我們預(yù)計(jì)2025年電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量約為1000萬(wàn)輛,滲透率約為40%。電驅(qū)動(dòng)總成的市場(chǎng)空間有望達(dá)1000億元,電源總成的市場(chǎng)空間有望達(dá)300億元。
電驅(qū)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈 按照電機(jī)的工作電源劃分,可將電機(jī)劃分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。交流電機(jī)中,按照定子和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一致性劃分,又可區(qū)分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。當(dāng)前新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中較為常見(jiàn)的是交流電機(jī)中的永磁同步電機(jī)與鼠籠式異步感應(yīng)電機(jī),其中永磁同步電機(jī)在國(guó)內(nèi)最為流行。根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年,永磁同步電機(jī)/感應(yīng)異步電機(jī)/其他電機(jī)的累計(jì)裝機(jī)量分別為323/17/2萬(wàn)臺(tái),占比分別為94%/5%/1%。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要零部件中,價(jià)值量最高的是定子/繞組/軸承/轉(zhuǎn)子,成本占比分別為19%/17%/12%/11%。
我們以新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為下游,沿產(chǎn)業(yè)鏈向上挖掘,則定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承等零部件為中游,永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金等原材料為上游。
上游金屬原材料的供應(yīng)商多為大型上市公司,包括生產(chǎn)永磁體的金力永磁、正海磁材等;中游生產(chǎn)定子轉(zhuǎn)子等零部件的供應(yīng)商多為非上市公司,包括常州金茂、展翔模具、浙江寶捷等,上市公司包括隆盛科技、長(zhǎng)鷹信質(zhì);下游生產(chǎn)電機(jī)總成的企業(yè)主要可分為三大類(lèi),整車(chē)廠包括特斯拉、比亞迪等,電機(jī)廠包括精進(jìn)電動(dòng)、方正電機(jī)等,傳統(tǒng)Tier 1供應(yīng)商包括博世、大陸、麥格納等。驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)線設(shè)備的供應(yīng)商則主要有豪森股份、克來(lái)機(jī)電、巨一科技、銘納陽(yáng)等。
發(fā)展趨勢(shì):扁線,油冷,多合一 1)扁線電機(jī):扁線電機(jī)是指,將定子繞組中的傳統(tǒng)圓柱形漆包銅線替換為加工成發(fā)卡狀的漆包銅扁線。圓線電機(jī)的定子橫截面中,圓形銅線間留下了大量間隙,而扁線電機(jī)的定子橫截面中,矩形銅線可以更好地填充空間,提高槽滿(mǎn)率,這是扁線電機(jī)和圓線電機(jī)的根本區(qū)別所在。扁線電機(jī)相比傳統(tǒng)圓線電機(jī),裸銅槽滿(mǎn)率可提升20%-30%。槽滿(mǎn)率的提高等同于電機(jī)在具有相同體積的條件下,可以輸出更高的功率和轉(zhuǎn)矩;或者功率相同的條件下,可以減小電機(jī)的外徑和體積,進(jìn)而減小電機(jī)的重量,所以扁線繞組電機(jī)有著更高的功率密度,可以使永磁電機(jī)繼續(xù)向著更小化的方向發(fā)展。
相較于圓線電機(jī),扁線電機(jī)的首要優(yōu)勢(shì)即損耗降低、效率提升。永磁同步電機(jī)的損耗中,銅耗(主要是定子繞組中的損耗)占大約65%,鐵耗(定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯中的損耗)占大約20%,其余損耗占比相對(duì)較低。扁線電機(jī)和圓線電機(jī)的鐵耗水平接近,主要區(qū)別在銅耗。相比傳統(tǒng)圓線電機(jī),扁線電機(jī)裸銅槽滿(mǎn)率可提升20%-30%,總銅耗下降了21%,效率提高大約1%。
2)油冷技術(shù):風(fēng)冷、液冷和蒸發(fā)冷卻散熱系統(tǒng)是三種常用的電機(jī)散熱系統(tǒng)。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)憑借成本低、可靠性高和安裝方便等優(yōu)勢(shì),在小功率電機(jī)散熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。液冷散熱系統(tǒng)具有較高的散熱功率,其散熱效率可以達(dá)到前者的50倍,適用于電機(jī)發(fā)熱量大、熱流密度高的散熱場(chǎng)合,但是液冷散熱系統(tǒng)需要額外的循環(huán)液路與密封系統(tǒng),增加了電機(jī)系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)則主要應(yīng)用于兆瓦級(jí)大容量發(fā)電機(jī)組的散熱系統(tǒng),利用氣液相變循環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的高效冷卻。
車(chē)用永磁同步電機(jī)的液冷形式大致分為兩種:直接冷卻與間接冷卻。間接冷卻是機(jī)殼內(nèi)設(shè)計(jì)的冷卻流道,通過(guò)冷卻液流經(jīng)整個(gè)機(jī)殼帶走熱量。直接冷卻則是在密封的電機(jī)內(nèi)部注入冷卻油,利用冷卻油具有較高比熱容的特性進(jìn)行冷卻。而且直接冷卻可以增大與發(fā)熱源的接觸面積,可以有更好的冷卻效果。永磁同步電機(jī)的繞組端部發(fā)熱量大,水冷方式下冷卻液無(wú)法直接接觸繞組,但是油冷方式下冷卻油可直接接觸繞組,冷卻效率更高,優(yōu)勢(shì)更突出。
油冷技術(shù)下冷卻油可直接與電機(jī)發(fā)熱部件接觸,散熱效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的水冷散熱系統(tǒng),且油介質(zhì)具有絕緣性好、介電常數(shù)高、凝固點(diǎn)低和沸點(diǎn)高等優(yōu)勢(shì)。比亞迪DMI的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù),可提升電機(jī)功率密度32%。
3)多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):新能源汽車(chē)對(duì)續(xù)航里程、功率密度、能量利用效率的要求越來(lái)越高,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向集成化、小型化和輕量化的方向快速發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)布的多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一,其中最常見(jiàn)的還是三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即將電機(jī)、減速器、控制器等零部件集成,共享殼體線束等零件,實(shí)現(xiàn)集成、降本、輕量。
扁線電機(jī)的扁銅線之間間隙較大,冷卻油易于滲透,促進(jìn)了直接油冷技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí),冷卻油擁有良好的絕緣性,可在多場(chǎng)景下復(fù)用,加速了整車(chē)熱管理系統(tǒng)集成化的進(jìn)程,推動(dòng)了多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總成的落地普及。 行業(yè)概況:永磁同步電機(jī)主導(dǎo),2025年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到385億元 新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,將電池中的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)新能源汽車(chē)行駛,是決定新能源汽車(chē)動(dòng)力性能的核心零部件之一。主流的交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)利用定子(通常是硅鋼片搭配銅線圈,固定不動(dòng))產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子(通常由電磁鐵、永磁體或硅鋼片制成,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng))形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要零件通常包括轉(zhuǎn)子、定子、線束、殼體、端蓋等。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要零部件中,價(jià)值量最高的是定子/繞組/軸承/轉(zhuǎn)子,成本占比分別為19%/17%/12%/11%。
按照電機(jī)的工作電源劃分,可將電機(jī)劃分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。交流電機(jī)中,按照定子和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一致性劃分,又可區(qū)分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。當(dāng)前新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中較為常見(jiàn)的是交流電機(jī)中的永磁同步電機(jī)與鼠籠式異步感應(yīng)電機(jī),其中永磁同步電機(jī)在國(guó)內(nèi)最為流行。
我們以新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為下游,沿產(chǎn)業(yè)鏈向上挖掘,則定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承等零部件為中游,永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金等原材料為上游。
上游金屬原材料的供應(yīng)商多為大型上市公司,包括生產(chǎn)永磁體的金力永磁、正海磁材等;中游生產(chǎn)定子轉(zhuǎn)子等零部件的供應(yīng)商多為非上市公司,包括常州金茂、展翔模具、浙江寶捷等,上市公司包括隆盛科技、長(zhǎng)鷹信質(zhì);下游生產(chǎn)電機(jī)總成的企業(yè)主要可分為三大類(lèi),整車(chē)廠包括特斯拉、比亞迪等,電機(jī)廠包括精進(jìn)電動(dòng)、方正電機(jī)等,傳統(tǒng)Tier 1供應(yīng)商包括博世、大陸、麥格納等。驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)線設(shè)備的供應(yīng)商則主要有豪森股份、克來(lái)機(jī)電、巨一科技、銘納陽(yáng)等。
發(fā)展簡(jiǎn)史:從直流電機(jī)到交流電機(jī) 由于早期人們對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用尚不成熟(直流電機(jī)的磁場(chǎng)通常是不變的,而交流電機(jī)的磁場(chǎng)通常是旋轉(zhuǎn)的),且當(dāng)時(shí)電能的主要用途電鍍、電解、電照明等均使用直流電,很多人誤認(rèn)為交流電沒(méi)有實(shí)際用途(以發(fā)明家愛(ài)迪生為代表),因此早期的電機(jī)以直流電機(jī)為主,采用電池供電。首個(gè)電機(jī):1820年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電流在磁場(chǎng)中受機(jī)械力的作用,即電流的磁效應(yīng)。1821年,法拉第在玻璃杯中裝入水銀,通過(guò)永磁體和通電導(dǎo)線之間的相互作用,實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線繞永磁體旋轉(zhuǎn),成功發(fā)明了歷史上第一臺(tái)電機(jī)。在該裝置中,導(dǎo)線相當(dāng)于轉(zhuǎn)子,永磁體相當(dāng)于定子。
首個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī):1833年,英國(guó)倫敦大學(xué)的里奇發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)電磁針。磁針上繞有線圈,線圈兩端浸入環(huán)形水銀槽內(nèi)。接通電池后,受地磁場(chǎng)作用,磁針偏向南北方向,再改變電流方向,使磁針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。里奇電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的雛形,磁針相當(dāng)于轉(zhuǎn)子,地磁場(chǎng)相當(dāng)于定子,水銀槽則扮演了換向器的角色。
首個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng):1834年7月,達(dá)文波特用自制的直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)了一個(gè)直徑7英寸的輪子,以30r/min的速度前進(jìn)。該電機(jī)配備了4個(gè)電磁鐵,2個(gè)裝在輪子上,另外兩個(gè)靜止。利用輪子上的電磁鐵與靜止電磁鐵之間的吸力,推動(dòng)輪子前進(jìn)。達(dá)文波特電機(jī)是人類(lèi)首次以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的嘗試,開(kāi)電機(jī)應(yīng)用之先河。1837年2月,達(dá)文波特的電機(jī)發(fā)明成功申請(qǐng)到美國(guó)專(zhuān)利局的132號(hào)專(zhuān)利,成為歷史上第一個(gè)電動(dòng)機(jī)專(zhuān)利。
首個(gè)電驅(qū)機(jī)車(chē):1846年,美國(guó)物理學(xué)教授佩奇制成一臺(tái)外觀類(lèi)似蒸汽機(jī)的往復(fù)式電動(dòng)機(jī),該裝置包括2個(gè)空心線圈、2個(gè)能在空心線圈中自由運(yùn)動(dòng)的軟鐵棒和1個(gè)換向器。通過(guò)給2個(gè)空心線圈輪流通電來(lái)實(shí)現(xiàn)軟鐵棒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1851年4月,佩奇制成了首臺(tái)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)車(chē),在39分鐘內(nèi)跑完了5.25英里的試驗(yàn)路程。
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論是交流電機(jī)的理論基石之一:1825年,法國(guó)科學(xué)家阿拉果在一個(gè)懸掛的永磁針下面放置了一個(gè)銅盤(pán),轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán),發(fā)現(xiàn)永磁針也發(fā)生偏轉(zhuǎn),這一現(xiàn)象成為阿拉果旋轉(zhuǎn)。阿拉果圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)是世界上首次采用機(jī)械方法而獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)。交流電機(jī)誕生:1885年3月,意大利物理學(xué)家費(fèi)拉里斯受光學(xué)中兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)波合成一束偏振光的現(xiàn)象啟發(fā),提出同一頻率的兩個(gè)交變磁場(chǎng),如空間相位相差90°,則兩個(gè)磁場(chǎng)之間的空間將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的、運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng),即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。他利用4只螺線管、1臺(tái)西門(mén)子單相交流發(fā)電機(jī)和1個(gè)銅圓筒制成了最早的兩相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(即交流異步感應(yīng)電機(jī))。
