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文档简介
2024年卧龙电驱研究报告:全球领先的电机制造商_前瞻布局低空经济赛道1.历经整合持续成长,迈向全球电机巨头1.1长期深耕电机领域,内生外延持续成长卧龙电驱成立于1984年,历经40年发展,已成为全球领先的综合性电机制造商。1984年创始人陈建成等人创办上虞县多速微型电机厂,2002年在上交所发行上市,成立至今公司不断扩增电机产品系列,通过内生外延进行协同整合、扩大业务版图和规模。回顾公司发展历程,主要可分成三个阶段:1)初创与本土扩张(1984-1998):1984年,创始人陈建成等人在浙江上虞县投资创办了上虞县多速微型电机厂,主营电机产品,1985年生产出第一只JW系列电机,1986年注册“卧龙牌”商标,为品牌的发展奠定了基础;2)战略整合与多元化发展(1999-2010):1999年,卧龙与意大利欧力公司合资建办绍兴欧力,2002年公司IPO上市,上市后通过收购浙江蓄电池集团有限公司、武汉电机、银川变压器厂、北京变压器等,不断扩大其业务范围和市场份额;2004年与日本松下电器的合资进一步扩大了其在家用电机市场的影响力;3)全球扩张与领导地位的确立(2011-2020):2011年,卧龙控股集团成功收购奥地利ATB集团97.94%的股权,卧龙在全球市场份额和影响力大幅提升;随后,卧龙通过收购美的旗下江苏清江电机、意大利SIR机器人应用公司、南阳防爆集团、美国通用电气小型工业电机业务等,进一步扩大其产品线和技术实力;4)助力新能源和数字化(2021-至今):2020年卧龙与采埃孚合资公司成立,发力新能源汽车主驱电机;2021年舜云互联上线,承接浙江省电机产业大脑;2022年大力发展新能源,组建储能、制氢技术公司及节能技术有限公司,在新能源领域的布局持续深化。外延并购是公司扩大产品系列、拓展市场、增强研发实力的重要抓手,符合电机行业的发展逻辑。2011年控股集团收购欧洲三大电机制造商之一奥地利ATB集团,布局欧洲市场,获得防爆电机、P/M系列高压感应电机等关键产品,并于2013年并入上市公司主体;2015年收购南阳防爆集团60%的股份,完善防爆产品全系列解决方案;同年收购意大利OLI公司,获得振动电机和助流器制造技术,为公司全球营销网络拓展、电机制造水平提升、现有产品间协同整合提供有力支持;2016年收购荣信旗下变频器、软起动业务,完善高压电力电子解决方案,实现产品多样化和业务布局;2018年收购通用电气中低压电机业务,正式进入北美市场,加快公司全球化布局。面向未来,公司推动并实施“一二三发展战略”,从“产品”供应商向“系统解决方案”供应商转型。①第一条成长曲线:电机产业作为公司的基本盘业务,保持稳定发展,加快产品的迭代升级,大力发展高效电机、永磁电机、电机+变频等新电机产品;②新能源产业作为公司的第二条成长曲线要快速发展,包括光伏、风电、储能、氢能、电动交通等业务;③系统解决方案业务作为公司的第三条成长曲线要全力发展,即“电机+变频+上位机+传感器+N”的系统解决方案业务。1.2电机产品体系健全,众多品牌历史悠久公司电机品类繁多,覆盖5W/230V-135MW/15kV,下游领域为工业、日用、交通等行业。公司深耕于电机制造行业,逐步扩展到低压与高压电机、日用电机以及新能源车驱动电机等,为各类工业、日用家电及电动交通行业提供安全、高效、精密的动力传动与控制应用解决方案。1)工业电机及驱动:工业电机产品线涵盖低压与高压电机,满足不同工业应用的需求。