精品文档

2021年驱动电机行业扁线化趋势分析及市场需求趋势研究报告(34页).pdf

上传人:X**** 文档编号:57759 上传时间:2021-12-22 格式:PDF 页数:34 大小:2.62MB
下载 相关 举报
2021年驱动电机行业扁线化趋势分析及市场需求趋势研究报告(34页).pdf_第1页
第1页 / 共34页
2021年驱动电机行业扁线化趋势分析及市场需求趋势研究报告(34页).pdf_第2页
第2页 / 共34页
2021年驱动电机行业扁线化趋势分析及市场需求趋势研究报告(34页).pdf_第3页
第3页 / 共34页
2021年驱动电机行业扁线化趋势分析及市场需求趋势研究报告(34页).pdf_第4页
第4页 / 共34页
2021年驱动电机行业扁线化趋势分析及市场需求趋势研究报告(34页).pdf_第5页
第5页 / 共34页
点击查看更多>>
资源描述

1、2021 年深度行业分析研究报告 SVmWlYbWnVdYyXxU7N8Q8OtRrRtRqRjMoPnPiNsQpO9PpPzQNZqNxOxNnPsO 目录 1.扁线化趋势已成,行业需求爆发在即 2. 产业链迎来拐点,上游、中游有望充分受益 3.产业链相关标的 资料来源:中航证券研究所整理 1.1 驱动电机是新能源车的核心组成部分 4 电机是各种机械的动力源,根据用途可分为驱动电机和控制电机。电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,主要作用是 产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,按照用途可以分为驱动电机和控制电机,其中驱动电机直接将电能转化为机械能,主要用于电 动

2、工具、家电、其他通用小型机械设备等;控制电机主要用于转速、位置的精确控制,可分为步进电机和伺服电机。 驱动电机是新能源车的核心组成部分,直接影响汽车的主要性能。驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一,替代传统汽车的发动机和发电机 作为电动汽车的主要执行机构,其特性决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和舒 适性。 电机 驱动电机 控制电机 同步电机 无刷电机 异步电机 有刷电机 步进电机 伺服电机 图表1:电机按照用途分为驱动电机和控制电机图表2:电机、电池、电控是新能源车的三大核心组成部分 GGII,中航证券研究所整理 1.1 永磁同步电机是

3、我国最主要的新能源车驱动电机 5 新能源车驱动电机包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机,其中永磁同步电机在我国应用最为广泛。交流异步电机受功率 密度较低、调速性能较差等因素限制,主要用于对空间和速度性能要求较低的物流车和商用车;永磁同步电机在制造转子时加入永磁体,具有功 率密度高、力能指标好、高效节能、结构简单、可靠性高等优势,是我国新能源车最主要的电机类型,主要应用车企包括北汽新能源、比亚迪、 小鹏汽车等;开关磁阻电机结构简单、调速范围宽、系统可靠性高,但控制系统复杂、噪声大,目前在我国新能源车市场中还未得到广泛应用。 在新能源车领域,2019年永磁同步电机装机量占比超97

4、%。2019年,我国新能源汽车电机装机车辆中,永磁同步电机装机量为120.98万台,占 比达到97.51%,主要应用在乘用车领域,交流异步电机和其他类型电机装机量不足3%。 图表3:电机按照用途分为驱动电机和控制电机图表4:2019年新能源车永磁同步电机装机量占比超过97% 项目直流电机交流异步电机永磁同步电机开关磁阻电机 功率密度低中高较高 峰值效率(%)85-8990-9595-97通常小于90 负荷效率(%)80-8790-9285-8778-86 转速范围(r/min) 4000-800012000-200004000-16000可大于15000 可靠性一般好好好 结构坚固性差好一般优

5、秀 外形尺寸大中小小 电机重量重中轻轻 电机成本中较低较高较低 控制性能好好最好好 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2016201720182019 我国新能源车永磁同步电机占比 永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成,定子包括定子铁芯和定子铜线绕组,转子的核心是永磁磁芯。 定子:定子由定子铁芯及缠绕在铁芯上的铜导线构成,其中铜导线及其缠绕方式对于电机的能量传输效率有重要影响,根据导线形状可分为圆柱 导线和扁线导线。 转子:永磁同步电机的转子为永磁磁芯,由永磁材料制作而成,主要包括金属永磁、铁氧体永磁和稀土永磁(钕铁硼)。 成本构成

6、:永磁同步电机的成本主要来源于永磁材料、硅钢片、漆包线和制造成本,其中永磁材料为第一大材料成本,占比高达30%。 资料来源:第一电动网,中航证券研究所整理 1.1 新能源车驱动电机由定子、转子和端盖等部件组成 6 图表7:永磁同步电机定子示意图 图表8:永磁同步电机转子示意图 图表9:永磁同步电机成本构成 制造成本, 40% 永磁材料, 30% 硅钢片, 20% 漆包线, 10% 资料来源:乘联会,NE时代,EVTank,盖世汽车社区,中航证券研究所 1.2.1 新能源汽车驱动电机发展趋势:行业快速扩容,双电机车型占比有望提升 7 新能源车销量、渗透率持续提升,驱动电机行业高速增长。随着新能源