特斯拉橫空出世:1885年,美籍克羅地亞科學(xué)家特斯拉成立特斯拉研究所,進(jìn)行交流電機(jī)及交流電的應(yīng)用研究工作。1887年,特斯拉電氣公司成立,特斯拉的兩相同步發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及帶短路相繞組的兩相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)申請(qǐng)美國(guó)專(zhuān)利(1888年5月獲得專(zhuān)利,專(zhuān)利號(hào)No. 382280)。1888年7月,美國(guó)西屋公司以20萬(wàn)美元外加每生產(chǎn)1馬力電機(jī)增加1美元的條件購(gòu)買(mǎi)了特斯拉的全部專(zhuān)利,包括兩相同步發(fā)電機(jī)、兩相同步電動(dòng)機(jī)、兩相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、單相電動(dòng)機(jī)的分相啟動(dòng)、兩相4線配電系統(tǒng)等。
性能需求:效率高,轉(zhuǎn)矩大,散熱強(qiáng) 新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是工業(yè)電機(jī)的一種,原理(電磁感應(yīng))、分析方法(普通電磁分析方法)、計(jì)算工具(有限元軟件)、電磁方程(麥克斯韋方程組)等都與普通工業(yè)電機(jī)一致,分類(lèi)方法與控制方法也沒(méi)有根本性的區(qū)別。但是,由于車(chē)載的特殊環(huán)境,新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在性能方面的特殊需求主要體現(xiàn)在功率密度高、調(diào)速范圍寬、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、高效區(qū)間廣、散熱需求強(qiáng)。1)功率密度高:車(chē)載驅(qū)動(dòng)電機(jī)有嚴(yán)格的體積要求、重量要求和功率要求。大部分工業(yè)場(chǎng)景空間巨大,以滿(mǎn)足工業(yè)需求為第一目的,電機(jī)的體積限制并不突出。但是在新能源汽車(chē)上,電機(jī)的尺寸和重量直接影響汽車(chē)的動(dòng)力性能和駕駛體驗(yàn),電機(jī)設(shè)計(jì)的方向與難點(diǎn)在于體積小、質(zhì)量輕、功率大,盡可能提高功率重量密度和功率體積密度。
2)調(diào)速范圍寬:廣闊的調(diào)速范圍可以幫助新能源汽車(chē)省掉多擋變速箱,只使用固定檔的齒輪組,有效降低成本。因此,新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速范圍越寬越好,最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速的4倍以上。特斯拉Model S基本款的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)18000轉(zhuǎn)/分鐘,比亞迪E平臺(tái)3.0的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速超過(guò)17000轉(zhuǎn)/分鐘。3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大:由于汽車(chē)強(qiáng)調(diào)百公里加速等性能指標(biāo),新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在起動(dòng)或低速時(shí)要求超高轉(zhuǎn)矩,將汽車(chē)速度以最快的方式泵升至期望速度。一般工業(yè)電機(jī)對(duì)起動(dòng)速度并沒(méi)有這么高的要求。
4)高效區(qū)間廣:新能源汽車(chē),尤其是純電動(dòng)汽車(chē),不像電力機(jī)車(chē)由受電弓供電,而由車(chē)載電池包供電,電機(jī)效率直接影響續(xù)航里程,所以對(duì)于電機(jī)的效率要求很高。新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要擁有盡可能廣的高效率運(yùn)行區(qū)間。正常路況下汽車(chē)不會(huì)頻繁起動(dòng),也不會(huì)持續(xù)超高速運(yùn)行,更多的是在勻速行駛中進(jìn)行加速或減速動(dòng)作,因此中間部分的運(yùn)行效率就尤其重要。
5)散熱需求強(qiáng):由于新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)功率密度的高要求,散熱問(wèn)題也隨之而來(lái)。1臺(tái)150KW的傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)總成,體積大概在409L。峰值功率150KW的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)總成,體積只有82L,大約只有傳統(tǒng)動(dòng)力總成的20%。小體積內(nèi)的高功率,導(dǎo)致散熱、機(jī)械振動(dòng)、電磁兼容、NVH嘯叫等問(wèn)題。電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率大約在90%以上,峰值效率大約在95%左右,平均能量損耗大約10%,這10%的能量損耗多以發(fā)熱的形式體現(xiàn),因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)的散熱需求較強(qiáng)。
技術(shù)路徑:永磁同步電機(jī)的裝車(chē)占比達(dá)94% 早期新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)多采用直流電機(jī),一方面是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)具有控制策略簡(jiǎn)單、調(diào)速性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn),另一方面是由于交流電機(jī)的控制技術(shù)復(fù)雜、成本較高。直流電機(jī)的速度正比于電壓,易于控制;而交流電機(jī)的速度正比于頻率及磁極數(shù),控制技術(shù)要求較高。
但是,直流電機(jī)存在一些固有缺陷,在交流電機(jī)的技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步后,直流電機(jī)目前已處于被淘汰的邊緣。1)有刷直流電機(jī):電刷在有刷直流電機(jī)中起電流換向的作用。在實(shí)際使用中,電刷磨損很快,經(jīng)常需要維護(hù),同時(shí)換向火花限制了電機(jī)的高速運(yùn)行,對(duì)電機(jī)的穩(wěn)定性和安全性也構(gòu)成了威脅,這些問(wèn)題都難以克服。2)無(wú)刷直流電機(jī):無(wú)刷直流電機(jī)的電壓波形和電流波形是矩形波或梯形波,伴隨著較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),在汽車(chē)行駛中有明顯頓挫感,對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)構(gòu)成負(fù)面影響。交流電機(jī)的波形則通常是正弦波,轉(zhuǎn)矩更加平順,振動(dòng)問(wèn)題較小。
交流電機(jī)中最常見(jiàn)的三種是永磁同步電機(jī)、感應(yīng)異步電機(jī)和同步磁阻電機(jī)。交流電機(jī)的定子基本相同,主要區(qū)別在轉(zhuǎn)子。定子主要由鐵心、線圈組成;定子鐵心由硅鋼片疊壓而成;漆包線繞制成線圈,嵌入鐵心槽內(nèi),再進(jìn)行絕緣處理;將絕緣處理后的鐵心套入機(jī)殼得到定子。
定子繞組接入交流電源(通常是三相交流電,三相交流電與空間角度120°的線圈相結(jié)合,它們的合成磁場(chǎng)就像是一個(gè)強(qiáng)度均勻的磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)),形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),拉動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年,永磁同步電機(jī)/感應(yīng)異步電機(jī)/其他電機(jī)的累計(jì)裝機(jī)量分別為323/17/2萬(wàn)臺(tái),占比分別為94%/5%/1%。永磁同步電機(jī)在國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)中占絕對(duì)主流地位。
永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由鐵心、磁鋼、軸壓裝而成,其中磁鋼提供電機(jī)磁通,對(duì)電機(jī)性能影響最大,通常由稀土釹鐵硼經(jīng)粉末冶金法制成。
早期的電機(jī)中永磁電機(jī)非常少見(jiàn),主要是因?yàn)槿狈Υ判宰銐驈?qiáng)大的永磁體。1982年,住友特殊金屬的佐川真人發(fā)現(xiàn)釹磁鐵。這種磁鐵的磁能積大于釤鈷磁鐵,是當(dāng)時(shí)全世界磁能積最大的物質(zhì)。后來(lái),住友特殊金屬成功發(fā)展粉末冶金法,通用汽車(chē)公司成功發(fā)展旋噴熔煉法,能夠制備釹鐵硼磁鐵。這種磁鐵是現(xiàn)今磁性?xún)H次于絕對(duì)零度鈥磁鐵的永久磁鐵,也是最常使用的稀土磁鐵。優(yōu)點(diǎn)是高抗退磁性、高性?xún)r(jià)比,其缺點(diǎn)是溫度依賴(lài)性比較強(qiáng),耐腐蝕性能比較弱,需適當(dāng)涂層或電鍍處理。為了提高釹鐵硼的耐溫性和矯頑力,磁體生產(chǎn)商通常會(huì)在配方中加入金屬鏑,進(jìn)一步推高了制造成本。
永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速保持同步。它的工作流程是,定子繞組接通交流電,產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),永磁體轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)受定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)而跟著旋轉(zhuǎn),電機(jī)旋轉(zhuǎn)、輸出動(dòng)力。
永磁同步電機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于,功率密度高、運(yùn)行效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊、轉(zhuǎn)矩大且平順、調(diào)速性能好。1)功率密度高:永磁同步電機(jī)的釹鐵硼磁性材料具備優(yōu)秀的磁力性能,在充磁后不用增加外部能量,可構(gòu)建較強(qiáng)磁場(chǎng),同時(shí)磁場(chǎng)具有永久特點(diǎn),無(wú)需額外電路進(jìn)行勵(lì)磁(即給導(dǎo)體通電產(chǎn)生磁場(chǎng)),得以維持較小的體積和較輕的重量。在額定功率下,同樣散熱條件和絕緣材料的永磁同步電機(jī)的功率密度通常比感應(yīng)異步電機(jī)的功率密度大2倍以上。2)運(yùn)行效率高:受益于轉(zhuǎn)子中的永磁體,永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子通常無(wú)需通電(部分自啟動(dòng)工況或渦流損耗除外),可減少相關(guān)的能量損耗,效率較高。
3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊:永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)不設(shè)置勵(lì)磁電源結(jié)構(gòu)以及勵(lì)磁繞組結(jié)構(gòu),降低相關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,相關(guān)構(gòu)成較為緊密,保證永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加具有可靠性。豐田普銳斯搭載的第四代永磁同步電機(jī)相較于第三代,定子直徑下降了20%,整體結(jié)構(gòu)更緊湊,體積更小。4)轉(zhuǎn)矩大且平順:在額定電流范圍內(nèi),提高電流即可快速提高永磁同步電機(jī)的扭矩。此外,三相交流電在定子中形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也較為穩(wěn)定,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小。尤其在低速大轉(zhuǎn)矩工況下(對(duì)應(yīng)新能源汽車(chē)起步加速階段),永磁同步電機(jī)相較于異步感應(yīng)電機(jī)擁有突出優(yōu)勢(shì)。5)調(diào)速性能好:永磁同步電機(jī)的電、磁和力的關(guān)系相較于感應(yīng)異步電機(jī)更加簡(jiǎn)單,更易于調(diào)速和控制。異步電機(jī)的狀態(tài)方程是四階的,轉(zhuǎn)子與定子的方程耦合(轉(zhuǎn)子內(nèi)的電流是由定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生);永磁同步電機(jī)的狀態(tài)方程是二階的,永磁體的磁場(chǎng)是獨(dú)立存在的,在低速和高速(高于額定轉(zhuǎn)速)的工況下控制難度都顯著低于感應(yīng)異步電機(jī)。
永磁同步電機(jī)的主要劣勢(shì)在于弱磁控制問(wèn)題、反電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題、高溫振動(dòng)環(huán)境下的退磁問(wèn)題、自啟動(dòng)問(wèn)題以及成本問(wèn)題。1)弱磁控制問(wèn)題:根據(jù)基礎(chǔ)繞組電壓公式,由于電源所能提供的電壓V有限,在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定水平后,想要繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速,就需要進(jìn)行弱磁控制,削弱電感。這一過(guò)程反映在電機(jī)的調(diào)速曲線上,就是從恒轉(zhuǎn)矩區(qū)進(jìn)入恒功率區(qū)。由于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是由永磁體提供的,弱磁控制就需要消耗額外的電流來(lái)反向抵消部分轉(zhuǎn)子磁場(chǎng),降低了高轉(zhuǎn)速工況下的運(yùn)行效率,給電源和變頻器帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)。
2)反電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題:永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),定子線圈對(duì)轉(zhuǎn)子中的永磁體磁場(chǎng)做磁感線切割運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而且這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與原線圈電壓的方向相反,故稱(chēng)反電動(dòng)勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)會(huì)抵消輸入定子的驅(qū)動(dòng)電壓,造成高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要給電機(jī)輸入更高的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng),高壓驅(qū)動(dòng)會(huì)造成更大的渦流損耗,引發(fā)電機(jī)高溫,對(duì)定子線圈和轉(zhuǎn)子永磁體造成損害。轉(zhuǎn)速越快,效率越低。在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),永磁同步電機(jī)越來(lái)越像一臺(tái)發(fā)電機(jī)。3)高溫振動(dòng)環(huán)境下的退磁問(wèn)題:常用的永磁體釹鐵硼雖然性能出色,但是在高溫、振動(dòng)以及強(qiáng)外部磁場(chǎng)的環(huán)境下容易發(fā)生退磁。除定子繞組通電產(chǎn)生的熱量外,永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子雖然不通電,仍然會(huì)由于離心力、渦流損耗等原因發(fā)熱。渦流損耗是指,導(dǎo)體在非均勻磁場(chǎng)中移動(dòng)或處在隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中時(shí),導(dǎo)體內(nèi)感生的電流導(dǎo)致的能量損耗。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在理論上與定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速一致,但是由于定子齒槽的存在、繞組的空間分布,而且三相繞組中的電流不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,這些原因?qū)е码姍C(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)畸變,導(dǎo)致氣隙磁場(chǎng)中諧波含量很高,電機(jī)鐵心和永磁體感應(yīng)出渦流,產(chǎn)生較大的渦流損耗。在永磁同步電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí),工作頻率高,轉(zhuǎn)速高,齒槽效應(yīng)引起的諧波頻率更高,轉(zhuǎn)子渦流損耗帶來(lái)的高溫問(wèn)題更加嚴(yán)重。
