新能源汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)包括電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與電源系統(tǒng)兩大類(lèi)
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含電機(jī)、電控制器、減速箱，是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)行駛的核心部件；電源系統(tǒng)包含車(chē)載充電機(jī)（OBC）、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電盒，是動(dòng)力電池組進(jìn)行充電、電能轉(zhuǎn)換及分配的核心部件。
電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)較多，可以概括為零件—總成—系統(tǒng)—整車(chē)廠(chǎng)四大層級(jí)。
上游零部件包括永磁體、硅鋼體、功率模塊、電容、傳感器等，這一級(jí)的玩家對(duì)在整車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈中屬于“三級(jí)供應(yīng)商”。在零部件基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)組裝得到電機(jī)總成、電控總成與傳動(dòng)總成，這一級(jí)的玩家可以稱(chēng)為車(chē)企的“二級(jí)供應(yīng)商”；各個(gè)單獨(dú)總成進(jìn)一步集成為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供貨于車(chē)企，這一級(jí)玩家為行業(yè)“一級(jí)供應(yīng)商”。
1.1. 大三電：電機(jī)、電控、減速器
1.1.1. 電機(jī)：扁線(xiàn)電機(jī)、高壓電機(jī)帶來(lái)新機(jī)遇
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在新能源汽車(chē)成本中占比僅次于電池。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（電機(jī)、電控、減速器）是新能源汽車(chē)動(dòng)力總成的關(guān)鍵部件，相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用，直接決定整車(chē)的動(dòng)力性能。其成本占比僅次電池，占比絕對(duì)值因新能源汽車(chē)品牌、車(chē)型而異。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要技術(shù)路徑聚焦在永磁同步電機(jī)&交流異步電機(jī)上。永磁同步電機(jī)與交流異步電機(jī)的主要區(qū)別點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁同步電機(jī)會(huì)在轉(zhuǎn)子上放置永磁體，由磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)；而交流異步電機(jī)則是由定子繞組通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。功率密度、效率（高效率區(qū)間）是衡量電機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)：
1）功率密度越大代表著相同功率下的電機(jī)體積更小，有利于節(jié)省空間&制造成本；
2）效率越高，說(shuō)明電機(jī)端損耗越小，相同電池容量下，新能源車(chē)?yán)m(xù)航里程更長(zhǎng)。
永磁同步電機(jī)為目前應(yīng)用最多的電機(jī)類(lèi)型，異步電機(jī)在高端車(chē)型雙電機(jī)配置下會(huì)有部分使用。相比交流異步電機(jī)，永磁同步電機(jī)功率密度更高、高效區(qū)間更寬、質(zhì)量更輕。
根據(jù)第一電動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)信息，2022 年 3 月，我國(guó)新能源汽車(chē)共配套驅(qū)動(dòng)電機(jī) 50.97 萬(wàn)臺(tái)，其中永磁同步電機(jī)為 48.60 萬(wàn)臺(tái)，占比 95%，適用于大部分主流車(chē)型；交流異步電機(jī)配套 2.09 萬(wàn)臺(tái)，占比為 4%，主要配套包括特斯拉 Model Y、嵐圖 FREE、蔚來(lái) ES8、奧迪 e-tron、大眾 ID.4 CROZZ 等車(chē)型。交流異步電機(jī)在高速中應(yīng)用性能更優(yōu)，同時(shí)具有成本優(yōu)勢(shì)（稀土永磁材料成本較高，同功率的永磁同步電機(jī)價(jià)格更高），目前配套多以高端車(chē)型、雙電機(jī)方案為主 (蔚來(lái) ES8 是前永磁同步+后交流異步，特斯拉 Model Y 2021款采用前感應(yīng)異步+后永磁同步)。
