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2020年中国新能源汽车驱动电机行业概览概览标签:新能源汽车驱动电机、永磁同步电机、轮毂驱动电机、定子、转子报告作者:张意梵2020/42020.01 LeadL新能源汽车驱动电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配组成,是新能源汽车的动力来源。随着汽车电动化的快速推进,驱动电机作为新能源汽车的核心零部件,其行业市场规模(按销售收入计)迅速扩张,由2015年的36.6亿元人民币增长至2019年的110.0亿元人民币,年均复合增长率达到31.6%。而由于新能源汽车补贴力度的下滑,中国新能源汽车产销量于2019年首次出现下滑,并导致中国新能源汽车驱动电机行业市场规模同比下降2.3%。但伴随着中国新造车势力已顺利进入量产阶段,未来中国新能源汽车产销量将快速回升,推动配套驱动电机产品市场需求量的提高。同时,随着技术的积累与集成化设计的深入,新能源汽车驱动电机生产成本将不断下降,有效促进行业内第三方电机制造商毛利率的提升。预计未来五年中国新能源汽车驱动电机行业市场规模将保持稳定增长态势,到2024年有望突破150.8亿元人民币,年均复合增长率达到6.5%。原材料产量丰富为行业带来良好发展基础中国拥有全球范围内最多的稀土资源储量,2019年中国稀土资源储量达到全球的36.7%,且稀土产量占全球总产量的80.5%。同时,中国对稀土资源的加工与提炼技术已达到国际领先水平,从而有效推动新能源汽车永磁同步电机的发展与应用,使中国新能源汽车驱动电机行业内制造企业与国际企业相比拥有较高成本优势,给予行业良好的发展基础。此外,新能源汽车驱动电机生产所需的无取向硅钢产量持续提升,2019年中国无取向硅钢产量达到1,096万吨,同比增长2.8%。无取向硅钢广泛应用于铁芯等电机零部件,其产量的持续提升导致市场竞争愈发激烈,价格进一步降低,从而有效减少新能源汽车驱动电机行业内企业的成本支出。新造车势力兴起带动市场需求量的提升自2014年中国新造车势力行业诞生以来,经过近六年的发展已逐步突破制造生产等技术瓶颈,顺利进入向市场交付阶段,且新造车势力品牌汽车产销量正不断提升,有效促进中国新能源汽车驱动电机市场需求量的提升。企业推荐:精进电动、大郡控制、大地和概览摘要52020.01 LeadL名词解释-06中国新能源汽车驱动电机行业市场综述-07定义及分类-07组成部件及核心技术-08发展历程-10产业链分析-11市场规模-15中国新能源汽车驱动电机行业驱动因素-16中国新能源汽车驱动电机行业风险分析-17中国新能源汽车驱动电机行业相关政策-18中国新能源汽车驱动电机行业发展趋势-19研发应用轮毂驱动电机-19集成一体化发展-20中国新能源汽车驱动电机行业竞争格局-21中国新能源汽车驱动电机行业投资企业-22方法论-28法律声明-29目录62020.01 LeadL 电火花:在工具电极与零件互相靠近时,极间电压将在正、负极间使电介质电离而形成火花放电,并在火花通道中瞬时产生大量热能,使金属局部熔化甚至汽化,从而腐蚀金属。润滑脂:稠厚的油脂状半固体,用于机械的摩擦部分,起润滑和密封作用,也用于金属表面,起填充空隙和防锈作用。永磁同步电机:由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。钕铁硼:由钕、铁、硼(Nd?Fe?B)形成的四方晶系晶体,是目前磁性仅次于绝对零度钬磁铁的永久磁铁,同时是最常使用的稀土磁铁。无取向硅钢:含碳很低的硅铁合金,在形变和退火后的钢板中其晶粒呈无规则取向分布。绕组槽数:定子槽数的一半除以定子相数与转子极数的乘积。极靴:由铁磁物质制成,是电磁铁、永磁体和电机磁极的一个独特结构。在永磁同步电机中用于永磁体的定位及改善磁场分布。法兰盘:在一个类似盘状的金属体的周边打通几个固定用的孔用于连接其它零部件。最大磁能积:磁铁Bm与Hm的乘积。磁能积越大,产生同样效果时所需磁材料越少。内禀矫顽力:使磁体内部微观磁偶极矩矢量和降为0时施加的反向磁场强度。霍尔传感器:根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。“863计划”:由中华人民共和国科学技术部于1986年3月出台的“国家高技术研究发展计划”。名词解释72020.01 LeadL新能源汽车驱动电机定义新能源汽车驱动电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配组成,是新能源汽车的动力来源,其性能决定了爬坡能力、加速能力及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。