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新能源汽车核心部件:驱动电机的全球趋势

来源:广州汽车配件 发布时间:2019-01-05 点击次数:

新能源汽车电机系统主要由电机和逆变器组成。虽然这两个部分和大多数其他汽车零部件一样,长期面临降价压力,但由于新能源汽车总量的增加,整个行业仍有较大的增长空间,预计到2030年,市场规模年均增长率在18%到20%左右。
    
     随着全球汽车电气化的深入,驱动电机行业将迎来整体规模的快速扩张,在这一过程中,具有规模效应和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,实现业绩的大幅增长。e.
    
     据估计,随着全球汽车电气化的快速发展,新能源汽车电机系统市场将迅速扩大,市场规模预计将从2015年的230亿美元增长到2030年的318亿美元。
    
     新能源汽车电机系统主要由电机和逆变器组成。虽然这两个部分和大多数其他汽车零部件一样,长期面临降价压力,但由于新能源汽车总量的增加,整个行业仍有较大的增长空间,预计到2030年,市场规模年均增长率在18%到20%左右。
    
     据估计,在中性假设下,2030年电动汽车销量将达到2000万辆,占当年乘用车总销量的16-18%,但在乐观的情况下,即电池价格大幅下跌,环保政策更加严格,增长幅度较大。电动汽车的销售率有可能大幅上升。我们预计,在乐观情景下,新能源汽车的年总销量可能达到3000万辆,约占当年汽车销量的25-27%。
    
     据估计,单台混合动力汽车的电力需求约为30千瓦(平均价格约为200-300美元),双电机插电式混合动力汽车的电力需求约为50-100千瓦(平均价格约为800-1000美元),纯电动汽车的电力需求约为200千瓦(平均价格约为1000-1500美元)。
    
     我们预计到2030年,汽车销售(不包括逆变器)的年均增长率将达到18%,到2030年,整个行业的销售额将达到1955亿美元,是2015年12亿美元的近17倍。
    
     预计汽车销量将从2015年的360万辆增长到2030年的4900万辆。同时,自行车电机的数量预计将从1.8台下降到1.4台,主要是由于单台电机销售纯电动汽车的比例增加,但在电机单价方面,我们预计将进一步增加,从目前的350美元增加到380美元,主要是由于高价格大功率电机的广泛应用。
    
     就市场份额而言,丰田集团在2016年的数据中遥遥领先(该集团的主要电机生产商包括电器公司和精机),本田集团位列第二,而这两个集团在混合领域也占据全球领先地位,随后是比亚迪和福田汽车,一家台湾的电机制造商,提供特斯拉。
    
     在汽车工业的长期发展中,第三方供应商的崛起将是大势所趋,如果我们从日本汽车产业链的现状来看,不难发现前三大龙头企业(丰田、本田、日产)倾向于供应自力汽车产品,这不仅关系到T.他是日本传统基因制造企业,也到了产业发展的阶段。
    
     如果比较PC和手机产业的发展历史,可以很容易地发现,这两个产业在早期是高度整合的上下游生产。无论是手机行业的惠普、苹果、Silicon Map,还是诺基亚和摩托罗拉,都是产业链中高度集成的生产,因为在早期,产品更新速度更快,上游零部件供应商也需要快速响应和协调,所以集成的生产模式具有更高的性价比。IO;
    
     但是,在产业发展的后期,由于整个市场规模的扩大,产品升级的速度不需要像初始阶段那样快,第三方供应商对整个市场的规模效应将作为客户反映出来,这也导致了一系列第三方产品的兴起。富士康、美光、海立等艺术供应商。
    
     新能源汽车电机行业也不例外,从目前来看,本田已宣布将与日立合作生产电机,同时,日产也在投资者交易所提到,未来可能会开始收购电机。
    
     2017年10月,三菱电机宣布将为戴姆勒-奔驰提供电机和逆变器,随着第三方电机制造商高效、低成本产品的普及,将电机行业的市场份额从主机制造商的自主供应转移到行业内是大势所趋。第三方企业。
    
     目前,日本电机企业已开始应对电气化带来的趋势变化,预计电子设备和精晶半导体将首先利用现有的规模优势,以较低的成本占领市场份额,其次是电力和公用事业建筑将迅速跟进。目前,汽车工业的平均毛利率约为30%,生产规模是决定毛利率的主要因素之一。
    
