電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車核心零部件，由驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器兩部分構(gòu)成。電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)是新能源汽車車輛行使中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)。與燃油汽車動力總成（發(fā)動機(jī)、變速器及其附件）不同，新能源動力系統(tǒng)主要由電動機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構(gòu)成。

    電機(jī)控制器（電控）是整個動力系統(tǒng)的控制中心。一方面，它將動力電池端的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，給驅(qū)動電機(jī)提供能量。另一方面，它接收整車控制信號和監(jiān)控電機(jī)狀態(tài)（轉(zhuǎn)子位置、溫度、電流和電壓），通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)輸入側(cè)的電流和電壓，控制驅(qū)動電機(jī)正常運(yùn)行。

    由于新能源客車、乘用車和專用車對電驅(qū)動系統(tǒng)的功率、電壓等級需求的不同，驅(qū)動電機(jī)和電控的成本存在一定的差異，電機(jī)和電控占整車成本20%左右。

電機(jī)與控制器約占新能源整車成本20%

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2018-2024年中國新能源車電機(jī)電控行業(yè)市場現(xiàn)狀分析及投資前景預(yù)測報(bào)告》

    2014-2017年我國新能源汽車銷量分別為7.5、33.1、50.7、77.7萬輛，CAGR達(dá)180.0%?；诠ば挪啃履茉雌嚠a(chǎn)業(yè)規(guī)劃，2020年新能源汽車市場年銷量有望達(dá)到200萬輛。

2014-2017年國內(nèi)新能源汽車銷量CAGR達(dá)180.0%

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    2017年9月27日，工信部發(fā)布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，以燃料消耗量積分和新能源汽車積分逐步接替購置補(bǔ)貼，確保2020年累計(jì)產(chǎn)銷500萬輛，“雙積分”政策將于2018年4月1日正式施行。

    基于中汽協(xié)預(yù)估，2018、2019、2020年乘用車市場整體積分需求分別約為84萬分、414.4萬分和575.7萬分。假設(shè)2018-2020年國內(nèi)傳統(tǒng)燃油車銷量復(fù)合增速4%、單車積分3.1估算，新能源乘用車需求量分別為27萬輛、134萬輛和186萬輛。

2018-2020新能源乘用車需求量分別為27、134、186萬輛

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    合資汽車整車廠蓄勢待發(fā)，預(yù)計(jì)2018年起將有多款新能源汽車投入市場。一汽奧迪5年內(nèi)推出6款車型，通用汽車3年內(nèi)推出至少7款車型，大眾3年內(nèi)推出17款車型，豐田2年內(nèi)推出10款以上車型，日產(chǎn)5年推出10款以上車型等。

    2016年受騙補(bǔ)調(diào)查的影響，專用車政策不明確，2016年底新能源專用車正式進(jìn)入推廣目錄。2017年上半年，新能源專用車銷量0.9萬輛，下半年開始逐步增長，累計(jì)銷售13.7萬輛，同比上半年增加14倍。

2017H2新能源專用車銷量同比2017H1激增14倍

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    經(jīng)過2016年騙補(bǔ)事件調(diào)查和處罰影響，客車補(bǔ)貼大幅退坡，同時2016年末沖量透支2017年需求。2017年1-6月銷量達(dá)到17952輛，同比下滑47.1%。隨著補(bǔ)貼目錄落地，2017年新能源客車?yán)塾?jì)銷量達(dá)8.7萬輛，下滑收窄至25.9%。

2017年國內(nèi)新能源客車銷量滑坡

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新能源客車滲透率持續(xù)上升

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    按照2017年4月工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，預(yù)計(jì)2020年新能源汽車產(chǎn)銷量達(dá)到200萬輛，累計(jì)產(chǎn)銷超過500萬輛。經(jīng)測算，2018-2020年新能源汽車總銷量預(yù)計(jì)分別為100、152和214萬輛。

國內(nèi)新能源汽車銷量預(yù)測

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    新能源汽車根據(jù)車型搭載的電機(jī)與電控價(jià)格較大差異。2017年新能源乘用車以電控系統(tǒng)平均單價(jià)0.6萬元/臺，電機(jī)0.72萬元/臺；新能源客車電控系統(tǒng)1.6萬元/臺，電機(jī)1.92萬元/臺；新能源專用車電控系統(tǒng)1.2萬元/臺，電機(jī)1.64萬元/臺。以電控成本年降8%，電機(jī)成本每年降5%測算，2020年電機(jī)電控市場規(guī)模將達(dá)到295億元。

2020年國內(nèi)電機(jī)電控市場將達(dá)295億元

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2020年乘用車電機(jī)電控占63%的市場，2017-2020年CAGR達(dá)34.2%

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    電控實(shí)現(xiàn)了從電池到電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換，通過逆變器直流轉(zhuǎn)交流帶動電機(jī)運(yùn)行。主要由控制模塊（控制板）、功率變換模塊（驅(qū)動模塊）、直流母線電容、散熱器等組成。

