汽车行业专题研究：纯电与混动双轮驱动，电机产业链大有可为

/ 汽车行业专题研究 纯电与混动双轮驱动，电机产业链大有可为 / 2022年12月12日 【投资要点】 新能源汽车需求的迅速增长带动了驱动电机产业蓬勃兴旺。截至2021年10月底，新能源乘用车电驱动装机量达440.58万台，较2021年同期新能源乘用车电驱动装机量大幅提升，带动电机产业发展；混动车型需求快速放量，目前纯电动车是新能源车辆销售主力，2022年10月，插混汽车销量达16.84万台，同比＋156.3%；纯电动汽车销量39.6万台，同比＋55.2%。插混汽车增速远高于纯电动汽车，插混汽车高速增长态势有望带动乘用车电驱动产品新增长。 随着新能源技术发展对驱动电机的峰值功率、运行效率、响应速度和振动噪音等性能要求提高，上游零部件扩产、产业升级成为必然趋势。电机油冷化、扁线化、多合一集成化成为未来发展趋势，这就对零部件性能、品种提出了新的要求。定子铁心工艺日益精进，符合外国厂商标准，专业化生产趋势显著；扁线渗透加速，可满足800V架构需求，由于扁线壁垒较高，行业内厂家较少，盈利能力较强；电机轴空心化已成为必然趋势，电机轴空心化散热性能好，符合电机轻量化标准，当前行业市场格局较为分散，中小厂商较多，中高端份额多被外资市场把控。 驱动电机需求激增带动上游设备产业发展。驱动电机生产需投入大量专用设备，随着人力成本提高和电机性能要求提升，智能化生产逐渐取代传统生产设备成为未来趋势；随着新能源汽车迅速发展以及行业内竞争加剧，国产生产设备替代进口设备进程加速，国产电机生产设备市场前景良好，有较大的利润空间。 【配置建议】 目前电机产业快速发展，同时行业竞争也在加剧。我们建议关注扁线、定子、电机轴、电机设备等核心部件，其中定子铁心部分隆盛科技、震裕科技、信质集团具有领先优势；电磁线部分精达股份、金杯电工、长城科技具有领先优势；电机轴部分蓝黛科技、精锻科技、铁流股份均已公告规划的具体产能情况，五洲新春、豪能股份均已公告研发、产能布局；电机设备部分豪森股份、巨一科技具有领先优势。 【风险提示】 原材料价格波动风险；新能源车发展不及预期；混动车型放量不及预期 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：张科理 电话：021-23586305 相对指数表现 12/132/134/136/138/1310/13 0.00% -7.40% -14.81% -22.21% -29.61% -37.01% 交运设备沪深300 相关研究 行业研究 汽车行业 证券研究报告 正文目录 1.强β的驱动电机产业链5 1.1.驱动电机结构及其分类5 1.2.驱动电机行业发展趋势：油冷、扁线、集成6 1.3.纯电动与混动双轮驱动，强β的电机产业链9 2.定子铁心产业链投资机会12 2.1.定子铁心结构及制造工艺12 2.2.驱动电机需求带动产业发展14 2.3.定子铁心行业推荐标的14 3.电磁线产业链投资机会17 3.1.电磁线下游应用广泛17 3.2.扁线化是驱动电机电磁线的趋势18 3.3.电磁线行业推荐标的20 4.电机轴产业链投资机会22 4.1.电机轴空心化是未来发展趋势22 4.2.电机轴行业市场格局23 4.3.电机轴行业推荐标的23 5.电机设备产业链投资机会27 5.1.驱动电机需求激增带动上游设备产业发展27 5.2.电机设备智能化成为行业发展趋势28 5.3.电机设备行业推荐标的28 6.