《2020新能源汽车电机电控行业发展分析》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-07-20
  • 随着新能源汽车市场的发展,电机电控行业也得到同步推动,整体发展市场呈现出集成化、模块化、高效化等趋势,核心技术成企业立足之本。

    一、我国新能源驱动电机行业市场表现

    近年来,我国新能源汽车驱动电机装机量整体呈上升趋势,2019年受整体新能源汽车寒市影响,装机量出现小幅下降。

    2020年市场表现:受疫情影响,2月驱动电机装机量出现大幅度下滑,3-5月逐渐回暖,且发展趋势来看,驱动电机配套依然以乘用车市场、永磁同步电机为主。

    二、我国新能源汽车电机电控市场规模

    不同车型搭载的电机电控价格有较大差异,按照电控成本年降8%、电机成本年降5%测算,2020年电机电控市场规模将达到295亿元。

    数据来源:根据公开信息整理

    三、我国新能源汽车驱动电机竞争格局

    新能源汽车驱动电机市场的主要参与者大致可以分为两类:一类是具备自产能力或关联供应链的传统整车企业,如比亚迪、北汽、厦门金龙、郑州宇通等;另一类是专门从事汽车零部件或电机电控产品的供应商,如博世、大陆、上海电驱动、上海大郡、汇川技术、英威腾等。

    目前,龙头乘用车及客车整车企业倾向于自配电机,第三方企业目前在中小型客车和专用车领域优势明显,而在乘用车领域渗透率较低。

    我国新能源驱动电机行业竞争格局

    四、我国新能源汽车驱动电机技术方向

    目前,多企业正积极推动产品升级、发展“三合一”集成产品,产品向轻量化、小型化、低成本化方向迈进;随着新能源汽车的大批量投产,动力系统出现了高度集成化、电机永磁同步化、高功率密度化、减速系统多挡化、冷却系统多样化的趋势。

    五、我国新能源汽车电机控制器技术趋势

    由于电力电子技术起步相对较晚,使得国内电机控制器的功率密度水平同国外存在较大差距,当然这种差距也正在逐步缩小。电机控制器领域主要涵盖的技术模块包括:电子控制模块(硬件电路和相应的控制软件)、驱动器(将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号,并隔离功率信号和控制信号)和功率变换模块(对电机电流进行控制)。目前的发展趋势主要呈现四大特点:

    1、高安全性:集成功能越来越多,安全要求越来越高。

    2、高功率密度:外形体积随分装向小型化发展。

    3、高压化:GBT的方向是650V,IGBT的设计往更高的750V以及1200V 。

    4、EMC高等级化:下一步要到class5水平。

    功率模块是制约国内电机控制器发展的瓶颈,我国也陆续有半导体封装企业可做批量应用的器件,正逐步走向自主化。相关产业支持政策也同步推出,《中国制造2025》指出:驱动电机是在新能源汽车、节能汽车、汽车制造三个领域都是很重要的组成部分;“十三五重点研发计划”指出,电机控制器发展目标是实现功率倍增,到2025年基于碳化硅器件功率密度达32~36kW/L,这部分主要涉及驱动电机、电力电子、电驱动总成和电机控制器等。

    六、我国新能源汽车电机电控行业发展趋势

    新能源汽车市场低迷、补贴退坡直接影响整车企业的财务实力,降低整车厂投资零部件的能力和意愿。目前整车厂正逐步剥离自身零部件业务,相应零部件企业“接管”整车企业原有的总成开发和生产任务,同步开发能力日益提升,“大总成”供应商甚至“0.5级供应商”涌现。产品方面来看,电机电控市场处于成长期,但短期内价格竞争仍较为激烈,具备技术优势、与整车厂深度绑定的电机电控供应商有望成为龙头企业。

    发展归根结底依然是技术的竞争,技术趋势决定了未来的发展方向。国内发展来看,电机电控产品从各大技术参数(峰值功率、扭矩和功率密度等)方面仍有很大的提升空间。总体来看,电驱动行业的角逐竞争中,谁掌握了核心技术谁将会占得先机。

    行业趋势:集成化、模块化、高效化和数字智能化是重要发展方向,技术创新是新的突破点;

