近日，重慶青山“七合一超集電驅(qū)”PEF20B01正式投產(chǎn)下線。同期，采埃孚也公布了最新一代電驅(qū)動產(chǎn)品，通過在組件和系統(tǒng)層面應(yīng)用大量創(chuàng)新，實現(xiàn)了出色的功率密度和能源效率。
電驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，高性能的電驅(qū)動系統(tǒng)對整車性能的提升至關(guān)重要。如今，伴隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展，電驅(qū)動行業(yè)也駛?cè)肓税l(fā)展快車道，自主及外資供應(yīng)商正不斷加大對這一領(lǐng)域的投資和布局。
　今年產(chǎn)值翻番“板上釘釘”
據(jù)了解，電驅(qū)動系統(tǒng)決定了新能源汽車的加速性能、爬坡能力及最高車速等主要技術(shù)指標。在汽車電動化時代，電驅(qū)動系統(tǒng)已是核心供應(yīng)鏈的組成部分，“零組件-電驅(qū)動總成-整車企業(yè)”的電驅(qū)動上下游產(chǎn)業(yè)格局逐漸形成。
從主流產(chǎn)品來看，新能源汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機、電機控制器和傳動總成組成，即所謂的“三合一”；同時，還要配合高壓配電盒、車載充電器等配件。其中，驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，為車輛提供動力，主要零件包括定子、轉(zhuǎn)子、結(jié)構(gòu)組件和殼體；電機控制器主要由控制軟件、IGBT模塊、車用薄膜電容器、印刷線路板及微控制單元等器件組成，主要作用是基于功率半導(dǎo)體的硬件及軟件設(shè)計，對電機工作狀態(tài)進行實時控制；傳動總成則是將驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速降低、提升轉(zhuǎn)矩，以保證驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速滿足車輛需求，由減速器、齒輪組、離合器和半軸構(gòu)成。
當前，新能源汽車電機的主流技術(shù)為永磁同步電機，其功率密度較高，適用于低速、高速切換以及頻繁啟停等工況。交流異步電機適用于高速行駛，在國內(nèi)主要應(yīng)用于四驅(qū)車型的輔助驅(qū)動系統(tǒng)，高速行駛時由永磁同步電機切換至交流異步電機。
電驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)品定制化程度較高，正朝著提高效率和降低成本的方向不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，集成化與高電壓化發(fā)展是大勢所趨。比如，華為DriveONE電驅(qū)動系統(tǒng)就集成了MCU、電機、減速器、DCDC、車載充電機、電源分配單元、電池控制單元7大部件，實現(xiàn)機械部件和功率部件的深度融合。而對電機單體來說，扁線、油冷、高電壓是發(fā)展趨勢，電控和電源則朝著采用碳化硅（SiC）材料方向發(fā)展。
東興證券的市場研報顯示，2025年，我國新能源汽車滲透率有望達到50％，總體規(guī)模超過1000萬輛。新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，將為其核心零部件電驅(qū)動系統(tǒng)提供較大的市場空間。根據(jù)巨一科技、精進電動招股書透露的信息，電驅(qū)動平均價格預(yù)計在5000元左右。據(jù)此粗略估算，2025年，我國新能源汽車電驅(qū)動市場空間在500億元以上。
比亞迪汽車工程研究院副院長凌和平此前指出，電驅(qū)動系統(tǒng)成本約占新能源汽車總成本的10％。去年，整個新能源汽車電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值大約300多億元，今年產(chǎn)值翻番將是“板上釘釘”。
技術(shù)創(chuàng)新與迭代提速
工信部裝備工業(yè)一司汽車發(fā)展處處長馬春生指出，2021年，國內(nèi)純電動乘用車電驅(qū)動系統(tǒng)峰值功率達到95kW，較2016年增長34％，多家企業(yè)在扁線繞組電機、油冷技術(shù)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，電驅(qū)動總成集成度不斷提升。2022年上半年，“三合一”、“多合一”電驅(qū)動系統(tǒng)配裝比例達到55％。
