一、电机电控概述
电机是一种能量转化设备,即根据电磁感应规则完结电能转化与传递的一种电磁设备;电机控制器则是通过集成电路来控制电机按照设定的方向、速度、角度以及照应时间等进行作业,使得电机运用规划更为广泛,输出功率更高。根据电流性质的不同,驱动电机首要分为直流电机和交流电机两大类,其间直流电机又可分为自励电机和他励电机;交流电机可分为异步电机、同步电机及开关磁阻电机。
驱动电机的分类
资料来历:揭穿资料拾掇
新动力轿车较为常用的驱动电机首要包括交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机,从产品特性来看,交流异步电机和永磁同步电机的概括功用超卓,开关磁阻电机现在运用较少。其间,永磁同步电机具有照应速度快、体积小、转矩和功率密度大、安全可靠等优势,现在已在新动力轿车领域得到了广泛运用,但由于永磁资料价格较高,受环境影响大。
首要电机类型对比
资料来历:揭穿资料拾掇
相关陈说:华经工业研究院发布的《2020-2025年我国新动力轿车电机电控商场调查研究及出资战略咨询陈说》
二、新动力轿车电机电控工业链分析
从工业链来看,电机电控联接上游原资料商场与下贱整车终端,电机方面,上游原资料首要有定子、转子、轴承、端盖等,电控方面,上游原资料首要包括功率变换器、逆变器、散热系统、IGBT芯片、薄膜电容等;下贱则分为新动力乘用车和商用车商场。
新动力轿车电机电控工业链示意图
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1、上游本钱分析
驱动电机制造本钱首要包括可变本钱和固定本钱,其间资料本钱约占总本钱的80%以上,定子和转子作为要害部件,本钱占比分别为19%、11%。以永磁电机为例,其定子选用三相绕组,转子均由永磁资料制成,在永磁电机中,永磁体占总本钱的45%,因此电机在本钱端受铜、硅钢、铝合金等上游资料价格影响较大。
驱动电机各部分本钱占比
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从电机控制器制造本钱来看,现在功率半导体首要运用IGBT模块,因此IGBT对电机控制器整体功用和本钱有直接影响,其在电机控制器总本钱中占有近一半的比重,但由于IGBT模块技术含量较高,具有很高的商场壁垒,首要由欧美及日本企业占有,我国IGBT模块约70%以上依托进口。
电机控制器各部件本钱占比
资料来历:揭穿资料拾掇
2、下贱商场分析
从构成来看,传统燃油车的中心零部件是发动机,其本钱一般占整车本钱的15%,而新动力轿车的动力中心首要来自动力电池、电机和电控,其间电机电控本钱约占新动力轿车本钱的10%-15%,作为作为整车的驱动控制系统,其重要性清楚明了。
新动力轿车本钱分布
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新动力轿车的快速展开给驱动电机带来了巨大的展开时机,获益于新动力技术的前进及国内政策的推动作用,近年来我国新动力轿车产销量坚持较快添加。2019年,我国新动力轿车持续高景气,其间1-11月我国新动力轿车产值达109.3万辆,比2018年同期添加3.6%;新动力轿车销量104.3万辆,比2018年同期添加1.3%。
2014-2019年11月我国新动力轿车产销量
资料来历:轿车工业协会,华经工业研究院拾掇
三、新动力轿车电机电控商场展开现状
获益于新动力轿车商场的展开,电机电控商场呈现快速展开态势,电机电控的价格由车型的不同而不同,其间商用车价格显着高于乘用车,以2018年新动力轿车销量为基础,假定一辆新动力轿车对应一台驱动电机,2018年国内新动力轿车电机电控总需求约为125.6万套,商场规划约为189亿元。
2015-2018年我国新动力轿车电机电控总需求