新能源汽车驱动电机分类性能对比新能源汽车驱动电机要求具有电动、发电两项功能,按类型可分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机与开关磁阻电机四类:(1)直流电机:直流电机是将直流电能转化为机械能或将机械能转化为直流电能的旋转电机。直流电机的结构简单,具有良好的电磁转矩控制特性。但直流电机设有电刷和换向器,高速和大负荷运行时换向器表面易产生电火花,从而易产生电磁干扰,目前已逐渐被淘汰;(2)交流异步电机:交流异步电机是将转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下获得一个转动力矩带动转子转动产生电流的电机。交流异步电机结构紧凑、坚固耐用,且体积小、质量轻、价格较低,逆变器即便损坏而产生短路时也不会产生反电动势,从而规避了急刹车情况的出现。因此,交流异步电机广泛应用于大型高速的电动汽车中;(3)永磁同步电机:永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场,从而产生电流的电机。永磁同步电机功率因数大、效率高、功率密度大,且其采用电子功率器件作为换向装置,驱动灵活、可控性较强;(4)开关磁阻电机:开关磁阻电机是最新一代无级调速系统,集合微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体,具有调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点。但由于开关磁阻电动机为双凸极结构,存在转矩波动,因此噪声较大。同时,开关磁阻电机结构较为复杂,目前电动汽车应用较少。来源:头豹研究院编辑整理中国新能源汽车驱动电机行业定义及分类驱动电机作为新能源电动汽车的核心部件,是车辆行驶中的主要执行机构,决定了整车的关键性能新能源汽车驱动电机分类直流电机交流异步电机永磁同步电机开关磁阻电机峰值效率(%)85-8990-9595-9780-90转速范围(r/min)4,000-6,000 12,000-15,0004,000-15,00015,000功率密度低中高较高可靠性中较高高较高结构坚固性低高较高高尺寸及质量大,重中,中小,轻小,轻成本低中高中82020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业组成部件及核心技术(1/2)永磁同步电机具有较高的功率及质量比,体积小且质量轻,在汽车工业领域轻量化的趋势下,已成为现阶段新能源汽车应用的主流电机类型来源:第一电动官网,头豹研究院编辑整理新能源汽车驱动电机工作原理新能源汽车驱动电机要求调速范围宽、功率密度高、安全可靠、轻量化且过载能力强,与一般工业应用的驱动电机相比,性能要求更高。新能源汽车驱动电机工业用驱动电机电机效率97%80%-90%过载系数3-6倍额定电流1.2-1.5倍额定电流控制性能精确的力矩控制,动态性能高变频调速控制,动态性能较低启动性能瞬时功率大、带负载启动性能好一般加速性能好一般冷却方式水冷风冷性价比较高一般新能源汽车驱动电机与工业用驱动电机性能对比新能源汽车主要应用的驱动电机类型目前,新能源汽车所应用的驱动电机类型以交流异步电机与永磁同步电机为主。其中,日韩车系多采用永磁同步电机,欧美车系则多采用交流异步电机。而永磁同步电机借助其功率密度高、能耗低、体积小、重量轻等优势,已成为中国新能源汽车中最广泛应用的驱动电机。据中国工信部数据显示,截至2019年6月,中国国内驱动电机装机量达到65万台,其中永磁同步电机占据市场份额的99%。永磁同步电机结构及材料永磁同步电机主要由定子、转子与绕组、端盖等机械结构组成。其中,定子与转子铁芯的质量与性能直接决定了驱动电机的能效及稳定性等关键指标,价值占比分别达到永磁同步电机总价值的19%与11%。而从材料方面分析,磁性材料(钕铁硼)与硅钢片是决定永磁同步电机价值的关键材料,分别占据总成本的30%与20%。新能源汽车对驱动电机的基本要求新能源汽车驱动电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换,运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。