多電機(jī)在高端車(chē)型中應(yīng)用有所增加，故單車(chē)配套電機(jī)數(shù)也隨高端市場(chǎng)占比而變化。
相比單電機(jī)，雙電機(jī)可以顯著提高汽車(chē)的加速性能與續(xù)航能力。同時(shí)，雙電機(jī)多意味著四驅(qū)系統(tǒng)，可以提供更好的附著力，從而提高安全性能。近年來(lái)，在高端車(chē)型中雙電機(jī)的應(yīng)用不斷增加，特斯拉、蔚來(lái)、奧迪、大眾、奔馳都陸續(xù)推出搭載雙電機(jī)的車(chē)型。而在法拉第 FF91 和榮威 MarvelX 中更是使用了三個(gè)電機(jī)。
隨著新能源汽車(chē)性能提高，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)也提出了更多要求。從性能角度出發(fā)，更好的駕駛體驗(yàn)通常需要電機(jī)具有更低成本、更高效率、更高功率密度、更長(zhǎng)壽命等。為了解決這些問(wèn)題，電機(jī)技術(shù)也在不斷革新。其中，扁線(xiàn)、高壓電機(jī)、油冷電機(jī)近年關(guān)注度比較高，對(duì)于提升電機(jī)功率密度、提升效率降低損耗具有顯著作用。
扁線(xiàn)：可有效提高電機(jī)功率密度，減少銅損耗以提升效率。
1）功率密度高：相較于傳統(tǒng)的圓線(xiàn)繞組電機(jī)，扁線(xiàn)電機(jī)將圓形導(dǎo)線(xiàn)換成矩形導(dǎo)線(xiàn)，因此相同面積的定子線(xiàn)槽可以塞進(jìn)更多面積的導(dǎo)線(xiàn)，進(jìn)而提高功率密度。
2）效率高、損耗小：銅損耗在電機(jī)損耗里占比達(dá) 65%，因此為提高電機(jī)效率，需采用更合理的定子繞組，從而降低銅耗。此外，扁線(xiàn)截面更粗使得電阻相對(duì)更小，銅導(dǎo)線(xiàn)發(fā)熱損失的能量也越小。而且扁線(xiàn)電機(jī)的端部尺寸短 5-10mm，從而降低端部繞組銅損耗。
3）重量、NVH 等方面也存在優(yōu)勢(shì)。
發(fā)卡電機(jī)為應(yīng)用最廣泛的扁線(xiàn)技術(shù)，產(chǎn)線(xiàn)投資高，產(chǎn)業(yè)化仍處于前期階段。根據(jù)線(xiàn)圈繞組方式差異，扁線(xiàn)電機(jī)可分為集中繞組扁線(xiàn)電機(jī)、波繞組扁線(xiàn)電機(jī)與 Hairpin（發(fā)卡）扁線(xiàn)電機(jī)，其中發(fā)卡電機(jī)應(yīng)用最為廣泛。相對(duì)圓線(xiàn)電機(jī)，扁線(xiàn)電機(jī)無(wú)法進(jìn)行手工制造、自動(dòng)化要求較高——繞組制造過(guò)程非常復(fù)雜，需要先將導(dǎo)線(xiàn)，制作成發(fā)卡的形狀，然后通過(guò)自動(dòng)化插入到定子鐵芯槽內(nèi)，然后進(jìn)行端部扭頭和焊接。高自動(dòng)化及定制化使得扁線(xiàn)電機(jī)產(chǎn)線(xiàn)投入較高，根據(jù)方正電機(jī)，2021 年來(lái)公司已先后投資 17.42 億元用于產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)，對(duì)企業(yè)資金實(shí)力有較大挑戰(zhàn)。
雪佛蘭和豐田開(kāi)啟扁線(xiàn)電機(jī)應(yīng)用先河，近年來(lái)滲透率不斷提升。2007 年，雪佛蘭VLOT 采用的電動(dòng)汽車(chē)中就有發(fā)卡式扁線(xiàn)電機(jī)，其供應(yīng)商為雷米。2015 年，豐田發(fā)行了裝載扁線(xiàn)電機(jī)的第四代普銳斯，其電機(jī)供應(yīng)商為 Denso。在扁線(xiàn)電機(jī)更高的效率加成下及內(nèi)外資電機(jī)廠(chǎng)商批量化工藝的成熟，近年來(lái)其應(yīng)用不斷增加，2020 年來(lái)，保時(shí)捷、比亞迪、特斯拉等車(chē)企紛紛推出裝載發(fā)卡式電機(jī)的新車(chē)型，滲透率不斷增長(zhǎng)。根據(jù)方正電機(jī)公司年報(bào)，2020 年全球新能源汽車(chē)行業(yè)扁線(xiàn)電機(jī)滲透率為 15%，我國(guó)扁線(xiàn)電機(jī)滲透率約為 10%。2021 年隨著各主流車(chē)企大規(guī)模換裝扁線(xiàn)電機(jī)，特斯拉換裝國(guó)產(chǎn)扁線(xiàn)電機(jī)，我國(guó)扁線(xiàn)電機(jī)滲透率已與全球扁線(xiàn)電機(jī)滲透率同步增長(zhǎng)至 25%。
