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许哲玮·头豹分析师 版权有问题?点此投诉 2024-11-15未经平台授权,禁止转载 制造业/汽车制造业/汽车零部件及配件制造 工业制品/工业制造 摘要新能源汽车减速器,是指用于电动汽车或混合动力汽车的减速装置。新能源汽车减速器的发展起步于21世纪初,整个行业经历了早期技术探索、技术创新、广泛应用以及技术突破与快速发展四个阶段,新能源汽车减速器的技术和性能不断得到优化,应用范围也逐步扩大。未来伴随新能源汽车产业持续纵深发展,减速器技术将持续向智能化、轻量化、集成化方向升级迭代,市场规模也将呈持续扩张态势。 行业定义[1] 新能源汽车减速器,是指用于电动汽车或混合动力汽车的减速装置,主要作用是降低电机的高速转动至车轮所需的低速转动,同时增加扭矩,以满足电动汽车行驶的动力需求。与传统汽车变速器相比,新能源汽车减速器具有高效率、小型化和轻量化、高扭矩承载能力、静音运行、耐久性和可靠性等特殊要求,其在电驱动系统中的作用更为突出。 行业分类[2] 按照传动类型、传动级数、齿轮形状、传动布置形式不同分类,新能源汽车减速器可分为如下类别: 新能源汽车减速器行业基于齿轮形状的分类 行业特征[3] 新能源汽车减速器行业的特征包括:1.新能源汽车产业高速发展带动减速器市场需求同步提升;2.多级减速器将成为未来发展趋势;3.减振降噪是新能源汽车减速器技术创新发展的重要方向。 1新能源汽车产业高速发展带动减速器市场需求同步提升 2023年,中国新能源汽车产销分别完成958.7万辆和949.5万辆,同比分别增长35.8%和37.9%,市场占有率达到31.6%。据国务院发展研究中心预测,到2030年中国新能源汽车的市场占有率将会突破90%,产业 发展空间巨大。从技术成熟度和成本两方面考虑,目前电机配套减速器已经成为新能源汽车的主流方案,减速器的结构设计和性能分析直接影响着新能源汽车的动力传递效率、运行稳定性和能源利用率,且配置适当的减速器可解决电机输出到车轮的扭矩过小,难以满足爬坡等大扭矩场景行驶需求等难题。预计在新能源汽车产业高速发展的带动下,对于新能源汽车减速器的市场需求也将在一定程度上呈现同步提升态势。 2多级减速器将成为未来发展趋势 单级减速器凭借较高的传动效率、丰富的可选资源、较小的开发难度和较低的成本等优势而成为目前纯电动汽车的主要选择。但在高转速场景下,单级减速器会面临电机使用效率偏低的问题。若将单级减速器增加一挡,可使电机尽量在高效率的转速区间工作,从而达到降低损耗、提高续航里程的效果,目前更多地应用于插电混动车型。未来伴随技术复杂度降低和成本下降,预计多级减速器也将普遍应用于纯电动汽车。 3减振降噪是新能源汽车减速器技术创新发展的重要方向 随着新能源汽车行业迅速发展,减速器作为新能源汽车的关键部件之一,对于整车性能和驾驶体验具有重要影响。然而,在实际运行过程中,新能源汽车减速器往往会出现振动和噪声问题,不仅影响了乘客乘坐的舒适性,还可能对车辆的安全性和可靠性造成潜在威胁。因此,如何优化减振器结构设计、选取适当的减振器材料等减振降噪策略成为新能源汽车减速器技术创新发展的重要方向。 发展历程[4] 纵观新能源汽车减速器的发展历程,与新能源汽车产业的变迁几乎呈协同发展态势。新能源汽车减速器的发展起步于21世纪初,整个行业经历了早期技术探索、技术创新、广泛应用以及技术突破与快速发展四个阶段,新能源汽车减速器的技术和性能不断得到优化,应用范围也逐步扩大。未来伴随新能源汽车产业进一步发展,新能源汽车减速器也将朝着智能化、轻量化、集成化的技术方向演进。 早期技术探索阶段2000~2009 21世纪初,伴随电池和电机技术进步以及全球对于降碳减排共识的加深,新能源汽车开始进入大众视野。部分早期的新能源汽车如特斯拉Roadster和日产Leaf等采用了不同于传统内燃机汽车的动力系统,其中就包括专为新能源汽车设计的减速器。 