油门踏板制动踏板控制信号流向动力电源信号电源(蓄电池组)功率转换器检测传感器电机控制器挡位杆新能源汽车驱动流程简图罩壳风扇转子(转子铁心+转子绕组)转轴轴承罩壳吊环接线盒端盖定子机座永磁同步电机结构组成简图92020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业组成部件及核心技术(2/2)定子与转子作为永磁同步电机的核心部件,转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致是电机稳定运行的关键永磁同步电机核心部件分析来源:第一电动官网,头豹研究院编辑整理永磁同步电机的定子由绝缘铜线烧制而成,而转子包含永磁体并具备确定的级数,建立永磁同步电机的主磁场:(1)定子:永磁同步电机的定子由定子铁芯、定子齿轮与定子线圈组成,三相绕组间隔120角均匀布置。定子的特征参数包括绕组相数(单相、三相、多相)与绕组槽数;定子齿轮定子线圈定子铁芯定子铁芯定子三相绕组永磁同步电机定子结构简图(2)转子:永磁同步电机转子由铁芯和永磁体两部分构成,根据永磁体在转子上安放位置,可分为表面式、内置式与爪极式三种。表面式:将永磁磁片放置在转子表面;内置式:在铁芯内部固定永磁铁;爪极式:将两个完全一样的带爪法兰盘对抓到一起,并在中间固定一定数量的永磁体,从而使一个法兰盘是N极,另一个法兰盘是S极的结构形式。而法兰盘上的爪子起到极靴(定位永磁体的定位并改善磁场分布)的作用。表面式内置式爪极式永磁磁片永磁磁片励磁线圈爪极滑环永磁体永磁同步电机转子结构简图永磁同步电机工作原理分析永磁同步电机在定子通电后,定子绕组成为一组电磁铁,电磁铁的N极与S极沿着定子内侧均匀分布,而永磁体转子自身具有稳定的N极与S极,定子与转子之间存在电磁力的作用。当定子磁场以一定转速旋转时,电磁力拉动转子跟随磁场的运动,并保持与磁场同步的趋势。当转子轴端有系统负载时,系统需要电机依靠定子磁场的力量拉动转子转动,使系统内的电能做功,从而转换为机械能。SN?磁场力定子侧转子侧永磁同步电机工作原理简图102020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业市场综述发展历程伴随着新能源汽车热度的提升与汽车电气化进程的迅速发展,驱动电机的装机量大幅提高,推动中国新能源汽车驱动电机行业进入快速发展阶段萌芽期(1831-1888年):1831年,美国物理学家亨利设计出最初的电子式电动机,而威廉里奇在此基础上制造出了第一台可转动的电动机,是第一款类似直流电动机的模型。19世纪40年代,俄国科学家雅科比将电动机用电磁铁替代永久磁铁进行工作,并将其第一次应用于一艘游艇上。1888年,特斯拉制造出了第一台感应电动机。感应电动机可将交流电快速输入一组外线圈(定子),从而产生一个旋转磁场。而转轴内的一组线圈(转子)会被旋转磁场感应出电流而转变为电磁铁。感应电动机的出现象征着现代汽车用驱动电机的初步诞生;探索期(1889-1979年):1889年,德国AEG公司在感应电动机的基础上制造出第一台交流异步电机。进入20世纪后,随着微电子控制技术的不断发展与完善,交流异步电机被逐步优化升级与广泛推广;发展期(1980-1995年):1980年,钕铁硼永磁材料开始出现,同时,随着电力电子技术的发展,永磁电机在工业、民用领域得到广泛推广与应用。此外,1983年,英国TACS Drives公司首次将开关磁阻电机推向市场,加速了驱动电机在汽车工业领域的应用与新能源汽车核心技术的突破;快速发展期(1996年至今):伴随着汽车工业的发展,新能源汽车已进入产品生产阶段。1996年,通用公司发布了第一款搭载了交流异步电机的新能源汽车EV1。同年,丰田宣布旗下搭载永磁同步电机的RAV4电动车开始上市,推动驱动电机在新能源汽车上的应用率快速提升。2000年开始,中国政府依托“十五”与“863”计划电动车重大专项,推动混合动力汽车、燃料电池汽车与纯电动汽车等新能源汽车从整车及关键零部件多个角度展开研发,为中国新能源汽车行业进一步奠定了较为完善的技术体系,从而带动中国新能源汽车驱动电机行业进入快速发展阶段。中国新能源汽车驱动电机行业发展历程简图来源:头豹研究院编辑整理19世纪40年代,雅科比将电动机用电磁铁替代永久磁铁进行工作,并将其第一次应用于一艘游艇上萌芽期探索期1889年,德国AEG公司在感应电动机的基础上制造出第一台交流异步电机1980年,钕铁硼永磁材料开始出现,永磁电机在工业、民用领域得到广泛推广与应用1983年,英国TACSDrives公司首次将开关磁阻电机推向市场1831年,亨利设计出最初的电子式电动机20世纪后,交流异步电机被逐步优化升级与广泛推广1996年,搭载了交流异步电机的第一款新能源汽车通用EV1上市1996年,搭载永磁同步电机的丰田RAV4电动车上市发展期快速发展期1888年,特斯拉制造出了第一台感应电动机112020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业产业链由上游永磁体、轴承等零部件供应商,中游新能源汽车驱动电机制造商及下游新能源汽车主机厂组成。