     我们预计,逆变器行业也将出现快速增长。据估计,逆变器市场的销售收入将从2015年的12亿美元增加到2030年的133亿美元。从销售额来看,由于逆变器与电机的比例基本上是1:1,预计其总销售额将从2015年的360万美元上升到2030年的4900万美元。同时,自行车配套价格将从美元下降。300-400美元到200-300美元,主要是由于销量增加后的成本规模效应。
    
     与汽车行业类似,丰田集团在逆变器行业也处于领先地位,同时,丰田集团的电气设备集团目前正在大规模扩大其逆变器客户,继丰田之后,三菱电气也占有相当大的市场份额。
    
     从电动机的分类来看,主要有四种类型:直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻。后三种电机主要采用新能源汽车电机,目前永磁同步电机以其优异的性能成为主流电机,交流异步电机价格适中,但性能稍差。开关磁阻电动机的主要优点是价格低廉,但也存在噪声和振动等技术问题。如果这些问题能够得到解决,开关磁阻电机将有一个巨大的市场。
    
     交流异步电动机:虽然目前交流异步电动机(额定功率约79-85)与永磁同步电动机相比没有优势,但其成本远低于永磁同步电动机,从体积上看,交流异步电动机比永磁同步电动机大,主要受设计限制。D施工。
    
     永磁同步电动机(PMSM):电动机的转子由永磁体封装。整个系统功率大(约90-92),体积小,成本高,主要是由于永磁材料价格高,目前正在开展减少永磁材料使用的研究,同时也在关注提高永磁材料的输出效率,永磁材料是一种新型的永磁材料。网络电机是电动汽车工业中应用最广泛的电机类型。
    
     开关磁阻电机:开关磁阻电机的价格竞争非常激烈,主要是因为它的转子中没有高成本的永磁,而且功率适中(额定功率约为80-86)。因为定子和转子是用来提供动力的,所以过程中产生的振动和噪音是主要问题。由于电机汽车电机目前处于数量快速增长的时期,我们相信需求的增长将加速技术创新和替代。
    
     通过对近20年来电机技术的发展趋势的研究,我们发现电机技术还有进一步的改进空间,首先看机芯用钢的厚度,对于定子和转子,主要由薄的电磁钢层组成。1997年,第一辆丰田普锐斯使用了0.35毫米的钢板,然后减少到0.3毫米,并在2016年到0.25毫米。一般来说,增加薄钢板的数量可以提高电机的效率,但也有助于控制电机的温度。
    
     目前,薄型钢的生产是工业生产中的一个重大技术问题,其主要难点在于控制压铸件的回弹,保持钢板材料的一致性,从目前的情况来看,由于薄型钢成本和生产效率的优势,旋锻技术将日益成为工业生产中的一项重要技术。行业主流制造模式。
    
     其次,在绕组密度方面,定子中的绕组数量是决定电机功率的一个重要因素。绕组数量主要取决于在有限的空间内可以绕在机芯周围的铜线圈数。目前,插入器适用于大功率定子的加工,并且具有较高的效率。逐步成为行业生产标准。
    
     线圈类型主要有方形和圆形两种。目前,主流厂家使用的是圆形线圈。然而,由于其空间利用率高,方线圈技术正逐渐取代圆线圈成为行业的主要发展方向。丰田和本田已经开始批量采用方线圈技术,另一方面,安川电机已经开始开发电子绕线技术,以提高控制和效率(马自达已经开始尝试)。
    
     最后,在冷却系统方面,有两个部分:电机和逆变器:电机。随着电机温度的升高,永磁电机的磁力减小,冷却系统的效率对电机的大功率运行至关重要。
    
     从技术演变的趋势来看,主流冷却技术已经从空冷、水冷发展到油冷,其主要技术手段是将电机浸入油冷室以达到冷却的目的,虽然一些专家认为与油的摩擦会降低电机的效率,但在实际应用中在目前的技术条件下,油冷仍然是最有效的冷却方式。
    
     在逆变器方面,冷却系统对逆变器的性能也有重要影响。日产最近声称,通过提升Leaf 2017新车型的逆变器冷却系统,电机的输出功率将从80kw提高到110kw,而电机的其他部件与上一代相同,这表明了逆变器冷却系统的重要性。虽然使用了碳化硅,但是虽然会提高电动机的耐热性和耐电压性,但其成本高,其大规模应用的时间点可能在短期内难以实现。
    
    
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