7、车技术的不断更新发展及国家政策的大力支持,新能源车销量及渗透率不 断提升,2016-2020年我国新能源车销量CAGR达27.5%,带动新能源车驱动电机行业快速扩容,2021H1我国新能源车驱动电机装机量达115.4 万台,已接近去年全年装机量146.3万台。 双电机车型占比提升将带来更大装机量。B级和C级以上电动车的驱动功率一般在180kw以上,需要配置两台及以上电机,近年来伴随“双电机” 电动车的占比提升,单车电机搭载量从2018年的1.05提升至2020年的1.07,我们认为,随着双积分政策推行、消费升级及双电机优势显现,电 机装机量将进一步增长。 图表5:2016-2020年我国新能源

8、车销量及驱动电机装机量图表6:2016-2020年我国新能源车高端车型占比提升 -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 20162017201820192020 新能源车销量(万辆)新能源车驱动电机装机量(万台) 新能源车同比增速电机装机量同比增速 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 20162017201820192020 A00A0AB+C 高功率密度、小型化是新能源车电机的重要发展方向,可以减少新能源车电量损耗进而提升续航里程。 高功率密度:功率

9、密度为单位体积电机的输出功率,与转矩和转速成正比,电机高功率密度的实现方式包括:1)高速化:相对于外永磁转子电 机,内转子永磁电机具有转子半径小及可靠性强的优点,成为高速电机的首选。在高速化的过程中,电机散热能力要求提升,冷却方式倾向于采 用油冷;2)高转矩密度:有提高磁阻转矩比例、谐波注入、提高单位体积内的磁场能量(扁线电机)等方式。 小型化:主要考虑相同功率下电机的体积更小及缩小对电机做工没有贡献的线圈体积,可以通过增加线圈的槽满率和缩短线圈末端两种方式实现, 具体应用中,扁线的槽满率高、更易压缩,是实现电机小型化的最佳途径。 资料来源:伏特动力,新浪汽车,中航证券研究所整理 1.2.2

10、新能源汽车驱动电机发展趋势:高功率、小型化,油冷、扁线成为发展方向 8 图表10:SPM槽内冷却技术图表11:丰田电机体积从第一代的5.1L缩小至第四代的2.7L 油冷电机冷却效率高、绝缘性能好。电机冷却按照冷却介质可以分为风冷、液冷两大类,液冷又可细分为水冷和油冷。电机功率密度提升,水冷 不足以达到良好的散热效果,需要提供直接冷却热源来提升冷却效率,而油本身不导电不导磁,可作为电机直接冷却热源。 特斯拉、丰田普锐斯2017款、宝马i3、雪佛兰Volt、比亚迪DM-i、通用沃兰达等车型或平台中已应用油冷电机,油冷电机的优势包括:冷却效率 高、绝缘性能好、高低温适应性强、降低体积(无需水道、风道

11、等) 。 资料来源:电驱羊皮卷,中航证券研究所整理 1.2.2.1 新能源汽车驱动电机发展趋势:油冷电机冷却效率高、绝缘性能好 9 图表12:油冷和水冷应用车型 图表13:水冷、油冷电机额定工况和峰值工况 类别车型/技术路线水冷油冷 BEV 大众MEB 宝马第五代总成 保时捷Taycan 博世e-Axle 博格华纳iDM 国内e-Axle 通用Bolt 特斯拉Model3 日电产e-Axle 华为e-Axle HEV/PHEV 丰田Prius 本田i-MMD 吉利DHT 广汽G-MC 比亚迪DM-i 上汽EDU 资料来源:绿芯之友,节能与新能源汽车技术路线图,扁线电机的发展和市场应用,中航证券

12、研究所 1.2.2.2 新能源汽车驱动电机发展趋势:扁线电机具有功率密度大、效率高、散热性好等优势 10 扁线电机符合节能与新能源汽车技术路线图的要求。绕组扁线替代传统的漆包圆线,提高了槽满率,使得在相同体积内拥有更大的功率,故 功率密度较高。目前国内采用的扁线绕组电机最高功率密度达5kW/kg,高于圆线电机最大3kw/kg的功率密度,节能与新能源汽车技术路线图 提出,2025年乘用车电机功率密度将达5kW/kg,电机系统超过80%的高效率区90%,这使得扁线电机的发展成为必然趋势。 扁线电机优势突出。扁线电机具有高效率、高功率密度、散热性能好、噪音低、更轻便等优点,且在规模量产的情况下成本更