风险提示31 图表目录 图表1：驱动电机结构5 图表2：各种不同类型电机指标对比5 图表3：永磁同步电机工作原理6 图表4：电机产业链标的6 图表5：电机油冷方式7 图表6：圆线结构示意图7 图表7：扁线结构示意图7 图表8：圆线电机和扁线电机导体截面分布图8 图表9：圆线和扁线电机的热模拟结果8 图表10：电驱动系统集成零部件8 图表11：三合一电驱系统8 图表12：2017-2021新能源汽车销量9 图表13：2017-2021新能源驱动电机装机量9 图表14：2021.01-2022.09纯电动车销量及增速9 图表15：2021.01-2022.09纯电动车渗透率9 图表16：主流中高端车四驱版本情况10 图表17：普混、插混、增程工作原理10 图表18：比亚迪DM混动技术11 图表19：2021.01-2022.10比亚迪插电混动销量11 图表20：背拉式螺栓压紧结构图12 图表21：穿心式螺栓压紧结构图12 图表22：不同冲制方式的优缺点12 图表23：硅钢片、冲片水溶性漆涂漆烘干流水线13 图表24：转子冲片结构图13 图表25：外压装定子铁心结构13 图表26：电机定子铁芯激光焊接系统13 图表27：驱动电机成本构成14 图表28：定子铁心实物图14 图表29：信质集团营业收入情况15 图表30：信质集团净利润情况15 图表31：隆盛科技营业收入情况15 图表32：隆盛科技净利润情况15 图表33：震裕科技营业收入情况16 图表34：震裕科技净利润情况16 图表35：2020年中国电磁线行业下游应用领域占比17 图表36：电磁线绕组17 图表37：挤压法示意图17 图表38：拉拔法示意图17 图表39：扁线电机绕组端部图18 图表40：扁线和圆线电机的热模拟结果18 图表41：圆线电机和扁线电机的端部对比18 图表42：趋肤深度示意图19 图表43：邻近效应示意图19 图表44：驱动电机扁线供应商生产情况20 图表45：精达股份营业收入及同比增速20 图表46：精达股份归母净利润及同比增速20 图表47：长城科技营业收入及同比增速21 图表48：长城科技归母净利润及同比增速21 图表49：金杯电工营业收入及同比增速21 图表50：金杯电工归母净利润及同比增速21 图表51：焊接式空心轴22 图表52：一体式成型空心轴23 图表53：国内电机轴厂商产能情况23 图表54：精锻科技营业收入及同比增速24 图表55：精锻科技归母净利润及同比增速24 图表56：蓝黛科技营业收入及同比增速24 图表57：蓝黛科技归母净利润及同比增速24 图表58：铁流股份营业收入及同比增速25 图表59：铁流股份归母净利润及同比增速25 图表60：豪能股份营业收入及同比增速25 图表61：豪能股份归母净利润及同比增速25 图表62：五洲新春营业收入及同比增速26 图表63：五洲新春归母净利润及同比增速26 图表64：驱动电机定子制造线示意图27 图表65：驱动电机总装线示意图27 图表66：中频逆变直流焊机实物图27 图表67：铁心冲片涂漆和干燥专用设备实物图27 图表68：圆线电机绕线机实物图28 图表69：扁线电机插纸机实物图28 图表70：豪森股份营业收入及同比增速29 图表71：豪森股份归母净利润及同比增速29 图表72：巨一科技营业收入及同比增速29 图表73：巨一科技归母净利润及同比增速29 图表74：重点公司估值比较（截至2022年12月8日）30 1.强β的驱动电机产业链 1.1.驱动电机结构及其分类 驱动电机是新能源汽车的主要执行机构，其主要功能是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮，是决定新能源汽车动力爬坡能力、加速能力以及最高车速等性能的三大核心零部件之一。以目前市面上使用较多的永磁同步电机为例，驱动电机核心零部件主要包括定子总成和转子总成部分，同时还包括壳体、端盖和风扇等部件。其中定子总成部分零部件为定子铁心和电磁线（圆线或扁线），转子总成部分为电机轴、转子叠片、磁条和轴承等。 图表1：驱动电机结构 资料来源：搜狐汽车，东方财富证券研究所 永磁同步电机因优越的性能，成为驱动电机市场主流。目前市面上电机种类较多，按照电流变化可分为直流电机和交流电机，按照电机内定子和转子产生的磁场是否相同可以分为永磁同步电机和交流异步电机。其中永磁同步电机因其高效率、能耗低、体积小、重量轻的优质特性，逐步成为驱动电机市场的主流。