階段性小結(jié),永磁同步電機(jī)的上述三個(gè)問(wèn)題,弱磁控制問(wèn)題、反電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題、高溫振動(dòng)環(huán)境下的退磁問(wèn)題都是在高轉(zhuǎn)速工況下的局限性,這些因素解釋了為什么搭載永磁同步電機(jī)的電動(dòng)車(chē)往往零百加速性能優(yōu)越,但是高速巡航工況下的二次加速疲軟、峰值車(chē)速有限以及超高速巡航難以持續(xù)。對(duì)比永磁同步電機(jī)與交流感應(yīng)電機(jī)的效率圖,我們可以清晰的看到,永磁同步電機(jī)的峰值效率高于感應(yīng)異步電機(jī),但是高效區(qū)間更多的集中在轉(zhuǎn)速相對(duì)較低的區(qū)域,而感應(yīng)異步電機(jī)的高效區(qū)間向高轉(zhuǎn)速區(qū)域延伸的更多。
4)自啟動(dòng)問(wèn)題:永磁同步電動(dòng)機(jī)一旦接通電源,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)立即產(chǎn)生并高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由于慣性來(lái)不及跟著轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)定子磁極一次次越過(guò)轉(zhuǎn)子磁極時(shí),前后作用在轉(zhuǎn)子磁極上的磁力大小相等、方向相反,間隔時(shí)間極短,平均轉(zhuǎn)矩為零,因此永磁同步電機(jī)不能自行啟動(dòng)。解決自啟動(dòng)問(wèn)題需要額外配置變頻器(外部變頻,緩慢升速),或在轉(zhuǎn)子內(nèi)加入感應(yīng)異步電機(jī)的鼠籠結(jié)構(gòu)。5)成本問(wèn)題:永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由于要使用釹鐵硼等稀土材料,物料成本明顯高于感應(yīng)異步電機(jī)。以一臺(tái)常見(jiàn)的功率為30KW的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為例,釹鐵硼、銅和鋼是制造電機(jī)的主要材料,永磁同步電機(jī)這三種物料成本大約比感應(yīng)異步電機(jī)高68%,釹鐵硼材料的成本在永磁同步電機(jī)的三大主要物料成本中的占比高達(dá)71%。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù),2020年,全球稀土儲(chǔ)量約為116百萬(wàn)噸,中國(guó)的稀土儲(chǔ)量約為44.0百萬(wàn)噸,占全球稀土儲(chǔ)量的37.9%。國(guó)內(nèi)豐富的稀土資源在一定程度上為永磁同步電機(jī)的廣泛使用奠定了基礎(chǔ)。感應(yīng)交流電機(jī)的定子與永磁同步電機(jī)基本相同,區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子,感應(yīng)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子常用銅制或鋁制鼠籠結(jié)構(gòu)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在磁場(chǎng)中放一個(gè)封閉的導(dǎo)體,變化的磁場(chǎng)會(huì)在回路中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)洛倫茲力定律,載流線圈上會(huì)產(chǎn)生電磁力,線圈開(kāi)始旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。鼠籠中的每一根棒都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這些感應(yīng)電流在鼠籠的兩端短路,轉(zhuǎn)子開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子內(nèi)部裝有絕緣鐵芯薄片,這種小尺寸的鐵芯薄片確保了渦流損耗最小。轉(zhuǎn)子以略低于同步速度的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),這種差異成為轉(zhuǎn)差,轉(zhuǎn)差占同步速度的比一般在2%-6%左右。異步電機(jī)不需要永磁體、換向器、位置傳感器,可以自啟動(dòng),轉(zhuǎn)子速度與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度正相關(guān),磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度與輸入交流電源的頻率正相關(guān)。
永磁同步電機(jī)的主要優(yōu)劣勢(shì)都是圍繞轉(zhuǎn)子永磁體材料展開(kāi)的,感應(yīng)異步電機(jī)的優(yōu)劣勢(shì)同樣圍繞轉(zhuǎn)子鼠籠結(jié)構(gòu)展開(kāi)。由于轉(zhuǎn)子沒(méi)有使用永磁體而使用勵(lì)磁鼠籠結(jié)構(gòu),感應(yīng)異步電機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于成本低、弱磁控制難度低、可靠性高、耐高溫、耐振動(dòng)、過(guò)載能力強(qiáng),主要劣勢(shì)在于功率密度較低、體積及重量較大、能量轉(zhuǎn)換效率較低、轉(zhuǎn)子需配備單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)。
值得一提的是,感應(yīng)電機(jī)幾乎沒(méi)有電樞反應(yīng),在高轉(zhuǎn)速工況下的表現(xiàn)往往優(yōu)于永磁同步電機(jī)。但是,在低速工況下,由于電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)速成反比,勵(lì)磁電流建立磁場(chǎng)的能量不做功,這就導(dǎo)致異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低,無(wú)功功率越大,電機(jī)效率越低。永磁同步電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、高轉(zhuǎn)速工況弱,而感應(yīng)異步電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、高轉(zhuǎn)速工況強(qiáng),二者互補(bǔ),以特斯拉、比亞迪為代表的電動(dòng)車(chē)龍頭企業(yè)往往選擇前驅(qū)感應(yīng)異步電機(jī)搭配后驅(qū)永磁同步電機(jī)。
數(shù)據(jù)對(duì)比:比亞迪/特斯拉市占率領(lǐng)先,大洋電機(jī)/巨一科技財(cái)務(wù)指標(biāo)較優(yōu) 根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),在國(guó)內(nèi)主要電機(jī)廠商中,2020全年前兩名的廠商(比亞迪/特斯拉)市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到了26%,前五名的廠商合計(jì)市場(chǎng)份額達(dá)到了48%,前十名的廠商合計(jì)市場(chǎng)份額達(dá)到了71%。2021全年,前兩名的廠商(比亞迪/特斯拉)合計(jì)市場(chǎng)份額達(dá)到了30%,前五名的廠商合計(jì)市場(chǎng)份額達(dá)到了48%,前十名的廠商合計(jì)市場(chǎng)分額達(dá)到了67%。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),在主要電機(jī)廠家中,2020年排名前五的廠家分別是比亞迪/特斯拉/方正電機(jī)/蔚然動(dòng)力/寧波雙林,裝機(jī)量分別為19/15/10/9/9萬(wàn)臺(tái),占比分別為15%/11%/8%/7%/7%。2021年,國(guó)內(nèi)裝機(jī)量排名前五的企業(yè)分別是比亞迪/特斯拉/方正電機(jī)/寧波雙林/蔚然動(dòng)力,裝機(jī)量分別為62/40/25/20/18萬(wàn)臺(tái),占比分別為18%/12%/7%/6%/5%。高工鋰電統(tǒng)計(jì)的主要新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)生產(chǎn)商的合計(jì)裝車(chē)量從2020年的141萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)至2021年的343萬(wàn)臺(tái),市場(chǎng)規(guī)模處于高速成長(zhǎng)階段。
日電產(chǎn)預(yù)計(jì),從2025年開(kāi)始,自制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的整車(chē)廠的外采趨勢(shì)會(huì)逐漸明顯;整車(chē)廠與電機(jī)廠的合資供應(yīng)商會(huì)增加;外采驅(qū)動(dòng)電機(jī)的體系會(huì)完全建立起來(lái)。至2050年前后,橫向的國(guó)際化專(zhuān)業(yè)分工會(huì)建立起來(lái),整車(chē)廠會(huì)從專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商那里采購(gòu)電機(jī)與其他主要零部件。
精進(jìn)電動(dòng)、方正電機(jī)、大洋電機(jī)和巨一科技是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)供應(yīng)商,接下來(lái)我們將對(duì)他們的財(cái)務(wù)指標(biāo)進(jìn)行分析對(duì)比。從相關(guān)業(yè)務(wù)的銷(xiāo)售收入來(lái)看,精進(jìn)電動(dòng)(營(yíng)業(yè)總收入)、方正電機(jī)(汽車(chē)應(yīng)用類(lèi))、大洋電機(jī)(新能源車(chē)輛動(dòng)力總成系統(tǒng))、巨一科技(新能源汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))在2021年上半年的銷(xiāo)售收入分別為3.40/3.62/4.59/1.64億元,同比增速分別為47%/147%/56%/345%。其中,大洋電機(jī)的收入規(guī)模最大,巨一科技的增速最快。
相關(guān)業(yè)務(wù)的毛利率來(lái)看,精進(jìn)電動(dòng)(營(yíng)業(yè)總毛利)、方正電機(jī)(汽車(chē)應(yīng)用類(lèi))、大洋電機(jī)(新能源車(chē)輛動(dòng)力總成系統(tǒng))、巨一科技(新能源汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))在2021年上半年的毛利率分別為-6%/4%/13%/15%,2020全年的毛利率分別為2%/9%/18%/15%。大洋電機(jī)和巨一科技的毛利率相對(duì)較高。從銷(xiāo)售凈利率來(lái)看,2021年前三季度,精進(jìn)電動(dòng)/方正電機(jī)/大洋電機(jī)/巨一科技的銷(xiāo)售凈利率分別為-58%/-4%/5%/10%。2020年全年,精進(jìn)電動(dòng)/方正電機(jī)/大洋電機(jī)/巨一科技的銷(xiāo)售凈利率分別為-66%/-56%/1%/9%。大洋電機(jī)和巨一科技的凈利率相對(duì)較高。
從四費(fèi)率來(lái)看,2021年前三季度,精進(jìn)電動(dòng)的銷(xiāo)售/管理/研發(fā)/財(cái)務(wù)費(fèi)用率分別為7%/20%/21%/2%,合計(jì)四費(fèi)率50%;方正電機(jī)的銷(xiāo)售/管理/研發(fā)/財(cái)務(wù)費(fèi)用率為2%/7%/9%/0%,合計(jì)四費(fèi)率18%;大洋電機(jī)的銷(xiāo)售/管理/研發(fā)/財(cái)務(wù)費(fèi)用率分別為4%/7%/4%/0%,合計(jì)四費(fèi)率14%;巨一科技的銷(xiāo)售/管理/研發(fā)/財(cái)務(wù)費(fèi)用率分別為3%/6%/8%/0%,合計(jì)四費(fèi)率17%。大洋電機(jī)的四費(fèi)率最低,精進(jìn)電動(dòng)的研發(fā)投入占比最高。
方正電機(jī)的客戶(hù)結(jié)構(gòu)中上汽通用五菱占比較高(85%),2022年公司發(fā)布業(yè)績(jī)預(yù)告,已實(shí)現(xiàn)2021年歸母凈利潤(rùn)扭虧為盈;精進(jìn)電動(dòng)的客戶(hù)結(jié)構(gòu)較為健康(上海汽車(chē)和小鵬汽車(chē)占比各接近40%),2020年人均創(chuàng)收較高;大洋電機(jī)的客戶(hù)結(jié)構(gòu)較為健康(長(zhǎng)安汽車(chē)和長(zhǎng)城汽車(chē)占比各接近39%),盈利能力較為穩(wěn)定;巨一科技的盈利能力、人均創(chuàng)利、人均創(chuàng)收等財(cái)務(wù)指標(biāo)均處于領(lǐng)先地位。
市場(chǎng)空間:2025年有望達(dá)到385億元 根據(jù)中汽協(xié)和乘聯(lián)會(huì)的數(shù)據(jù),2021年我國(guó)乘用車(chē)銷(xiāo)量為2148萬(wàn)輛,新能源乘用車(chē)銷(xiāo)量為331萬(wàn)輛,新能源乘用車(chē)滲透率為15%。中國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng)整體發(fā)展已相對(duì)成熟,2022-2025年,我們給予乘用車(chē)市場(chǎng)整體每年3%的增長(zhǎng)率,則中國(guó)乘用車(chē)銷(xiāo)量有望從2213萬(wàn)輛增長(zhǎng)2418萬(wàn)輛。考慮到外部政策刺激(雙積分考核、路權(quán)政策等)與各主流整車(chē)廠的新能源車(chē)型規(guī)劃,我們預(yù)計(jì)2022-2025年,新能源乘用車(chē)的滲透率有望從25%提升至40%,新能源乘用車(chē)的銷(xiāo)量有望從553萬(wàn)輛增長(zhǎng)至967萬(wàn)輛。
乘聯(lián)會(huì)統(tǒng)計(jì)的2021年12月新能源乘用車(chē)銷(xiāo)量前十的車(chē)型中,有雙電機(jī)版本的車(chē)型是特斯拉Model Y、特斯拉Model 3、比亞迪宋DM、理想ONE和比亞迪漢EV。部分車(chē)型不同版本的驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)量不同,我們則按版本數(shù)量占比推算雙電機(jī)版本的銷(xiāo)量占比。2021年12月銷(xiāo)量前十名的新能源乘用車(chē)車(chē)型,全年累計(jì)銷(xiāo)量之和為147萬(wàn)輛,占全年新能源銷(xiāo)量的45%。其中,雙電機(jī)車(chē)型的銷(xiāo)量為40萬(wàn)輛,滲透率為27%。