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2016-2020年新动力轿车电机电控商场规划
资料来历:揭穿资料拾掇
近两年受新动力轿车补助退坡、比赛加剧等影响,电控电控商场增速低于新动力轿车销量的添加,国内电机电控企业毛利率水平持续下滑,跟着新动力轿车电机电控技术的不断晋级,电机电控价格有望不断下降,本钱管控、质量晋级或将成为影响企业生计的重要要素。
2015-2018年电机供货商毛利水平
资料来历:揭穿资料拾掇
四、新动力轿车电机电控商场格局
国内新动力轿车电机电控商场的首要参与者包括整车厂自供和第三方外供两大类,其间整车厂自供是指具有自产才干或相关供应链,包括比亚迪、特斯拉、北汽新动力和宇通客车等传统整车企业;第三方外供又可分为传统工控巨擘企业、专业轿车零部件供货商和主营新动力车电驱动的企业。
新动力轿车电机电控商场首要参与者
资料来历:揭穿资料拾掇
近年来自供份额逐渐减缩,外采方式优势逐渐闪现,但格局仍较松散,从电机商场来看,2019年1-11月比亚迪、北汽新动力、精进电机在国内新动力轿车电机中的商场份额位列前三,其间比亚迪占比22%,北汽新动力占比11%,精进电动占比8%。
2019年1-11月我国新动力轿车电机商场份额占比
资料来历:揭穿资料拾掇
从头动力轿车电控商场来看,2019年1-11月,比亚迪、北汽新动力在国内电控商场份额中的占比分别为22%、17%,位列第一、三位,而在第三方供货商方面,联合轿车电子以11%的商场份额位列国内商场第二位。
2019年1-11月我国新动力轿车电控商场份额占比
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五、新动力轿车电机电控工作展开政策要素
2015年国务院发布《我国制造2025》,明晰了我国新动力驱动电机及控制器的展开政策,力求2025年我国驱动电机自主工艺开发和生产线制作才干抵达国际先进水平;电机控制器自助率抵达60%以上,完结功率密度大于25Kw/L。
我国新动力驱动电机及控制器技术规划
资料来历:揭穿资料拾掇
六、新动力轿车电机电控展开趋势
新动力轿车的电机驱动系统控制技术是新动力轿车的动力系统,驱动电机功用的好坏直接抉择新动力轿车质量,影响车辆工作的安全性、稳定性与可靠性,是完结用新动力代替传统动力驱动轿车的要害。大力展开电机驱动技术,是轿车工作未来一段时间的重中之重,未来电机驱动系统技术将朝着集成化、数字化、智能化展开。
1、永磁化
现在电机的驱动控制器都是通过永磁同步电动机的转速调度来完结的,就新动力轿车驱动电机展开情况来看,永磁同步式电机运用比重抵达了83%以上,成为驱动电机商场展开的干流工艺。由于永磁电机具有转矩密度和功率密度高、比功率较大、功率高、功率因数高、可靠性高和便于保护的利益,永磁化将成为电机展开的重要方向之一。
2、集成化
电机作为驱动系统中重要的动力来历,电机驱动系统轻量化、小型化必定会使电机驱动系统集成化和一体化,集成化产品优势显着,将控制器、电机、减速器三者集成在一同,在机械、电气、系统、商务层面,均有显着优势。此外,在控制器方面,将会推出越来越多的电力电子总成(控制器、功率器件、传感器、电源等),这也是未来批量化、通用化、模块化展开的趋势地址。
3、数字化
高速高功用微处理器使得电驱动控制系统进入一个全数字化时代,在高功用高速的数字控制芯片的基础上,高功用的控制算法、凌乱的控制理论得以完结,一同,运用面向用户的可视化编程,通过代码转化和下载直接进入微处理,将进一步前进编程功率和可调试性。最大程度的运用软件来代替硬件部分,完结通讯、确诊、保护、监控等功用,控制系统数字化是电机驱动技术展开的必定趋势。
4、智能化
新动力轿车电机系统的数字化使机电一体化技术得到长足展开。现在国际上先进的电机系统已集成了确诊、保护、控制、通讯等功用,可完结电机系统的自我确诊、自我保护、自我调速、远程控制等,电机系统智能化展开成为必定趋势。