13、有优势,相比圆线 电机,扁线电机有效材料成本约降低8-12%,叠加整车性能提升、电耗方面的优势约降低整车成本15%。 图表14:扁线绕组电机槽满率更高、功率密度更大 图表15:扁线电机具有功率密度大、效率高、散热性好等优点 资料来源:绿芯之友,中航证券研究所 1.2.2.2 新能源汽车驱动电机发展趋势:扁线电机具有功率密度大、效率高、散热性好等优势 11 优势一:扁线电机通过改进截面与端面设计提升效率。在电机的能量损耗中,铜耗占比65%,是第一大损耗来源,扁线电机通过改变定子截面和 端部的结构使得电机平均效率提升1%以上:1)截面:相比圆线电机,扁线电机的裸铜槽满率可提升20%-30%,有效降

14、低绕组电阻进而降低铜 损耗;2)端部:端部的铜不能提升电机功率,仅起连接作用,因而产生额外的电损耗。Hair-pin电机相比圆线电机绕组端部尺寸短5-10mm, 有效降低端部绕组铜耗,进一步提升电机效率。 全域工况下扁线电机效率提升2%,高效区明显扩大。在WLTC工况下,Hair-pin电机平均效率高1.12%;全域平均下,两者效率值相差达2%;市 区工况(低速大扭矩工作点)最高可提升效率10%。高效区间面积明显扩大,即在实际应用过程中从城市拥堵的低俗工况到高速巡航工况都能享 受最高的效率;从小油门匀速到大油门急加速,能量可使用范围明显扩大。 图表16:扁线电机高效区明显扩大图表17:WLTC

15、与全域工况扁线电机与圆线电机效率对比 电机效率平均效率-WLTC平均效率-全转速 Hair-pin电机92.49%94.78% 顶尖圆线电机91.37%92.76% 两者差值1.12%2.02% 资料来源:新能源汽车电磁装置用绕组扁线技术研究,中航证券研究所 1.2.2.2 新能源汽车驱动电机发展趋势:扁线电机具有功率密度大、效率高、散热性好等优势 12 优势二:相同体积功率更大,功率密度高。相同体积下,扁线电机可以容纳更多定子绕组,填充的铜可增加20-30%,因此在相同损耗下扁线电 机可以输出高于圆线电机20-30%的功率和扭矩,如上汽第二代EDU高功率永磁同步电机采用Hair-pin技术使

16、得功率密度提升约20%。 优势三:导体间接触面积大,散热性能好。绕组扁线相较圆线在相同功效作用下通过立绕的排布方式,内部空隙变少,扁线之间的接触面积大, 散热和热传导性能更加优异。据新能源汽车电磁装置用绕组扁线技术研究,通过对绕组扁线和漆包圆线绕制相同功率的车载电感,在施加相 同50A电流作用下,扁线电机温度相比圆线电机低11。 图表18:相同功率的扁线相比圆线节省大约20%的空间 图表19:相同截面、相同匝数、相同电感尺寸的绕线在相同电流作用的温升对比 资料来源:绿芯之友,中航证券研究所整理 1.2.2.2 新能源汽车驱动电机发展趋势:扁线电机具有功率密度大、效率高、散热性好等优势 13 优

17、势四:可有效降低机械和电磁的振动噪音。扁线电机导线的应力、刚性较大,使得绕组有更好的刚度,对噪声有抑制作用;同时扁线绕组是通 过铁芯端部插线,不需要从槽口嵌线,电磁设计上可以选择更小的槽口设计,有效降低齿槽转矩脉动,进而降低电磁的振动噪音。 优势五:质量、体积小,符合电机轻量化的趋势。在同等功率下扁线电机因为槽满率、效率的提升,铜材用量下降约20%;此外,扁线电机硬线 的设计可以压缩端部的体积,端部尺寸相比圆线电机减少20%,进而拥有更小的体积和质量,实现小型化和轻量化。 优势六:扁线电机量产后具备制造成本与整车行驶成本优势。目前扁线电机产量较小,规模效应尚未体现,但量产后具备成本优势:1)仅

18、铜材 用量下降即降低2%左右的制造成本;2)在全域工况下扁线电机效率提升2%,即用电损耗降低2%,对应节约2%的整车行驶成本;市区工况下最 高节约10%的行驶成本。 图表20:扁线电机NVH降低约12%,电机齿槽转矩降低至原来的81%图表21:圆线电机端部尺寸更小 1.3.1.1 扁线电机大规模产业化基础进一步完善:扁线电机技术持续改进 14 技术改进:方正电机、华域电动等电机生产企业增加扁线绕组层数以降低集肤效应。集肤效应是指当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内 部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分,从而导致导体通过电流的有效部分减少,导体的等效电阻增加、损耗功率增加的现象。