①低压电机系列包括低压标准异步电机、低压危险区域电机、低压变速电机、低压高温消防电机及振动电机等,广泛应用于水泵、风机、压缩机等设备中,覆盖工程建筑、矿山、石油、化工、冶金、煤炭、医药、食品、电力、天然气等下游行业;②高压电机系列包含高压标准异步电机、高压同步电机、高压危险区域电机和高压特殊应用电机等,覆盖了采矿、冶金、石油天然气、石化及可再生能源等领域,为重工业应用提供可靠的动力源。2)日用电机:卧龙在日用电机领域的产品包括空调电机、洗衣机电机、园林电机、吸尘器电机、厨房电机、电动工具电机等,满足家电对高效、低噪音和节能的趋势和要求。3)电动交通:围绕“海工船舶、电动航空、新能源汽车、电助力车”等行业低碳出行需求,卧龙提供高效节能电机产品,打造电动化大交通电驱动力系统细分行业解决方案。4)新能源:卧龙公司在新能源领域的主要产业涉及光伏、风电、储能、氢能。在储能系列产品中,涵盖了集中式大型储能、分布式工商业储能以及户用储能等多种类型。公司始终以电机为发展重心,2023年电机及控制业务收入占比为88%。其中,工业电机及驱动、日用电机及控制及电动交通的收入占比分别为62%、20%和6%。电机市场广而分散,而电机又是制造业设备的核心部件,要求细分而专业,因此下游设备制造商非常注重电机制造商的“品牌”,且同一个品牌难以跨越行业。公司通过海内外并购吸纳多个知名电机品牌,形成以WOLONG为核心的品牌体系,在不同工业领域和家电领域都拥有口碑优质的品牌。包括:BrookCrompton(布鲁克)品牌最早源于1878年,在风扇、泵、压缩机、输送机领域提供高中低压电机;Schorch(啸驰)成立于1882年,是在油气行业拥有极高的知名度和市场影响力的防爆电机品牌;LaurenceScott(劳伦斯)成立于1883年,是在海工装备和核电电机顶级制造商;Morley(莫利)品牌成立于1897年,其大功率的煤矿电机在全球煤矿市场取得高度认可;ATB(奥特彼)品牌成立于1919年,为欧洲第三大电机制造商,自主研发生产驱控一体、高性能、高可靠性的EC电机及EC风机模组;CNE(南阳)成立于1970年,为中国知名防爆电机品牌。1.3海外收入接近四成,生产基地遍布全球公司海外收入占比接近四成,全球市场大有可为。公司通过全球子公司深度布局亚太、欧洲和美洲区域,持续拓展海外新市场,全球技术打通与产品平台共享,海外市场销售规模呈现持续增长的趋势,2020-2023年公司海外收入从45.7亿元增长至56.0亿元,其中美洲市场的收入增速最高。2018年公司通过收购美国通用电气小型电机业务成功拓展美洲市场之后,收入规模持续增长,2020-2023年美洲市场收入从12.4亿元增长至19.9亿元。根据公司2022年社会责任报告,公司拥有遍布亚洲、北美和欧洲的39个制造工厂。海外生产基地主要包括奥地利斯皮尔伯格;英国伯明翰、诺维奇、利兹市;德国诺登汉姆、门兴格拉德巴赫、韦尔茨海姆;塞尔维亚博尔、苏博蒂察;波兰塔尔努夫;意大利摩德纳等。此外,公司建立全球化的销售、服务网络,为客户提供安全稳定的技术服务体系、供应保障体系和售后服务体系。1.4集团产业资源强大,高管团队经验丰富控股集团卧龙集团产业资源丰厚,股权结构较为集中。卧龙集团旗下包括制造业、矿产、地产、金融&投资等产业,产业资源丰厚,根据集团公司官网,集团海内外员工有18000余名,连续六年位列中国企业500强。截止2023年底,陈建成先生及一致行动人直接持股卧龙电驱1.61%,间接持股36.94%,合计持股38.55%,公司股权较为集中。公司通过多元化的子公司网络,涵盖了从电机研发、制造到销售及售后服务的完整产业链。截止2023年6月30日,公司共有123家子、孙公司,实现全球化的业务布局和多元化的产品线,同时需要公司进行高效、专业的运营管理,为其持续增长和行业创新提供了坚实的基础。卧龙集团采用职业经理人模式进行管理,核心管理层行业和业务经验丰富。