考慮到消費(fèi)者對(duì)新能源乘用車(chē)的性能要求不斷提升,電機(jī)技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)的成本下降,我們預(yù)計(jì)雙電機(jī)車(chē)型的滲透率會(huì)不斷提升。根據(jù)我們的測(cè)算,2021年的雙電機(jī)車(chē)型滲透率大約為27%,按每年5%的速度提升,則2025年雙電機(jī)車(chē)型的滲透率有望達(dá)到47%,雙電機(jī)車(chē)型搭載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)量有望達(dá)到909萬(wàn)臺(tái),新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)總量有望達(dá)到1422萬(wàn)臺(tái)。由于新能源乘用車(chē)的動(dòng)力性能越來(lái)越強(qiáng),在高壓化趨勢(shì)下電機(jī)電控的絕緣性能也越來(lái)越強(qiáng),因此我們假設(shè)新能源乘用車(chē)的電機(jī)及多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的單價(jià)總體呈上升趨勢(shì)。當(dāng)前新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的單價(jià)大約為2500元(根據(jù)巨一科技招股說(shuō)明書(shū)估算),受益于電機(jī)性能的不斷提升,我們預(yù)計(jì)2021-2025年,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的單價(jià)有望以每年大約2%的增幅提升,至2025年單價(jià)大約為2706元。2025年新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總裝機(jī)量為1422萬(wàn)臺(tái),電機(jī)單價(jià)2706元,市場(chǎng)規(guī)模為385億元。假設(shè)三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的單價(jià)為5500元(根據(jù)巨一科技招股說(shuō)明書(shū)估算),以每年5%的速度逐步上升,則2025年單價(jià)大約為6685元。2021年國(guó)內(nèi)三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模大約為231億元,2025年有望增至950億元。
發(fā)展趨勢(shì):扁線,油冷,多合一 在上文中我們已經(jīng)提到,新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在性能方面的特殊需求主要體現(xiàn)在功率密度高、調(diào)速范圍寬、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、高效區(qū)間廣、散熱需求強(qiáng)。因此,新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)也是圍繞這些性能展開(kāi),當(dāng)前比較主流的幾個(gè)方向即扁線電機(jī)、油冷電機(jī)以及多合一電驅(qū)動(dòng)總成。扁線電機(jī)擁有更高的功率密度,扁銅線之間間隙較大,冷卻油易于滲透,扁線電機(jī)的發(fā)展推動(dòng)了直接油冷技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí),冷卻油擁有良好的絕緣性,可作為減速器及齒輪軸承的潤(rùn)滑油使用,也可收集電機(jī)余熱用于電池包的保溫,直接油冷技術(shù)加速了整車(chē)熱管理系統(tǒng)集成化的進(jìn)程,對(duì)多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總成的發(fā)展有促進(jìn)作用。
扁線電機(jī):提效降損,銅線、漆膜、設(shè)備均有增量 扁線電機(jī)是指,將定子繞組中的傳統(tǒng)圓柱形漆包銅線替換為加工成發(fā)卡狀的漆包銅扁線。圓線電機(jī)的定子橫截面中,圓形銅線間留下了大量間隙,而扁線電機(jī)的定子橫截面中,矩形銅線可以更好地填充空間,提高槽滿(mǎn)率,這是扁線電機(jī)和圓線電機(jī)的根本區(qū)別所在。扁線電機(jī)相比傳統(tǒng)圓線電機(jī),裸銅槽滿(mǎn)率可提升20%-30%。槽滿(mǎn)率的提高等同于電機(jī)在具有相同體積的條件下,可以輸出更高的功率和轉(zhuǎn)矩;或者功率相同的條件下,可以減小電機(jī)的外徑和體積,進(jìn)而減小電機(jī)的重量,所以扁線繞組電機(jī)有著更高的功率密度,可以使永磁電機(jī)繼續(xù)向著更小化的方向發(fā)展。
目前,采用扁線繞組電機(jī)的車(chē)型越來(lái)越多,主要有豐田普銳斯、大眾ID4、比亞迪秦PLUS DMI、吉利極氪、國(guó)產(chǎn)特斯拉Model 3/Model Y等。
相較于圓線電機(jī),扁線電機(jī)的首要優(yōu)勢(shì)即損耗降低、效率提升。永磁同步電機(jī)的損耗中,銅耗(主要是定子繞組中的損耗)占大約65%,鐵耗(定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯中的損耗)占大約20%,其余損耗占比相對(duì)較低。扁線電機(jī)和圓線電機(jī)的鐵耗水平接近,主要區(qū)別在銅耗。
銅耗具體可分為直流損耗和交流損耗。直流損耗圓線和扁線都有,但是圓線繞組由于單個(gè)繞組的截面尺寸較小,交流損耗幾乎可以忽略不計(jì),而扁線繞組由于導(dǎo)體截面尺寸較大,受趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)影響,交流損耗也很重要。直流損耗方面,在電流相數(shù)和電流有效值給定的情況下,直流損耗與繞組的直流電阻成正比。由于圓線更細(xì),電阻更高,因此圓線電機(jī)的直流損耗通常高于相同條件下的扁線電機(jī)。根據(jù)《繞組形式對(duì)永磁電機(jī)磁熱性能的影響》,在有限元軟件中對(duì)額定功率為35KW的永磁同步電機(jī)的直流損耗進(jìn)行仿真計(jì)算,圓線繞組的直流損耗為601.6W,扁線繞組的直流損耗為388-488W,與圓線繞組相比下降了113-214W,降幅為19%-36%。
交流損耗方面,在上文闡釋永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題的時(shí)候我們已經(jīng)提過(guò),在高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)中,定子線圈會(huì)由于切割磁感線形成反電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生渦流。產(chǎn)生定子渦流的磁通主要有三部分:電機(jī)的基頻磁通(基波),定子開(kāi)槽、鐵芯飽和以及轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部諧波,PWM逆變器產(chǎn)生的外部諧波。同時(shí),由于交變電流引起的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng),交流損耗會(huì)進(jìn)一步提高。趨膚效應(yīng)是指當(dāng)交變電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體周?chē)兓拇艌?chǎng)也要在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)體內(nèi)部的反電動(dòng)勢(shì)會(huì)強(qiáng)于表面,從而使導(dǎo)體截面的電流分布不均勻,趨近于外表面。電流頻率越高,反電動(dòng)勢(shì)越強(qiáng),趨膚效應(yīng)越明顯。
鄰近效應(yīng)是指,互相靠近的導(dǎo)體通有交變電流時(shí),每一導(dǎo)體不僅處于自身電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中,同時(shí)還處于其它導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中,這使得各個(gè)導(dǎo)體中的電流分布會(huì)受臨近導(dǎo)體的影響而不均勻的現(xiàn)象。如果兩根導(dǎo)體的電流方向相同,電流則向兩側(cè)集中;如果兩根導(dǎo)體的電流方向相反,電流則向中間集中。
根據(jù)《繞組形式對(duì)永磁電機(jī)磁熱性能的影響》,在有限元軟件中對(duì)額定功率為35KW的永磁同步電機(jī)的交流損耗進(jìn)行測(cè)算,可以明顯發(fā)現(xiàn),尺寸越大的扁線繞組交流損耗越大。
綜合交流損耗和直流損耗來(lái)看,總銅耗方面依然是扁線電機(jī)占據(jù)優(yōu)勢(shì),并且槽滿(mǎn)率越高、優(yōu)勢(shì)越大。槽滿(mǎn)率最高的扁線繞組3相比于圓線繞組,總銅耗下降了21%。
更低的損耗意味著更高的效率。根據(jù)《繞組形式對(duì)永磁電機(jī)磁熱性能的影響》的仿真測(cè)算,電機(jī)的最高效率可以達(dá)到97%,圓線繞組的最高效率工作區(qū)相對(duì)比較小,但是扁線繞組的最高效率工作區(qū)比較大,且與槽滿(mǎn)率呈正相關(guān)關(guān)系。扁線電機(jī)的效率較圓線電機(jī)的效率能提高大約1%。
但是,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響越大,扁線電機(jī)高效低損的優(yōu)勢(shì)會(huì)被削弱。施加在扁線繞組上交流電流頻率一定時(shí),扁線繞組的截面積越大,其渦流損耗越大。而傳統(tǒng)圓線繞組電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí),一般采用將繞組分裂成多股較細(xì)的圓股線,削弱了繞組上的趨膚效應(yīng)。因此,在扁線繞組等效截面積不變的情況下,將扁線繞組分成多層,構(gòu)成多層并聯(lián)支路,單股扁線繞組的截面積將會(huì)變小,由趨膚效應(yīng)引起的渦流損耗也會(huì)減小。根據(jù)《繞組形式對(duì)永磁電機(jī)磁熱性能的影響》,將扁線繞組分成2層、4層、8層時(shí),對(duì)相應(yīng)電機(jī)模型的渦流損耗進(jìn)行計(jì)算,可明顯削弱趨膚效應(yīng),降低渦流損耗。
根據(jù)綠芯頻道的數(shù)據(jù),4層扁線繞組電機(jī)在93%的高效區(qū)間內(nèi)最大支持轉(zhuǎn)速為12000r/min,但是8層扁線繞組電機(jī)在93%的高效區(qū)間內(nèi)最大支持轉(zhuǎn)速為14000r/min。而且8層扁線繞組電機(jī)的高效工作區(qū)間明顯大于4層扁線繞組電機(jī)。
增加扁線繞組層數(shù)可有效削弱趨膚效應(yīng),但是扁線繞組層數(shù)不可能無(wú)限增加:1)加工工藝有限,制造成本增加;2)每層繞組都要渡絕緣漆,分層太多會(huì)導(dǎo)致絕緣漆占用槽內(nèi)空間增加,槽滿(mǎn)率降低;3)增加層數(shù)雖然削弱了趨膚效應(yīng),但是加強(qiáng)了鄰近效應(yīng),過(guò)度分層會(huì)導(dǎo)致交流損耗增大。除提高效率、降低損耗外,扁線電機(jī)相較于圓線電機(jī),擁有更高的功率密度(槽滿(mǎn)率更高)、更強(qiáng)的散熱能力(槽內(nèi)熱阻更低)、更好的NVH表現(xiàn)(機(jī)械噪音和電磁噪音更低)。相較于圓線電機(jī),扁線電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的增量環(huán)節(jié)主要集中在銅線、漆膜和生產(chǎn)設(shè)備三部分。銅線端,扁銅線的加工難度明顯高于傳統(tǒng)圓線,并且漆膜涂敷難度增加,扁銅線R角處的涂敷處理尤其困難。扁線的R角在設(shè)計(jì)過(guò)程中如何減小,漆膜厚度如何控制,均勻性如何保證,彎折處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度如何保證等等,都需要較高的設(shè)計(jì)與加工能力。扁線的精度一致性要求也遠(yuǎn)高于圓線,由于單根扁銅線截面積大、層數(shù)少,導(dǎo)線尺寸不一致會(huì)對(duì)繞組整體性能產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。國(guó)內(nèi)的扁銅線供應(yīng)商主要有精達(dá)股份(600577.SH)、長(zhǎng)城科技(603897.SH)、金杯電工(002533.SZ)、冠城大通(600067.SH)、金田銅業(yè)(601609.SH)、宏遠(yuǎn)電磁線(未上市)等。
從營(yíng)業(yè)收入來(lái)看,精達(dá)股份/長(zhǎng)城科技/冠城大通/金杯電工在2020年的相關(guān)業(yè)務(wù)銷(xiāo)售收入分別為85/62/36/12億元,金田銅業(yè)在2020年未單獨(dú)披露電磁線業(yè)務(wù)收入,2019年收入為39億元,精達(dá)股份收入水平領(lǐng)先。從毛利率來(lái)來(lái)看,2020年精達(dá)股份/長(zhǎng)城科技/冠城大通/金杯電工的相關(guān)業(yè)務(wù)毛利率分別為10%/8%/8%/17%,金田銅業(yè)在2020年未單獨(dú)披露電磁線業(yè)務(wù)毛利率,2019年毛利率為5%,金杯電工毛利率水平領(lǐng)先。
漆膜端,扁銅線的外敷漆膜越薄,槽滿(mǎn)率越高,對(duì)漆膜的絕緣性能提出了較高要求。漆膜必須穩(wěn)定附著在銅扁線上,扁銅線在加工過(guò)程中需經(jīng)歷彎折、扭轉(zhuǎn)等工序,對(duì)漆膜的附著性和拉伸性也提出了較高要求。同時(shí),由于電機(jī)特殊的工作環(huán)境,扁銅線的漆膜需具備耐電暈、耐高溫、耐散熱油的性質(zhì)。
扁銅線的漆膜外資供應(yīng)商多為國(guó)際巨頭,在化工行業(yè)擁有悠久的從業(yè)歷史和較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力,產(chǎn)品品質(zhì)處于領(lǐng)先地位,主要有艾仕得、阿爾塔納(艾倫塔斯電子絕緣事業(yè)部)、杜邦等。
國(guó)內(nèi)供應(yīng)商主要有太湖股份(430460.NQ)、回天新材(300041.SZ)、巨峰股份(830818.NQ)、浙江榮泰科技企業(yè)有限公司 (未上市)等。
2021年上半年,太湖股份/回天新材/巨峰股份的銷(xiāo)售收入分別為2.43/14.09/3.67億元,毛利率分別為22%/25%/23%。回天新材的營(yíng)業(yè)收入和毛利率都處于領(lǐng)先水平。
設(shè)備端,傳統(tǒng)圓線電機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中,只需要將繞組纏繞在定子上,或者將繞組加工成線圈塞入定子,生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟。扁線電機(jī)在生產(chǎn)中需要先將銅線插入定子槽,然后進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、焊接、滴漆、涂敷等工藝,對(duì)設(shè)備控制算法與加工精度有較高要求。國(guó)外的設(shè)備供應(yīng)商技術(shù)實(shí)力較強(qiáng),售價(jià)較高,主要包括日本日特(NITTOC CONSTRUCTION)、意大利ATOP、法國(guó)REDEX等。
國(guó)內(nèi)的扁線電機(jī)設(shè)備供應(yīng)商主要有浙江巨力自動(dòng)化設(shè)備有限公司、江蘇銘納陽(yáng)智能裝備有限公司、豪森股份(688529.SH)。浙江巨力的產(chǎn)品主要包含電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線、電機(jī)定子生產(chǎn)線、裝配生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)子單機(jī)系列、定子單機(jī)系列等,具體工藝技術(shù)又包括壓裝技術(shù)、絕緣技術(shù)、觸點(diǎn)技術(shù)、車(chē)削技術(shù)、性能檢測(cè)、裝配技術(shù)等。巨力的生產(chǎn)設(shè)施主要在浙江省嘉興市和浙江省三門(mén)縣城,客戶(hù)主要包括客奧迪,戴姆勒,寶馬,大眾,捷豹,博世、博澤、法雷奧、大陸、馬勒、日立、百得、雷米、尼得科、WEG、德昌等近1000多家國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)。
江蘇銘納陽(yáng)的主要產(chǎn)品包括新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備、發(fā)電機(jī)定子并線設(shè)備、雙圈線成型設(shè)備、汽車(chē)電機(jī)設(shè)備。公司是中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員,中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)新能源電機(jī)電控產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)會(huì)會(huì)員,擁有發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng),實(shí)用新型專(zhuān)利41項(xiàng),常州市高新技術(shù)產(chǎn)品2項(xiàng),江蘇省高新技術(shù)產(chǎn)品1項(xiàng),公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電機(jī)、純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)叉車(chē)、電動(dòng)三輪車(chē)、旅游觀光車(chē)、電動(dòng)工具及汽車(chē)電機(jī)等領(lǐng)域。