中国新能源汽车驱动电机行业产业链简图上游中游下游零部件供应商新能源汽车驱动电机制造商新能源汽车主机厂中国本土制造商国际制造商乘用车主机厂新能源汽车驱动电机专用轴承销售均价约810元/平方米来源:公司官网,头豹研究院编辑整理中国新能源汽车驱动电机行业市场综述产业链新能源汽车驱动电机行业产业链各方连接紧密,且下游主机厂已开始向中游进行业务布局,导致中游制造商议价能力正逐步减弱商用车主机厂永磁体轴承及轴承盖(1)高端钕铁硼永磁体销售毛利率可达20%-40%(2)UH系列均价为270-290元/千克,EH系列均价达到355-365元/千克中国本土制造的电机性能与国际先进电机相比仍有较大差距,市场竞争力较低(1)装机率已达到96%(2)逐步搭载自主研发生产的驱动电机(1)客车主机厂装机率为3.6%(2)专用车主机厂装机率仅为0.4%122020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业市场综述产业链上游分析新能源汽车的快速发展与永磁同步电机应用率的广泛提升有效带动上游永磁体、轴承及轴承盖等零部件的市场需求量持续稳定增长上游永磁体行业分析中国新能源汽车驱动电机核心零部件定子与转子的主要原材料为钕铁硼。钕铁硼永磁体在工业升级、消费升级和绿色经济的大背景下,钕铁硼磁材高效率、小型化、轻量化的特征优势日益显现。同时,据中国稀土行业协会数据显示,2019年中国钕铁硼毛坯产量达到17万吨,同比增长9.7%。原材料产量的稳定提升为中国永磁体行业提供了坚实的发展基础。此外,钕铁硼永磁体的品种及牌号不断扩展,性能逐步提升。来源:中国稀土行业协会,中国轴承工业协会,公司官网,头豹研究院编辑整理钕铁硼永磁体产品系列对比新能源汽车驱动电机对轴承的要求现阶段,中国新能源汽车永磁同步电机应用的主要为UH系列与EH系列高端钕铁硼永磁体,销售毛利率可达20%-40%。其中,UH系列均价为270-290元/千克,而EH系列均价达到355-365元/千克以中科三环、韵升集团为代表的等高端钕铁硼永磁体生产商在开发新产品、新工艺提高产品质量的同时,通过不断申请专利、对高端产能扩产等方式进行产业结构升级。目前,中国新能源汽车行业的快速发展,且对永磁同步电机的应用率已达到97%,从而带动钕铁硼永磁体的需求量快速提升,对中游新能源汽车驱动电机制造商议价能力不断提高。牌号最大磁能积(BH)内禀矫顽力单位(A/m)应用领域N系列33-5511家电产品M系列33-5313消费电子H系列31-5116微型电机、传感器SH系列31-4920工业电机UH系列28-4624汽车电机、空调压缩机EH系列26-4329新能源汽车、电磁阀门上游轴承及轴承盖行业分析自20世纪50年代开始,中国轴承及轴承盖行业进入了全面发展时期,制造技术快速提升,轴承品种、精度、性能与寿命等日益完善。同时,中国轴承行业正快速融入国际市场,且产品竞争力不断提高。根据中国轴承工业协会数据显示,2018年中国轴承出口数量已达63亿套,总体呈现快速增长态势。但新能源汽车驱动电机需配备专用轴承。与传统内燃机汽车相比,新能源汽车要求其驱动电机具有较高的极限转速,同时适应-40低温要求与150以上的高温要求,且要求轴承具有维护功能,适应频繁启停造成的轴向冲击。而中国轴承及轴承盖行业对于新能源汽车驱动电机专用轴承产品研发尚不完善,与瑞典斯凯孚、日本NSK等国际领先企业产品的材质、精密度、耐用性等差距较大,因此中国新能源汽车驱动电机轴承主要仍依赖进口,导致中国本土轴承及轴承盖供应商议价能力较弱。速度轴承dm.n值需达到80万以上温度-40-150稳定运转润滑润滑脂低温性能优异稳定性耐电流腐蚀能力强寿命保证与整车质保同寿5-8年或10-16万公里132020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业市场综述产业链中游分析随着中国政府对于新能源汽车相关补贴政策的转变,纯电动汽车配套驱动电机产品将成为未来行业新型增长点新能源汽车驱动电机行业发展现状伴随着新能源汽车市场的迅猛发展,中国新能源汽车驱动电机行业迎来巨大市场空间潜力,吸引了众多企业和资本的进入。现阶段,中国本土制造商在核心技术及制造工艺方面取得了较大进展,已具备自主开发满足各类新能源汽车需求电机产品的能力,且以精进电机为代表领先企业已可生产出达到与国际先进水平相同功率等级的新能源汽车驱动电机。