新能源商用车电驱动系统行业发展概况

新能源商用车电驱动系统行业发展概况

新能源汽车双积分政策新规2020年6月22日，工业和信息化部正式印发《关于修改的决定<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>》。新版本对2017年版内容进行了改进和完善，明确了2021-2023年新能源汽车信用比例要求，调整了新能源乘用车车型信用计算方法，明确了传统能源乘用车节能水平与新能源汽车正信用结转的关联机制。政策确定，2021-2023年新能源汽车信贷比例要求分别为14%、16%、16%。信用率是在考虑行业正负积分平衡、满足第五阶段燃料消耗量标准、实现既定工业发展目标的基础上计算的。按照这一配比要求，基本可以保证到2025年，新乘用车平均油耗达到4．0升/百公里，新能源汽车产销量占整车总量20%的目标。新版双积分将帮助车企根据自身实际情况做出合理安排，更好地完成考核要求，进一步提升车企研发和生产新能源汽车的积极性，从而为新能源汽车市场长期健康发展做出贡献，将为新能源汽车电驱动系统业务的发展带来良好的市场环境。新能源车电驱动系统行业现状及前景电驱动系统是新能源汽车的心脏，相当于燃油车中发动机、ECU电控单元、变速箱的作用。电驱动系统是新能源汽车必备零部件，在新能源汽车成本结构中排第二位，占比为9%，仅次于电池及整车控制器。电驱动系统是新能源汽车的心脏，相当于燃油车中发动机、ECU电控单元、变速箱的作用。电驱动系统是新能源汽车必备零部件，在新能源汽车成本结构中排第二位，占比为9%，仅次于电池及整车控制器。作为新能源汽车的动力总成核心部件，电驱动系统行业规模受新能源汽车产业发展情况影响。近年来，我国新能源汽车销量快速提升。2019-2022年，我国新能源汽车销量由121万辆增长至687万辆，电驱动系统市场规模由171亿元增长至890亿元。在政策及市场的共同推动下，新能源汽车市场未来有望保持高速发展，这将带动电驱动系统行业的进一步增长。根据预测，若2025年新能源汽车销量达到1560万辆，则国内电驱动系统市场规模整体有望超2000亿元。新能源车电驱动系统分类新能源车电驱动系统包括驱动系统（电机、电控、减速器）与电源系统（OBC、DC/DC、PDU），可简称为大三电与小三电。大三电系统主要功能为为新能源车提供动力；小三电系统为车载电源，主要提供电力转换及电池的充放电功能。根据车辆的等级及配置不同，车辆的电驱动系统配置有所差别。A00级别的车型电驱动功率范围在20-30kw，多为单驱，且基本都为外部采购。A级车电驱动功率范围有所提高，在100-165kw，但仍多为单驱，产品开始有自身供应。B级及C级车电驱动功率一般在180kw以上，且四驱版配置，即一台车会配置两套甚至更多的电驱动系统。我国新能源汽车驱动电机受下游需求增长驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，直接影响汽车的主要性能，如爬坡能力、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。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，是我国新能源车最主要的电机类型，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，主要应用车企包括北汽新能源、比亚迪、小鹏汽车等。新能源商用车电驱动系统行业概况在混合动力汽车上，电驱动系统起到了平衡发动机功率、部分动力供应和回收制动能量等作用，能够提升动力系统效率、降低燃油消耗；在纯电动汽车和燃料电池汽车上，电驱动系统作为唯一的驱动力来源，保证了车辆行驶的动力性和平顺性，其作用相当于传统燃油车的发动机，同时具备了能量回收功能。纯电动，插电式混合动力和燃料电池是新能源商用车的三种技术路线，电驱动系统如不区分能量来源，可分为纯电动电驱动系统（含燃料电池）和（插电式）混合动力电驱动系统两种。（一）新能源商用车电驱动系统的主要构成1、驱动电机行业概况新能源汽车的驱动电机替代了传统汽车的发动机，既可以将电能转换为机械能驱动汽车行驶，也可以在制动回收能量中作为发电机将机械能转换为电能，存储在动力电池内。在新能源汽车轻量化和经济性要求下，驱动电机需要具备体积小、功率密度高、重量轻的特点，相比乘用车，新能源商用车的驱动电机对性能要求更高，要求具备效率高、可靠性强、响应速度快、热管理性能好和高效区广等特点。