豪森股份重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)目前市場(chǎng)需求最大的扁線電機(jī)工藝裝備生產(chǎn)線,同時(shí),通過(guò)自主研發(fā)和與圓線電機(jī)工藝裝備廠商合作等方式,積極拓展傳統(tǒng)圓線驅(qū)動(dòng)電機(jī)工藝裝備領(lǐng)域,現(xiàn)已經(jīng)獲取上海龍芯、天際汽車(chē)、寧波威睿汽車(chē)等客戶(hù)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)智能生產(chǎn)線訂單。
公司的扁線電機(jī)生產(chǎn)設(shè)備包括的主要技術(shù)與工藝有絕緣紙插入技術(shù)、Hair pin成型技術(shù)、扭頭技術(shù)、漆包線切齊技術(shù)、連接線焊接技術(shù)、涂覆技術(shù)、滴漆技術(shù)、磁鋼裝配技術(shù)、充磁技術(shù)、表磁檢測(cè)技術(shù)、鐵芯堆疊壓裝技術(shù)、定子入套技術(shù)、定轉(zhuǎn)子合裝技術(shù)、旋變調(diào)零技術(shù)、安規(guī)測(cè)試技術(shù)等。
2017-2021年,公司的營(yíng)業(yè)總收入從6.55億元增長(zhǎng)至12.03億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為16%;歸母凈利潤(rùn)從0.16億元增長(zhǎng)至0.71億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率45%。2017-2021Q3,公司的毛利率從24.99%上升至26.63%,凈利率從4.87%上升至5.22%,盈利能力穩(wěn)健提升。
油冷電機(jī):直接冷卻,高效散熱 新能源汽車(chē)的發(fā)展對(duì)電機(jī)效率、功率密度、響應(yīng)速度和振動(dòng)噪聲等性能指標(biāo)提出了更高的要求,促使電機(jī)向高精度、高功率密度、小型化、輕量化和機(jī)電一體化等方向發(fā)展,帶來(lái)了電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱量急劇增加、有效散熱空間嚴(yán)重不足等問(wèn)題,限制了電機(jī)系統(tǒng)的功率密度進(jìn)一步提高。電機(jī)內(nèi)部高溫會(huì)導(dǎo)致永磁體材料退磁、絕緣層老化,并導(dǎo)致銅線繞組在高溫下的電阻升高,降低電機(jī)效率,進(jìn)一步加劇電機(jī)發(fā)熱。根據(jù)《基于熱管的新能源汽車(chē)電機(jī)散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能分析》,30%-40%的永磁電機(jī)失效是由電機(jī)溫升過(guò)高引起的。電機(jī)繞組、定子和機(jī)殼等關(guān)鍵部件的接觸面之間存在絕緣漆、絕緣紙和空氣等熱導(dǎo)率極低的材料,增加了電機(jī)各部件間的接觸熱阻,極大地降低了電機(jī)關(guān)鍵部件的散熱效率。電機(jī)內(nèi)部的關(guān)鍵發(fā)熱部件與機(jī)殼之間的傳熱路徑長(zhǎng)、接觸熱阻大,對(duì)散熱系統(tǒng)提出了較高要求。
風(fēng)冷、液冷和蒸發(fā)冷卻散熱系統(tǒng)是三種常用的電機(jī)散熱系統(tǒng)。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)憑借成本低、可靠性高和安裝方便等優(yōu)勢(shì),在小功率電機(jī)散熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。液冷散熱系統(tǒng)具有較高的散熱功率,其散熱效率可以達(dá)到前者的50倍,適用于電機(jī)發(fā)熱量大、熱流密度高的散熱場(chǎng)合,但是液冷散熱系統(tǒng)需要額外的循環(huán)液路與密封系統(tǒng),增加了電機(jī)系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)則主要應(yīng)用于兆瓦級(jí)大容量發(fā)電機(jī)組的散熱系統(tǒng),利用氣液相變循環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的高效冷卻。
車(chē)用永磁同步電機(jī)的液冷形式大致分為兩種:直接冷卻與間接冷卻。間接冷卻是機(jī)殼內(nèi)設(shè)計(jì)的冷卻流道,通過(guò)冷卻液流經(jīng)整個(gè)機(jī)殼帶走熱量。直接冷卻則是在密封的電機(jī)內(nèi)部注入冷卻油,利用冷卻油具有較高比熱容的特性進(jìn)行冷卻。而且直接冷卻可以增大與發(fā)熱源的接觸面積,可以有更好的冷卻效果。永磁同步電機(jī)的繞組端部發(fā)熱量大,水冷方式下冷卻液無(wú)法直接接觸繞組,但是油冷方式下冷卻油可直接接觸繞組,冷卻效率更高,優(yōu)勢(shì)更突出。
油冷方案一般可分成三種:1)定子淋油:定子繞組淋油或者定子鐵心淋油,冷卻油直接噴淋到定子繞組或鐵心上,對(duì)定子進(jìn)行冷卻。2)定子淋油+轉(zhuǎn)子甩油:定子在淋油冷卻的同時(shí),轉(zhuǎn)子內(nèi)部也設(shè)計(jì)有油道,轉(zhuǎn)子油道內(nèi)的冷卻油在轉(zhuǎn)子離心力的作用下甩向定子,對(duì)定子和轉(zhuǎn)子都起冷卻作用。3)定子內(nèi)油路+定子淋油+轉(zhuǎn)子甩油:在方案2的基礎(chǔ)上增加定子的內(nèi)部冷卻,進(jìn)一步提升冷卻效果。轉(zhuǎn)子冷卻方面,一般是通過(guò)空心軸將冷卻油導(dǎo)入到轉(zhuǎn)子鐵芯與兩側(cè)端板之間的油道內(nèi),在轉(zhuǎn)子離心力的作用下從端板流出,可有效降低磁鋼的工作溫度,對(duì)磁鋼的壽命和電機(jī)的輸出能力有明顯的提高。定子冷卻方面,一般是通過(guò)淋油的方式將冷卻油噴淋到定子繞組和鐵芯上,在重力作用下流動(dòng)到其他位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)定子的冷卻。
水冷散熱系統(tǒng)存在銹蝕、堵塞和滲漏等隱患,一旦發(fā)生泄露將直接危及電機(jī)的安全,因此需要對(duì)水冷散熱系統(tǒng)的循環(huán)管路進(jìn)行高可靠性的密封。相比于水介質(zhì),油介質(zhì)具有絕緣性好、介電常數(shù)高、凝固點(diǎn)低和沸點(diǎn)高等優(yōu)勢(shì),可以提高電機(jī)系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性,避免氣蝕、水垢等腐蝕危害。直接油冷散熱系統(tǒng)的冷卻油與電機(jī)發(fā)熱部件直接接觸,其散熱效率遠(yuǎn)高于水冷散熱系統(tǒng)。比亞迪DMI系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù),可提升電機(jī)功率密度32%。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021全,中國(guó)新能源乘用車(chē)中采用油冷技術(shù)的整車(chē)廠主要有比亞迪、特斯拉、吉利、上汽、奔馳等,落地車(chē)型主要有比亞迪宋MAX、比亞迪宋Pro、比亞迪宋Plus,特斯拉Model 3、特斯拉Model Y,上汽榮威eRX5,吉利幾何C、吉利帝豪PHEV、極氪001等。對(duì)應(yīng)的電機(jī)供應(yīng)商則主要是比亞迪自產(chǎn)、特斯拉自產(chǎn)、日電產(chǎn)、精進(jìn)百思特、華域汽車(chē)等。
另外,因?yàn)楸饩€端部導(dǎo)體間存在較大的間隙,噴頭出油后,直接滲透入扁線繞組端部,帶走每一個(gè)導(dǎo)體的熱量,而圓線繞組端部在浸漆后,成為一個(gè)實(shí)心整體,冷卻油很難滲入內(nèi)部,帶著中間層導(dǎo)體的熱量,容易在繞組內(nèi)部形成熱孤島。因此扁線和油冷是一對(duì)黃金搭檔,配合使用能大幅度提高散熱能力,從而提高功率密度。油冷電機(jī)相較于傳統(tǒng)水冷電機(jī),主要的增量環(huán)節(jié)在于電子油泵/濾清器/散熱器,市場(chǎng)單價(jià)通常為150/50/50元左右,視采購(gòu)廠商的采購(gòu)量上下波動(dòng)。此外,油冷電機(jī)使用的冷卻油通常為ATF油(自動(dòng)變速箱油)。ATF油方面,國(guó)內(nèi)的主要供應(yīng)商有德聯(lián)集團(tuán)(002666.SZ)、怡達(dá)股份(300721.SZ)和龍?bào)纯萍迹?03906.SH)等。
2021年前三季度,德聯(lián)集團(tuán)/怡達(dá)股份/龍?bào)纯萍嫉匿N(xiāo)售收入分別為36.23/10.65/23.15億元,歸母凈利潤(rùn)分別為1.82/0.93/1.94億元,德聯(lián)集團(tuán)的營(yíng)業(yè)收入領(lǐng)先,龍?bào)纯萍嫉臍w母凈利潤(rùn)領(lǐng)先。
2021年前三季度,德聯(lián)集團(tuán)/怡達(dá)股份/龍?bào)纯萍嫉拿史謩e為14%/20%/31%,凈利率分別為5%/9%/9%。龍?bào)纯萍嫉拿屎蛢衾仕筋I(lǐng)先。
電子油泵/濾清器/散熱器方面,國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商主要有三花智控(002050.SZ)、銀輪股份(002126.SZ)、盾安環(huán)境(002011.SZ)、圣龍股份(603178.SH)。
2021年前三季度,三花智控/銀輪股份/盾安環(huán)境/圣龍股份的營(yíng)業(yè)收入分別為117/58/74/10億元,歸母凈利潤(rùn)分別為13/2/3/1億元。三花智控在營(yíng)業(yè)收入和歸母凈利潤(rùn)上有較大優(yōu)勢(shì)。
2021年前三季度,三花智控/銀輪股份/盾安環(huán)境/圣龍股份的毛利率分別為27%/21%/16%/15%,凈利率分別為11%/4%/5%/8%。三花智控在毛利率和凈利率方面均有優(yōu)勢(shì)。
多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總成:集成化實(shí)現(xiàn)降本增效 新能源汽車(chē)對(duì)續(xù)航里程、功率密度、能量利用效率的要求越來(lái)越高,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向集成化、小型化和輕量化的方向快速發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)布的多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一,其中最常見(jiàn)的還是三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)“多合一”的集成化方案可以讓系統(tǒng)內(nèi)的零部件共享外殼耦合及冷卻系統(tǒng)(例如減速器潤(rùn)滑油可以用來(lái)冷卻驅(qū)動(dòng)電機(jī),特斯拉回收電機(jī)熱量給電池保溫),共享電路及功率半導(dǎo)體,減少線纜用量,有效縮小電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積和重量,提高功率密度,實(shí)現(xiàn)輕量化。1)適用性廣:多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要頂層設(shè)計(jì),從車(chē)型平臺(tái)上進(jìn)行規(guī)劃,這樣可以大幅縮短開(kāi)發(fā)周期,并能以較低成本滿(mǎn)足多種車(chē)型的需求;2)成本降低:減少動(dòng)力總成內(nèi)部的高壓線束、連接器等零件,減輕重量,降低成本;3)空間精簡(jiǎn):更緊湊地整合電機(jī)、逆變器、減速器等模塊,解放空間,利于整車(chē)布置;4)能效提高:減少或縮短逆變器與電機(jī)之間的連接配線,降低電力損耗,提升電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能量利用效率;
常見(jiàn)的三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),根據(jù)電機(jī)控制器的位置,可大致分為五種類(lèi)型。電機(jī)控制器或與驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器并列分布,或集成于驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi),或集成于減速器內(nèi),在尺寸、線束用量、技術(shù)難度上各有優(yōu)劣勢(shì)。
多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要壁壘在于:1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)協(xié)調(diào):電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)、減速器、逆變器等核心零部件可能來(lái)自不同的供應(yīng)商,需要有集成廠商統(tǒng)一設(shè)計(jì)、規(guī)劃、生產(chǎn),進(jìn)行跨領(lǐng)域的協(xié)調(diào)。2)冷卻系統(tǒng)集成:多合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)往往共享外殼與冷卻系統(tǒng),電機(jī)、電機(jī)控制器、DC/DC等都是熱源,對(duì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求大大提高。3)品控問(wèn)題:多個(gè)核心零部件集成對(duì)生產(chǎn)工藝、品控水平提出了很高要求,單一零部件的故障對(duì)集成系統(tǒng)的影響不容忽視。4)EMC問(wèn)題:大量電子元器件及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的集成,相互之間的電磁干擾問(wèn)題需要找到平衡點(diǎn)。
行業(yè)標(biāo)桿:特斯拉、比亞迪持續(xù)創(chuàng)新,第三方電機(jī)廠快速進(jìn)步 特斯拉:永磁同步電機(jī)技術(shù)革新,加速滲透 特斯拉的早期車(chē)型多采用感應(yīng)異步電機(jī)(Roadster等),2019款的海外特斯拉Model 3在單電機(jī)版本上依然搭載了感應(yīng)異步電機(jī),在雙電機(jī)版本上則搭載前驅(qū)永磁同步電機(jī)搭配后驅(qū)感應(yīng)異步電機(jī)。2019款國(guó)產(chǎn)版的特斯拉Model 3單電機(jī)版本則搭載的是永磁同步電機(jī)。現(xiàn)階段,特斯拉Model 3、Model Y、Model S、Model X等車(chē)型均在單電機(jī)版本上搭載永磁同步電機(jī),在雙電機(jī)版本上搭載永磁同步電機(jī)+感應(yīng)異步電機(jī)。新款特斯拉Model S Plaid三電機(jī)版本搭載的全部是永磁同步電機(jī)。總體來(lái)看,特斯拉的驅(qū)動(dòng)電機(jī)配置趨勢(shì)是數(shù)量越來(lái)越多,性能越來(lái)越強(qiáng),永磁同步電機(jī)的滲透率越來(lái)越高。
基于上文中已經(jīng)詳細(xì)分析過(guò)的永磁同步電機(jī)與感應(yīng)異步電機(jī)的性能互補(bǔ),特斯拉主要的性能版車(chē)型中都采用永磁同步電機(jī)與感應(yīng)異步電機(jī)搭配的雙電機(jī)解決方案。特斯拉新款Model S Plaid版搭載了全部使用永磁同步電機(jī)的三電機(jī)解決方案,并落地了很多特斯拉在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的前沿技術(shù)。