此外，在高端車(chē)型中，搭載扁線(xiàn)電機(jī)數(shù)量也開(kāi)始從原來(lái)的單電機(jī)增加到雙電機(jī)。例如，保時(shí)捷首款純電動(dòng)跑車(chē) Taycan 便采用了三電機(jī)。
高壓：縮短充電時(shí)間、提高電機(jī)效率以延長(zhǎng)里程的重要措施。純電乘用車(chē)電壓通常在 200-400V 之間，在同等功率下，當(dāng)電壓從 400V 提升到 800V 后，線(xiàn)路中通過(guò)的電流減少一半，產(chǎn)生的功率損耗更小，從而可以提高充電效率、縮短充電時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而改善新能源汽車(chē)使用體驗(yàn)。同時(shí)，工作電流的減少將降低功率損耗，繼而可以進(jìn)一步降低同樣行駛里程中的電量消耗，從而延長(zhǎng)汽車(chē)?yán)锍虜?shù)。2021 年為我國(guó) 800V 高壓快充元年，行業(yè)發(fā)展有望加速。
2021 年來(lái)，比亞迪（e 平臺(tái)）、理想、小鵬、廣汽（埃安）、吉利（極氪 001）、北汽(極狐)等車(chē)企紛紛布局 800V 快充技術(shù)，我國(guó) 800V 高壓快充行業(yè)進(jìn)入發(fā)展加速期。
高壓化下對(duì)汽車(chē)電子各環(huán)節(jié)都將帶來(lái)新挑戰(zhàn)，目前應(yīng)用僅停留在高端車(chē)型。新能源汽車(chē)要實(shí)現(xiàn) 800V 及以上高壓平臺(tái)兼容，除了需要提高電機(jī)、電池性能外，PTC、空調(diào)、OBC、高壓線(xiàn)束等部件都需要重新適配，此外還面臨更高電壓帶來(lái)的安全、熱管理、成本等多方面挑戰(zhàn)。受以上因素影響，目前 800V 高壓平臺(tái)應(yīng)用還僅停留在部分高端車(chē)型。
油冷：采取合理的電機(jī)熱管理設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步提升功率密度。電機(jī)的功率極限能力往往受限于電機(jī)溫升極限，因此提高電機(jī)冷卻散熱能力可以快速提高功率密度，同時(shí)防止永磁體在高溫時(shí)發(fā)生不可逆的“退磁”。目前常用的冷卻方式為水冷，但其無(wú)法直接冷卻熱源，熱量傳遞路徑長(zhǎng)、散熱效率低；相較于水冷，油冷的優(yōu)勢(shì)在于油品具有不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁、絕緣等性能，因此可以直接接觸熱源，形成更安全的熱交換，提高散熱效率。
故相同的繞組絕緣等級(jí)下，油冷電機(jī)可以承受更高的繞組電流，長(zhǎng)期工作功率更高。
1.1.2. 電機(jī)控制器：IGBT 掣肘，單管并聯(lián)紓困
電控系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)控制算法發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制整個(gè)車(chē)輛的動(dòng)力輸出。電控系統(tǒng)可分為主控制器和輔助控制器：
1）主控制器控制汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
2）輔助控制器控制汽車(chē)的轉(zhuǎn)向電機(jī)、制動(dòng)器、空調(diào)等。
我們本文重點(diǎn)討論的電控系統(tǒng)主要指主控制器，主要由控制板（接受整車(chē)控制器的信號(hào)指令，運(yùn)行電機(jī)控制算法，發(fā)出控制指令給功率板）、功率板（接受控制板指令，頻繁通斷 IGBT/MOSFET，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)）、殼體等組成，在控制器中，控制電路板、功率電路板成本主要在于 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、MOSFET（功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管）、MCU（微控制器）、電源芯片等半導(dǎo)體器件。
電控開(kāi)發(fā)需要從硬件、軟件兩方面協(xié)同進(jìn)步。類(lèi)似電機(jī)，電機(jī)控制器的核心指標(biāo)同樣為功率密度、效率，軟硬件的優(yōu)化也是圍繞這兩大核心主題展開(kāi)。