19、 研究表明,增加每槽导体数可以有效降低涡流损耗、改善电阻随转速增加的趋势,从而提升扁线电机的效率。以同一款上汽新能源ER6车型为例, 对比4层扁线绕组电机,8层扁线绕组:1)电机效率90%的区间从83%提升至88%;2)NEDC工况的平均电耗从13.8kwh/百公里下降至 12.2kwh/百公里,下降幅度超过11.5%,显著提升续航里程。 图表22:增加导体数可以降低AC电阻图表23:Hair-pin绕组技术从2、4层逐渐发展为8层 资料来源:电机产品技术前哨,绿芯之友,为什么1%的性能提升竟能引发行业巨变,中航证券研究所 资料来源:联合电子,智新科技,中航证券研究所 1.3.1.2 扁线电机

20、大规模产业化基础进一步完善:扁线电机设备国产化降低投资成本 15 设备国产化:扁线电机制造工艺复杂、设备要求高,国产替代、降本增效需求迫切。扁线电机现多采用第二代轴向绕组技术(包括Hair-pin和I- pin),制作工艺多且复杂、对绕组成型的精度和应力要求极高,此外,因采用轴向嵌装的方式使得端部需要进行扭弯、焊接、绝缘等工艺过程处 理,而这依赖于高端自动化设备。扁线电机制造设备国产化持续深入,降低成本推进行业进一步向大规模量产发展。 图表24:扁线电机工艺复杂、性能优异 类别 第一代绕组:径向嵌装绕组第二代绕组:轴向嵌装绕组 圆线绕组波饶扁线绕组Hair-pin扁线绕组I-pin扁线绕组 绕

21、组方式示例 性能特点 槽满率48%60%69%74% 最高效率96.5%96.9%97%97.2% 峰值扭矩310Nm15s310Nm23s310Nm25s310Nm30s 持续扭矩130Nm162Nm185Nm200Nm 持续功率52kW65kW74kW80kW 工艺特点 线型插入径向嵌入,槽口要求高径向嵌入,精度、槽口要求高技术较复杂,精度要求高直接插入,精度要求低 扭头无无单面扭头双面扭头 焊接无无单面焊接双面焊接 绝缘无无单面处理双面处理 资料来源:新能源汽车驱动电机用变频漆包铜扁线的研发,公司公告,中航证券研究所 1.3.1.3 扁线电机大规模产业化基础进一步完善:上游原材料量产能力

22、增强 16 扁线制造加工难度大,国产扁线制造商量产能力增强。漆包扁线应能满足电机对绝缘等级、耐久老化、耐油以及机械加工性能的需求,此外,相 比圆线需要进行端部折弯处理,R角应力集中漆膜易破裂,整体制造加工难度较高。 以精达股份为例,2015年开启新能源车用精密扁线项目并获得日系汽车用精密扁线的订单,2017年实现批量供货,打破了外资垄断;此后持续 投入研发,通过自主开发扁线拉丝模具、漆包模具、焊接工艺、在线测试等技术等满足了扁线绝缘层薄、绝缘强度高、柔韧性好、表面光洁、高 强度漆膜附着力、杜绝R角加工时漆膜破裂等特性,于2020年通过德系、美系及国内新能源汽车头部企业的认证工作。 图表25:扁

23、线电机生产工艺流程图表26:2020年精达股份扁线相关研发项目 公司名称研发项目投资计划(万元) 天津精达RD054 MG驱动电机用高密着高PDIV扁平电磁线800 铜陵精达高性能电机用特种扁平电线的研究及产业化4800 广东公司一种漆包线表面润滑涂覆装置的研发150 广东公司ERP扁线品质管理系统的研发150 广东公司ERP扁线生产管理系统的研发150 常州恒丰高性能镀银铜扁导体制备工艺技术研究800 精远线模新能源汽车电磁线用模具20 资料来源:乘联会,各公司官网,汽车之家,中航证券研究所 1.3.2.1 扁线电机行业需求迎来爆发:预计2025年渗透率超过90% 17 预计2025年扁线电

24、机渗透率超过90%。国内主流新能源车品牌正加速推进扁线电机,2017年上汽在国内首先使用扁线电机,2021年特斯拉 Model 3/Y、比亚迪DM-i、比亚迪秦PLUS EV等车型纷纷搭载扁线电机,有望引领行业装配扁线电机的潮流。 2021年1-10月前15名新能源车型中有5款搭载扁线电机,渗透率达27.08%,而2020年扁线电机在前15名新能源车中渗透率仅为17.59%,我们 认为随着中游制造商扩产加快、各主流车企切换扁线电机意向明确,扁线电机渗透率有望加速提升,预计2025年渗透率超过90%。 车型销量(辆)绕组类型 1宏光MINI304,495圆线 2特斯拉Model 3112,173