驅(qū)動電機的行業(yè)競爭加劇，推動技術(shù)迭代提速。在凌和平看來，圍繞電驅(qū)動系統(tǒng)的新技術(shù)層出不窮，技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢，并且成本大幅降低。以電機為例，由于去年裝備工藝取得突破，提高了扁線電機的槽滿率，使得產(chǎn)品的效率、重量、成本優(yōu)勢明顯，整個扁線電機行業(yè)發(fā)展迅猛。馬春生介紹說：“去年，增量市場的約20％為扁線電機，今年這個數(shù)字有望突破40％～50％，未來可能100％都會是扁線電機。”
據(jù)了解，得益于更高的效率，扁線電機可比圓線電機提供更強的動力，因此它成為近兩年來行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢。特斯拉采用內(nèi)置永磁同步磁阻電機，以應(yīng)對永磁電機在高轉(zhuǎn)速工況下的局限性問題，并為電機轉(zhuǎn)子添加碳纖維保護層，還開發(fā)出10層扁線繞組電機。此外，電機集成化的發(fā)展也格外明顯。比亞迪在E平臺3.0上，采用前驅(qū)感應(yīng)異步電機與后驅(qū)永磁同步電機相結(jié)合的技術(shù)方案，成為全球首個落地的“八合一”動力總成。
值得關(guān)注的是，目前采用800V高電壓平臺車型越來越多，相關(guān)零部件的升級和更新開始進入行業(yè)的議事日程，特別是800V結(jié)合SiC器件有助于電機效率進一步提升。在電機控制器上，第三代半導(dǎo)體SiC技術(shù)實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。SiC具有更快的開關(guān)速度，更好的散熱性能，而且電容器的元件體積可以做到更小，同時損耗降低，能提升整車的系統(tǒng)性能。日前，均普智能向一家汽車零部件一級供應(yīng)商交付了800V電驅(qū)動橋智能化生產(chǎn)線，年產(chǎn)能可達10萬臺，預(yù)計今年年底實現(xiàn)量產(chǎn)。
華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司智能電動領(lǐng)域副總裁彭鵬表示，電驅(qū)升壓技術(shù)是當前高電壓平臺需要解決的適配問題。據(jù)悉，華為數(shù)字能源技術(shù)為此引進了一系列先進的精準油冷、電驅(qū)升壓方案，以及軸承防腐蝕技術(shù)。此外，該公司還發(fā)布了業(yè)界首款實現(xiàn)量產(chǎn)的高壓電四驅(qū)系統(tǒng)。“這款產(chǎn)品的獨特之處在于，它是業(yè)界首個800V前異后同的電動四驅(qū)。這種設(shè)計可發(fā)揮不同電機的協(xié)同作用，效率更高，也更安全。”他介紹說。
綜合來看，新能源汽車未來會向更長續(xù)駛里程的目標發(fā)展，需要更多的空間布置大容量電池，電驅(qū)動系統(tǒng)則要做到高功率且結(jié)構(gòu)緊湊。為了適應(yīng)整車架構(gòu)的變化，電驅(qū)動系統(tǒng)的演進趨勢將是高集成度、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，集成冷卻、潤滑，更優(yōu)的扭矩比，具備可擴展性，出色的NVH性能等。
美的威靈汽車部件驅(qū)動電機研發(fā)負責人李華陽對記者表示，新能源汽車市場的快速發(fā)展，對電驅(qū)動產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)提出了更高的要求，體現(xiàn)在更快的產(chǎn)品開發(fā)周期、更高的功率密度、更高的工作效率、更高的可靠性及更低的成本等多個方面。未來，電驅(qū)動產(chǎn)品的發(fā)展將呈現(xiàn)高速化、高壓化、集成化、高效化、油冷化、平臺化、小型化等趨勢，這些都要求企業(yè)在技術(shù)研發(fā)時，要更全面地綜合考量各項性能指標，同時盡可能地提升產(chǎn)品平臺的擴展性。
自主供應(yīng)鏈開始發(fā)力
在廣闊的新能源汽車市場空間下，車企、自主供應(yīng)商、外資零部件巨頭紛紛發(fā)力電驅(qū)動系統(tǒng)，并加大了市場布局力度。
首先是自研電驅(qū)動系統(tǒng)的車企。早在2015年，蔚來汽車就成立了XPT蔚來驅(qū)動科技，后者通過兩代電驅(qū)動系統(tǒng)，確定了前永磁同步電機、后異步感應(yīng)電機的路線方案。公開資料顯示，XPT蔚來驅(qū)動科技前永磁同步電機的功率達到180kW、后異步感應(yīng)電機的功率達到300kW，系統(tǒng)最大功率達480kW、最高扭矩850N·m。今年7月，廣汽埃安自研的“四合一”電驅(qū)系統(tǒng)正式下線，該款產(chǎn)品可助力配套車型實現(xiàn)百公里加速達到2秒級別。