该阶段属于新能源汽车减速器的早期技术探索阶段,该阶段中的新能源汽车减速器技术多借鉴传统燃油车的变速箱技术,产品以简单的单级减速器为主,主要用于小型新能源汽车和试验车型。 技术创新阶段2010~2015 进入2010年,随着新能源汽车技术愈渐成熟以及量产规模持续扩大,减速器作为新能源汽车动力传输系统的关键部件,也随之得到快速发展。新能源汽车减速器技术从简单的单级减速器过渡至行星齿轮减速器、多级减速器等高性能技术,行业技术创新水平得到进一步提高。 该阶段属于新能源汽车减速器的技术创新阶段,在该阶段新能源汽车减速器制造商重视技术创新升级,开始注重减速器的轻量化、高效化和智能化设计。其中具备代表性的高性能行星齿轮减速器已开始应用于部分中高端新能源汽车。 广泛应用阶段2016~2020 随着新能源汽车减速器行业整体技术持续迭代升级,行业内各制造商根据不同应用场景和市场需求开发出性能更优的单级减速器和多级减速器。同时,在新能源汽车市场爆发式增长的带动下,市场对于新能源汽车减速器的需求也大幅增加,减速器产品开始广泛应用于不同车型。 该阶段属于新能源汽车减速器的广泛应用阶段,在该阶段各国政府加大了对新能源汽车的政策支持力度,如中国出台《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,推动了新能源汽车及减速器等上游零部件的应用和发展。 技术突破与快速发展阶段2021~ 进入2021年,随着新能源汽车产业逐步向智能化、轻量化、集成化趋势发展,相应地对减速器等上游零部件的技术和性能提出更高要求。国内外新能源汽车减速器制造商纷纷通过优化齿轮设计和材料选择、采用轻质材料、引入传感器和智能控制系统、高度集成减速器与电动机、逆变器等部件等技术手段提高减速器的传动效率,驱动行业技术同步向智能化、轻量化、集成化方向发展。 该阶段属于新能源汽车减速器的技术突破与快速发展阶段,在该阶段阿尔特、万里扬、中马传动、双环传动等国内领军企业均呈现出迅猛的发展势头,与国际一流品牌如德国的sew公司、弗兰德等展开竞争。 产业链分析[5] 新能源汽车减速器行业产业链上游为零部件和原材料供应环节,包括齿轮、轴承、密封件等零部件以及钢材、铝材等原材料;产业链中游为新能源汽车减速器的生产和制造环节,由众多新能源汽车减速器制造商组成;产业链下游为新能源汽车减速器的应用环节,主要面向众多新能源汽车整车制造商。[8] 新能源汽车减速器行业产业链主要有以下核心研究观点:[8] 上游:齿轮和轴承等零部件是决定新能源汽车减速器性能的关键部件。 齿轮和轴承是构成新能源汽车减速器的关键零部件,其功能指标将直接决定新能源汽车减速器的性能好坏。例如,齿轮通过不同齿数实现速度与扭矩转换,高精度的齿轮可以减少能量损失和啮合噪声,提高传动效率和可靠性;轴承用于支撑新能源汽车减速器内的旋转部件,承受来自齿轮和其他部件的径向和轴向载荷,精细化水平和承载能力较高的轴承可以提高系统运行的平稳性,降低系统维护成本。 中游:新能源汽车减速器头部制造商规模化效应明显。 目前新能源汽车减速器行业的头部制造商如德国采埃孚、美国博格华纳、德国大陆集团、双环传动、万里扬等均较早地进入市场并积累和掌握了众多前沿技术,在产品质量与性能、品牌影响力、供应链管理、成本控制等领域具备先发优势,在产品的生产和销售上所发挥的规模化效应使其在行业竞争中处于优势地位。 下游:新能源汽车产业规模扩张带动减速器市场需求增长。 伴随国产自主品牌崛起以及国内新能源三电(电池、电机、电控)技术不断成熟,新能源汽车的续航里程和电池组能量逐步提升,在市场中的普及度和渗透率也呈现快速提高态势。减速器作为新能源汽车的重要零部件,新能源汽车产业规模的快速扩张将带动减速器市场需求同步快速增长。[8] [8] 产业链上游 生产制造端 零部件和原材料供应商 上游厂商 产业链上游说明 钢材和铝材是新能源汽车减速器生产所需主要原材料。 