25、圆线/扁线 3特斯拉Model Y106,236圆线/扁线 4比亚迪秦PLUS DM-i75,634扁线 5比亚迪汉EV66,763圆线 6理想ONE62,919圆线 7奔奔EV59,537圆线 8埃安Aion S58,162圆线 9奇瑞eQ57,555圆线 10欧拉黑猫51,166扁线 11比亚迪宋DM46,181圆线 12小鹏P745,271圆线 13科莱维CLEVER38,388圆线 14比亚迪秦PLUS EV38,148扁线 15哪吒V37,339圆线 前十五名总销量1,159,967 前十五名扁线车型销量314,077 前十五名中扁线渗透率27.08% 图表28: 2021M1-10

26、前15名新能源车中扁线电机渗透率达27.08% 时间车型电机供应商电机类型 2007通用沃蓝达博格华纳Hair-Pin电机 2013日产电动车日立(HITACHI)Hair-Pin电机 2015丰田第四代普锐斯日本电装Hair-Pin电机 2017.6上汽荣威ERX5华域电动Hair-Pin电机、集中绕组 2018.12蔚来ES6蔚然动力科技Hair-Pin电机 2019.7上汽荣威ei6 PLUS华域电动Hair-Pin电机、集中绕组 2019.11上汽荣威RX5 eMAX 华域电动Hair-Pin电机、集中绕组 2020.5欧拉R1蜂巢电驱动Hair-Pin电机 2020.6保时捷Tayc

27、an大众(保时捷在大众集团旗下) Hair-Pin电机 2020.7比亚迪汉GT弗迪动力Hair-Pin电机 2020.10宝马iX3宝马Hair-Pin电机 2020.11大众iD.4大众Hair-Pin电机 2021.3比亚迪秦PLUS DM-i弗迪动力Hair-Pin电机 2021.4Model 3特斯拉Hair-Pin电机 2021.4Model Y特斯拉Hair-Pin电机 2021.4极氪001日本电装/威睿电机Hair-Pin电机 2021.6岚图FREE东风汽车Hair-Pin电机 图表27:2020年起下游车企加速换装扁线电机 资料来源:乘联会,中航证券研究所测算 1.3.2

28、.2 预计2025年新能源车扁线电机全球市场空间约708亿元 18 预计2025年全球新能源车扁线电机市场空间约708亿元,国内市场空间约342亿元。我们做出如下核心假设: 1)假设全球新能源车销量及渗透率稳步提升,2025年中国、欧洲、美国的新能源车渗透率分别为33%、38%、20%; 2)假设随着电机轻量化、高功率密度的发展趋势,2025年我国及全球扁线电机渗透率提升至90%; 3)据我们测算,2020年我国每台新能源车装载1.07个电机,假设随着消费升级及双电机车型占比提升,这一数值每年增加0.005; 4)假设伴随新能源车驱动电机集成化的发展趋势,扁线单车用量每年增加0.5kg。 根据

29、以上假设,我们预计2025年全球、中国的扁线电机需求量分别为2024万个、978万个,对应市场空间为708亿元、342亿元;2025年全球、 中国的扁线需求量分别为21.25万吨、10.26万吨,对应市场空间为134亿元、65亿元。 图表29:预计2025年扁线电机全球市场空间约708亿元、国内市场空间约342亿元图表30:预计2025年扁线全球市场空间约134亿元、国内市场空间约65亿元 0% 50% 100% 150% 200% 250% 300% 350% 400% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2020A2021E2022E2023E2024E20

30、25E 全球扁线电机市场规模(亿元)中国扁线电机市场规模(亿元) YOYYOY 0% 50% 100% 150% 200% 250% 300% 350% 400% 450% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2020A2021E2022E2023E2024E2025E 全球扁线市场规模(亿元)国内扁线市场规模(亿元) YOYYOY 资料来源:乘联会,中航证券研究所测算 1.3.2.2 预计2025年新能源车扁线电机全球市场空间约708亿元 19 图表31:预计2025年扁线电机全球市场空间约708亿元、扁线全球市场空间约134亿元 2020A2021E2022E202

31、3E2024E2025E 全球新能源车销量306615898118415632054 中国129341502646813992 欧洲136194244325436605 美国3265133183254357 扁线电机渗透率14%25%39%53%66%90% 全球扁线电机需求(万个)4616537667411292024 中国扁线电机需求(万个)1992210368587978 全球扁线电机市场规模(亿元)1658132236395708 YOY261%127%79%67%79% 中国扁线电机市场规模(亿元)73274129205342 YOY374%129%75%60%67% 扁线单车用量(

32、kg)8.08.59.09.510.010.5 全球扁线总需求量(万吨)0.371.403.386.4111.2921.25 YOY283%141%89%76%88% 国内扁线总需求量(万吨)0.150.781.893.505.8710.26 YOY404%143%85%68%75% 全球扁线市场规模(亿元)2.318.8521.3140.3671.11133.90 YOY283%141%89%76%88% 国内扁线市场规模(亿元)0.974.9111.9122.0236.9964.67 YOY404%143%85%68%75% 目录 1.扁线化趋势已成,行业需求爆发在即 2. 产业链迎来拐点