業(yè)內(nèi)一位不愿透露姓名的初創(chuàng)公司相關(guān)負責人告訴記者，電驅(qū)動系統(tǒng)對整車性能的提升十分關(guān)鍵。而且，對于很多造車新勢力來說，驅(qū)動電機的技術(shù)創(chuàng)新也算是一個賣點。當前，許多頭部新能源車企都在自研驅(qū)動電機技術(shù)，比亞迪、特斯拉相關(guān)零部件產(chǎn)品的銷量排名就比較靠前。
今年8月，廣汽集團發(fā)布公告稱，同意公司與全資子公司廣汽乘用車有限公司及控股子公司廣汽埃安新能源汽車有限公司按持股23％、26％、51％的比例設(shè)立電驅(qū)科技公司（暫定名），開展自主IDU電驅(qū)系統(tǒng)及GMC混動機電耦合系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)，項目總投資21.6億元。按照規(guī)劃，電驅(qū)科技公司將在2025年建成生產(chǎn)線，年產(chǎn)40萬套IDU電驅(qū)系統(tǒng)總成及10萬套GMC混動機電耦合系統(tǒng)的電機和電控。
與此同時，方正電機、博格華納、精進電動、上海電驅(qū)動等第三方零部件供應(yīng)商，也在開發(fā)并量產(chǎn)各自的電驅(qū)動產(chǎn)品。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）的數(shù)據(jù)，2021年，國內(nèi)驅(qū)動電機裝車量排名前五的企業(yè)分別是比亞迪、特斯拉、方正電機、寧波雙林、蔚然動力，裝車量分別為62萬、40萬、25萬、20萬、18萬臺，分別占比18％、12％、7％、6％、5％。隨著新一代電驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)布，自主零部件供應(yīng)商有望在電驅(qū)動行業(yè)中獲得更高的市場份額。
美的威靈汽車部件也將電驅(qū)動納入三大產(chǎn)品線之一，并于去年正式進入量產(chǎn)階段。李華陽對記者表示，美的威靈汽車部件當前在電驅(qū)動領(lǐng)域以驅(qū)動電機為核心產(chǎn)品，采取靈活的配套模式，可以提供單獨的定轉(zhuǎn)子組件，以及完整的電機單元和更復(fù)雜的系統(tǒng)單元。目前，該公司已有數(shù)款驅(qū)動電機產(chǎn)品進行了批量交付，配套多家車企客戶的量產(chǎn)車型，整車性能表現(xiàn)優(yōu)異。此外，美的威靈汽車部件也正在積極開發(fā)下一代更具市場競爭力的電驅(qū)動產(chǎn)品，目前已與多家客戶接洽，正在進行小批交付驗證。
當然，面對巨大的市場潛能，不少外資零部件巨頭也加大了對華投資布局。今年9月，采埃孚800V電驅(qū)動橋產(chǎn)品在其杭州蕭山新工廠正式下線，實現(xiàn)了該款產(chǎn)品的全球首次量產(chǎn)落地。據(jù)介紹，采埃孚的這款SiC電驅(qū)動橋由中國團隊主導(dǎo)開發(fā)，相比上一代的400V硅基產(chǎn)品，重量減輕25％，性能和效率分別提升33％和11％。采埃孚杭州項目總投資約3億美元，一期已建成3條加工和裝配生產(chǎn)線，可年產(chǎn)40萬套車橋傳動系統(tǒng)和減速器齒輪組；新投產(chǎn)的二期工程主要生產(chǎn)800V電驅(qū)動橋總成，包括發(fā)卡式同步電機定子和轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線、高度集成化的電驅(qū)動橋裝配線及全自動下線檢測設(shè)備，產(chǎn)能可達20萬套，將成為“工業(yè)4.0”標桿工廠。此外，采埃孚位于沈陽的電驅(qū)動生產(chǎn)基地計劃于2023年正式投產(chǎn)。
行業(yè)格局存在變數(shù)
有行業(yè)研究人士指出，在新能源汽車電驅(qū)動市場上，整車企業(yè)和第三方供應(yīng)商各具優(yōu)勢，兩類配套模式將長期并存。其中，中高端車型因整車價值高、電驅(qū)動成本占比相對偏小，車企往往會選擇自主研發(fā)，電驅(qū)動性能成為優(yōu)先考慮的因素。因此，整車企業(yè)依靠產(chǎn)品性能優(yōu)勢，將主導(dǎo)中高端車型的電驅(qū)動市場。而第三方供應(yīng)商在中低端市場具有多平臺解決方案和產(chǎn)品性價比優(yōu)勢，從而會主導(dǎo)中低端車型的電驅(qū)動市場。同時，國內(nèi)電驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)商全面崛起，將向外資傳統(tǒng)供應(yīng)商巨頭發(fā)起挑戰(zhàn)。
