高功率密度以提供良好的加速性能等。这也是驱动电机种类相对较少,功率覆盖也相对较窄,产品相对集中的主要原因。

  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,其中在目前乘用车、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/轮边电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器(Dmp-EVT)等产品市场化应用较少。

 

  由于我国稀土资源丰富,因此电动乘用车多采用功率性能高、体积较小的永磁同步电机。根据中国汽车工业协会统计数据,2016年上半年,我国纯电动汽车产销量分别达到13.4万辆、12.6万辆,同比分别增长160.8%、161.6%。上半年生产纯电动乘用车约70000辆,其中永磁同步电机的装机占比约为65.7%,比2015年同期增长21.25个百分点,比2015年全年增长了19.99个百分点。同期,国产新能源乘用车用交流异步电机的市场分额在逐渐减小,从2015年上半年的35.1%下滑至2016年上半年年的32.9%;而混合励磁同步电机的占比则从0.03%上升至1.10%。

  

  数据显示,2019年9月左右,新能源汽车驱动电机的主流是永磁同步电机,占装机量的90%以上;交流异步电机在特斯拉等车型中仍在应用,其具备转速高、可靠性好等优势,适合运动型乘用车;开关磁阻电机尽管在多项性能指标上有优势,但是由于其结构导致的转矩脉动会导致电机的噪音和振动较大,仅在少量工程车辆中有应用。

  

  国产驱动电机技术差距

  2018年前后我国驱动电机取得较大进展,并已自主开发出满足各类新能源汽车需求的产品,部分主要性能指标已达到相同功率等级的国际先进水平。但是相关产品在峰值转速、功率密度及效率方面与国外仍存在一定差距。

 

  国内外驱动电机企业的永磁同步电机参数比较

  例如峰值转速是驱动电机的重要指标,也是当时国内驱动电机较之国外电机差距最为明显的指标。国内绝大部分永磁同步电机的峰值转速在10000rpm以下,而国外基本在10000 rpm以上。

  虽然国内电机在功率方面基本能够达到国际水平,但是在同功率条件下存在重量劣势,因此功率密度较之国际水平存在较大差距。在当时,国内的永磁同步电机功率密度多处于1~2 kw/kg区间内,与2020年3.5 kw/kg的目标值存在较大差距。

  在电机效率方面,国内电机的最高效率均达到94%~96%,已达到西门子、Remy等企业的水平。但是在高效区面积方面,如系统效率大于80%的区域占比方面尚存在一定差距。我国电机的高效区面积占比集中在70%~75%,而国外电机基本达80%。

  此外,电机的冷却方式已经从自然冷却逐步发展为水冷,此前国内电机企业采用水冷为主,国外先进的电机企业已发展到油冷电机。不过,当时如精进等国内部分电机企业也研发出了油冷电机,使电机的冷却效率得到进一步提升。

  此后,随着国产厂商的不断探索和技术研发,总体来说国内驱动电机产品与海外品牌处于同等水平,并且国内在电机生产成本上具备一定的优势,但是海外公司由于技术积累较深,在扁线电机等特殊产品中具备一定的技术和专利优势。同时,国产品牌电机控制器在功率密度上和海外标杆产品仍有一定的差距,此外在与驱动电机匹配过程中对电机高效区间的扩大、噪声与振动的抑制等方面,国产品牌依然还有较大提升空间。

  根据国家十三五新能源汽车重点研发计划的规划,到2020年驱动电机的峰值功率密度应达到4.0kW/kg,基于IGBT的电机控制器应达到17kW/L。对于功率密度和效率的提升仍是电机电控未来发展的主流趋势。

  卧龙电气:国产驱动电机巨头

  卧龙电气全称为卧龙电气驱动集团股份有限公司,其前身是成立于1995年的浙江卧龙集团电机工业有限公司,最早可追溯至1984年创建的上虞县多速微型电机厂。2002年6月在上海证券交易所挂牌上市后(公司证券简称于2019年3月11日起变更为“卧龙电驱”),公司不断扩张,先后组建了银川变压器厂、北京变压器厂、浙江变压器厂和东源变压器厂四大变压器厂,进入变压器领域;然后又通过并购绍兴灯塔等构成电源业务,通过并购奥地利ATB、章丘海尔电机以及南阳防爆等强化了电机领域实力。后续发展中,为集中精力发展主业,公司剥离银川卧龙、卧龙变压器、北京华泰变压器、烟台变压器,强化电机主业地位。

  通过资本等多种方式,卧龙电气建立了完备的全球性营销网络系统和生产基地,并在全球范围内拥有39个制造工厂及3所研发中心,并拥有卧龙、南阳防爆、Brook Crompton等品牌,获得了GE 10年的品牌使用权。

  

  目前,卧龙电气产品涵盖各类微特电机及控制、低压电机及控制、高压电机及控制及电源电池等40大系列3000多个品种。电机及控制装置作为卧龙电气的核心主业,在其业绩占比逐步提升:2015年占营收比重约69.7%,2018年占比提升至86.9%。在高压、低压、微特电机三大系列电机及控制装置产品中,低压电机及驱动占总营收比重的39.0%,为最大业务。