新能源汽车驱动电机行业未来发展预测根据中国工信部整车出厂合格证数据显示,2019年中国新能源汽车驱动电机装机量超过124万台,但受新能源汽车产销量下降的影响,同比2018年下降7%。从新能源汽车装配的电机类型分析,永磁同步电机的主导地位进一步加强,已占据99%的市场份额。来源:中国工信部,头豹研究院编辑整理中游新能源汽车驱动电机制造商生产模式分析新能源汽车驱动电机属于定制产品,制造商的产品通过下游新能源汽车主机厂检测、试验等考核后,进入客户的供应商体系。而中游新能源汽车驱动电机制造商根据下游主机厂客户的订单情况确定采购量,铜线等通用性原材料通常有库存。铁芯等主要原材料由中游制造商生产部采取比价的方式向合格供应商直接采购,轴承、端盖等零部件需委外加工,由制造商负责设计或制定加工要求,委托其他企业加工生产。40 56 87 132 124 456%41%56%51%-7%-100%0%100%200%300%400%500%02040608010012014020152016201720182019中国新能源汽车驱动电机装机量及增长率,2015-2019年万台新能源汽车驱动电机生产流程简图随着中国政府对于新能源汽车补贴政策的改变,纯电动汽车将成为未来市场的主流,从而带动新能源汽车驱动电机装机量的快速提升,且行业内将涌入定位于生产新能源汽车专用驱动电机的制造企业,进一步加快新能源汽车驱动电机的国产替代进程。铁芯材料漆包线铁芯材料传输材料定子铁芯绕组线圈转子铁芯转轴车削定子浸漆定子转子热套转子动平衡前端盖材料后端盖材料转子前端盖后端盖机座材料机座定子旋变、旋变盖焊接安装旋变整机测试142020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业市场综述产业链下游分析现阶段,下游新能源乘用车主机厂已陆续开始装载自主研发生产的配套驱动电机,导致第三方新能源汽车驱动电机的市场需求量出现下滑新能源汽车驱动电机行业下游概述新能源汽车驱动电机行业下游主要涉及比亚迪、北汽新能源等新能源乘用车主机厂与宇通客车、中通客车等商用车主机厂。近五年来,中国新能源汽车行业在政策扶持的驱动下快速发展。但由于2019年开始,中国政府对于新能源汽车的补贴力度下滑,导致中国新能源汽车产销量出现下滑。据中国汽车工业协会数据表示,2019年中国新能源汽车产量分别达到124.2万辆,较2018年同比下降2.3%。但中国仍是全球范围内最大的新能源汽车市场,短期内遇冷将使中国新能源汽车行业市场竞争愈加激烈,进一步促进行业市场集中度的提升。同时,新能源汽车将依靠燃料成本优势迎来较为有利的发展环境。中国新能源汽车产量及增长率,2015-2019年新能源乘用车及商用车主机厂分析现阶段,新能源乘用车占据新能源汽车市场主导地位,对于驱动电机的装机量占比达到96%。在新能源乘用车主机厂中,比亚迪依旧保持龙头地位,2019年旗下新能源汽车销量超过16万辆。目前,中国新能源乘用车主机厂均采用永磁同步电机,且以比亚迪、北汽新能源、华域汽车为代表的领先主机厂已开始搭载自主研发生产的驱动电机,导致中国新能源汽车驱动电机行业内第三方制造商的议价能力不断减弱。来源:中国汽车工业协会,中国工信部,头豹研究院编辑整理目前,中国新能源客车主机厂的驱动电机的装机量占比为3.6%,而在新能源专用车领域,驱动电机的装机量占比仅有0.4%。但新能源商用车主要采用的驱动电机类型为交流异步电机,而中国新能源汽车驱动电机行业内制造商对于此类电机的技术掌握较为完善,并因价格等优势,对中国新能源商用车主机厂拥有较高议价能力。34.0 51.7 79.4 127.0 124.2 330.0%52.1%53.6%59.9%-2.3%-100%0%100%200%300%400%02040608010012014020152016201720182019万辆2,091 2,243 2,464 2,473 2,809 2,871 3,948 5,685 5,901 11,270 02,0004,0006,0008,00010,00012,000奇瑞新能源深圳大地和方正电机北京博格华纳联合汽车华域汽车北汽新能源长沙比亚迪精进电动比亚迪新能源乘用车驱动电机品牌装机量Top10,2019年2月台主机厂152020.01 LeadL随着汽车电动化的快速推进,驱动电机作为新能源汽车的核心零部件,其行业市场规模(按销售收入计)迅速扩张,由2015年的36.6亿元人民币增长至2019年的110.0亿元人民币,年均复合增长率达到31.6%。而由于新能源汽车补贴力度的下滑,中国新能源汽车产销量于2019年首次出现下滑,并导致中国新能源汽车驱动电机行业市场规模同比下降2.3%。