新能源汽車駛入快速道,電機電控廠商加緊市場布局

文:2016年5月

導語:本專輯將圍繞當前國內新能源汽車市場的最新發展,重點針對新能源汽車的“心臟”——車用電機電控系統目前的市場供應格局、應用需求特點、技術開發趨勢等作深入的探討。

    本專輯將圍繞當前國內新能源汽車市場的最新發展,重點針對新能源汽車的“心臟”——車用電機電控系統目前的市場供應格局、應用需求特點、技術開發趨勢等作深入的探討。同時,本刊還走訪了這一市場上的一批重要供應廠商,其中包括:匯川、藍海華騰、吉泰科、正弦、鷹峰電子,請他們來談談各自在這個特殊的行業應用領域中的市場開拓思路、產品/技術發展動向以及對整體市場未來走向的展望。

    現今的新能源汽車市場已成為兵家必爭之地。在國家戰略指導和政策支持下,中國新能源汽車產業規模迅速發展壯大,從2009年到2015年,中國累計生產新能源汽車49.7萬輛,在全球新能源汽車市場銷量中占比超過30%,特別是在2015年,無論是當年的單年產量還是累計量,中國均排名全球第一。盡管今年年初因為“騙補”事件,使得整體新能源汽車市場處于較為低迷的狀態,但根據中國汽車工業協會的最新統計,隨著國家處理政策的日益明朗,從第二季度初開始市場逐步實現恢復性增長,上半年全國新能源汽車生產達17.7萬輛,銷售量達17萬輛,比上年同期分別增長125%和126.9%,全年市場規模仍維持年初70萬輛的預期(如圖1所示)。

圖1:2016年上半年中國新能源汽車產銷量統計(數據來源:汽車工業協會)

客車成主力、物流車興起、乘用車極具潛力
    從應用車型來看,新能源商用車中的客車、尤其是輕客(6-8米)已成為部分車企業績增長的重要支柱。這一方面可以看出政府對于在公共交通領域推廣新能源汽車的重視程度;另一方面,則是由于高額補貼已是新能源客車推廣的重要誘因。例如,借助之前的國家補貼政策,補貼后新能源輕客的購買成本幾乎為零,這大大增加了相關整車企業和零部件供應商的利潤,較好地促進了新能源汽車產業鏈的發展。但與此同時,在今年“騙補”事件發生之后,行業人士預計,隨著國家新能源汽車補貼的逐步下調和門檻提升,以及國家對專用車補貼方式的調整,這些變化對于6-8米輕客車型的影響較大,未來該市場將以補貼降幅較小的8-10米及10米以上的大客車市場為主。

    伴隨國家財政補貼的下調,商用車市場能否繼續保持如此強勁的增長還充滿變數,為此,一些車企紛紛開始尋找新的市場增長點。其中,城市物流車由于主要用于城區內貨物的運送派發,行駛路線一般較為固定,路程不長,充電設施也較易規劃完善,加上目前順豐、京東、EMS、百度外賣等電商、快遞企業采用新能源汽車的積極性較高,因而使得物流車成為了商用車市場的下一個開發熱點,預計在近期國家補貼目錄完善出臺的推動下,新能源物流車有望在下半年發力,形成促進這一領域繼續向前發展的一股新生力量。

    而對于市場容量更值得期待的乘用車市場,大多數業內人士表示,新能源乘用車市場的“春天”還沒有真正到來,據相關資料顯示,到2020年,中國新能源汽車的市場規模將增長到145萬輛,其中私人領域乘用車占到一半以上,約80萬輛。從消費對象來看,未來乘用車市場面對的主要還是個體消費者,雖然現階段這一部分也有國家補貼政策作支撐,但就應用體驗而言,私人購車者對純電動乘用車的動力電池、續航里程、功能配置、操控性等方面仍存在一定的顧慮,還需要產業鏈上各廠商在車輛的性能表現、技術應用上積累更多的開發經驗,加強市場培育工作,共同引導新能源汽車消費市場逐漸趨向成熟。

圖2:2016上半年新能源汽車銷量構成(資料來源:汽車工業協會)