2、电机控制器行业概况电机控制器的作用主要是接收整车控制器的扭矩指令，进而控制驱动电机的转速与转动方向，另外，在能量回收过程中电机控制器还要负责将驱动电机负扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池，需要能够在频繁起停、加减速，低速/爬坡时的复杂工况下调节扭矩。3、自动变速器行业概况自动变速器能改变输出轴和输入轴传动比，从而调整驱动轮转矩和转速。自动变速器可根据加速踏板程度和车速变化，通过电控单元控制自动换挡，自动变速器按照不同技术类别分为液力机械式自动变速器（AT）、机械式无级变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）和双离合自动变速器（DCT）。自动变速器技术难度高、结构复杂，自动变速器及其控制器与整车的耦合也是商用车电驱动系统的重要技术壁垒。商用车要求传动装置扭矩大、成本低、可靠性高、工况适应性强，AMT变速器能够满足前述要求，成为目前国内新能源商用车自动变速器的主流解决方案；AT和CVT变速器效率较低，国内产业链亦不成熟；DCT变速器在商用车领域更多适用于传统燃油车型。（二）中国新能源商用车电驱动系统市场空间2021年，我国新能源商用车销量为19．72万辆，2025年新能源客车销量达到10-15万辆，新能源货车销量达到40-60万辆。每一辆新能源商用车对应装载一套电驱动系统，因此新能源商用车电驱动系统的出货量与新能源商用车出货量相匹配。伴随新能源商用车销量增长，新能源商用车的电驱动系统市场规模也具有广阔的成长空间。（三）新能源商用车电驱动系统发展趋势1、新能源商用车电驱动系统集成化电驱动系统的各个部件通过整合集成，尺寸和体积得到进一步缩减；与此同时，各部件之间的连接材料因为集成化设计而大幅度减少，系统重量也得到了降低。电驱动系统的集成化趋势，符合主机厂对于降本增效、轻量化、空间优化等方面的诉求。未来随着整车空间性、舒适性、运力等要求的进一步升级，电驱动系统的高度集成化将成为发展方向，如多合一或者将驱动电机、电控、变速器与车桥集成形成电驱桥，以及将电驱桥与电池包、车架、悬架等集成为电动化专用底盘等。2、新能源商用车电驱动系统高效率，可靠性到2025年商用车电驱动系统的总体目标为面向不同应用场景，全面提升动力总成关键部件性能，动力总成装置集成度和效率进一步提升。高效高比功率驱动电机、高效的混合动力专用发动机以及控制技术、高可靠性和长寿命技术等都成为重点攻关方向。高效化的电驱动系统将显著提高整车的经济性、可靠性和平顺性。3、新能源商用车电驱动系统轻量化治超限载政策下，商用车对于降低车身自重、提升单车运力的需求更加迫切。随着电驱桥等新结构和铝镁合金等新材料的应用，电驱动系统的轻量化将有助于降低整车总重量。4、新能源商用车电驱动系统自动变速器专用化传统变速器的开发主要是针对燃油发动机的特性，其挡位数量、速比参数、离合器特性都是为了解决发动机的短板、实现发动机的高效运行，例如倒挡的设置是因为发动机无法反转，离合器是为解决发动机无法在极低转速下工作，多个挡位设置是因为发动机的高效区较窄。相比之下，电机的特性与发动机差异很大，电机可以正反转，可以在零转速下输出较大扭矩，高效区远大于发动机使得挡位数可以大幅减少。因此，纯电动和混合动力车型对变速器的要求不同于传统燃油车。对传统燃油车的变速器进行简单改造，很难开发出高性能的新能源车专用变速器。在新能源商用车发展初期，行业普遍采用把传统手动变速器改造成为AMT自动变速器的方式快速推出产品。当前新能源商用车行业已进入快速发展期，用户对产品提出越来越高的要求，对于不同车型和应用场景，需要针对用户和整车需求重新进行产品架构设计，开发出高性能水平的专用变速器，例如使用路况较好的卡车可采用电机加AMT变速器路线，但由于AMT变速器存在换挡动力中断问题，经常爬坡的车型需要采用专用动力不中断变速器。行业内专用变速器的开发已经逐渐实现。例如，针对混动发动机和电机特性，丰田开发的E-CVT混动变速器，打破了传统AT、AMT和DCT等形式的自动变速器架构，实现了高节油率；比亚迪开发的DM-i混动驱动系统，打破了多挡变速器的设计理念，实现了更好的动力性、更高的节油率，深受行业认可。新能源电驱动系统行业面临的机遇与挑战（一）新能源电驱动系统行业面临的机遇原油对外依存度为国家原油净进口量占本国石油消费量的比例，体现了该国石油消费对国外石油的依赖程度。我国2021年原油对外依存度已达到72%，大幅高于国际安全警戒线50%。