    企业布局:国外企业正加速布局集成化新产品,多企业已强势入局中国市场。本土企业得益于国内丰富的稀土资源占有较大优势,同时我国驱动电机的功率密度进一步提升,扁线工艺电机开始批量应用,碳化硅控制器成功用于产品车,高速减速器转速达16000~18000rpm,本土企业的正向开发能力逐渐有了优势。

    发展方向:进一步集成电驱动系统、集成高压冲配电系统等模块,进行进一步整合。

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国家高度重视燃料电池汽车产业。近两年,国家相关部委密集出台政策,大力支持燃料电池汽车发展。《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家科技创新规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《中国制造2025》、《汽车产业中长期发展规划》、《“十三五”交通领域科技创新专项规划》等纷纷将发展氢能和燃料电池技术列为重点任务,将燃料电池汽车列为重点支持领域,并明确提出:2020年实现5000辆级规模在特定地区公共服务用车领域的示范应用,建成100座加氢站;2025年实现五万辆规模的应用,建成300座加氢站;2030年实现百万辆燃料电池汽车的商业化应用,建成1000座加氢站。 我国具备一定的燃料电池汽车研发基础。在国家科研计划和示范项目的持续支持下,国内已初步掌握关键材料、部件及动力系统的部分关键技术,基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池动力技术平台,累计开发数百辆燃料电池汽车,结合奥运、世博、亚运会、大运会、UNDP等示范项目,开展了一定规模的示范运行。近期,广东、湖北等地纷纷成立氢能与燃料电池汽车产业基金,以资本为纽带,初步形成了产业集群,开展了一定规模的示范应用。 推动燃料电池汽车发展的形势日益紧迫。目前我国燃料电池汽车正面临着缺乏实施方案、基础设施规划与建设力度不够、技术研发投入不足、产业链不完善等难题,严重阻碍了我国燃料电池汽车商业化进程。我国是全球燃料电池汽车最重要的潜在市场,若在燃料电池汽车领域落后于人,则在纯电动、插电式混合动力领域积累的优势将不可持续,错失由汽车大国走向汽车强国的战略机遇。 3、上海燃料电池汽车基础与机遇 先发优势明显。上海是我国燃料电池汽车技术研发、产业化的先行者。“十五”期间形成科研驱动模式,承担多项国家级项目,奠定了良好的技术积累、研发基础和人才团队等优势;“十一五”期间建立示范应用驱动模式,建设了加氢站等基础设施,积累了丰富的燃料电池汽车示范运行经验。“十二五”期间进入“整车牵引”发展模式。从2003年“超越一号”燃料电池汽车到2015年上汽荣威950燃料电池汽车,上海燃料电池汽车技术水平始终代表了我国燃料电池汽车发展的最高水平,并在世博会、新能源汽车万里行等示范应用中表现出众。 产业链资源较丰富。上海专注于氢能与燃料电池汽车技术研发、制造的企业数量超过30个,覆盖了关键材料、关键零部件、燃料电池动力系统与整车,以及推广应用与配套服务等各个环节,形成了较为完善的产业链。嘉定区已初步形成燃料电池汽车产业链资源聚集,汇聚包括上汽、汽车城集团、同济大学、机动车检测中心、上燃动力、电驱动、重塑、舜华、环球车享、治臻等一批重点单位,具备了氢能、燃料电池、动力系统平台、燃料电池汽车及示范运营等较完整的产业配套要素,持续吸引众多国内外整车企业和产业链优势企业落户。全球燃料电池汽车产业资源在上海汇聚的态势逐渐形成。 发展进入新阶段。燃料电池汽车已进入产业化的初级阶段,竞争焦点从技术研发转向全产业链的各个环节。上海亟需在示范运营推广、基础设施建设、公共服务平台、关键技术攻关等方面出台相应的发展规划和实施细则,抓住燃料电池汽车战略性新兴产业培育和发展的政策机遇,突破发展瓶颈。通过整车牵引和示范驱动,合理配置资源,抓住3至5年时间窗口期,确立上海在燃料电池汽车竞争中的优势地位,稳步推进燃料电池汽车规模化和商业化进程。 