三大陣營主導車用電機電控市場
    新能源汽車的核心部件——“三電系統”指的是電池、電機和電控。其中,一輛新能源汽車的電機控制系統大致上可以分為主驅動控制和輔驅動控制兩大部分。根據中國汽車工業協會的調查顯示,2016年預計中國市場全年新能源汽車總產量有望達到70萬輛,如果按一套主驅動控制器2萬元人民幣計算的話,僅車用電機主驅動控制器的市場規模就有約140億元人民幣。

    在采購環節上,目前整車廠商基本是以電機采購為主導,電機控制器則作為配套部件。針對車用電機控制器的開發,目前國內市場上參與的廠商主要分為運動控制廠商、電機-電控廠商和車企三大陣營。運動控制廠商以匯川、藍海華騰、吉泰科、英威騰、麥格米特、正弦等為代表,這些企業大多數是由變頻器市場切入到新能源汽車市場,在電機驅動核心控制技術上較有優勢;電機-電控廠商包括大地和、大洋電機、精進電動、上海大郡等;車廠則以比亞迪、吉利、江淮等為主,尤其是比亞迪作為國內新能源汽車的第一品牌,其自有的車用電機控制器在市場用量上占到相當大的比例。

    從市場應用領域來看,現階段,運動控制廠商開發的新能源汽車電機控制器主要用在商用客車市場,除少數廠商與車廠作捆綁式開發外,絕大多數運動控制廠商仍以獨立開發的方式為主。以匯川為例,2015年該公司在新能源汽車領域訂單實現爆發式增長,全年訂單突破8億元,同比增長超過100%,其中新能源客車集成式電機控制器產品是最大貢獻者;今年1-2季度匯川開發的新能源客車電控產品依舊保持高速增長的勢頭,公司預計2016年在新能源汽車領域全年的增長目標為50%左右,另據介紹,匯川的電控產品已開始被應用在部分乘用車市場。

    電機-電控廠商憑借多年來在永磁同步電機、交流異步電機、開關磁阻電機等領域的開發積累,在電機-電控系統的配套性能上較具優勢,因而產品多應用在物流車、乘用車領域。此外,近年來一個較為明顯的趨勢是,借助整體資源實力,一些電機-電控廠商正頻頻進行著跨界整合的嘗試,例如,部分電機廠商對驅動控制、電池廠商做整合并購(如2015年大洋電機全資收購上海電驅動、2016年大洋電機入股燃料電池廠商巴拉德等等);同時部分驅動控制廠商也通過結為戰略合作伙伴、參股等多種方式聯合車企、電機廠商等,目的是互相促進,共同建立起更具規模化的產品解決方案供應鏈,以推動新能源車用電控方案的整體升級。

    在車企部分,由于自身有著較完整的車型產線作支撐,因此其車用電機控制器一般多用于乘用車、客車等車輛上。官方數據顯示,2015年比亞迪新能源汽車累計銷量6.17萬輛,同比增長234.7%,超過特斯拉、日產等品牌,成為全球銷量最大的電動車廠商。根據最新公布的數據,2016年比亞迪新能源汽車2016年上半年銷售量達到4.6萬臺,同比增長120%,預計其2016年全年新能源汽車銷售量將實現12萬輛。

    除了上述三大陣營之外,一些早已在汽車電子市場耕耘多年的企業,以及專門定位于新能源汽車開發的新興廠商也是這一市場中的佼佼者,后續發展值得關注。例如,目前在車載電聲系統、聯網信息系統及輔助駕駛系統市場上占有率較高的航盛電子最近幾年也進軍到新能源汽車電機控制系統領域中來;另外,深圳電擎科技、立德電控等都是近年頗具成長潛力的新能源汽車電機控制器供應商。

圖3:新能源汽車電控系統供應商格局

電機永磁化、電控趨向高集成度
    中國新能源汽車主要分為兩大技術路線,一類是純電動汽車,另一類是插電式混合動力(含增程式)汽車,為了推動新能源汽車關鍵部件的國產化進程,國家早在2010年就已明確以純電動汽車為重點戰略轉型方向(此外,還有一類特殊的低速電動車也有一定的市場應用量)。從目前純電動汽車的實際投入使用情況看,電池和電機是市場關注的兩個焦點,它們直接關系到新能源汽車的續航里程與動力性能這兩大重要指標,也是下一階段新能源汽車實現技術升級的突破口。