核心管理层具有数十年业务经验,专业素养和能力强,为集团注入了多元化的发展动力和创新思维。陈建成为公司的创始人,目前担任浙江卧龙置业投资有限公司的董事长,同时身兼ATB驱动股份监事会主席和香港卧龙控股集团有限公司的董事长。董事长庞欣元先生拥有丰富的教育背景和专业经验,曾在威世中国投资有限公司任职,2014年至今在卧龙集团内任职,2022年1月至今担任公司董事长,其全球视野对于推动集团的全球化战略至关重要。1.5营收规模稳健增长,利空出尽轻装上阵近十年来,公司的营收规模基本保持稳健增长的态势。2013-2023年公司营业收入从57.28亿元增长至155.67亿元,年复合增速10.5%。其中:2015年公司将南阳防爆纳入合并范围,当年收入增速达到37%;2016年收入下滑6%,主要因为石油、煤炭等价格持续低迷,导致下游客户的装备投资减少;2017年下游需求复苏推动收入增长13%;2017公司收购美国通用电气公司下属小型工业电机业务的部分资产,带来2017、2018年收入分别增长10%、12%;2021年日用电机下游需求回暖,叠加电动交通业务快速增长,带动收入增长11%;2023年油气、石化等下游行业景气度较高,拉动工业电机业务收入增长10%,公司整体收入实现4%增长。公司毛利率一直比较稳定,其中工业电机的盈利能力最强。2023年公司的综合毛利率为25.2%,同比增加1.6pct,主要因为毛利率较高的工业电机占比提升。分业务来看,2023年工业电机、日用电机和电动交通三大板块的毛利率分别为29.6%、16.6%、16.2%。其中,工业电机的毛利率在2021-2023年稳中有升;日用电机的毛利率一直比较稳定;电动交通板块的毛利率略有下滑,行业竞争较为激烈。公司费用管控状况良好,利润端波动较大,主要受到下游需求波动、收并购活动、非经常性损益等多重因素的影响。费用端,公司的综合费用率较为稳定,保持在20%以下的水平。2023年销售费用率、管理费用率、财务费用率和研发费用率分别为4.9%、8.4%、1.4%、3.6%,合计18.3%,同比增加1.3pct,主要因为多个新项目投入导致管理费用有所提升。2023年公司的归母净利润为5.3亿元,同比下滑34%,主要因为投资收益和资产减值损失分别造成-2.0亿和-2.5亿的损失,如果将这部分加回,利润端和收入端的变化趋势基本保持一致;这一部分的损失在2023年基本释放,面向未来公司轻装上阵,进一步聚焦电机主业和新能源新业务,业绩成长将具有更强的确定性。2.工业电机规模持续增长,卧龙市场份额领先全球2.1工业电机:全球和国内市场规模稳步扩张工业电机是工业自动化和机械设备的核心动力源,将电能转化为机械能,驱动设备运转。工业电机广泛应用于各种工业场景,如石油、化学、食品、煤炭、金属和造纸等,驱动泵、风扇、传送带和压缩机等设备。电机的分类方式和类别多样,根据工作电源的不同,可分为交流电动机、直流电动机、交直流两用电动机等;根据用途不同,可分为非控制电机和控制电机(步进电机、伺服电机等);根据工作电压的不同,可分为高压电机(1000V以上)、低压电机(1000V以下),也是行业惯例和公司收入的分类方式。1)高压电机具有较高的工作电压和大功率输出。因此,高压电机可以满足电力系统对电能的传输和分配需求,广泛应用于电力系统中,如发电厂、变电站等;同时高压电机具备承载能力强、运行稳定等特点,常用于重型机械和起重设备中,下游行业包括石油、天然气、化学品、采矿、水泥等流程工业。根据Omdia的数据,2022年全球高压电机市场规模为45.7亿美元,下游行业石油天然气、发电、金属分别占比25%、18%、13%。根据市场研究公司格物致胜的统计数据,2022年中国高压工业电机市场规模为139.9亿元,同比增长3.5%,主要因为下游项目型市场景气度较高,电力、造纸、化工等行业有所增长。