二、指导思想、基本原则和发展目标 1、指导思想 贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》和上海建设具有全球影响力的科技创新中心的决策部署,将发展燃料电池汽车作为上海汽车产业转型升级的引领工程。牢牢把握技术发展与产业变革趋势,整合国内外优势资源,充分发挥上海优势,集中突破关键瓶颈,激发企业创新活力,建立国内领先、国际一流的燃料电池汽车技术链与产业链,营造高端生态圈,培育一批具有核心竞争力的龙头企业和领军人才,打造燃料电池汽车技术与产业创新体系,将上海建设成为世界一流的燃料电池汽车创新中心和产业高地。 2、基本原则 坚持顶层设计。加强燃料电池汽车产业的顶层设计、系统规划和科学布局,明确产业发展方向和突破口,编制规划及实施方案,推进重点任务落实。 坚持创新驱动。明确燃料电池汽车技术发展路线,重点探索燃料电池电堆、发动机集成与控制、辅助系统关键零部件等技术,突破燃料电池汽车技术发展瓶颈。 坚持示范引领。开展燃料电池汽车分时租赁运营和公交、物流车的区域示范运营,联动优化燃料电池氢能基础设施布局,加速燃料电池汽车全产业链完善,推进燃料电池汽车的规模化和商业化。 坚持协同推进。加深市、区联动和部门协同,形成牵头部门负责,相关部门配合的权责一致、规范有序、互相协调、运行高效的协同联动机制,推进产业链快速发展。 3、发展目标 推动燃料电池汽车试点示范运行,开展氢能基础设施、研发与测试服务平台等共性设施建设,突破车用燃料电池电堆、关键材料与核心零部件等关键技术,引导培育燃料电池汽车产业基地和产业基金,建成国内领先、国际一流的燃料电池汽车技术链与产业链,推进我国燃料电池汽车商业化发展。 ——近期目标(2017-2020年)。打造国内领先的燃料电池汽车技术示范城市,形成优质产业链资源聚集效应,实现燃料电池汽车核心关键技术紧跟国际行业水平。在技术链层面,实现电堆、系统集成与控制、关键零部件等核心技术跟踪国际水平,关键指标与国际接轨。在产业链层面,打造包含关键零部件、电堆、系统集成、测试认证服务、整车开发等环节的产业集群,聚集超过100家燃料电池汽车相关企业,培育有国际影响力的氢能与燃料电池技术研发中心1个、燃料电池汽车检验检测中心1个,燃料电池汽车全产业链年产值突破150亿元。在示范运行与推广层面,建设加氢站5-10座、乘用车示范区2个,运行规模达到3000辆,积极推动燃料电池公交、物流等车辆试点。 ——中期目标(2021-2025年)。规划燃料电池汽车示范区域,形成区域内相对完善的加氢配套基础设施建设,在区域公共交通、公务用车、商用物流等领域探索批量投放,提升燃料电池汽车全产业链国际竞争优势。在技术链层面,形成系列化燃料电池电堆产品,燃料电池汽车技术同步国际水平。在产业链层面,形成有国际影响力的整车企业1家、动力系统企业2-3家、关键零部件企业8-10家,进入世界前三的一流研发与公共服务机构2家,燃料电池汽车全产业链年产值突破1000亿元。在示范运行与推广层面,建成加氢站50座,乘用车不少于2万辆、其它特种车辆不少于1万辆,在公交、商用大巴、物流车前期试点运行成功的基础上,酌情扩大推广规模。 ——长期目标(2026-2030年)。成为具有国际影响力的燃料电池汽车应用城市,总体技术接近国际先进,部分技术达到国际领先,产业化全面成熟,面向私人用户实现进一步市场推广,带动氢能交通,辐射全国燃料电池汽车产业高速发展。在技术链层面,实现燃料电池汽车技术和制造总体达到国外同等水平;在产业链层面,实现上海燃料电池汽车全产业链年产值突破3000亿元,带动全国燃料电池产品的多元化应用。在示范运行与推广层面,最终形成以上海的燃料电池汽车产业链和价值链辐射全国,带动未来社会能源和动力转型。 三、燃料电池汽车发展重点任务 任务一、构建应用驱动的发展模式 基于中心城市的优势和功能定位,面向燃料电池汽车优势应用领域,探索互联网与新能源深度融合的燃料电池汽车创新运营商业模式,落实燃料电池汽车商业化运营组织管理、政策保障等措施,驱动燃料电池汽车产业链的快速发展。