新能源汽车减速器生产所需原材料主要包括钢材和铝材。就钢材和铝材在国内的供给情况而言,2023年中国钢材产销量分别为13.63亿吨8.99亿吨,进口钢材765万吨,同比下降27.6%,钢材的对外依存度较低;对于铝材而言,虽然中国是全球最大的铝工业生产国,但生产所用的铝土矿资源进口依存度较高,2023年1-11月中国进口铝土矿约1.3亿吨,预估2023年全年中国进口铝土矿或突破1.4亿吨,按照2023年中国氧化铝产量8247万吨,消耗铝土矿1.6亿吨计算,铝土矿的对外依存度高达80%。考虑到目前国内外钢材和铝材资源丰富,短期国内钢材和铝材的供应量仍比较充足。 齿轮和轴承等零部件是决定新能源汽车减速器性能的关键部件。 齿轮和轴承是构成新能源汽车减速器的关键零部件,其功能指标将直接决定新能源汽车减速器的性能好坏。例如,齿轮通过不同齿数实现速度与扭矩转换,高精度的齿轮可以减少能量损失和啮合噪声,提高传动效率和可靠性;轴承用于支撑新能源汽车减速器内的旋转部件,承受来自齿轮和其他部件的径向和轴向载荷,精细化水平和承载能力较高的轴承可以提高系统运行的平稳性,降低系统维护成本。 国内企业在高性能齿轮加工工艺上与国际先进水平仍存在差距。 整体上看,与国内相比,国外研究机构和企业更注重基础研究和应用研究的结合,通过深入研究齿轮加工过程中的切削力、切削热、材料性能等因素对加工质量的影响,提出了一系列有效的优化措施和改进方案;同时还积极探索新型切削工具、切削液和测量技术应用,推动齿轮加工工艺持续创新和进步。而国内机构和企业在新能源汽车减速器齿轮高精度加工、加工效率、加工质量等方面仍与国际先进水平存在差距,且在新型切削工具、切削液和测量技术的应用上也有所滞后。 产业链中游中 品牌端 新能源汽车减速器生产和制造商 中游厂商 德国大陆集团 产业链中游说明 新能源汽车减速器行业进入壁垒较高。 对于新进入者而言,新能源汽车减速器行业存在较高的技术和资质认证壁垒。新能源汽车减速器的核心技术涉及齿轮、轴承等关键零部件的结构和功能设计,加工工艺复杂,对于企业的资金和技术积累 以及技术的创新研发能力有着较高的要求;同时,减速器作为新能源汽车传动系统的重要组成部分,其质量和性能将直接影响车辆的安全性和驾驶体验,因此系列严格且周期较长的资质认证是不可避免的,而高水平的质量控制和管理体系要求往往对部分新的市场参与者形成进入壁垒。 新能源汽车减速器头部制造商规模化效应明显。 目前新能源汽车减速器行业的头部制造商如德国采埃孚、美国博格华纳、德国大陆集团、双环传动、万里扬等均较早地进入市场并积累和掌握了众多前沿技术,在产品质量与性能、品牌影响力、供应链管理、成本控制等领域具备先发优势,在产品的生产和销售上所发挥的规模化效应使其在行业竞争中处于优势地位。以新能源汽车减速器国内头部制造商双环传动为例,其通过大规模、多基地的项目产能投资与丰富且粘性较强的客户资源相结合,2023年营业收入实现80.74亿元,同比增长18.08%,实现净利润8.16亿元,同比增长40.26%,大幅增长的营收和盈利水平展现了其较强的规模化优势。 产业链下游 渠道端及终端客户 新能源汽车整车制造商 渠道端 产业链下游说明 新能源汽车产业规模扩张带动减速器市场需求增长。 伴随国产自主品牌崛起以及国内新能源三电(电池、电机、电控)技术不断成熟,新能源汽车的续航里程和电池组能量逐步提升,在市场中的普及度和渗透率也呈现快速提高态势。2024年7月,中国乘用车市场零售销量172万辆,其中新能源乘用车零售销量达87.8万辆,单月渗透率首次超过50%,反映了新能源汽车强劲的发展潜力。减速器作为新能源汽车的重要零部件,新能源汽车产业规模的快速扩张将带动减速器市场需求同步快速增长。 新能源汽车产业发展带动减速器制造工艺技术持续升级迭代。 在新能源汽车产业发展的带动下,开发研制出体积小、结构紧凑、成本低、噪声低、高强度、高可靠性的新能源汽车减速器在新能源汽车行业中具有实际应用价值和现实意义。举例而