  卧龙电气从2011年开始发展新能源汽车驱动电机业务,在2015年与上海大郡合资成立浙江卧龙大郡新动力电机有限公司,采取大郡提供电控、卧龙提供电机的方式进行合作。由于上海大郡在能源汽车领域深耕多年,积累了北汽、吉利、金龙等众多客户,公司借助大郡的客户资源,成功进入北汽供应链,成为北汽畅销车型EC系列的主要电机供应商。凭借在电机行业多年积累的技术经验和规模化生产带来的成本优势,卧龙电气还在新能源汽车行业拓展了宇通、金龙等龙头客户,EV电机业务一直保持较快增速,成为公司未来增长的一个重要动力。

  通过全球并购行业传统大型企业,增强自身技术实力和行业地位。

  2013年8月,卧龙电气收购欧洲第三大电机生产商奥地利ATB集团97.94%的股份;2014年12月,卧龙电气收购意大利最大的机器人生产线解决方案提供商,欧洲顶尖的机器人集成应用制造商SIR 89%的股份;2015年卧龙电气收购全球最大的振动电机制造商意大利OLI 80%股份;2018年,其收购美国通用电气公司小型工业电机业务,此次并购极大地提升公司在北美市场的销售能力,并依托通用电气的墨西哥工厂,实现中美贸易摩擦的风险规避。目前,卧龙电气已成功实现横跨亚洲、欧洲和美洲生产布局,有望成为行业内首家以中国为总部的跨国企业。

  在并购补足短板之际,卧龙也通过自身业务的调整,对主业的聚焦及生产管理的优化而做大做强:如剥离非核心主业,在2017年完成了对变压器业务的剥离,使得公司2018年电机业务占收入比达86.9%,而同时蓄电池业务也逐步淡化,2018年的收入占比也降低至4.3%。

 

  驱动电机产品价格走低市场机会依旧大

  在驱动电机制造成本中,材料成本占据80%以上,主要包括用于制造定转子的硅钢片、用于转轴和轴承制造的钢材、用于绕组的漆包线、用于外壳和机座等部分的铸铁件等。因此,上游钢材、铜材价格的变化对电机制造成本有较大的影响。

  2018年乘用车电机电控的价格在1.2万元/套左右,驱动电机和电机控制器约各占一半,商用车价格约为3万元/套。而据当时预计至2019年底乘用车电机电控的价格将下降至0.9万元/套左右,商用车电机电控的价格将下降到2.5万元/套左右。此外,由于行业处于激烈的同质化竞争中,并且补贴退坡的价格压力从整车厂传导至电机电控供应商,导致电机电控的价格仍有一定的下降空间。行业整体毛利率已从此前的35%左右的水平下降至20%左右,而据预计还将下降至10-15%之间。

  而据分析指出,在技术门槛不高,但是固定资产投资较重、需要规模化才能实现一定毛利率的电机行业,传统电机龙头在驱动电机领域仍然具备较为明显的优势,随着营收和净利润的持续下滑,中小供应商可能会逐步退出市场。

  卧龙电驱10月19日在互动平台上曾表示,下半年来商用车主驱订单饱满。其主要客户有宇通、南京金龙、厦门金旅、吉利商用等。12月4日,其再次表示上汽通用五菱是公司的终端客户之一,上汽宏光MINIEV上市20天交付1.5万辆,订单累计突破5万辆,具备成为“爆款”车潜质。

  2018年我国新能源汽车销量为125.6万台,预计至2025年,新能源汽车销量将达到700万台,驱动电机的市场规模也随之快速增长。数据显示,2020年初全球新能源汽车电机电控市场规模约200亿元,其中电机和电控的价值量比约4:6,即电机市场规模约80亿元。而据此简单测算,2025年全球新能源汽车电机市场规模有望提升至250亿元,GAGR超20%。

  海外市场尚待开拓

  目前,驱动电机主要供应商可以分为整车厂自供、新能源汽车专业配套商和由其他领域向新能源汽车产业延伸的厂商这三类。与其他供应商相比,卧龙电驱的优势在于其在工业电机领域的深厚技术积累和大规模生产带来的采购和制造成本降低,全球化的研发和生产平台使得公司也更容易拓展海外车企客户。

  2019年6月,卧龙电气发布公告称,其与德国采埃孚股份公司(简称“ZF”)签订定点函,卧龙电气将为ZF提供新能源汽车电机及其零部件,对应车型在其生命周期内销售预估金额为22.59亿元;2019年11月,卧龙电气与ZF在上海签署合资企业备忘录,双方组建新能源汽车合资公司,卧龙占合资公司注册资本的74%,与采埃孚实现了深度绑定。

  对此,有分析认为,卧龙电气获得采埃孚大单,成为国内电机电控行业中率先进入国际一线品牌的企业,具备良好的示范效应。未来电机电控市场仍将是整车厂和第三方供应商并存的格局。而作为电机龙头企业,卧龙电气通过技术、质量和产能所构筑的竞争壁垒使得公司有望持续获得来自国际品牌的订单,伴随新能源汽车销量的不断增长,驱动电机业务将成为卧龙电气未来成长重要驱动力。

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