设置燃料电池汽车商业运营示范区,开展公共交通、定制共享班车、分时租赁等运营示范,牵引上海燃料电池汽车产业快速发展。 任务二、规划加氢站建设 落实责任主体,部署加氢站网络布局规划与建设,破解燃料电池汽车示范运行瓶颈。以产业配套和氢源基地等为基础,推动环上海加氢站走廊、嘉定、崇明、上海化工区、临港等示范区域加氢站的规划与建设。配合示范线路和示范区域建设,研究加氢终端补贴等政策,降低消费者使用成本,推动上海市氢能与燃料电池汽车产业协同发展。 任务三、创建产业园区 推动国际汽车城科技创新港、同济科技园、外冈新能源汽车及关键零部件产业基地等燃料电池汽车相关园区建设,提升燃料电池汽车企业创新活力,加快技术研发向产业化转移,吸引人才、资金和产业链上下游企业进一步集聚,促进国内外产业链之间的资源整合与良性互动,提高上海燃料电池汽车产业化发展水平和国际竞争力。至2020年,园区内相关企业超过100家,形成较为完善的燃料电池汽车产业集群;至2025年,在关键材料、零部件与核心产品领域,形成国内顶尖,国际领先的龙头企业3-5家。 任务四、建设公共服务平台 支持机动车检验检测中心、同济大学智能型新能源汽车协同创新中心等机构,进一步发挥在燃料电池发动机系统、电堆、关键零部件等方面服务能力,建设第三方优质公共服务平台,促进优势资源高效利用,形成健康开放的合作机制。支持开展技术研发服务、计量测试和检测认证服务,降低行业研发成本,激发中小企业活力和创造性。推进行业标准研究与制定,加强国内外产业与行业组织之间的联系,加快燃料电池和加氢站相关法规、标准的建立和完善。促进技术与产业交流,为企业与机构提供政策、行业信息、技术分析等服务,建立国际产业链间交流合作机制,加速产业化进程。 任务五、实施重大专项 定位燃料电池汽车产业大方向,瞄准世界领先水平,在电堆及核心材料、发动机系统集成与控制、关键零部件等领域开展技术攻关、工程研究和产品开发,推进测试技术和指标体系研究。突破燃料电池电堆关键技术,开展催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心技术研究,提高电堆产品的性能和寿命,降低成本。优化燃料电池发动机集成与控制技术,研究高比功率燃料电池发动机技术,实现可靠性、耐久性等的全面提升。加大辅助系统关键零部件技术研发力度,重点突破空压机、氢气循环泵、增湿器、DC/DC变换器等关键零部件技术,进一步完善关键零部件技术链。开展燃料电池电堆、关键零部件、发动机系统集成等方面的测试技术和指标体系研究。 任务六、设立产业基金 引导和鼓励有条件的各类资本设立燃料电池汽车产业基金,吸引撬动社会资金积极参与,进一步发挥市场配置资源的决定性作用,提升市场主体活力和发展潜力。
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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-01-26
    • 普华永道旗下咨询机构思略特近日发布的报告预计,到2030年,全球三大汽车市场欧盟、美国和中国新电动汽车注册数量将超过1740万辆,占汽车销售总量的份额接近27%。在降低能耗、应对气候变化等多重因素驱动下,许多国家将推动电动汽车产业发展、实现绿色转型视为拉动经济持续复苏的新增长点。 销售成行业亮点 在全球汽车业遭受疫情打击表现低迷的背景下,电动汽车销售出现逆势增长,成为行业发展一大亮点。 欧洲替代燃料观察组织发布的最新报告称,2020年欧洲电动汽车销量突破100万辆大关,较2019年增长3倍,电动汽车市场占有率从2019年的3%升至10%。普华永道预计,2035年,电动汽车销量在欧洲汽车市场中的占比预计将达到67.4%。 数据显示,2020年,德国作为全球第三大电动汽车市场,纯电动汽车销量超过19.4万辆。英国纯电动汽车和插电式混合动力车注册量分别逆势增长185.9%和91.2%。爱尔兰电动汽车和混合动力车新车销售逆市上扬,同比分别增长14.4%和16.1%。挪威电动汽车销量近7.7万辆,在新车总销量中占比达到54.3%,成为全球首个全年电动汽车销量占比过半的国家。