根据上海电机行业协会数据,2023年中国高压电机的下游包括石化、电力、轨道交通、煤炭等,分别占比23%、17%、15%、6.6%。2)低压电机适用于各行业的小型机械设备,应用极为广泛。根据Omdia统计数据,2022年全球低压市场规模约为142亿美元,同比增长11.5%;主要下游应用包括泵(29.6%)、风扇(22.0%)、压缩机(18.6%)、输送机(3.8%)、起重机和吊车(3.2%);按照终端下游行业来分,商用暖通空调、食品&饮料&烟草、采矿、石油和天然气行业、物料搬运占比分别为14%、9%、9%、8%、8%。根据市场研究公司格物致胜的统计数据,2022年中国低压工业电机市场规模为459.4亿元,同比增长2.2%,其中暖通空调、化工、造纸等下游行业取得不错的增长。2.2政策东风:设备更新改造与节能降碳新机遇全球电机耗电量巨大,电机能效提升是推动设备效率提升和能耗下降的重中之重。电机是各类设备的核心动力源,电机能耗占社会总能耗的50%左右。因此,电机能效的提升有利于工业和社会整体能耗的下降,也是未来实现“双碳”目标的重要路径。政策是推动电机更新改造的重要驱动力。2021年11月,工信部《电机能效提升计划(2021-2023年)》,提出到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦,在役高效节能电机占比达20%以上;开展存量电机节能改造;加大高效节能电机应用力度。2022年6月工信部等发布《工业能效提升行动计划》,提出到2025年,新增高效节能电机占比达到70%以上。2023年3月,发改委等六部门发布《关于统筹节能降碳和回收利用加快重点领域产品设备更新改造的指导意见》,提出到2025年,在运能效达到节能水平(能效2级)及以上的高效节能电机占比较2021年提高超过5%,当年新增高效节能电机占比提高15%。根据Omdia报告,2021年开始欧洲和中国能效立法的推动,代表更高能效等级的IE3电机出货量大幅提升,IE2电机出货量快速下降,2020年全球电机IE1、IE2、IE3、IE4电机占据市场出货量的比例分别为21%、36%、31%、2.1%,到2022年变化成8%、14%、64%、3%、1%,份额格局快速变化,市场快速向更高等级的效率电机过渡。2023年以来中央围绕设备更新、节能降碳已发布系列重要政策,有望对工业电机市场的升级改造产生拉动作用。23年底召开的中央经济工作会议指出,要以提高技术、能耗、排放等标准为牵引,推动大规模设备更新和消费品以旧换新。2024年2月国家发展改革委等部门发布《重点用能产品能效先进水平、节能水平和准入水平(2024年版)》,将用能产品设备从20种扩大为43种,重点用能产品设备能效水平划分为先进水平、节能水平、准入水平三档,提升了设备节能标准,加快淘汰老旧落后用能产品设备。2024年3月国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,行动方案明确提出,将重点鼓励钢铁、有色金属、石油化工等关键行业的设备更新改造;并提出目标,到2027年,不仅要实现设备投资规模的大幅增长,更要在能效、环保绩效等方面取得显著提升。2.3深耕细作:抓住机遇实现全球份额持续增长公司在高效节能电机领域有深厚积累,技术升级和存量设备更新带动工业电机需求上升,公司有望充分受益。公司提供的高压和低压电机产品覆盖了广泛的工业应用需求,顺应全球工业绿色化和数字化的发展趋势。根据公司公告,本次《重点用能产品能效先进水平、节能水平和准入水平(2024年版)》涉及的43种用能产品覆盖了公司以及下游客户的多种产品。