但伴随着中国新造车势力已顺利进入量产阶段,未来中国新能源汽车产销量将快速回升,推动配套驱动电机产品市场需求量的提高。同时,随着技术的积累与集成化设计的深入,新能源汽车驱动电机生产成本将不断下降,有效促进行业内第三方电机制造商毛利率的提升。预计未来五年中国新能源汽车驱动电机行业市场规模将保持稳定增长态势,到2024年有望突破150.8亿元人民币,年均复合增长率达到6.5%。中国新能源汽车驱动电机行业市场规模(按销售收入计),2015-2024年预测36.6 55.4 78.6 112.6 110.0 125.6 130.3 137.1 144.0 150.8 020406080100120140160201520162017201820192020预测2021预测2022预测2023预测2024预测亿元中国新能源汽车驱动电机行业市场规模年复合增长率2015-2019年31.6%2019-2024年预测6.5%来源:头豹研究院编辑整理中国新能源汽车驱动电机行业市场综述市场规模伴随着汽车电动化渗透率的不断提高,中国新能源汽车驱动电机行业将迎来整体规模的扩张,且具备规模相应与技术优势的第三方电机制造商将有机会迅速扩大市场份额162020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业驱动因素目前,中国新能源汽车驱动电机行业产业链上游供应稳定,且下游新兴主机厂的快速发展将有效提升驱动电机产品的市场需求量,为行业带来广阔发展空间全球稀土资源产量占比,2019年中国拥有全球范围内最多的稀土资源储量,根据美国地质调查局数据显示,2019年中国稀土资源储量达到全球的36.7%,且稀土产量占全球总产量的80.5%。同时,中国对稀土资源的加工与提炼技术已达到国际领先水平,从而有效推动新能源汽车永磁同步电机的发展与应用,使中国新能源汽车驱动电机行业内制造企业与国际企业相比拥有较高成本优势,给予行业良好的发展基础。自2014年中国新造车势力行业诞生以来,经过近六年的发展已逐步突破制造生产等技术瓶颈,顺利进入向市场交付阶段,且新造车势力品牌汽车产销量正不断提升,有效促进中国新能源汽车驱动电机市场需求量的提升。来源:美国地质调查局,中国金属学会电工钢分会,头豹研究院编辑整理中国无取向硅钢产量,2015-2019年(2)新造车势力兴起带动市场需求量的提升中国80.5%澳大利亚13.2%其他6.3%中国36.7%巴西18.3%俄罗斯15.0%美国11.7%澳大利亚2.8%其他15.5%全球稀土资源储量占比,2019年此外,新能源汽车驱动电机生产所需的无取向硅钢(Si0.5%的电工钢)产量持续提升。据中国金属学会电工钢分会数据显示,2019年中国无取向硅钢产量达到1,096万吨,同比增长2.8%。无取向硅钢广泛应用于铁芯等电机零部件,其产量的持续提升导致市场竞争愈发激烈,价格进一步降低,从而有效减少新能源汽车驱动电机行业内企业的成本支出。881 1,002 1,030 1,066 1,096-0.5%10.4%2.8%3.5%2.8%-2%0%2%4%6%8%10%12%02004006008001,0001,2001,40020152016201720182019万吨新造车势力品牌搭载的驱动电机品牌小鹏汽车精进电动云度汽车巨一自动化知豆汽车上海电驱动蔚来汽车蔚然动力(蔚来汽车旗下)新造车势力品牌汽车驱动电机供应商(1)原材料产量丰富为行业带来良好发展基础172020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业风险分析中国新能源汽车驱动电机行业的发展受新能源汽车市场影响较大,产销量的下滑将直接导致驱动电机产品需求量的下降(1)车市遇冷导致需求量降低的风险中国新能源汽车驱动电机行业依靠新能源汽车的兴起而快速发展。近五年来,中国新能源汽车销量首次出现下滑,将导致新能源汽车驱动电机行业内企业面临市场需求量降低的风险。(2)原材料价格波动的风险新能源汽车驱动电机生产所需铜包线的原材料电解质铜成本占材料采购成本约28%。而据中国国家统计局数据显示,2020年2月中国电解质铜价格为45,400元/吨,较2019年同比下降5.6%,且期间价格呈现波动态势。现阶段,中国新能源汽车驱动电机的铝制化发展仍不完善,对铜材需求量较高,若未来铜材价格出现上涨,将使新能源汽车驱动电机行业内企业面临产品毛利率下降的风险。受新能源补贴退坡影响,根据中国汽车工业协会公布的数据显示,2019年中国新能源汽车销量为120.6万辆,较2018年同比下降4.0%,同时,新能源汽车产量完成124.2万辆,较2018年同比下降2.3%。