三電機(jī)全部采用永磁同步電機(jī),就需要對(duì)永磁同步電機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的反電動(dòng)勢(shì)、弱磁控制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、散熱等問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化處理。 1)特斯拉給電機(jī)轉(zhuǎn)子上加了一個(gè)碳纖維保護(hù)套,核心作用是加強(qiáng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,防止高轉(zhuǎn)速工況下永磁體脫落。轉(zhuǎn)子中常用的釹鐵硼材料能經(jīng)受較大的壓應(yīng)力,但是不能經(jīng)受較大的拉應(yīng)力,抗拉強(qiáng)度不及抗壓強(qiáng)度的1/10。電機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工況時(shí),轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生巨大的離心力,可能會(huì)導(dǎo)致永磁體脫落。碳纖維具有耐高溫、抗張強(qiáng)度大、絕緣性能好的優(yōu)勢(shì),作為保護(hù)套可有效加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí),碳纖維導(dǎo)電率低,幾乎不會(huì)產(chǎn)生額外的渦流損耗,但與其他金屬材料相比,也難以屏蔽氣隙內(nèi)的諧波,降低轉(zhuǎn)子渦流損耗的效果不明顯。此外,碳纖維保護(hù)層可增加轉(zhuǎn)子的磁通量。根據(jù)特斯拉的專(zhuān)利文件,因?yàn)橛辛颂祭w維保護(hù)層,原有的固定磁體的部分鐵片可以省去,纖維管和磁鐵之間沒(méi)有金屬,可減少對(duì)磁通的屏蔽。散熱方面,碳纖維保護(hù)層有利有弊。基于碳纖維材料優(yōu)秀的隔熱性能,電機(jī)的主要熱源,即定子銅線繞組發(fā)熱,對(duì)轉(zhuǎn)子的負(fù)面影響被削弱。但是,轉(zhuǎn)子本身在高速工況下同樣發(fā)熱,碳纖維保護(hù)層限制了轉(zhuǎn)子的散熱。給轉(zhuǎn)子添加碳纖維保護(hù)層的主要壁壘在于加工工藝復(fù)雜。由于不同材料的膨脹系數(shù)不同,碳纖維所使用的環(huán)氧樹(shù)脂材料必須在高強(qiáng)度張力下纏繞在定子上,否則在低溫下碳纖維會(huì)松動(dòng)。
2)內(nèi)置永磁同步磁阻電機(jī)。在上文中,我們提到交流電機(jī)主要有永磁同步電機(jī)、感應(yīng)異步電機(jī)、磁阻電機(jī)。其中,磁阻電機(jī)在乘用車(chē)上應(yīng)用很少,因此我們沒(méi)有詳細(xì)介紹。磁阻電機(jī)與永磁同步電機(jī)的主要區(qū)別在于,轉(zhuǎn)子內(nèi)沒(méi)有永磁體,沒(méi)有磁場(chǎng),完全依靠定子磁場(chǎng),基于“磁阻最小原理”產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。磁阻電機(jī)幾乎沒(méi)有反電動(dòng)勢(shì)、弱磁控制等問(wèn)題,但是轉(zhuǎn)矩較小、脈動(dòng)較大,在一定程度上與永磁同步電機(jī)互補(bǔ),擴(kuò)展了電動(dòng)機(jī)的高效區(qū)間。
特斯拉將永磁體嵌入磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽中,該方案的主要壁壘在于永磁體的數(shù)量、尺寸、形狀、位置等。內(nèi)置永磁同步磁阻電機(jī)在低轉(zhuǎn)速工況下近似永磁同步電機(jī),在高轉(zhuǎn)速工況下近似磁阻電機(jī)。轉(zhuǎn)子永磁體的V型結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)磁阻轉(zhuǎn)矩,緩解高轉(zhuǎn)速工況下的反電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題。在高轉(zhuǎn)速工況下, 特斯拉盡可能將定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)對(duì)齊,從而大幅削弱反電動(dòng)勢(shì),這種設(shè)計(jì)的主要壁壘在于復(fù)雜的電機(jī)控制策略。
3)10層扁線繞組電機(jī)。在特斯拉介紹上海超級(jí)工廠的預(yù)告片中,展示了電機(jī)的生產(chǎn)工藝。我們可以看到,特斯拉的電機(jī)已經(jīng)落地了扁線技術(shù),并且在定子繞組的特寫(xiě)中,每一排有5個(gè)焊接點(diǎn),每個(gè)焊接點(diǎn)有2根扁銅線,特斯拉的扁線電機(jī)定子繞組已經(jīng)達(dá)到10層,生產(chǎn)加工工藝擁有較高的壁壘。目前市面上常見(jiàn)的高層數(shù)的扁線繞組電機(jī)通常只有6層或者8層。
比亞迪:電動(dòng)插混雙輪驅(qū)動(dòng),技術(shù)實(shí)力深厚全面 比亞迪一直使用永磁同步電機(jī),并且早在2015款的比亞迪唐新能源上就落地了雙電機(jī)四驅(qū)結(jié)構(gòu),具有一定的前瞻性和先進(jìn)性。
在純電平臺(tái)方面,比亞迪最新的E平臺(tái)3.0采用了前驅(qū)感應(yīng)異步電機(jī)+后驅(qū)永磁同步電機(jī)的技術(shù)方案,二者互補(bǔ),在日常行駛中以永磁同步電機(jī)為主,在加速工況下雙電機(jī)最大輸出。
該平臺(tái)落地了全球首個(gè)八合一動(dòng)力總成(整車(chē)控制器、電機(jī)控制器、車(chē)載充電器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電池管理器、高壓配電箱、直流變換器、減速器),高性能版本最大功率270KW(E平臺(tái)3.0有前后兩個(gè)八合一動(dòng)力總成,后驅(qū)峰值功率270KW,前驅(qū)峰值功率150KW),系統(tǒng)綜合效率89%。其中,扁線驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高效率可達(dá)97.5%,電機(jī)功率提升了40%。
基于高度集成的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),整車(chē)的熱管理系統(tǒng)也得以進(jìn)一步集成,寬溫域高效熱泵系統(tǒng)得以落地,實(shí)現(xiàn)了整車(chē)熱量綜合利用,-30℃~60℃的寬域熱泵工作溫度,動(dòng)力電池的直冷直熱技術(shù)熱效率最高提升20%。
得益于優(yōu)異的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),E平臺(tái)3.0的零百加速可達(dá)到2.9S,續(xù)航里程可達(dá)到1000KM,百公里電耗比同級(jí)別車(chē)型低10%,冬季續(xù)航里程增加10%。在插混系統(tǒng)方面,比亞迪的DMI超級(jí)混動(dòng)的EHS電混系統(tǒng)采用了雙電機(jī)(發(fā)電機(jī)+電動(dòng)機(jī))雙電控的集成化設(shè)計(jì),串并聯(lián)架構(gòu),集成了雙電機(jī)、雙電控、單檔減速器、直驅(qū)離合器、電機(jī)油冷系統(tǒng),體積和重量減小了30%。
EHS電混系統(tǒng)搭載的扁線油冷電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)16000rpm,峰值功率160KW,峰值扭矩325N/M,領(lǐng)先市場(chǎng)上大部分競(jìng)品。電機(jī)的最高效率可達(dá)97.5%,效率>90%占比90.3%,直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù)超強(qiáng)散熱,提升電機(jī)功率密度32%至44.3KW/L。配合比亞迪第四代IGBT技術(shù),電控綜合效率高達(dá)98.5%。
在具體的設(shè)計(jì)工藝方面,根據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局披露的比亞迪專(zhuān)利文件,2021年下半年以來(lái),比亞迪在電機(jī)總成、散熱結(jié)構(gòu)、定子設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)上均有新技術(shù)突破。我們將對(duì)最具代表性轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。在上文中我們提到,永磁同步電機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下存在弱磁控制問(wèn)題,需要輸入額外電流削弱轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一種解決方案是,采用移動(dòng)式永磁體的轉(zhuǎn)子組件,通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)永磁體在規(guī)定的可移動(dòng)空間內(nèi)來(lái)回平移,可改變可移動(dòng)永磁體到轉(zhuǎn)子表面的距離,以此來(lái)改變氣隙磁場(chǎng)。但這個(gè)解決方案存在一些缺陷:1)驅(qū)動(dòng)永磁體自動(dòng)平移的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)成本高;2)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組件復(fù)雜;3)轉(zhuǎn)子空間利用率低。比亞迪設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子鐵芯、齒圈及至少兩個(gè)永磁體,所述齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的一端,所述轉(zhuǎn)子鐵芯與所述齒圈同軸,所述永磁體沿著所述齒圈的內(nèi)圈呈環(huán)形間隔排布;每一所述永磁體包括安裝柱及連接在所述安裝柱的齒輪,所述安裝柱與所述齒輪同軸,所述安裝柱可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi),所述安裝柱的軸向平行于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向,所述齒輪與齒圈內(nèi)嚙合。通過(guò)齒圈來(lái)帶動(dòng)永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng),以此來(lái)改變氣隙磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,處理弱磁控制問(wèn)題。相較于移動(dòng)式或抽拉式的方案,不需要額外的移動(dòng)空間,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)可靠。
精進(jìn)電動(dòng):專(zhuān)注電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),打入小鵬供應(yīng)鏈
精進(jìn)電動(dòng)是新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一,從事電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及服務(wù),已對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、傳動(dòng)三大總成自主掌握核心技術(shù)和實(shí)現(xiàn)完整布局。公司 2008 年于北京成立,創(chuàng)始人余平先后畢業(yè)于清華大學(xué)、密歇根大學(xué)、麻省理工學(xué)院,并在通用汽車(chē)美國(guó)總部的混合動(dòng)力工程技術(shù)及戰(zhàn)略規(guī)劃崗位任職多年;聯(lián)合創(chuàng)始人蔡蔚在國(guó)際電機(jī)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界任職及工作二十余年,曾任美國(guó)雷米電機(jī)混合動(dòng)力技術(shù)總監(jiān),主持過(guò)多個(gè)國(guó)際品牌新能源車(chē)型的量產(chǎn)項(xiàng)目。完整的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、減速器)方面,公司產(chǎn)品主要有三合一(驅(qū)動(dòng)電機(jī)+控制器+傳動(dòng)),油水復(fù)合冷卻,適合乘用車(chē),配套B級(jí)及以上轎車(chē)、SUV、跑車(chē);前驅(qū)串并聯(lián)混動(dòng)箱(驅(qū)動(dòng)電機(jī)+傳動(dòng)),油冷,適合乘用車(chē),配套A級(jí)轎車(chē),SUV;二合一(驅(qū)動(dòng)電機(jī)+傳動(dòng)),適用于商用車(chē)純電動(dòng)系統(tǒng)的公路客車(chē)及中、大型貨車(chē)。
在乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面,公司產(chǎn)品主要有感應(yīng)電機(jī)、水冷永磁電機(jī)和油冷永磁電機(jī)。公司的感應(yīng)電機(jī)分SD220_335 Nm和SD220_290 Nm兩種型號(hào),屬于三相感應(yīng)電機(jī),具有轉(zhuǎn)矩密度、功率密度高,電機(jī)系統(tǒng)效率高,電機(jī)電磁噪聲低,NVH性能好,低轉(zhuǎn)矩紋波等優(yōu)勢(shì)。電機(jī)配有壽命長(zhǎng)、耐電暈電機(jī)漆包線、加重型驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸承,整機(jī)全面防腐蝕表面處理。
公司的水冷永磁電機(jī)有SD220_270Nm、SD220_310Nm、SD220_315Nm、SD220_360Nm和SD220_390Nm。公司的水冷永磁電機(jī)屬于三相永磁同步電機(jī),具有系統(tǒng)效率高、電磁噪聲低、NVH性能好、低齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩紋波等。公司采用壽命長(zhǎng)、耐電暈電機(jī)漆包線、加重型驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸承,整機(jī)全面防腐蝕表面處理。
公司的油冷永磁電機(jī)有SD210、SD240、SD220和SD220。公司的油冷永磁電機(jī)屬于三相同步電機(jī),具有轉(zhuǎn)矩、功率密度高,系統(tǒng)效率高,電磁噪聲低,NVH性能好,齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較小,并配備專(zhuān)有的全壽命耐變速箱油材料。
2020年,精進(jìn)電動(dòng)的前五大客戶(hù)的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入占比為61.27%,分別是菲亞特克萊斯勒/小鵬汽車(chē)/比亞迪/北汽集團(tuán)/廈門(mén)金龍,營(yíng)收占比分別為33.95%/9.47%/6.24%/5.81%/5.79%。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年1-11月,在主要車(chē)企中,精進(jìn)電動(dòng)的前五大客戶(hù)是上海汽車(chē)/小鵬汽車(chē)/吉利汽車(chē)/中國(guó)一汽/華晨鑫源,裝機(jī)量分別為43538/42129/8254/6978/2142臺(tái),占比分別為40%/39%/8%/6%/2%。
巨一科技:從智能裝備切入電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
公司產(chǎn)品主要包括智能裝備整體解決方案和新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品。2021年上半年,新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品的占比為16.87%。針對(duì)新能源汽車(chē)的動(dòng)力需求,公司建立了電磁設(shè)計(jì)與仿真分析平臺(tái)、散熱結(jié)構(gòu)和仿真分析平臺(tái)、電機(jī)結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力學(xué)分析平臺(tái)等開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用永磁同步電機(jī)方案,開(kāi)發(fā)出了 30kW 至 200kW 系列電機(jī)產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)定轉(zhuǎn)子沖片的創(chuàng)新設(shè)計(jì),新型材料的選用和創(chuàng)新的冷卻設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品外特性、重量、最高效率等指標(biāo)有顯著提升,滿(mǎn)足不同車(chē)型需求并進(jìn)行批量生產(chǎn)。在集成式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面,公司主要有iEDS-2100FR和iEDS-4000FR兩種型號(hào)的產(chǎn)品,將電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器三個(gè)單獨(dú)的分體單元,通過(guò)高度集成技術(shù)方案,開(kāi)發(fā)出一款小體積、大功率、高度集成化的電橋總成產(chǎn)品,電磁噪聲低,NVH性能優(yōu)異,滿(mǎn)足前后驅(qū)全時(shí)驅(qū)動(dòng)需求。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面,公司的JEE高功率密度驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型為永磁同步電機(jī),由專(zhuān)業(yè)的電磁、熱、結(jié)構(gòu)及NVH團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā),具備高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、高轉(zhuǎn)速運(yùn)行能力的優(yōu)點(diǎn),可與高傳動(dòng)比齒輪箱相配合應(yīng)用。超過(guò)10年的連續(xù)生產(chǎn),累計(jì)供貨已超過(guò)20萬(wàn)臺(tái),質(zhì)量可靠,成本低。目前已量產(chǎn)搭載于奇瑞小螞蟻EQ1、江淮iEV4、江淮iEV5、江淮iEV6、江淮iEV6EL等。
