新能源汽车行业之电驱动系统篇：产业链重构，千亿赛道群雄逐鹿

2022年11月21日 新能源汽车之电驱动系统篇—— 产业链重构，千亿赛道群雄逐鹿 ■电动化时代，电驱动系统迎来千亿市场机遇。新能源汽车发生颠覆性变化，电驱动系统成为核心，形成“零组件—电驱动总成—整车厂”的电驱动上下游产业 格局。受益于新能源汽车销量高速增长，电驱动行业进入成长发展期，预计到2025年我国新能源汽车销量达1107万辆，电驱动系统市场规模将达到1195亿元，复合年均增长率37%。 ■电驱动系统：提升功率密度和性能为核心，各组件持续迭代升级。电驱动系统一般包括“大三电”和“小三电”，“大三电”指驱动电机、电机控制器和减速器，“小三电”指车载充电机、DC-DC转换器和高压配电单元。驱动电机以永磁同 步电机为主流，扁线油冷是发展方向；电机控制器以提升体积功率密度为核心，IGBT和功率模组是主流方案；减速器目前主流方案是单级，多挡是未来发展趋势；“小三电”多合一集成化成为行业趋势。 ■行业趋势：趋于高集成度、高电压、高功率密度。高集成度：从零部件到多合一整合，系统性能和成本控制成为不同集成方案考虑的核心因素。高电压：从400V向800V升级，可提高充电效率、降低损耗、轻量化。高功率密度：从硅基到 碳化硅，功率密度与效率不断提升。 ■行业格局：整车厂主导中高端车型市场，第三方在中低端车型市场具有成本优势。竞争格局：整车厂和第三方各具优势，两类供应模式将长期并存，整车厂依靠性能优势主导中高端车型市场，第三方供应商依靠性价比主导中低端车型市 场。市场格局：大三电市场集中度相对分散，未来格局尚不清晰；小三电市场高度集中，第三方将持续占据市场主导权。国内外格局：国内电驱动系统供应商全面崛起，挑战海外传统供应链巨头。 ■业务建议。（本部分有删减，招商银行各部如需报告原文，请参考文末方式联系研究院） ■风险提示。（1）新能源汽车销量不及预期的风险。（2）技术更新迭代的风险。 （3）市场竞争加剧的风险。（4）充电基础设施不足的风险。（5）贸易摩擦的风险。 胡国栋行业研究员 ：0755-83169269 ：huguodong@cmbchina.com 相关研究报告 《变革时代，汽车电子的创新发 展机遇》 目录 1.电动化时代，电驱动系统迎来千亿市场机遇1 1.1新能源汽车发生颠覆性变化，电驱动系统重塑产业链格局1 1.2受益于新能源汽车高速成长，电驱动系统市场有望达千亿元2 2.电驱动系统：提升功率密度和性能为核心，各组件持续迭代升级4 2.1电机：永磁同步电机成为主流，扁线油冷是技术发展方向5 2.2电机控制器：以提升体积功率密度为核心，IGBT和功率模组是主流解决方案7 2.3减速器：单级是目前主流方案，多挡是未来发展趋势10 2.4电源系统：多合一集成化成为行业趋势12 3.行业趋势：趋于高集成度、高电压、高功率密度14 3.1高集成度：从零部件到多合一，向集成化一体化整合14 3.2高电压：从400V到800V，电压升级提升快充效率17 3.3高功率密度：从硅基到碳化硅，功率密度与效率不断提升19 4.行业格局：整车厂主导中高端车型市场，第三方在中低端车型市场具有成本优势21 5.业务建议及风险提示25 5.1业务建议25 5.2风险提示26 图目录 图1：新能源汽车电驱动总成系统架构1 图2：新能源汽车电驱动产业链格局2 图3：中国新能源汽车销量预测3 图4：纯电动汽车成本分析3 图5：新能源汽车电驱动系统市场规模预测3 图6：2022年4-7月新能源乘用车驱动电机装机量6 图7：2022年H1新能源乘用车驱动电机市场份额6 图8：2022年4-7月新能源乘用车电机装机量（绕组类型）7 图9：2022年4-7月新能源乘用车电机装机量（冷却方式）7 图10：2020-2022H1新能源乘用车电控装机量8 图11：2022年H1新能源乘用车电控市场份额8 图12：电机控制器成本构成9 图13：2022年H1新能源乘用车功率模块市场份额9 