除了能够为客户提高单个产品的能效以外,公司也有能力以产品组合为客户量身定制节能降碳一体化解决方案,进一步深度参与本次大规模设备更新和消费品以旧换新。长期来看,卧龙电驱在全球市场依然有广阔的成长空间。随着公司产品线向多元化延伸、对技术创新的持续投入以及全球市场的持续扩张,公司的市场份额持续增长。2019-2022年卧龙在全球低压电机市场的份额分别为7.5%/7.5%/8.0%/7.5%,整体保持稳定;在全球高压电机市场的份额为10%/10%/11.5%/11.5%,份额持续提升,2022年卧龙在高压电机市场份额排名提升至全球第一。3.日用电机下游需求回暖,电动交通仍有成长空间3.1日用电机:下游需求回暖,家电消费潜力持续释放微特电机行业作为家用电器和电动工具的核心,其技术进步与产品创新是推动行业可持续发展的关键。公司2014年通过收购章丘海尔电机70%的股权,实现了对全系列家电产品空调、洗衣机、园林机械、吸尘器、厨房电器、电动工具等的全品类覆盖。公司通过与下游家电制造商的紧密合作,形成了稳定的供应链体系,满足家电对高效、低噪音和节能的趋势和要求。公司日用电机(微特电机)业务的营收和盈利能力较为稳定。2023年,该业务板块实现营业收入31.1亿元,同比下滑4%,毛利率为16.6%,略有增长。国内家电市场温和复苏,政策支持下迎来需求释放。受影响在2020-2022三年间白色家电三大品类基本呈下降态势,而2023年白色家电主要三大品类均实现较大增长,空调、洗衣机、冰箱增速分别为11.19%,16.89%,15.41%,白色家电有望逆转颓势。考虑到家电市场保有量较高、消费频次低、换代需求不紧迫等因素影响,家电市场回升趋势不明显,而呈现出弱复苏态势。在以旧换新政策和双碳政策发力叠加的拉动下,家电消费潜力仍有释放空间。根据国家统计局数据,2024年第一季度家用电器和音像器材类商品零售额同比微增3.2%。2024年3月,财政部发布的2024年废弃电器电子产品处理专项资金预算数为75亿元,与2022预算相比增长约171%,财政拨付专项预算有利于激活回收产业链的活力,从而加速家电报废率的提升。3.2电动交通:与采埃孚合作,深入新能源车供应体系汽车电动化趋势下,新能源汽车电机市场迎来爆发式增长。电驱系统是新能源汽车必备的核心部件,性能将直接关系到新能源汽车整车性能表现,不论采用何种电动化技术路径(纯电、插电混动、增程式等)都需要电驱系统实现动力输出和控制。电驱系统市场空间伴随着新能源汽车销量快速爆发。以乘用车数据为例,根据NE时代新能源的统计数据,2023年新能源乘用车销量724.95万台,同比增长38.5%;新能源乘用车驱动电控全年累计搭载量830万台,同比上涨44.15%。公司通过绑定采埃孚,成功进入高端电动车供应体系。2019年6月,公司与采埃孚正式签订供货协议,为采埃孚及新能源汽车市场提供电机及部件,对应销售预估金额22.59亿元,项目周期为2020-2026年;20年12月,公司与采埃孚建立合资公司,卧龙电驱和采埃孚中国分别持有合资公司74%、26%的股份。2021年合资公司的品牌和技术实现持续输出,重要定点加速落地:在乘用车领域,成功突破小鹏、吉利、五菱、纬湃等重点客户;在商用车领域,与宇通、三一、潍柴、吉利商用等细分领域头部厂商的业务持续拓展。汽车电驱行业格局较为分散,市场竞争较为激烈,参与者包括车企旗下和第三方供应商。1)车企旗下:通常资金实力更强、产销量规模大,具有更专业的零部件产业布局和生产经验。如特斯拉、比亚迪(弗迪动力)、蔚来(蔚然动力)、长城(蜂巢)、吉利(威睿)等车企均有电驱动系统的部门或子公司;2)外资巨头:通常为海外汽车零部件巨头,凭借深厚的技术和工艺积淀,拓展至新能源汽车领域,产品力强、产能规模大,具备全球主流车企客户资源。