若中国新能源汽车产销量在未来持续降低,将直接导致新能源汽车主机厂对新能源汽车驱动电机产品需求量的下降。来源:中国汽车工业协会,中国国家统计局,头豹研究院编辑整理中国新能源汽车销量及增长率,2015-2019年33.1 50.7 77.7 125.6 120.6 341.3%53.2%53.3%61.6%-4.0%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%02040608010012014020152016201720182019万辆48,100 49,400 49,300 47,700 46,900 47,600 46,300 47,800 46,900 47,100 48,900 49,100 45,400 45,00045,50046,00046,50047,00047,50048,00048,50049,00049,50050,000元/吨中国电解质铜价格,2019年2月-2020年2月182020.01 LeadL自2014年8月关于免征新能源汽车车辆购置税的公告发布以来,中国政府颁布了一系列利好政策推动中国新能源汽车渗透率的提高,从而带动中国新能源汽车驱动电机产品装机量的快速提高。同时,中国政府正不断降低新能源整车生产行业准入门槛,促使以蔚来、小鹏为代表的新造车势力行业兴起,有效保证中国新能源汽车产销量的持续稳定提升,为中国新能源汽车驱动电机行业创造了广阔发展前景。此外,财政补贴政策与双积分政策的实施持续推动新能源汽车相关行业的发展,鼓励新能源汽车驱动电机行业内企业加速技术升级,并逐渐将政府扶持转向为市场导向,推动中国新能源汽车驱动电机行业健康发展。政策名称颁布日期颁布主体政策要点及影响关于修改乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法的决定(征求意见稿)2019-10工业和信息化部新版双积分政策意见征求稿做出了四处修正,其中包括低油耗车对新能源汽车积分贡献度的调整。在计算乘用车企业新能源汽车积分达标值时,低油耗乘用车的生产量或者进口量按照其数量的0.5倍计算,持续推动高续航纯电动汽车的研发与生产汽车产业投资管理规定2018-12国家发展和改革委员会加大简政放权力度。经国务院同意,取消汽车投资项目核准事项,全面改为地方备案管理,其中整车类投资项目由省级发展改革部门备案。同时,突出政策导向。引导企业顺应产业发展大势,围绕优化产能布局、突破核心技术、开展战略合作,提高要素配置效率,推动产业转型升级。三是提高投资项目准入标准。严格控制新增传统燃油汽车产能,进一步提高新建纯电动汽车企业项目条件,积极引导新能源汽车健康有序发展关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知2018-02财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委根据动力电池技术进步情况,进一步提高纯电动乘用车、非快充类纯电动客车、专用车动力电池系统能量密度门槛要求,鼓励高性能动力电池应用。提高新能源汽车整车能耗要求,鼓励低能耗产品推广。不断提高燃料电池汽车技术门槛。根据成本变化等情况,调整优化新能源乘用车补贴标准,合理降低新能源客车和新能源专用车补贴标准。燃料电池汽车补贴力度保持不变,燃料电池乘用车按燃料电池系统的额定功率进行补贴,燃料电池客车和专用车采用定额补贴方式。鼓励技术水平高、安全可靠的产品推广应用新能源汽车生产企业及产品准入管理规定2017-01工业和信息化部删除了两项与新能源汽车整车生产企业及产品审批有关的要求,包括已取得准入的新能源汽车整车生产企业,进一步降低准入门槛,有效推动新能源主机厂的发展与新造车势力的兴起关于免征新能源汽车车辆购置税的公告2014-08财政部、国家税务总局、工业和信息化部对(1)获得许可在中国境内销售的纯电动汽车、插电式(含增程式)混合动力汽车、燃料电池汽车;(2)使用的动力电池不包括铅酸电池;(3)纯电动续驶里程须符合要求;(4)插电式混合动力乘用车综合燃料消耗量(不含电能转化的燃料消耗量)与现行的常规燃料消耗量国家标准中对应目标值相比小于60%;插电式混合动力商用车综合燃料消耗量(不含电能转化的燃料消耗量)与现行的常规燃料消耗量国家标准中对应限值相比小于60%四类车型实施免征购置税政策来源:头豹研究院编辑整理中国新能源汽车驱动电机行业相关政策法规中国政府自“863计划”以来,持续关注中国汽车工业的发展,并不断推动汽车电动化进程,有效带动新能源汽车驱动电机行业自主研发能力与应用率的提升192020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业发展趋势研发应用轮毂驱动电机轮毂驱动电机技术颠覆式改变了传统的汽车传动系统,已成为未来新能源汽车驱动技术的主流发展趋势轮毂驱动电机概述与传统集中式驱动的内燃发动机或电动机相比,轮毂驱动电机采用了分布式驱动,将驱动、传动与制动装置整合到轮毂内,省略了离合器、变速器、转动轴、差速器及分动器等传动部件,从而可大幅提升传动效率。