图14：2022年4-7月新能源乘用车电控装机量（按功率器件类型）10 图15：2022年4-7月新能源乘用车电控装机量（按功率器件封装形式）10 图16：2022年4-7月新能源乘用车减速器装机量11 图17：2022年H1新能源乘用车减速器市场份额11 图18：2022年4-7月新能源乘用车OBC装机量13 图19：2022年H1新能源乘用车OBC市场份额13 图20：电源多合一集成化设计是趋势14 图21：新能源汽车电驱动系统集成方案技术路径15 图22：新能源乘用车电驱动“多合一”系统装机量16 图23：2022年H1新能源乘用车“多合一”系统渗透率16 图24：2022H1新能源乘用车“多合一”市场份额17 图25：比亚迪八合一电驱动系统17 图26：800V高压系统架构18 图27：800V系统渗透率预测19 图28：各类型功率器件应用场景20 图29：SiC与IGBT器件在不同工况下效率对比20 图30：新能源汽车碳化硅应用路线图20 图31：碳化硅器件市场规模预测21 图32：碳化硅器件市场份额（2021）21 图33：国内新能源乘用车具有较长成长发展期26 表目录 表1：新能源汽车电驱动系统功能介绍4 表2：驱动电机主要技术路线对比5 表3：电机控制器主要技术指标8 表4：减速器主要技术特点和应用10 表5：新能源汽车不同充电方案对比12 表6：新能源汽车电驱动系统集成化发展阶段15 表7：各大车企800V高压系统布局情况17 表8：国内新能源汽车电驱动总成竞争格局对比22 表9：主要车企电驱动系统供应链情况23 表10：国内新能源汽车电驱动系统供应链TOP10企业市占率变化24 附录 附录1：我国新能源汽车市场空间预测28 附录2：我国新能源乘用车电驱动市场空间测算28 电驱动系统是新能源汽车动力总成的核心系统，直接决定整车的动力性能。本篇报告围绕电驱动各组件技术趋势、电驱动行业趋势、电驱动行业格局来分析电驱动系统上下游产业链相关机会，最后阐明银行在电驱动行业的业务机会与风险。 1.电动化时代，电驱动系统迎来千亿市场机遇 1.1新能源汽车发生颠覆性变化，电驱动系统重塑产业链格局 新能源汽车动力系统发生颠覆性变化，电驱动系统成为核心。传统燃油车以发动机和变速箱作为动力系统核心，其结构复杂、零部件较多且供应链庞大。新能源汽车以电驱动系统为核心，驱动电机作为动力输出，其设计构造更为简单高效。电驱动系统一般包括“大三电”和“小三电”。“大三电”系统包含驱动电机、电机控制器、减速器，其主要功能为控制功率输出，实现对驱动电机和传动系统的精准控制。“小三电”系统包含车载充电机（OBC）、DC-DC转换器和高压配电单元（PDU），其主要功能是为动力电池组充放电、电能转换及分配。电驱动系统相比传统燃油动力系统，大幅提升了功率密度，同时大幅减少成本、体积、重量，降低了新能源整车开发和供应链管理难度。 图1：新能源汽车电驱动总成系统架构 资料来源：英搏尔、威迈斯、招商银行研究院 电驱动系统以功率器件为核心，供应链格局将重塑。电驱动系统以功率元器件和磁铁原材料为核心，动力系统构造更为简单，产业链条更加紧凑，相比传统燃油车供应链格局变化较大。电驱动系统产业链可以按“电驱动零组件—电驱动总成—整车厂”的上下游关系划分，上游零部件包括永磁体、硅钢片、绕组、功率模块、控制电路、传感器、减速器等，中游总成系统包括驱动电机总成、电机控制器总成、传动总成以及集成度更高的电驱动总成，下游终端客户是整车厂。电驱动系统占据新能源汽车产业链的关键位置，除了中游电驱动系统集成商之外，零组件企业从上游电驱动零组件向中游电驱动总成积极布局，整车厂从下游整车向中游电驱动系统拓展来自行配套。 图2：新能源汽车电驱动产业链格局 资料来源：精进电动、招商银行研究院 1.2受益于新能源汽车高速成长，电驱动系统市场有望达千亿元 新能源汽车销量快速增长，电动化渗透率持续提高。