代表企业如日本电产、法雷奥等;3)优势自主:通常包括切入新能源汽车领域的电机供应商和业务主攻新能车电机电控的创业企业。前者依靠电机电控技术同源性和雄厚的资金实力,横向扩展至新能源汽车领域;后者则深耕新能源汽车电驱动领域,更为专注。代表企业包括汇川联合动力、英博尔、巨一动力等。根据NE时代新能源数据,2023年电机系统CR10集中度为73.11%,弗迪动力、特斯拉、联合电子位居前三。公司的新能源汽车电机业务规模增速较快,未来发展重点在于提升规模和盈利能力。2021-2023年公司开始单独披露电动交通板块收入,电动交通业务包括电动汽车驱控系统、船舶推进系统、电动飞机驱控系统、eBike驱控系统四大板块,目前收入主要来源于电动汽车,收入从6.68亿元增长至9.72亿元,三年复合增速21%。4.低空经济加速起飞,卧龙卡位核心部件4.1低空经济万亿市场,政策助推加速落地工信部等部门提出,到2030年,低空经济有望形成万亿级市场规模,远期空间巨大。低空经济,指以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态,相关产品包括无人机、eVTOL(电动垂直起降飞行器)、直升飞机、传统固定翼飞机等,涉及居民消费和工业应用两大场景。目前,无人机行业在各个领域应用处于快速渗透的成长期,而载人eVTOL(电动垂直起降飞行器)仍处于概念期到导入期阶段。2024年3月,工信部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,提出到2030年,推动低空经济形成万亿级市场规模。“低空经济”下游应用场景不断丰富。根据《深圳经济特区低空经济产业促进条例》,深圳鼓励探索的低空飞行领域包括:(1)应急管理、卫生健康、消防救援应急处置、医疗救护、消防救援;(2)国土资源勘查、工程测绘、农林植保、环境监测、警务活动、交通疏导、气象监测;(3)城市空中交通:空中通勤、城际飞行;(4)机场、铁路枢纽、港口枢纽、核心商务区、景点的旅客联程接驳、货物多式联运;(5)航拍航摄、飞行培训、低空赛事、低空运动、低空旅游、低空会展、低空飞行表演与宣传、低空文化交流等。“低空经济”业务载体为通用航空飞机、无人机和eVTOL(电动垂直起降飞行器)等。(1)无人机在低空经济领域应用广泛,渗透率快速提升,将推动中国和全球市场规模高速扩张。截至2022年,消费级无人机占比接近40%,主要用于航拍摄影;工业级无人机市场规模占比61%,应用领域更为广泛,包含植保测绘、快递运输、巡检救灾、城市规划、环境监测等。根据Frost&Sullivan的统计和预测,2022年中国民用无人机市场规模达到1196亿元,2024年将达到1765亿元。根据民航局统计公报,截至2022年全行业共有95.8万架无人机注册在案,预计2024年将达到131万。全球范围来看,根据DroneIndustryInsights预测,2021-2030世界民用无人机市场规模年复合增速将达到8.6%,从2021年的266亿美元成长到2030年的558亿美元。(2)eVTOL(电动垂直起降飞行器)未来应用前景广阔,商业化快速推进。2021-2022年全球仅有数千万美元订单预付款,较为领先的玩家普遍预计在2024-2025年发布量产产品(部分已取得数十亿美元订单)。根据MorganStanley预测,预计2026年全球eVTOL(电动垂直起降飞行器)市场规模将达到619亿元,到2040年,全球eVTOL市场规模将超万亿美元,中国将是全球最大的城市空中交通市场,预计中国市场占到全球的20%-25%。按具体应用领域进行拆分,根据MorganStanley、德勤等预测,2040年eVTOL全球市场中52%为货运物流,46%城市载人,3%为城际通航和军政市场。