在新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域,圍繞電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),已開(kāi)發(fā)兩個(gè)新型集成式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)產(chǎn)品并批量應(yīng)用,通過(guò)研發(fā)項(xiàng)目形成了一系列的技術(shù)儲(chǔ)備,包括16,000rpm水冷扁線電機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、混合動(dòng)力汽車(chē)雙電機(jī)控制器等;同時(shí)進(jìn)行了碳化硅模塊、多合一電力電子系統(tǒng)等方面的技術(shù)預(yù)研;未來(lái),發(fā)行人將繼續(xù)圍繞電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化、高效化的發(fā)展趨勢(shì),開(kāi)發(fā)油冷扁線電機(jī)、24,000rpm 高速電機(jī)、高壓碳化硅器件電機(jī)控制器、260kW/5000Nm 大功率大扭矩集成化電驅(qū)動(dòng)、多合一電力電子產(chǎn)品等,提升公司在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品整體性能、NVH、EMC 等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證以及生產(chǎn)交付能力。根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年1-11月,在主要車(chē)企中,巨一科技的前五大客戶(hù)是東風(fēng)本田/廣汽本田/江鈴汽車(chē)/江淮汽車(chē)/云度新能源,驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝車(chē)量分別為6124/2778/2108/20/13臺(tái),占比分別為55.5%/25.2%/19.1%/0.2%/0.1%。 推薦標(biāo)的:優(yōu)質(zhì)的第三方電機(jī)供應(yīng)商 我們推薦自主研發(fā)、布局全面、客戶(hù)質(zhì)量較高、在手訂單充足的優(yōu)質(zhì)第三方電機(jī)供應(yīng)商,主要有精進(jìn)電動(dòng)-UW(688280)、方正電機(jī)(002196)、巨一科技(688162)、大洋電機(jī)(002249)。 精進(jìn)電動(dòng):專(zhuān)家治企,自主研發(fā),全面布局 精進(jìn)電動(dòng)是新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一,從事電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及服務(wù),已對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、傳動(dòng)三大總成自主掌握核心技術(shù)和實(shí)現(xiàn)完整布局。精進(jìn)電動(dòng)為客戶(hù)提供電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體技術(shù)解決方案,堅(jiān)持自主研發(fā)與持續(xù)創(chuàng)新,建立了國(guó)際化的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和全球化的組織架構(gòu),目前已在北京、上海、正定、菏澤、余姚以及美國(guó)底特律設(shè)立了研發(fā)和生產(chǎn)基地。公司與菲亞特克萊斯勒、吉利集團(tuán)、廣汽集團(tuán)、小鵬汽車(chē)、比亞迪、東風(fēng)集團(tuán)、廈門(mén)金龍、北汽集團(tuán)等知名整車(chē)企業(yè)建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系,并正在積極推進(jìn)與美國(guó)、歐洲著名整車(chē)企業(yè)的進(jìn)一步合作。公司 2008 年于北京成立,創(chuàng)始人余平先后畢業(yè)于清華大學(xué)、密歇根大學(xué)、麻省理工學(xué)院,并在通用汽車(chē)美國(guó)總部的混合動(dòng)力工程技術(shù)及戰(zhàn)略規(guī)劃崗位任職多年;聯(lián)合創(chuàng)始人蔡蔚在國(guó)際電機(jī)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界任職及工作二十余年,曾任美國(guó)雷米電機(jī)混合動(dòng)力技術(shù)總監(jiān),主持過(guò)多個(gè)國(guó)際品牌新能源車(chē)型的量產(chǎn)項(xiàng)目。公司公開(kāi)發(fā)行股票募集資金將主要用于高中端電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)及試驗(yàn)中心升級(jí)項(xiàng)目,新一代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化升級(jí)改造項(xiàng)目,信息化系統(tǒng)建設(shè)與升級(jí)項(xiàng)目和補(bǔ)充營(yíng)運(yùn)資金項(xiàng)目。“高中端電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)及試驗(yàn)中心升級(jí)項(xiàng)目”,將幫助公司在大功率高集成度電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、基于第三代半導(dǎo)體的控制器、生產(chǎn)工藝優(yōu)化以及試驗(yàn)條件等方面,實(shí)現(xiàn)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)儲(chǔ)備。“新一代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化升級(jí)改造項(xiàng)目”,將進(jìn)一步優(yōu)化公司生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品性能。“信息化系統(tǒng)建設(shè)與升級(jí)項(xiàng)目” 將提升公司信息化建設(shè)水平,提高公司生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化管理水平。“補(bǔ)充營(yíng)運(yùn)資金項(xiàng)目” 將增加公司流動(dòng)資產(chǎn)規(guī)模,大幅降低公司資產(chǎn)負(fù)債率,為公司業(yè)務(wù)發(fā)展創(chuàng)造有利基礎(chǔ),提高財(cái)務(wù)安全性和靈活性。
2022年1月,公司發(fā)布了業(yè)績(jī)預(yù)虧公告,預(yù)計(jì)2021年年度實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入75,000萬(wàn)元到78,000萬(wàn)元,與上年同期相比將增加17,177.52萬(wàn)元到20,177.52萬(wàn)元,同比增加29.71%到34.90%。歸屬于母公司所有者的凈利潤(rùn)與上年同期相比,將出現(xiàn)虧損,實(shí)現(xiàn)歸屬于母公司所有者的凈利潤(rùn)-42,000萬(wàn)元到-38,000萬(wàn)元,與上年同期相比將減少84.45萬(wàn)元到4,084.45萬(wàn)元,虧損同比增加0.22%到10.77%。歸屬于母公司所有者的扣除非經(jīng)常性損益后的凈利潤(rùn)-46,000萬(wàn)元到43,000萬(wàn)元,與上年同期相比將減少15,366.88萬(wàn)元到12,366.88萬(wàn)元,虧損同比增加40.37%到50.16%。
1)營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng),主要是 2021 年受新冠疫情影響較小,及乘用車(chē)項(xiàng)目增長(zhǎng)所致。2020 年新冠疫情期間,受延期復(fù)工和下游客戶(hù)對(duì)公司的新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采購(gòu)存在訂單取消或延后。2021 年,訂單恢復(fù)正常,且公司乘用車(chē)業(yè)務(wù)部分項(xiàng)目在 2020 年底進(jìn)入量產(chǎn)后,產(chǎn)量在 2021 年有所提升,銷(xiāo)量增加,從而進(jìn)一步提高了公司的營(yíng)業(yè)收入。2)公司歸屬于母公司所有者的凈利潤(rùn)下降主要由于:首先,公司主營(yíng)業(yè)務(wù)毛利率較上年同期下滑,主要原因是原材料成本增長(zhǎng)所致。自 2020 年底,公司主要原材料中硅鋼片、漆包線、磁鋼及殼體等大宗商品(下同)采購(gòu)價(jià)格開(kāi)始普遍上漲。2021 年,大宗商品價(jià)格仍然持續(xù)上漲,全年價(jià)格居高位,提高了公司采購(gòu)成本,從而導(dǎo)致公司效益下降。其次,公司持續(xù)積極投入研發(fā),以及全力建設(shè)北美基地,拓展海外市場(chǎng),導(dǎo)致銷(xiāo)售,管理和研發(fā)費(fèi)用較去年同期增加。根據(jù)乘聯(lián)會(huì)的數(shù)據(jù),2021年中國(guó)新能源乘用車(chē)銷(xiāo)量為331萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)181%。考慮到外部政策刺激(雙積分考核、路權(quán)政策等)與各主流整車(chē)廠的新能源車(chē)型規(guī)劃,我們預(yù)計(jì)2021-2025年,新能源乘用車(chē)的滲透率有望從15%提升至40%,新能源乘用車(chē)的銷(xiāo)量有望從331萬(wàn)輛增長(zhǎng)至967萬(wàn)輛,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為31%。同時(shí),根據(jù)公司招股書(shū)的披露,公司的前五大客戶(hù)中:1)小鵬汽車(chē),配套 G3 和 P7 的相關(guān)產(chǎn)品未來(lái) 5 年訂貨量計(jì)劃已獲客戶(hù)需求確認(rèn);2)吉利汽車(chē),PHEV 車(chē)型配套產(chǎn)品 2021年迎全面量產(chǎn),未來(lái) 3 年訂貨量計(jì)劃已獲客戶(hù)需求確認(rèn);3)比亞迪,公司通過(guò)同步開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)拓展,切入比亞迪配套供應(yīng)商的項(xiàng)目增多。公司下游客戶(hù)市場(chǎng)份額較大、銷(xiāo)量增速較快,有望拉動(dòng)公司業(yè)績(jī)以高于市場(chǎng)整體增速的水平增長(zhǎng)。2021-2023年,我們預(yù)計(jì)公司的營(yíng)業(yè)收入為7.67/10.19/14.01億元,分別同比增長(zhǎng)33%/33%/37%。2021年由于原材料價(jià)格大幅上漲,公司毛利率與凈利率顯著下滑。2022-2023年,我們預(yù)計(jì),隨著原材料價(jià)格企穩(wěn),公司在手訂單進(jìn)一步放量,生產(chǎn)成本隨規(guī)模擴(kuò)大而下降,公司的盈利能力有望持續(xù)改善。我們預(yù)計(jì)2021-2023年公司的歸母凈利潤(rùn)為-3.99/-3.24/-2.29億元,給予“增持”評(píng)級(jí)。 方正電機(jī):客戶(hù)開(kāi)拓順利,電機(jī)龍頭加速成長(zhǎng)
公司堅(jiān)持以“成為節(jié)能與新能源汽車(chē)領(lǐng)域一流的核心零部件供應(yīng)商,實(shí)現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品及客戶(hù)升級(jí)。有能力、有技術(shù)服務(wù)世界一流客戶(hù),未來(lái)靠專(zhuān)利、標(biāo)準(zhǔn)占領(lǐng)市場(chǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)。公司主要從事微特電機(jī)、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、汽車(chē)電子(發(fā)動(dòng)機(jī)控制器)及家電智能控制器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。
1)微特電機(jī):2021年上半年,公司努力克服疫情帶來(lái)的不利影響,縫紉機(jī)應(yīng)用類(lèi)產(chǎn)品收入同比增加62%,公司在該業(yè)務(wù)領(lǐng)域繼續(xù)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。越南方德的電動(dòng)工具用電機(jī)已經(jīng)正式投入批量生產(chǎn),并且進(jìn)入更多的客戶(hù),包括TTI、史丹利百得等電動(dòng)工具行業(yè)龍頭企業(yè)。該產(chǎn)品的批量生產(chǎn)將進(jìn)一步拓寬公司在微電機(jī)領(lǐng)域的下游應(yīng)用市場(chǎng),成為公司在微電機(jī)行業(yè)內(nèi)的新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)。
2)新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī):2021年上半年,公司新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)出貨19多萬(wàn)臺(tái),出貨量繼續(xù)位居行業(yè)前列,并且市占率進(jìn)一步提升。公司量產(chǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要應(yīng)用于上汽通用五菱MINIEV、小鵬P7、吉利帝豪EV等車(chē)型。公司為蔚然動(dòng)力、上汽乘用車(chē)、奇瑞汽車(chē)開(kāi)發(fā)的新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)展順利。此外,公司還獲取了上汽通用五菱GSEV項(xiàng)目和兩個(gè)混動(dòng)項(xiàng)目定點(diǎn),其他新客戶(hù)和新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)也進(jìn)展順利。公司至2021年底驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)能50萬(wàn)臺(tái)/年,目前處于滿(mǎn)產(chǎn)階段。為滿(mǎn)足客戶(hù)需求,公司已啟動(dòng)新增年產(chǎn)100萬(wàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)項(xiàng)目,該項(xiàng)目預(yù)計(jì)投資5億元,項(xiàng)目2024年達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)年新增營(yíng)業(yè)收入25億元。公司進(jìn)一步提升和優(yōu)化內(nèi)部制造體系和外部的供應(yīng)鏈管控體系。公司已和太鋼、寧波韻升等優(yōu)秀零部件合作伙伴達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系,通過(guò)共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等措施,進(jìn)一步深化合作關(guān)系,提升合作效率。公司繼續(xù)加大技術(shù)研發(fā)投入,在800V高壓電機(jī)、扁線電機(jī)、油冷電機(jī)等新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)新技術(shù)方向持續(xù)投入,并且已獲得某新能源汽車(chē)頭部企業(yè)800V高壓電機(jī)開(kāi)發(fā)合同和項(xiàng)目定點(diǎn)。