33、,上游、中游有望充分受益 3.产业链相关标的 资料来源:中航证券研究所整理 2.1 中国新能源汽车扁线电机产业链情况 21 上游:包括原材料和零部件两部分,核心的原材料包括(钕铁硼)永磁材料和电工钢(硅钢),核心零部件包括扁线、轴承及轴承盖; 中游:扁线电机的生产厂商,主要分为整车企业和第三方电机企业两大类; 下游:主要包括传统车企和造车新势力两类。 图表32:扁线电机产业链概览 整车制造厂商 原材料零部件 永磁材料 电工钢(硅钢)轴承及轴承盖 造车新势力 传统车企 上 游 驱动电机制造厂商 整车企业第三方电机企业 中 游 下 游 扁线 传统电机生产企业专业新能源汽车电机企业国际先进制造商 钕

34、铁硼材料是当今综合性能最优异的永磁材料。钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力、能量密度较高,使仪表仪器、电声电机、磁选磁化等设备的 小型化、轻量化、轻薄化成为可能,因而在工业和电子领域得到广泛应用。钕铁硼可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼三类,其中烧结 钕铁硼多被用于永磁同步电机。 中国是钕铁硼产能大国,但高端钕铁硼材料供给不足。据中国稀土行业协会数据,2020年中国烧结钕铁硼毛坯产量约17.9万吨,同比增长5%, 但中国高性能钕铁硼材料供给不足。根据中国汽车工业协会统计数据,新能源汽车单车平均钕铁硼用量约3.5kg,2020年全国新能源车产量为 129万辆,对应高性能钕铁硼需求为0.45万吨

35、。 钕铁硼材料下游应用广泛。钕铁硼包括多个牌号等级,每个材料等级对应着各个应用领域,主要包括N系列(MRI、音响)、M系列(消费电 子)、H系列(线性电机、微型电机、传感器)、SH系列(风力发电机、工业电机)等系列。其中EH系列和TH系列主要应用于新能源汽车电机。 资料来源:大地熊招股书,中航证券研究所整理 2.2.1 永磁同步电机的核心材料钕铁硼材料 22 图表33:高性能钕铁硼材料下游应用结构图表34:各个系列钕铁硼性能参数及应用领域 牌号 最大磁能积 (BH)max 内禀矫顽力 Hcj(kOe) 主要应用领域 N系列33-5511MRI、音响家电系列产品 M系列33-5313VCM、磁选

36、机、消费电子 H系列31-5116线性电机、微型电机、传感 SH系列31-4920风力发电机、工业电机等 UH系列28-4624汽车电机、空调压缩机 EH系列26-4329 TH系列26-3933 新能源车电极、电磁阀门、 传感器等 图表35:2020年国内钕铁硼头部企业产能 排序公司产能(吨)主要产品 1中科三环21500烧结、粘结钕铁硼磁材 2金力永磁15000钕铁硼磁材 3宁波韵升14000钐钴、钕铁硼磁材 4正海磁材12000钐钴、钕铁硼磁材 5英洛华10000钕铁硼磁材 传统汽车, 37.5% 新能源汽车, 11.8% 工业应用, 10.9% 风电, 10.0% 消费电子, 9.1%

37、 变频空调, 9.0% 节能电器, 8.4% 其他, 3.3% 资料来源:各公司公告,中航证券研究所整理 2.2.1.1 扁线:扁线化带来增量需求,行业壁垒相对较高 23 图表36:2020年电磁线行业竞争格局图表37:扁线与电机制造商对应情况 电磁线行业格局分散,2020年CR6仅为25.8%。我国是全球电磁线第一大生产国和出口基地,据中国电气工业协会数据,2020年我国电磁线需 求量达180万吨。从竞争格局来看,行业内生产厂家超过千家,2020年CR6仅为25.8%,长尾效应显著。 扁线制造难度高,预计放量后市场向头部集中。电磁线按照导体形状可划分为圆线、扁线、异形线,其中扁线的生产制造工

38、艺较为复杂,国内仅 有精达股份、长城科技、金杯电工、冠城大通等少数企业可以量产,2021年上半年扁线产量分别约为2045吨、1300吨、800吨、1852吨,短期 内仍处于供不应求状态。我们认为,随着新能源车扁线电机加速渗透,电磁线竞争格局有望向头部量产企业集中。 公司客户 精达股份特斯拉、比亚迪、蔚来、吉利、通用、部分日系车企等 长城科技 法雷奥、长鹰信质、德宏股份、宁波韵升、成都华川电装、北京奥博汽车、 上海电驱动、西门子、博世、松下、卧龙电气 冠城大通 博世、博泽、法雷奥西门子、大陆汽车、安徽昊方机电、华域汽车、长鹰 信质、万宝至实业、纬湃汽车 金杯电工博格华纳、连点、汇川、精进电动 精