1）硬件角度，功率半導(dǎo)體單管并聯(lián)方案將具備高性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，或成 A 級(jí)以下車(chē)型主流硬件配置；而模組方案憑借更高可靠性，在中高端車(chē)型占據(jù)核心地位。器件方面，碳化硅有望逐步滲透。
2）軟件角度，需要在可拓展性、易維護(hù)性、功能安全性等方面的不斷提高。
功率半導(dǎo)體 IGBT 占電控成本比重較高，主要參與者為國(guó)外功率半導(dǎo)體巨頭。根據(jù)蓋世汽車(chē)數(shù)據(jù)，2017 年功率板的核心器件 IGBT 模塊，占到電控總成本高達(dá) 37%。根據(jù)Yole，2020 年全球 IGBT 行業(yè)銷(xiāo)售額 TOP15 公司中共 14 家為國(guó)外企業(yè)，而英飛凌（Infineon）更是憑借 14.33 億美元的收入連續(xù)多年穩(wěn)居全球第一。
功率半導(dǎo)體在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用可分為模組&單管并聯(lián)這兩種路線(xiàn)，兩者有各自適用的場(chǎng)景。模組為高度集成的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，保證了電控成品的可靠性&良率高，同時(shí)降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。以 IGBT 為例，由于車(chē)規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體主要被英飛凌等外資占據(jù)，其往往提供特定參數(shù)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn) IGBT 模組，然而模組參數(shù)往往不能很好適配具體需求，因此標(biāo)準(zhǔn)模組在不同功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)中容易出現(xiàn)容量受限、結(jié)構(gòu)安裝等問(wèn)題。若采用多個(gè) IGBT 單管并聯(lián)（通過(guò)復(fù)合母排、冷卻裝置等部件一同封裝），則可以根據(jù)不同車(chē)型靈活設(shè)計(jì)冗余量，并且單管成本顯著低于模塊，在成本要求較高的A 級(jí)以下車(chē)型使用得更為普遍。但多個(gè) IGBT 單管并聯(lián)時(shí)，由于各單管參數(shù)的分散性、輸出電流的不一致性，可能使系統(tǒng)可靠性較差，整個(gè) IGBT 模組壽命也會(huì)縮短，對(duì)企業(yè)技術(shù)、制造能力考驗(yàn)大，故中高端 B 級(jí)以上車(chē)型通常使用可靠性更強(qiáng)的模組路線(xiàn)。
碳化硅功率器件可顯著提高電控效率、功率密度等性能。碳化硅材料具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、電子飽和遷移速率高等性質(zhì)，相比硅基 IGBT，碳化硅元器件體積更小、頻率更高、開(kāi)關(guān)損耗更小，可以使電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在高壓、高溫下保持高速穩(wěn)定運(yùn)行（硅基IGBT 只能在 200 以下的環(huán)境中工作）。根據(jù)意法半導(dǎo)體，在 400V 電壓平臺(tái)下，相較于硅基 IGBT，碳化硅功率件有 2-4%的效率提升；在 750V 電壓平臺(tái)下，碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。
越來(lái)越多的高端車(chē)型已采用碳化硅電控。
1）車(chē)企角度，2021 年奧迪 e-tron GT 與福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新車(chē)型也紛紛采用了碳化硅器件。2021 年 10 月，通用汽車(chē)與 Wolfspeed 簽訂了碳化硅供應(yīng)協(xié)議，在原材料上搶先布局。國(guó)內(nèi)車(chē)企也不斷布局碳化硅，比亞迪發(fā)布了碳化硅車(chē)系平臺(tái) e-Platform 3.0，小鵬 G9、蔚來(lái) ET7 等采用碳化硅電控的車(chē)型也有望在 2022 年交付。
2）供應(yīng)商角度，根據(jù)精進(jìn)電動(dòng)招股說(shuō)明書(shū)，公司采用全 SiC 模塊，可以使控制器的功率提高 20kW 同時(shí)使其重量減少 6kg，逆變器尺寸縮小 43%。根據(jù)英搏爾，碳化硅電機(jī)控制器的損耗下降了 5%，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體 NEDC 平均效率提升 3.6%，整車(chē) NEDC 續(xù)航提升 30km、增幅達(dá) 5.8%。