中央出台顶层设计规划,各地密集出台低空经济产业政策,助推低空经济落地。中央层面:1)2023年12月13日,中央经济工作会议召开,在“以科技创新引领现代化产业体系建设”部分提及“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业”。2)12月21日,工信部在全国工业和信息化工作会议上宣布,要打造生物制造、商业航天、低空经济等新的增长点。3)2024年3月5日,政府工作报告提出,大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力,积极培育新兴产业和未来产业,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。地方层面:近期各地方结合自身本地优势,纷纷抓住低空经济的机遇:1)政策优惠:深圳作为经济特区,发挥先行示范的传统,今年首次将“低空经济”写入政府工作报告,提出“建设低空经济中心”,并快速落实资金支持和政策保障。2)产业基础:深圳在无人机领域,拥有大疆、丰翼科技等一系列低空经济链上企业超过1500家;上海提出打造未来空间产业集群,探索空中交通新模式;合肥将低空经济纳入“6+5+X”产业集群体系,作为全市前瞻布局五大主导产业集群之一。3)区位条件:海南依托文昌航空航天中心和自贸港,向低空经济扩展;四川和重庆将低空旅游引入巴蜀文化旅游走廊建设规划。4.2核心部件电驱系统,壁垒及价值量双高卧龙电驱前瞻性布局低空经济领域,专注于电驱系统开发。电驱系统是电推进飞机的核心零部件,也是推进产业发展的关键支撑。航空电驱系统类似于电动汽车三电系统重的“电机和电控”,是传统飞机在能源和驱动方式上的一次变革:传统飞机通过发动机将燃料的化学能转化为机械能产生动力,而电推进飞机通过电动机驱动涵道式风扇、螺旋桨或其他装置产生动力,直接将电能转化为机械能。电驱系统包括电机和电机驱动器,直接决定了飞机的能源利用率和推进效能,在飞机中起到至关重要的作用。多种eVTOL飞机构型和电推进技术路线并行发展,电驱系统均属于核心动力单元。美国垂直飞行协会的分类标准明确了eVTOL飞行器的四种基本构型:1)矢量推力构型(倾转构型):飞行器有机翼,由矢量推进器(倾转翼、倾转旋翼、倾转涵道)提供升力并帮助巡航,由机翼提供巡航升力。综合考虑航程和速度,矢量推力构型最具优势,技术难度最大。Joby公司的S4、Archer公司的Midnight、Lilium公司的原型机“百合”、Vertical公司的VX4等采用这种构型。2)复合翼构型:飞行器有机翼,有独立的推进器分别提供升力和帮助巡航,飞行器巡航时依靠机翼而非推进器提供升力。复合翼构型在航程、速度和技术难度方面都处于中等水平。Volocopter公司的VoloConnect、上海峰飞的V1500M“盛世龙”、BETA公司的阿利亚250飞机、Eve公司的EveeVTOL等采用这种构型。3)多旋翼构型:飞行器有多个旋翼,没有机翼或有短机翼,由多个旋翼提供升力,通过调整各旋翼转速来控制姿态及巡飞。多旋翼构型航程短、速度低、技术难度最小。亿航公司的EH216、Volocopter的2X等采用这种构型。4)单旋翼构型:飞行器有单旋翼,没有机翼或有短机翼,飞行器巡航时也依靠推进器提供全部或升力,例如电动直升机或电动自转旋翼机。在研数量较少,目前具代表性的是Jaunt公司的“旅途”(Journey)飞机。不同eVTOL根据载重量和结构设计的不同,所使用的电机数量和功率不同,但整体来说,飞机的载重量和功率越大,所需要电机的功率越大。