記者注意到，功率模塊占電控成本比重最高，其價格波動對電機控制器的成本影響較大。這一市場主要的參與者為外資芯片巨頭，如英飛凌、意法半導(dǎo)體、博世、德州儀器、安森美等。不過，國內(nèi)供應(yīng)商在功率模塊領(lǐng)域開始取得自主研發(fā)的重要突破，比亞迪半導(dǎo)體、斯達半導(dǎo)體、中車時代成為國內(nèi)汽車功率模塊主要供應(yīng)商，并快速擴大其市場占有率。
“我國形成了完整的新能源汽車電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈體系，驅(qū)動電機及控制器保持了較強的國產(chǎn)化配套能力。2021年，全球前10家乘用車電機企業(yè)中，我國占據(jù)6席。同時，基于第三代半導(dǎo)體的功率芯片器件產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)壯大，性價比正逐漸提升。”馬春生表示。
“電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競爭非常激烈。”凌和平介紹說，我國新能源汽車電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈比較完備，集中度在逐步提升，“基本上，直接對接配套整車企業(yè)的也就10家企業(yè)，占到整個行業(yè)配套率的70％左右。”
不過，我國電驅(qū)動行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)并不少，在電驅(qū)動系統(tǒng)集成度、電機控制器關(guān)鍵技術(shù)、制造工藝等方面，與國際先進水平還存在一定差距；在關(guān)鍵材料和零部件層面，也需進一步攻關(guān)突圍。
對此，馬春生提出了三點建議。一是在堅持純電驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的同時，引導(dǎo)企業(yè)進一步加強高效變速器混合動力等低碳技術(shù)研發(fā)，同時推進輕量化、低風阻、后處理等技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化推廣；二是面向商用車不同應(yīng)用場景，開發(fā)工況適用性好、經(jīng)濟性高的低碳、節(jié)能動力系統(tǒng)，推動商用車電驅(qū)動系統(tǒng)、燃料電池及發(fā)動機技術(shù)研發(fā)推廣；三是加大SiC器件、高性能軸承等短板技術(shù)攻關(guān)，支持企業(yè)加快突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，打好產(chǎn)業(yè)技術(shù)高端化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化攻堅戰(zhàn)。
李華陽認為，隨著近年來持續(xù)大力的投入，當前各家自主供應(yīng)商的電驅(qū)動產(chǎn)品紛紛開始了大規(guī)模批量應(yīng)用，在產(chǎn)品性能和成本控制上都有一定特點和優(yōu)勢，技術(shù)處于國際一流水平，下一步需要加強對可靠性、差異化以及中長期底層技術(shù)創(chuàng)新的投入。
“電驅(qū)動行業(yè)仍處于較快的發(fā)展變化過程中，產(chǎn)品迭代升級不斷。”前述初創(chuàng)公司相關(guān)負責人坦言，現(xiàn)有電驅(qū)動市場競爭格局未來可能會有較大的變動，電驅(qū)動企業(yè)的競爭力將取決于技術(shù)、客戶資源等多方面的因素。
“隨著新能源汽車市場蓬勃發(fā)展，電驅(qū)動行業(yè)的競爭將更為激烈，體現(xiàn)在產(chǎn)品性能、成本、可靠性等方方面面。”李華陽認為，自主零部件供應(yīng)商需要堅定信念，保持戰(zhàn)略定力，堅持研發(fā)投入，進一步努力增強產(chǎn)品的競爭力，開發(fā)出具有創(chuàng)新特色的產(chǎn)品，避免一味地同質(zhì)化價格競爭；同時，也需加深對整車系統(tǒng)的理解，更合理地規(guī)劃產(chǎn)品平臺，充分發(fā)揮規(guī)?；瘍?yōu)勢，這些都有助于提升產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性及成本競爭力。