3)汽車(chē)電子:公司子公司上海海能的主營(yíng)產(chǎn)品包括柴油機(jī)控制器ECU、氣體機(jī)控制器GCU、后處理器控制器DCU、AMT及其控制器等系列產(chǎn)品。公司正積極拓展客戶(hù),一方面爭(zhēng)取擴(kuò)大現(xiàn)有客戶(hù)的市場(chǎng)份額,一方面爭(zhēng)取進(jìn)入新的主機(jī)廠客戶(hù),目前已取得積極進(jìn)展,公司國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體機(jī)和柴油機(jī)新客戶(hù)項(xiàng)目,預(yù)計(jì)將于年底量產(chǎn)。
4)智能控制器:由于下游戰(zhàn)略客戶(hù)科沃斯、伊萊克斯等需求旺盛,公司全資子公司深圳高科潤(rùn)的智能控制器(PCBA)業(yè)務(wù)表現(xiàn)較好,營(yíng)業(yè)收入同比增長(zhǎng)78%。同時(shí),公司通過(guò)制造過(guò)程優(yōu)化、產(chǎn)品技術(shù)方案的改進(jìn)和新項(xiàng)目產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等諸多措施,克服了進(jìn)口電子元器件價(jià)格上漲、供應(yīng)鏈持續(xù)緊張、人民幣升值等諸多不利因素的影響,較好的完成了業(yè)績(jī)目標(biāo)。2021年上半年,公司在越南投資成立的越南高科潤(rùn)電子科技有限公司,目前正處于籌建階段。由于新冠疫情的影響,建設(shè)和投產(chǎn)進(jìn)度預(yù)計(jì)將略晚于預(yù)期。考慮到公司受益于新能源汽車(chē)加速滲透的大趨勢(shì),扁線電機(jī)等新能源產(chǎn)品研發(fā)量產(chǎn)順利,下游客戶(hù)小鵬汽車(chē)等造車(chē)新勢(shì)力的銷(xiāo)量增長(zhǎng)預(yù)期較高,預(yù)計(jì)2021-2023年?duì)I業(yè)收入分別為18.66/29.60/47.89億元,歸母凈利潤(rùn)分別為0.22/1.22/2.81億元,給予“增持”評(píng)級(jí)。
巨一科技:智能裝備與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)齊頭并進(jìn) 公司產(chǎn)品主要包括智能裝備整體解決方案和新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品。公司智能裝備整體解決方案主要包括汽車(chē)白車(chē)身智能連接生產(chǎn)線、汽車(chē)動(dòng)力總成智能裝測(cè)生產(chǎn)線、動(dòng)力電池智能裝測(cè)生產(chǎn)線,融合了公司自主研發(fā)的數(shù)字化運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng),為汽車(chē)整車(chē)和零部件、動(dòng)力電池等領(lǐng)域的客戶(hù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、柔性化和智能化提供解決方案。新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是新能源汽車(chē)的核心部件,公司擁有包含電機(jī)、電機(jī)控制器、集成式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在內(nèi)的完整的新能源電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)體系。目前,公司已成為行業(yè)內(nèi)可以提供電機(jī)、控制器、減速器及其集成正向開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品服務(wù)的供應(yīng)商之一。
目前新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要應(yīng)用客戶(hù)于東風(fēng)本田、廣汽本田、江淮汽車(chē)、奇瑞汽車(chē)、江鈴新能源等。公司國(guó)際整車(chē)企業(yè)客戶(hù)包括英國(guó)捷豹路虎、特斯拉等;合資整車(chē)企業(yè)客戶(hù)包括上汽大眾、廣汽本田、東風(fēng)本田、東風(fēng)日產(chǎn)、奇瑞捷豹路虎等;造車(chē)新勢(shì)力整車(chē)企業(yè)客戶(hù)包括蔚來(lái)汽車(chē)、理想汽車(chē)等;國(guó)內(nèi)整車(chē)企業(yè)客戶(hù)包括中國(guó)一汽、東風(fēng)汽車(chē)、長(zhǎng)安汽車(chē)、吉利汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)、廣汽集團(tuán)、北汽集團(tuán)、江淮汽車(chē)、奇瑞汽車(chē)等;外資零部件企業(yè)客戶(hù)包括大眾變速器、格特拉克、麥格納、本田零部件、利納馬等;國(guó)內(nèi)汽車(chē)零部件企業(yè)客戶(hù)包括上汽變速器、青山工業(yè)、萬(wàn)里揚(yáng)、法士特、全柴動(dòng)力等;動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)客戶(hù)包括寧德時(shí)代、國(guó)軒高科等。2018-2020,公司的智能裝備整體解決方案的銷(xiāo)售收入從9.24億元增長(zhǎng)至13.13億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率19%;新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品的銷(xiāo)售收入從3.10億元下降至1.68億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率-26%。2019 年度公司電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品收入較 2018 年度下降 14.94%,主要原因系2018 年起公司與江淮汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)由合營(yíng)企業(yè)道一動(dòng)力承接,在其設(shè)立初期部分電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品仍向公司采購(gòu), 2019 年度逐步減少了對(duì)公司電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品采購(gòu)。2020 年度公司新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)銷(xiāo)售收入較 2019 年度下降 36.40%,主要原因是疫情影響下,核心客戶(hù)奇瑞汽車(chē)、東風(fēng)本田、廣汽本田的適配車(chē)型銷(xiāo)售變動(dòng)。2021年上半年,公司的新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品銷(xiāo)售收入1.64億元,同比增長(zhǎng)343%,占比回升至17%。疫情逐步受控,公司主要客戶(hù)銷(xiāo)量恢復(fù)情況較好。
智能裝備業(yè)務(wù)方面,受益于未來(lái)幾年新能源乘用車(chē)行業(yè)有望超過(guò)30%的復(fù)合增速,同時(shí)公司在動(dòng)力總成智能裝測(cè)生產(chǎn)線、動(dòng)力電池智能裝測(cè)生產(chǎn)線等方面的技術(shù)實(shí)力快速進(jìn)步,加速了國(guó)產(chǎn)化替代的進(jìn)程,有望跑贏行業(yè)整體增速。我們預(yù)計(jì)2021-2023年,公司的智能裝備業(yè)務(wù)銷(xiāo)售收入分別為19/26/35億元,同比增速分別為43%/39%/34%,毛利率分別為28%/30%/32%。新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面,公司主要客戶(hù)為東風(fēng)本田、廣汽本田、江淮汽車(chē)、奇瑞汽車(chē)等整車(chē)生產(chǎn)廠商。2021年1-8月份已累計(jì)完成生產(chǎn)交付電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)超過(guò)4.3萬(wàn)套,滾動(dòng)訂單總額為8.28萬(wàn)套。在新能源乘用車(chē)行業(yè)高速成長(zhǎng)、公司下游客戶(hù)質(zhì)量較高、在手訂單充足的多重背景下,我們預(yù)計(jì)2021-2023年,公司的新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)銷(xiāo)售收入分別為4/12/16億元,同比增速為210%/330%/140%,毛利率分別為15%/18%/20%。綜上,我們預(yù)計(jì)2021-2023年,公司的營(yíng)業(yè)收入分別為21.18/30.45/45.43億元,歸母凈利潤(rùn)分別為1.38/2.32/3.19億元,給予“增持”評(píng)級(jí)。
大洋電機(jī):全球電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商 公司致力于成為全球電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)綠色環(huán)保解決方案領(lǐng)域的卓越供應(yīng)商,為全球客戶(hù)提供安全、環(huán)保、高效的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案。公司新能源汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)利用車(chē)輛事業(yè)集團(tuán)的資源優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步整合技術(shù)、渠道、供應(yīng)商等優(yōu)質(zhì)資源,在新品研發(fā)、客戶(hù)渠道開(kāi)發(fā)、成本控制方面取得了良好的發(fā)展,完成了多項(xiàng)新品或平臺(tái)的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證,產(chǎn)品在長(zhǎng)安汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)、北汽新能源、小鵬汽車(chē)、法國(guó)雷諾、印度塔塔、韓國(guó)現(xiàn)代、上汽通用等多家內(nèi)資、外資、合資車(chē)企實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),為后續(xù)業(yè)務(wù)的持續(xù)快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。公司新能源汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)2021H1實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入45,877.60萬(wàn)元,同比大幅增長(zhǎng)56.43%,其中純電動(dòng)乘用車(chē)電驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品銷(xiāo)售提升迅速。
乘用車(chē)純電驅(qū)動(dòng)總成:應(yīng)用于長(zhǎng)安汽車(chē)、印度塔塔等不同車(chē)企多款車(chē)型的“三合一”電驅(qū)動(dòng)總成以及應(yīng)用于長(zhǎng)城汽車(chē)、雷諾汽車(chē)等多款車(chē)型的“二合一”電驅(qū)動(dòng)總成實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)及銷(xiāo)售;應(yīng)用于上汽純電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)控制器以及應(yīng)用于小鵬汽車(chē)的高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)等多款產(chǎn)品獲得持續(xù)增量訂單;新開(kāi)發(fā)的20kW-30kW電機(jī)及控制器開(kāi)始量產(chǎn),成功開(kāi)啟小型電動(dòng)車(chē)市場(chǎng);120kW三合一電驅(qū)動(dòng)總成和40kW增程發(fā)電機(jī)總成獲得國(guó)內(nèi)客戶(hù)定點(diǎn),持續(xù)為公司帶來(lái)新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。
商用車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng):商用車(chē)動(dòng)力總成相關(guān)產(chǎn)品配套于申沃客車(chē)、萬(wàn)象客車(chē)等車(chē)型,助力上海花博會(huì);雙行星排混聯(lián)動(dòng)力總成系統(tǒng)獲得客戶(hù)認(rèn)可,再獲批量訂單;加快海外市場(chǎng)布局,商用車(chē)動(dòng)力總成相關(guān)產(chǎn)品出口泰國(guó)、俄羅斯、西班牙等國(guó)家,物流車(chē)產(chǎn)品配套于江淮汽車(chē),批量交付巴西運(yùn)輸公司。48V BSG:受芯片短缺的影響,公司為上汽通用混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)的48V BSG總成銷(xiāo)售數(shù)量有所下降,但累計(jì)市場(chǎng)銷(xiāo)量在48V混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域依然排名前列。同時(shí),二代48V BSG開(kāi)發(fā)項(xiàng)目完成樣機(jī)搭載整車(chē)驗(yàn)證。新品開(kāi)發(fā):公司規(guī)劃的第三代深度耦合“三合一”電驅(qū)動(dòng)總成平臺(tái)取得重大進(jìn)展;基于碳化硅器件的高密度電機(jī)控制器完成樣機(jī)開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于三合一電驅(qū)動(dòng)總成;同時(shí),在混合動(dòng)力乘用車(chē)動(dòng)力總成領(lǐng)域,公司利用多年技術(shù)和產(chǎn)品積累,正在加快開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力總成驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器產(chǎn)品;基于新一代MCU控制器平臺(tái)的電機(jī)控制器完成樣機(jī)開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于增程式發(fā)電機(jī)總成;多項(xiàng)新品完成了樣機(jī)開(kāi)發(fā),其中包括:卡車(chē)用ISG電機(jī)、高速電機(jī)系統(tǒng)、油冷扁線電機(jī)、800V高電壓平臺(tái)、客車(chē)用2500Nm直驅(qū)系統(tǒng)、歐洲汽車(chē)零部件廠家EV項(xiàng)目60kW及10kW A0樣機(jī)等;完成廣域高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。2020年,受新冠疫情影響,公司營(yíng)業(yè)收入78億元,同比下降5%;歸母凈利潤(rùn)1億元,同比增長(zhǎng)93%。2021年,公司產(chǎn)品已在長(zhǎng)安汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)、北汽新能源、小鵬汽車(chē)、法國(guó)雷諾、印度塔塔、韓國(guó)現(xiàn)代、上汽通用等多家內(nèi)資、外資、合資車(chē)企實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),為后續(xù)業(yè)務(wù)的持續(xù)快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。我們預(yù)計(jì)2021-2023年,公司的營(yíng)業(yè)收入分別為109/138/174億元,歸母凈利潤(rùn)分別為5.13/5.35/7.53億元。首次覆蓋,給予“增持”評(píng)級(jí)。
編輯:黃飛
評(píng)論
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