法国新能源汽车销量为18.53万辆,同比增长201.34%。在日本,目前销售的乘用车新车中,混合动力车、电动汽车等非传统汽油车的占比约40%,其中以混合动力车为主。 中国是全球最大的电动汽车市场,约占全球电动汽车销量的50%。根据中国工业汽车协会的数据,截至2020年底,中国纯电动汽车保有量约400万辆,同比增加约90万辆。 各大车企纷纷加快了电动汽车的研发创新步伐。宝马近日宣布将改造其德国工厂以生产电动汽车和相关零部件。宝马公司首席执行官奥利弗·齐普泽表示,宝马计划在3年内将其车辆的20%实现电动化;2020年特斯拉共生产了超过50万辆电动汽车,较2019年增长36%;通用汽车首席执行官玛丽·博拉表示,到2025年将向电动汽车和电池技术投资200亿美元,通用计划在2023年前推出20款电动汽车车型。 扶持政策不断出台 由于全球环保标准趋严和消费者需求提高,多国纷纷出台产业扶持政策,支持电动汽车技术研发,进一步推动电动汽车全产业链和生态建设。 欧洲汽车制造商协会最近发布报告称,根据欧盟对汽车尾气排放标准的规定,自2021年起,欧盟境内新乘用车的平均二氧化碳排放量不得高于每公里95克,到2025年和2030年,则需要在这一基础上再分别降低15%和37.5%。对此,欧洲汽车厂商相继公布转向电动汽车的投资计划,欧盟和各成员国也提供相关政策支持。 2020年,德国加大了对新能源汽车的购车补贴,消费者购买4万欧元以下的纯电动汽车和插电式混合动力车,每辆可分别享受6000欧元和4500欧元的政府补贴,补贴额度增长了50%;车价高于4万欧元的车型,分别可获得每辆5000欧元和3750欧元奖励。此外,德国还计划2030年前在全国建设100万个电动汽车充电桩。 法国汽车制造商协会(CCFA)表示,法国政府为汽车行业提供了数十亿欧元的疫情救助金。车主若将碳排放量较高的老旧汽车置换为符合现行碳排放标准的新车或二手车,便可以得到高达数千欧元的补贴。法国政府已将这项激励计划延长至2021年7月1日,以提振汽车市场。 为满足零排放的环保目标,英国禁售燃油轿车和货车的时间将提前至2030年。英国政府将投资28亿英镑,建设充电桩和扩大电池的生产,大规模推广电动汽车。 日本政府去年底发布了面向2050年去碳化社会的“绿色增长战略”,大力推进从汽油车向电动汽车过渡。日本经济产业省把电池相关产业定位为战略产业,将推动单次充电可长距离行驶的下一代“全固态电池”实用化技术开发。除了确保稳定获得钴等材料外,日本经济产业省还将在完善国内电池供应链方面提供支援。 仍将延续增长态势 业内人士分析,从目前发展趋势看,2021年全球电动汽车市场仍将呈现强劲增长态势。一方面,各国支持电动汽车产业发展的政策环境越来越好;另一方面,传统车企及造车新力量不断完善产品、产业链布局,消费者对新能源产品的接受度也不断提升。 汽车业咨询机构ABI等多家调研公司认为,智慧城市建设将加速推动电动汽车普及。随着智能技术的发展,汽车行业将采取一系列举措,如创建零排放区、只允许电动汽车进入某些特定区域等,来改善空气质量和民众生活。 有专家表示,随着各国汽车产业形态和消费模式的变化,汽车、交通、信息通信等多行业之间相互赋能,未来跨行业、跨领域的融合发展将成为电动汽车的一大发展趋势。 日前,百度正式宣布组建智能汽车公司,吉利控股集团成为新公司的战略合作伙伴。新组建的智能汽车公司将融合人工智能、互联网科技、自动驾驶和传统车企的制造技术。此前,腾讯、亚马逊和谷歌等互联网巨头也纷纷进军造车领域或投资电动智能汽车初创公司。 电动汽车产业在快速发展的同时仍面临不少挑战,包括基础设施不足、续航里程短、充电时间长、安全性有待提高等。《日本经济新闻》报道称,电池技术仍有待突破。目前电动汽车所用的锂电池,其电解液易燃,存在着引火和漏液的隐患。尽管能量密度高的固态电池可以克服这些缺陷,实现更长的续航距离,但尚未实现量产、存在成本高等问题。 充电桩数量不足及分布不均也是电动汽车产业发展面临的一大痛点。欧洲汽车制造商协会总干事马克·惠特玛对本报记者表示,按照现在趋势判断,严重滞后的充电基础设施势必成为电动汽车产业快速发展的一大制约因素。