减少传统能源依赖、实现能源转型是降低原油消费压力、缓解对外依存度高的解决办法。随着我国汽车保有量的持续增加，包括汽车在内的交通运输部门石油消耗占比超过50%。2035年，货车燃料消耗量较2019年降低15%以上，客车燃油消耗量较2019年降低20%以上。随着传统燃油车的节能技术达到瓶颈，商用车向新能源技术方向转型迎来重要发展机遇。气候问题正日益受到全球重视。2020年9月，中国提出在2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和；2021年3月《政府工作报告》指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案；2021年10月发布的《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》指出，加快形成绿色低碳运输方式，确保交通运输领域碳排放增长保持在合理区间。欧盟及美国碳达峰及碳中和时间跨度分别为60年及50年，中国规划时间仅为30年，低碳任务更加急迫严根据数据能源署（IEA），道路交通排放已占到全球碳排放总量的18%，是温室气体排放的重要组成部分，加快推广新能源汽车应用，将有效推进实现汽车低碳绿色发展，为扭转温室气体排放快速增长局面、实现我国双碳目标做出积极贡献。商用车作为我国交通运输碳排放重要来源，在双碳目标推进下，新能源商用车市场将迎来重要的发展机遇。商用车车身重、油耗大、污染严重，在国家双碳战略目标引领以及排放、油耗法规约束下，商用车向新能源方向转型的需求迫切，伴随新能源汽车相关技术进步和基础配套设施完善，商用车新能源化趋势将持续加强。目前我国新能源商用车销售渗透率仍较低，2021年中国新能源商用车销量渗透率为3．87%，2022年1-6月提升至7．13%，未来市场渗透率的提升空间较大。到2035年，新能源客车销量将达到18-20万辆、占客车总销量的比例达到50%，新能源货车销量将达到70-90万辆、占货车总销量的比例大于20%。我国新能源商用车市场面临巨大发展机遇。（二）新能源电驱动系统行业面临的挑战2021年12月，财政部、工信部、科技部和发改委联合发布《关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》明确，2022年新能源汽车购置补贴政策于2022年12月31日终止，2022年12月31日之后上牌的车辆不再给予补贴，新能源商用车初始购置成本有所提升。受限于电池的能量密度和成本，纯电动商用车续航里程普遍较短；同时由于充换电等基础设施建设不足或分布不均匀等原因，纯电动商用车在干线及中长途物流等场景的推广使用受限；由于新能源商用车需要装载动力电池组，相比于传统燃油车自重增加，有效载荷降低，导致运营效率偏低。重卡及工程机械设备的工作环境恶劣，工作场景的复杂性、高振动强度、大量粉尘和高温极寒天气等因素都对电动重卡和电动工程机械的电池、电机和电控系统提出了更高要求，设计研发适应相应工况的产品，推向市场并获得应用普及需要一定时间。新能源汽车驱动电机出货量持续增加电驱系统，电池系统和电控系统是新能源汽车的核心部分，称为三电。通常情况下，一辆新能源汽车通常配备1台驱动电机，中高端车型以配备2台驱动电机为主。因此，新能源汽车市场的高速成长带动了驱动电机行业发展。根据数据，2021年我国新能源汽车配套用驱动电机数量达342万台，近5年复合增长率达42%。未来随着新能源汽车产销量的持续增长，新能源汽车电机及其零部件的市场需求将被进一步拉动，预计2025年我国新能源汽车配套用驱动电机数量将达1005万台。此外，随着新能源汽车行业不断发展，新能源汽车车辆性能、驾乘体验等不断提升，驱动电机的性能要求也不断提高，包括重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、耐压性高、安全性高等，对于驱动电机铁芯的制造工艺和质量要求也相应提升。调研数据显示，43．6%的受访消费者购买过新能源汽车，45．6%的受访消费者未购买过新能源汽车但有计划购买。购买新能源汽车最理想的价位是10-20万（44．5%），其次是21-40万（40．8%）。艾媒咨询分析师认为，中国新能源汽车的购车预算集中在中低端市场，21万-40万的价位能过滤大部分档次不足、续航差的低档车型，是各车企主要争夺的市场。调研数据显示，受汽油、柴油价格高企影响，认为新能源汽车经济环保且节省能源的消费者分别占比69．6%和65．3%。此外，现阶段购置新能源车尚可