    電機(jī)控制器分為結(jié)構(gòu)、硬件、軟件三個部分。硬件作為控制系統(tǒng)的載體，承擔(dān)了控制指令的接收與運(yùn)行指令的輸出，占據(jù)大部分的生產(chǎn)制造成本，軟件決定了產(chǎn)品功能與性能，設(shè)計(jì)成本主要體現(xiàn)在研發(fā)階段。

    功率變換模塊通過IGBT等功率器件實(shí)現(xiàn)了直流轉(zhuǎn)交流的逆變功能。IGBT模塊是功率變換模塊的核心器件，占整個控制器成本的40%。IGBT具有極高的的技術(shù)壁壘，全球IGBT市場主要由英飛凌、三菱、富士等企業(yè)占據(jù)，我國新能源汽車電機(jī)控制器使用的IGBT主要依靠進(jìn)口。

IGBT占據(jù)電控主要成本

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國內(nèi)IGBT模塊主要依賴進(jìn)口

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    在中小功率電控系統(tǒng)中，通過IGBT/MOSFET單管并聯(lián)擴(kuò)展功率的技術(shù)，可靠性、功率密度均有所提升，并顯著的降低產(chǎn)品成本。MOSFET具有大電流高頻率的特性，但耐壓能力較IGBT弱。采用多只MOSFET并聯(lián)的方式可以實(shí)現(xiàn)相同的逆變功能。

    以某型65KW逆變器中600A/30KW/1200V的IGBT模塊為例，通過MOSFET及單管IGBT并聯(lián)替代大功率IGBT模塊方案可分別降低功率模塊77%、54%的成本。

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    驅(qū)動電機(jī)實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，是電動汽車運(yùn)動的載體。驅(qū)動電機(jī)主要有直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)四類。對比直流電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)，交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)在功率密度、效率和結(jié)構(gòu)安全性上具有絕對優(yōu)勢。

永磁同步電機(jī)與交流異步電機(jī)優(yōu)勢明顯

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    驅(qū)動電機(jī)原材料主要包括釹鐵硼等稀土永磁材料（永磁體）、鋼材（鐵芯疊片、驅(qū)動軸體）、銅（繞組）、鎂鋁合金（機(jī)殼）等基本金屬。根據(jù)數(shù)據(jù)，在永磁同步電機(jī)中，永磁體組件的成本占整個電機(jī)物料成本的45%左右。

    稀土材料價(jià)格是影響電機(jī)成本最主要因素，本土稀土資源豐富助力永磁同步電機(jī)快速發(fā)展。永磁同步電機(jī)中的磁材由稀土材料加工而成。稀土材料在我國蘊(yùn)藏豐富，儲量和開采量的全球占比分別36%和83%，助力永磁同步電機(jī)快速發(fā)展。

永磁體占電機(jī)成本的45%

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    當(dāng)前車用永磁電機(jī)中一般采用釹鐵硼磁材。釹鐵硼磁材是目前磁性能最高、應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展速度最快、工業(yè)化生產(chǎn)中綜合性能最優(yōu)的磁性材料。釹鐵硼產(chǎn)業(yè)鏈由稀土開采，稀土加工，稀土應(yīng)用構(gòu)成。

釹鐵硼磁體產(chǎn)業(yè)鏈

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    未來新能源汽車整體將繼續(xù)呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢，對稀土永磁同步電機(jī)中使用的釹鐵硼磁材需求將隨之快速增長，原材料漲價(jià)導(dǎo)致電機(jī)成本上漲。

釹鐵硼磁體原料價(jià)格上揚(yáng)

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    新能源汽車每減重100kg，續(xù)航提升10-11%，電池和日常損耗成本可減少20%，具備顯著的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。集成化動力總成系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)、變速器、電機(jī)控制器等機(jī)械部件和控制模塊構(gòu)成。一體化集成可分為機(jī)械部件的集成、控制模塊的集成和機(jī)械部件與控制模塊的集成三種模式。

    電動汽車動力傳動系統(tǒng)包括電機(jī)、變速器、傳動軸、差速器、半軸和車輪。其中，電機(jī)和變速器在傳統(tǒng)新能源汽車使用分體式結(jié)構(gòu)，精進(jìn)電機(jī)開發(fā)出一款一體化電機(jī)與減速器驅(qū)動總成，一體式總成質(zhì)量較之前的88kg減少到84kg，軸向長度縮小約90mm，寬度方向縮小約20mm。

    動力系統(tǒng)除了包含主控與主電機(jī)，還有一些配套的輔件：轉(zhuǎn)向電機(jī)、打氣泵、DC/DC、高壓配電盒以及絕緣檢測儀。一體化多合一控制器減少了離散控制器之間的外部接線，降低了故障點(diǎn)，在節(jié)省成本的同時，提高了產(chǎn)品的可靠性，整車廠更傾向于采購一體化電機(jī)控制器。

本文采編：CY321