例如,Archer公司的固定翼飞机“午夜”(Midnight),有12个电动旋翼分布在机翼上;亿航智能的多旋翼飞机EH-216的16个电机分布在8个旋翼上;美国NASA的X-57装有14台电机,最大输出功率300kW。整个推进系统通常在eVTOL成本中占比30%以上。以Lilium公司的eVTOL为例,根据官网介绍,Lilium采用矢量推力构型,有36个分布式电机和72个电源模块为飞行器提供能源和动力,采用霍尼韦尔的3个飞控计算机。在eVTOL的成本构成中,推进系统(电池、电机、电控)占比最高,为40%,结构与内饰占比25%、航电与飞控占比20%、能源系统占比10%、装配件占比5%。根据测算,预计2030/2040/2050年全球eVTOL电机市场规模将达到42/357/1890亿元。核心假设:①根据RolandBerger预测,2030/2040/2050年全球城市交通领域的eVTOL运营量分别为5000架/4.5万架/16万架,市场规模分别达到20亿/170亿/900亿美元;②假设2030/2040/2050年eVTOL单价分别为280万/264万/394万元,随着技术水平提高、规模增加,成本将有所下降,但远期随着应用场景向通航拓展,eVTOL飞机的载人数量和平均单价将有所提高;②参考Lilium公司的成本结构,以及新能源汽车的电机的价值量占比约为10%,eVTOL的结构构成与新能源汽车相似度较高,假设电机成本占比为10%;③由于航空飞机对于安全性要求极高,为了保证故障率降低到要求范围内,飞机全生命周期内通常要更换3次电机。eVTOL电驱电机的壁垒高,主要在于技术壁垒和进入壁垒两方面:1)技术壁垒:①高可靠性和安全性:相比于汽车或其他领域电机,飞机运行环境特殊,发生事故的社会影响程度更大,电机必须在长时间、多种气候和环境条件下保持稳定性,要求电机及其控制系统具有极高的耐用性和抗环境干扰能力;电机及其控制系统必须通过严格的安全性认证,包括模拟各种故障情况的测试,确保在实际应用中能够达到预期的安全标准;②高功率密度:电机需要在有限的空间和重量条件下提供足够的推力,同时电机和其组件需要轻量化,以最大化载重能力和续航里程;③高效率:电动飞机的效率直接影响到飞机的能量转换效率,进而影响飞机的飞行效果和续航里程,因此对效率要求也很高。根据论文《飞机电推进系统高效能电机及其驱动控制技术》,永磁同步电机、异步电机、电励磁无刷同步电机和超导电机具有应用前景,高可靠、高安全性、高转子线速度、高线负荷、高磁负荷拓扑结构、高频高电磁负荷下的损耗抑制方法和强环境适应性的冷却方法等诸多关键技术仍需要重点研究与突破。2)进入壁垒:eVTOL市场尚处于起步阶段,主机厂进入壁垒高、研发周期长、适航取证难度大,配套供应商同样需要很长的研发和验证周期。目前亿航智能是全球首个同时取得型号合格证(TC)、生产合格证(PC)、适航证(AC)的公司,以亿航智能为例,其EH-216最早于2018年2月公开载人首飞,2020年12月向中国民航局递交型号合格证申请,直到2023年10月,历时近3年时间才取得型号合格证。电驱系统作为核心动力单元,供应商需要在产品早期开发阶段就开始配合主机厂进行设计和研发,并参与后续适航取证过程,开发和验证周期很长;同时电机供应商在航空行业经验、航空级别的实验室和试验检测设备、高功率密度电机技术基础等方面也需要长时间和大量投入,才有机会得到下游主机厂认可。4.3卧龙先发优势明显,引领行业标准制定公司战略布局电动航空板块,专注航空电驱系统的研发创新。公司从2019年开始投入研发航空电驱系统,逐渐形成“3+1”战略布局,即小、中、大三个功率等级的航空电驱系列产品及
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