39、达股份, 11.61% 长城科技, 7.17% 冠城大通, 4.00% 露笑科技, 2.49% 金杯电工, 1.25% 其他, 73.49% 精达股份长城科技冠城大通露笑科技金杯电工其他 资料来源:乘联会,公司公告,中航证券研究所测算 2.2.1.2 扁线:预计2025年全球扁线需求量约21.25万吨 24 图表39:2021H1国内主要企业扁线产量情况图表38:预计2025年全球、中国的扁线需求量分别为21.25、10.26万吨 预计2025年全球扁线需求量约21.25万吨,对应市场空间约133.9亿元。根据前文测算,2025年全球、国内新能源车扁线电机需求量分别为 2024万台、978万台

40、,假设伴随电机集成化的发展趋势,单机用扁线量逐渐从目前的8.5kg提升至2025年的10.5kg,在扁线单吨价格保持在 63000元不变的情景下,我们测算2025年全球新能源车扁线需求量约21.25万吨,对应市场空间约133.9亿元,2020-2025年CAGR达125%; 2025年国内新能源车扁线需求量约10.26万吨,对应市场空间约64.67亿元, 2020-2025年CAGR达131% 。 0 500 1000 1500 2000 2500 精达股份长城科技金杯电工冠城大通 2021H1产量(吨) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 2020A2021E

41、2022E2023E2024E2025E 国内扁线总需求量(万吨)全球扁线总需求量(万吨) 资料来源:豪森股份招股书,中航证券研究所 2.2.2 设备:克来机电、豪森股份等具备装备制造能力 25 图表41:豪森股份新能源车扁线电机自动扭头设备图表40:豪森股份驱动电机定子生产线示意图 扁线电机制造工艺复杂,国内克来机电、豪森股份、巨一科技等具备装备制造能力。新能源车驱动电机智能生产线是将定子、转子、减速箱、电 机控制器等100-400种零件按驱动电机产品工艺流程顺序完成装配制造的作业流水线,通常由总装线、测试线、定子分装线、转子分装线、电机 控制分装线、减速箱分装线组成。 扁线电机制造过程中的

42、关键工艺PIN线成型、自动扭头、涂敷等工艺技术难度较大,对设备的自动化程度要求较高,国内仅有克来机电、豪森股 份、巨一科技等少数设备商具备扁线电机装备制造能力,其中克来机电配套联合电子等、豪森股份配套上海龙芯等。 国内电机市场的参与者分为整车厂和第三方供应商两大类。国内具备电驱动系统整体集成设计能力的整车厂包括比亚迪、特斯拉、北汽新能源和 宇通客车等传统整车企业。其中:第三方外供企业可分为国际先进制造商、传统电机生产企业和专业新能源汽车电机企业。 国际先进制造商:海外汽车零部件企业以合资方式进入国内市场,主要公司包括日本电装、博格华纳、博世、采埃孚等; 专业新能源汽车电机企业:顺应新能源车发展

43、而成立的专注于新能源车电驱动系统的企业,主要代表公司包括深圳大地和、精进电动等; 传统电机生产企业:从传统电机转型新能源车电机制造的企业,主要包括大洋电机、方正电机、卧龙电驱、蓝海化腾等。 2021H1,TOP10企业合计市占率为74.4%,其中6家为第三方供应商,装机量占前十企业的45.97%;4家整车厂装机量占前十企业的54.03%。 资料来源:第一电动,NE时代,中航证券研究所整理 2.2.3.1 电机:车企自产和第三方电机制造商并存 26 图表42:国内新能源车电机代表企业图表43:2021H1国内新能源车电机竞争格局 企业类型代表企业 整车企业比亚迪、特斯拉、北汽新能源、宇通客车 第

44、三方供应商 国际先进制造商日本电装、博格华纳、博世、采埃孚等 专业新能源汽车电机企业 深圳大地和、精进电动等 传统电机生产企业大洋电机、方正电机、蓝海华腾、卧龙电驱等 特斯拉, 16.30% 弗迪动力, 13.40% 方正电机, 10.20% 蔚来驱动科 技, 7.10% 上海电驱动, 6.20% 双林汽车, 5.40% 日本电产, 4.70% 华域电动, 3.90% 联合电子, 3.80% 大众变速器, 3.40% 其他, 25.60% 资料来源:驱动视界,国际新能源网,各公司官网,各公司招股说明书,中航证券研究所整理27 公司类型公司公司介绍客户 整车企业 弗迪动力 2019年弗迪动力有限