根据智研咨询所披露的数据，2021年新能源汽车驱动电机中94.4%为永磁同步电机、4.9%为交流异步电机，仅0.7%为其他类型。 图表2：各种不同类型电机指标对比 比较项 直流电机 交流异步电机 永磁同步电机 开关磁阻电机 功率密度 低 中 高 较高 功率因(%) / 82-85 90-93 60-65 峰值效率(%) 85-89 90-95 95-97 80-90 负荷效率(%) 80-87 90-92 85-97 78-86 过载能力(%e) 200 300-500 300 300-500 转速范围(转/分) 4000-6000 12000-15000 4000-15000 >15000 恒功率区 / 1:5 1:2.25 1:3 过载系数 2 3-5 3 3-5 可靠性 中 较高 高 较高 结杓坚固性 低 高 较高 高 体积 大 中 小 小 重量 重 中 轻 轻 中 高 中 低 调速控制性能电机成本 控制器成本 很好中好好 低高高中 资料来源：智研咨询，东方财富证券研究所 电机内零部件存在诸多投资机会。永磁同步电机工作原理，三相电流通入永磁同步电机定子的三相对称绕组中时，定子部分会产生一个幅值大小不变的圆形旋转磁动势，该磁场会与转子中永磁体产生的磁场相互作用，带动转子部分转动。从电机产业链看投资机会，就电机整机而言，目前国内电机具备领先地位的主要是弗迪动力、特斯拉和方正电机。从细分零部件来看，定子铁心部分隆盛科技、震裕科技、信质集团具有领先优势；电磁线部分精达股份、金杯电工、长城科技具有领先优势；电机轴部分蓝黛科技、精锻科技、铁流股份均已公告规划的具体产能情况，五洲新春、豪能股份均已公告研发、产能布局；电机设备部分豪森股份、巨一科技具有领先优势。 图表3：永磁同步电机工作原理图表4：电机产业链标的 资料来源：搜狐汽车，东方财富证券研究所资料来源：NE时代新能源，东方财富证券研究所 1.2.驱动电机行业发展趋势：油冷、扁线、集成 随着新能源汽车行业的快速发展，对于驱动电机的峰值功率、运行效率、响应速度和振动噪音等多项性能提出了更高的要求，从而驱动电机也逐步走向油冷化、扁线化、多合一集成化。 1.2.1.驱动电机油冷散热 油冷可直接接触驱动电机内部，是首选散热方式。驱动电机冷却系统主要可分为风冷和液冷两大类。风冷散热采用空气作为冷却介质，通过空气对流散热，其构造简单、成本低，运行维护方便，但冷却效果一般，主要运用于小功率级别的电动车。液冷散热又可以分为冷却水和油两种，水冷成本低且无污染，但由于电机内绝缘的需求，水冷只能在电机壳外壁水套内进行散热；而油冷因为其良好的绝缘性，可以直接在电机内部进行接触散热，效果更佳，因此也成为驱动电机散热首选。 图表5：电机油冷方式 资料来源：《电动汽车用电机冷却系统设计及发展综述》，东方财富证券研究所 通过空心电机轴间接油冷效果更佳。油冷根据是否对内部电磁线绕组等部分进行冷却，可以分为直接油冷和间接油冷。直接油冷有浸油和喷油式两类，浸油式即利用油的绝缘特性，直接将油通入电机内部，浸没定转子，这种方法能有效增强电机内部的传热系数，但浸油式会使转子在运行过程中与油发生摩擦，降低电机效率；喷油式是利用油泵将变压器油喷到转子上设计的固定叶片，通过叶片的旋转作用，将变压器油飞溅到电机定子绕组端部等部件进行冷却。而间接油冷则是冷却油通过空心电机轴和电机外壳体进行循环散热，可直接去除电机内部热量，并且与转子摩擦损耗较小，优势较为明显。 1.2.2.驱动电机扁线化 高功率的需求以及规模效应的到来，使得扁线电机将成为行业主流。以往驱动电机电磁线绝大多数均为圆铜线，由于圆线精度要求等各方面要求相对较低，且小批量的时候可以使用人工，所以经济性相对较好。随着新能源汽车时代的到来，电机正逐步走向高功率、高转速，对于电机的工作效率要求越来越高，因此扁线电机正在成为行业主流，2021年扁线电机渗透率已经达到27%，后续随着电机行业规模效应的进一步