轮毂驱动电机的应用轮毂驱动电机优势分析轮毂驱动电机组成结构简图来源:第一电动官网,头豹研究院编辑整理(1)能耗低且高效节能:在新能源汽车的应用中,轮毂驱动电机可充当起步与急加速的补充动力,有效减少30%的燃油消耗,同时,可实现80%的制动能量回收,提高车辆的续航里程;(2)集成化且轻量化:轮毂驱动电机将动力、传动与制动整合于轮毂内,极大简化了车辆的底盘结构,节省了车内空间,从而提高汽车空间利用率并减轻30%的重量;(3)驱动灵活:轮毂驱动电机直接驱动车轮,使MCU(汽车微控制器)可通过简单的操作指令高精度的控制车轮转速与扭矩,从而满足不同工况下的行驶需求。随着汽车工业的快速发展,轮毂驱动电机的应用领域已从救援车、矿用车等高端特种应用过渡到新能源商用车及乘用车领域。(1)商用车领域:2014年,荷兰e-Traction旗下新能源客车在欧洲10个城市正式投入商用,其配备了基于轮毂驱动电机的分布式电驱动解决方案。同时,比亚迪旗下首款搭载了分布式轮毂驱动电机的纯电动客车K9已在2014年完成交付;(2)乘用车领域:中国轮毂驱动电机技术起步较晚,随着中国大力推进新能源汽车产业及相关技术的发展,以亚太机电、万安科技等行业内企业与国际厂商通过合资合作,快速推动轮毂驱动电机的发展与在新能源汽车中的应用。集中式驱动纯电动汽车与轮毂电机驱动纯电动汽车驱动系统性能对比制动卡钳密封盖制动碟电容环集成电力电子元件单芯铸造定子轮毂轴承系统外置转子车轮集中式驱动纯电动汽车轮毂电机驱动纯电动车动力传动系统零件数量300个80个能量转化效率80%90%维护费用较高较低工况能耗(百公里)10-12千瓦时6-7千瓦时能源转换效率65%-70%88%-90%公司简介亚太股份2015年,参股斯洛文尼亚Elapha,并在中国成立合资子公司万安科技2016年,成为美国Protean第二大股东,加速推进轮毂驱动技术在中国落地泰特机电2017年,全资收购荷兰e-Traction,重点布局轮毂电机国产化产品线中国新能源汽车驱动电机行业内企业对于轮毂电机相关产业的投资与收购案例202020.01 LeadL中国新能源汽车驱动电机行业发展趋势集成一体化发展新能源汽车驱动电机的金属原材料成本占比较高,通过对驱动系统的集成一体化设计可有效降低单体电机的金属用量,减少成本支出集成一体化概述伴随着新能源汽车驱动电机技术的快速发展,电驱动系统开始从分立化向集成化、一体化推进。通过将驱动电机、端盖与减速器三个部件进行两位一体化或三位一体化设计,可使新能源汽车电驱动系统体积减小、重量降低,且车辆系统的布局愈加灵活并降低铜线等整车线束的使用,从而增加司乘人员空间与储物空间。同时,车重的降低可有效提升新能源汽车的续航里程。一体化电控系统布局与传统电控系统布局对比简图来源:博格华纳官网,吉凯恩官网,威马汽车官网,宝马官网,头豹研究院编辑整理集成一体化优势分析(1)节约成本:新能源汽车驱动电机原材料成本占比较高,主要包括铁芯叠片、驱动轴体等钢材,钕铁硼等稀土永磁材料,镁铝合金以及铜材等基本金属。在永磁同步电机中,永磁体材料占整个永磁同步电机成本约44.7%,而在交流异步电机中,定子铁芯叠片与转子铁芯叠片分别占总成本的37.8%与20.6%。电驱系统的集成一体化设计可降低单体电机的金属用量,减少成本支出,并提高电机功率密度;(2)小型化与轻量化:通过集成一体化设计将电机与减速器连接,可减短或置换连接线束,从而降低线束产生的损耗。同时,若电机与减速器一体,齿轮润滑油可与电机冷却油共用,进而精简冷却结构,实现新能源驱动电机的小型化与轻量化。集成一体化驱动电机的应用目前,新能源汽车驱动电机行业内企业已开始一体化电机产品研发与配套应用。博格华纳的电机与减速器二合一电驱动模块已应用于威马EX5车型,而吉凯恩的三合一电驱动模块已应用于宝马i8车型。此外,2019年1月,精进电动正式推出旗下“3000系列”三合一纯电驱动模块,加快了中国集成一体化设计进程。博格华纳与吉凯恩旗下一体化驱动电机产品及应用车型驱动电机减速器连接线束电驱动三合一集成一体化设计节省部件成本节约电机与减速器前端盖一体
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