    在電機部分,與國外一些主流廠商不同的是,中國新能源汽車的重點開發方向是永磁同步電機。一方面中國高速增長的磁性材料產業為永磁同步電機的開發提供了豐厚的原材料基礎;另一方面,與交流異步電機相比,永磁同步電機最大優點是具有較高的功率密度與轉矩密度,可以以較小的體積、較輕的重量參與到整車設計當中,為新能源汽車提供盡可能大的動力輸出與加速度,據了解目前永磁同步電機在新能源乘用車市場上得到了廣泛的應用,如榮威E50、起亞K5混動等車型都已采用該類型電機。

    而為了順應新能源汽車整車設計和電機開發思路,車用電機控制器技術同樣朝著如何提高電機和功率器件的功率密度,以及提升整車集成度的方向邁進。在功率器件環節上,以英飛凌為代表的半導體廠商正努力通過提高器件的工作溫度、實現功能整合,及智能控制等方式,以不斷突破器件功率密度的極限。基于這些優質的功率器件,并且通過優化車用電機控制核心算法,能夠讓整體電機-電控系統達到最佳的匹配性,從而實現驅動電機的最大功率密度;同時,弱磁控制技術對于車用永磁同步電機的寬轉速范圍調速也有著至關重要的作用,這些都是眾多廠商研發的焦點之一。另一大趨勢是,在新能源車用電控系統中,多合一集成式產品越來越受到青睞,用戶要求將主驅動控制、輔驅動控制、DC/DC、高壓配電、氣泵、油泵等控制整合在同一個體積內,使得控制器的安裝體積更小,重量更輕,滿足汽車電子對部件結構緊湊性較高的要求,并大幅提高整車的安全性、可靠性和集成度。

圖4:新能源汽車電控系統結構圖(資料來源:賽迪經智、海通證券)

如何應對財政補貼加速退坡?
    政府補貼一直都是影響新能源汽車產業發展的一個重要因素。根據國家相關部門的數據資料顯示,從2013至2015年,中央和地方財政撥付的各項新能源汽車補助資金總額已高達500億元人民幣左右。與其他它國家實施的電動汽車補貼政策不同的是,中國新能源汽車補貼政策的對象不僅只是消費者,而且還包括新能源汽車的制造商。從正面來看,這種補貼方式的優點是不單單能夠刺激消費者,還能夠提高車企研發、生產、銷售新能源汽車的積極性,通過對供需雙方的刺激,從而拉動整個電動汽車產業迅速發展。

    當然,如此龐大的政府開支要想長期維持下去并不現實,新能源汽車補貼加速退坡現象預計將在今后的幾年內陸續出現。按照今年初國家財政部、發改委、工信部和科技部四部委聯合下發的新一輪新能源汽車補貼政策規定,在未來5年,補貼額度將大幅退坡,其中,2017-2018年新能源汽車補貼標準將在2016年的基礎上下調20%,2019-2020年將下降40%,2020年以后補貼政策則完全退出,同時通過遴選機制、淘汰機制、或是提高補貼門檻,以突顯對優勢企業的支持。

    更重要的是,國家新能源汽車補貼政策的逐步退出,標志著新能源汽車將從政策驅動型市場,轉變為政策、市場共同驅動型市場,市場化成熟度將進一步提高。而對于各級供應商來說,為了保證整車的性價比優勢,車企勢必會在補貼退坡的過程中對供應商的利潤造成一定的擠壓,如何應對這一市場變化是當前不同企業亟需認真做好的一項準備工作。

    對此,大部分電控系統供應廠商表示,近兩三年是新能源汽車市場發展的關鍵時期,這是一個以量換利潤的市場,成本壓力本身就較大,且供貨的回款時間周期通常也較長,沒有一定資金實力、市場應用規模的企業將很難在這個特定的行業領域中生存下來。可以預見的是,新能源汽車產業鏈上的各級供應市場將在未來幾年內呈現出日益激烈的競爭態勢,隨著更加優秀的技術實現方案的不斷推出,優勝劣汰將讓供應商的集中度越來越高;同時,產業內部不同企業之間的整合風起云涌,這些都令一批更具實力的供應廠商可以憑借在技術上以及規模化經營上的優勢來分攤企業的綜合成本,最終促進新能源汽車市場供應鏈格局的日臻完善與成熟。

圖5:2014-2020年中國新能源汽車市場規模預測(單位:萬輛)

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