45、公司正式挂牌成立,为比亚迪全资控股子公司,业务覆盖新能源汽车用驱动电机总成及周边特种电机产品。截止至目 前,弗迪动力的电驱动系统研发已经进行到第四代,国内首家量产SiC动力三合一产品。 比亚迪,丰田,长城汽车,一汽,东风,江淮,东风 华域电动华域电动自主研发了包括永磁同步电机PMSM、助力转向电机EPS在内的多款新能源汽车核心零部件,国内最早开始研发扁线电机的制造商。 上汽 大众变速器成立于2012年,业务涵盖汽车变速器及汽车零部件的研发、生产、装配等,主要产品包括APP290、APP310电机。大众 特斯拉成立于2003年,其电机产品的特点是前后双驱动系统,进口电机型号3D1功率202kW,

46、国产电机型号3D6功率220kW。特斯拉 蔚然动力科技 蔚然动力是一家汽车智能动力系统提供商,高度集成的“三合一”EDS电驱动系统是公司目前最为核心的产品,采用扁线绕组工艺,EDS最 高效率达94%。 蔚来 第三方 供应商 国际先进制造 商 法雷奥西门子 成立于2016年,业务涵盖车载充电机、逆变器、电机和DC/DC转换器的研发和生产,核心产品包括MBE平台ID.3电驱、法雷奥西门子 83kW电驱、标志雪铁龙插混三合一电驱等。 奔驰、吉利、北汽新能源、沃尔沃、长城、东风日产、 起亚汽车、大众汽车、上海申沃客车、绿驰汽车 博世 博世是全球最大的汽车零部件供应商,与上汽已成立合资公司“联合汽车电子

47、有限公司”,在新能源汽车电驱动系统领域推出的产品包括同 轴式电机、分离式电机、油冷电机,目前公司电机供货量超过60万台。 大众、奔驰、宝马 博格华纳 业务涵盖高效内燃机、智能混合动力系统、电力驱动系统等,其高压发卡电机包括HVH146、HVH200、HVH220、HVH320、HVH410等 型号。 长城、北汽新能源、一汽、上汽、威马、吉利、雪佛 兰 尼得科(日电产) 日电产业务领域覆盖各型新能源汽车电驱动系统,核心产品为150kW、200kW的“三合一”电驱动系统,已在广汽Aion S、Aion LX、蔚 来HYCAN 007等各车型上搭载,其中大连工厂设计产能达360万台。 广汽、蔚来 采

48、埃孚 在车辆运动控制、集成式安全系统、自主驾驶以及电驱动四大技术领域,采埃孚能为现有的汽车制造商以及初创出行服务供应商提供广泛的 解决方案。核心产品为300kW客车电驱动系统,功率远高于其他同类客车电驱。 宝马、通用、三菱、丰田、日产、标志、沃尔沃、现 代、福特等 专业新能源汽 车电机企业 精进电动 公司2020 年除整车企业外的独立供应商中排名第六,除整车企业外的国内独立供应商中排名第四。2020年公司乘用车电驱动总产能为 261,350套。 广汽、长城、吉利、小鹏汽车、菲斯克汽车公司、海 马、中通、金龙、申沃、万向集团 深圳大地和公司主要为新能源汽车提供驱动电机系统产品和服务,产品涉及客运

49、巴士、小轿车、特种车辆、低速车等多个领域。 重庆瑞驰,奇瑞汽车,长安汽车,五菱工业,东风小 康,山西丽驰 上海大郡动力 成立于2005年,从事新能源汽车用电机及其控制器技术研发、制造和销售,核心产品包括纯电启动系统EA130、EG80、EJ150,PHEV驱动 系统DB120等。 汽、广汽、东风等乘用车及金龙、中通、福田等商用 车等 天津松正 核心产品包括390系列发卡电机、290系列发卡电机、五合一控制器等,目前多条生产线已在进行集中安装调试,预计2022年电机产能将突 破100万台。 宇通、中通、奇瑞、海马、江淮、东风扬子江、东风 小康、北汽、一汽大众 传统电机生产 企业 方正电机 成立于

50、1995年,2020年在新能源车电机第三方供应商中位列第一,目前有深圳高科润、上海海能、湖北方正、越南方正等4家子公司,预 计今年年底新能源车电机产能50万台,2023年产能150万台。 上海通用五菱、东风、吉利、蔚然动力、蜂巢传动 大洋电机 早期从事建筑及家具电气电机业务,2009年跨入新能源车动力总成系统产业,2016年初收购上海电驱动,2020年新能源汽车动力总成系统 年产能50万套。 北汽福田、一汽、上汽乘用车、吉利、东风、长安等 卧龙电驱2020年和采埃孚成立合资公司进军新能源车驱动电机领域,目前已获得小鹏汽车定点。北汽、宇通、金龙 蓝海华腾 新能源车领域的产品主要为电动汽车电机控制

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
资源标签

当前位置:首页 > 行业分析 > 其它行业

关于我们                               联系我们


copyright@ 2008-2013        长沙景略智创信息技术有限公司版权所有
网站备案/许可证号:湘ICP备17000430号-2