除了電機(jī)控制器外，碳化硅器件在 OBC、DC/DC、無(wú)線(xiàn)充電等“小三電”中也有應(yīng)用。例如，欣銳科技早于 2013 年正式將 Wolfspeed 的碳化硅方案應(yīng)用于 OBC 產(chǎn)品，2021 年為比亞迪 DMi 車(chē)型提供碳化硅電源類(lèi)產(chǎn)品。目前制約碳化硅器件應(yīng)用的主要因素為成本，伴隨著未來(lái)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展完善，相關(guān)器件應(yīng)用滲透率將穩(wěn)步提升。
軟件：電控的進(jìn)步體現(xiàn)在可拓展性、易維護(hù)性、功能安全性等方面的不斷提高。
1）可拓展性：電控軟件開(kāi)發(fā)通常會(huì)使用 AUTOSAR 工具鏈（B 級(jí)及以上車(chē)把 AUTOSAR 作為“標(biāo)配”）。AUTOSAR（AUTOmotive Open System Architecture，汽車(chē)開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)）是由全球各大汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)、汽零供應(yīng)商、汽車(chē)電子軟件系統(tǒng)公司聯(lián)合建立的一套標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，旨在有效地管理日趨復(fù)雜的汽車(chē)電子軟件系統(tǒng)。AUTOSAR 規(guī)范的運(yùn)用使得不同結(jié)構(gòu)的電子控制單元的接口特征標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，應(yīng)用軟件具備更好的可擴(kuò)展性、可移植性，縮短開(kāi)發(fā)周期。
2）易維護(hù)性：是指在軟件后續(xù)使用過(guò)程中，及時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程更新升級(jí)與性能優(yōu)化。OTA（Over-the-Air）技術(shù)可以降低維護(hù)成本，創(chuàng)造新的收入來(lái)源，目前已經(jīng)在汽車(chē)行業(yè)包括其控制器總成上持續(xù)推廣。3）安全性，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器總成對(duì)新能源汽車(chē)的動(dòng)力輸出進(jìn)行直接的調(diào)節(jié)控制，是保證安全性的重要一環(huán)。在汽車(chē)行業(yè)逐步引入 ISO26262 標(biāo)準(zhǔn)之后，基于功能安全的車(chē)用軟件開(kāi)發(fā)對(duì)電控軟件提出了新的要求。
1.1.3. 減速器：?jiǎn)螜n路線(xiàn)為主，兩檔減速可以期待
電機(jī)高速化趨勢(shì)明顯，帶動(dòng)減速器向兩檔減速方向發(fā)展。減速器是影響電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體 NVH 性能的關(guān)鍵。按照傳動(dòng)等級(jí)分類(lèi)，減速器可以分為單級(jí)減速器、兩檔減速器以及兩檔以上減速器。在電機(jī)高速化的趨勢(shì)下，減速器正在經(jīng)歷從單級(jí)到多檔的產(chǎn)品演變過(guò)程。目前，豐田普銳斯和特斯拉 Model 3 電機(jī)轉(zhuǎn)速均已達(dá)到了 17900rpm，國(guó)內(nèi)車(chē)企轉(zhuǎn)速略低，但基本也都達(dá)到了 16000rpm，下一步規(guī)劃便是 18000-20000rpm，電機(jī)高速化性能的提升需要相應(yīng)的高性能減速器來(lái)配套。
單級(jí)減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、體積小，因此目前仍為主流應(yīng)用。但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間，單檔減速器由于傳動(dòng)比單一，在最高或最低車(chē)速以及低負(fù)荷條件下，電驅(qū)動(dòng)效率會(huì)下降，浪費(fèi)電能而減少行駛里程，此外減速器高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)帶來(lái) NVH 等問(wèn)題。