受全球碳排政策与锂电池成本持续下降的影响，全球新能源汽车市场加速发展。2021年，全球新能源汽车销量再创新高，达到675万辆，同比增长108%。其中，中国新能源汽车市场持续突破，销量达352万辆，同比增长160%，我国已经成为全球最大的新能源汽车市场。随着新能源汽车渗透率的快速提升，预计到2025年中国新能源汽车市场有望达到1136万辆，年均复合增长率35%。 电驱动系统占据新能源汽车构成的重要一环。电驱动系统行业发展与新能源汽车销量挂钩，随着新能源汽车销量高速增长，电驱动系统行业有较长的成长发展期。“三电系统”（电池、电机和电控）是新能源汽车的核心，电机和电控是电驱动系统的核心部件，电驱动系统性能直接影响新能源汽车的性能与安全。根据高工锂电的统计，电控和电机分别占新能源汽车总成本的6.5%和5.5%。 图3：中国新能源汽车销量预测图4：纯电动汽车成本分析 (万辆) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 BEV乘用车 PHEV商用车 BEV商用车 HEV混动 PHEV乘用车 48V微混 2018A2019A2020A2021A2022E2023E2024E2025E 电池电机电控电子内饰底盘车身其他 15.0% 14.0%5.0% 7.0% 5.5% 9.0% 12.0% 6.5% 38.0% 资料来源：中汽协、招商银行研究院资料来源：高工锂电、招商银行研究院 电驱动市场有望保持高速发展，市场规模达千亿元。随着新能源汽车销量的高速增长，电驱动系统市场将实现快速增长。不同级别车型可选择配置不同类型电驱动系统，其单车价值量在7000-10000元不等。根据测算，2021年我 国新能源汽车销量331万辆，电驱动系统市场规模约341亿元，预计到2025 年我国新能源汽车销量1107万辆，电驱动系统市场规模将达到1195亿元，复合年均增长率37%。（测算数据见附录1和附录2） 图5：新能源汽车电驱动系统市场规模预测 （亿元）乘用车商用车市场增速 47 50% 45 34% 42 32% 32% 1148 39 863 36 644 474 305 1200 60% 100050% 80040% 60030% 40020% 20010% 00% 2021A2022E2023E2024E2025E 资料来源：中汽协、招商银行研究院 2.电驱动系统：提升功率密度和性能为核心，各组件持续迭代升级 新能源汽车“大三电”驱动系统包含驱动电机、电机控制器和减速器。驱动电机的主要功能是为新能源汽车提供动力，将动力电池的电能转化为机械能，主要构成包括定子、转子、壳体、结构件；电机控制器的主要功能是将来自动力电池的直流电转换成交流电，根据整车控制指令来控制驱动电机的运转，主要构成包括功率半导体、控制软件和传感器；减速器也被称为传动系统，主要功能用来降低输出转速，提高输出扭矩。 新能源汽车“小三电”电源系统包含车载充电机（OBC）、DC-DC转换器和高压配电单元（PDU）。车载充电机的主要功能是为新能源汽车动力电池进行充电，主要构成包括PFC电路、隔离DC/DC和低压辅助电源；车载DC-DC转换器的主要功能是将新能源汽车动力电池组的高压直流电转换为低压直流电，主要构成包括主控板、功率器件和电感；高压配电单元的主要功能是负责新能源车高压系统解决方案中的电源分配与管理，主要构成包括铜排、继电器、熔断器、预充电阻、电流采集器等。 系统组件功能介绍 驱动电机 驱动电机是新能源汽车的重要部件，其主要功能是将动力电池 的电能转化为机械能，为新能源汽车提供动力。 表1：新能源汽车电驱动系统功能介绍 大三电 电机控制器 电机控制器是电驱动系统的核心控制单元，将来自动力电池的直流电转换成交流电，根据整车控制指令来控制驱动电机的运转。 减速器减速器也被称为传动系统，主要功能是降低输出转速，提高输出扭矩。 小三电 车载充电机 （OBC） 车载DC-DC转换器 高压配电单元 （PDU） 车载充电机