兩檔減速器在混動(dòng)車(chē)中率先應(yīng)用，純電動(dòng)車(chē)應(yīng)用可以期待。相較于單檔減速器，兩檔減速器一方面使驅(qū)動(dòng)電機(jī)在更高效的區(qū)域運(yùn)行，從而提升驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率。另一方面，采用兩檔減速器后，傳動(dòng)比可以做到更高，汽車(chē)動(dòng)力性隨之增加、減少百公里加速時(shí)間。
此外，采用兩個(gè)檔位后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以更加小型化、低速化，從而降低電機(jī)及電控的成本。目前，采埃孚、GKN、麥格納、Taycan 等企業(yè)均已推出兩檔減速器產(chǎn)品。
1.2. 小三電：OBC、DC/DC、PDU
“小三電”是 OBC、DC/DC、PDU 三大類(lèi)電源產(chǎn)品，三者一同搭建了汽車(chē)內(nèi)部的“能源網(wǎng)絡(luò)”。OBC（充電機(jī)）負(fù)責(zé)將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電給電池充電；汽車(chē)電氣電子系統(tǒng)中，不同部件需要的電壓等級(jí)不盡相同，故需要 DC/DC（直流-直流變換器）轉(zhuǎn)換電壓；PDU（高壓配電盒）負(fù)責(zé)內(nèi)部“電氣能源網(wǎng)架”的互聯(lián)互通。
半導(dǎo)體器件成本占比較高，部分仍依賴(lài)進(jìn)口。根據(jù)威邁斯招股說(shuō)明書(shū)，在電源產(chǎn)品中，半導(dǎo)體器件、電容電阻為主要成本構(gòu)成，占比分別為 23%和 16%。而由于半導(dǎo)體器件與部分電容產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化水平較低，多數(shù)公司仍采用外資供應(yīng)商為主。例如，威邁斯主要供應(yīng)商為 TI、英飛凌、意法半導(dǎo)體、貴彌功等，2016-2018 年公司進(jìn)口原材料金額占比分別為 22.30%、19.96%、28.71%，其中 IGBT、MOSFET 海外主要供貨商英飛凌占比最高，2016-2018 年采購(gòu)金額占比分別為 3.18%、6.61%、7.28%。
技術(shù)持續(xù)演進(jìn)，集成化趨勢(shì)同樣顯著，軟硬件能力都將迎來(lái)考驗(yàn)。早期車(chē)載電源產(chǎn)品主要采用模擬控制技術(shù)，產(chǎn)品功能較為單一，配套的軟件只具備檢測(cè)功能，不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。之后車(chē)載電源產(chǎn)品向數(shù)字化技術(shù)轉(zhuǎn)變，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)輸出參數(shù)的靈活調(diào)整和精準(zhǔn)控制，提高了軟件系統(tǒng)的操控性，包括車(chē)載電源的診斷、升級(jí)和參數(shù)調(diào)整等應(yīng)用需求。下一代車(chē)載電源產(chǎn)品將向集成化轉(zhuǎn)變，在硬件、軟件、體積、重量四個(gè)維度實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破。硬件上有望將進(jìn)一步采用更高性能的碳化硅器件；軟件上將開(kāi)發(fā)過(guò)程轉(zhuǎn)換為模型化編程及滿(mǎn)足 AUTOSAR 的接口方式，提升軟件穩(wěn)定性和靈活性；在體積和重量上實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。
1.3. 集成化：1+1+1 3，深度集成方興未艾
1+1+1>3，電驅(qū)動(dòng)由最初“結(jié)構(gòu)集成”向“深度系統(tǒng)集成”演進(jìn)，集成化“多合一”總成產(chǎn)品成為主流趨勢(shì)。以往動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)、電控、電源多單獨(dú)采購(gòu)，根據(jù)其電氣、機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成組裝；隨著新能源汽車(chē)零部件要求不斷提高，“多合一”總成產(chǎn)品通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)將電機(jī)、電控、減速器、電源“深度集成”，減少彼此間的連接器、冷卻組件、高壓線(xiàn)束等部件?！岸嗪弦弧奔墒较到y(tǒng)相比分體式產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：
1）性能更優(yōu)：降低了各部件之間連接部位的效率損耗，提高整車(chē)的 NVH 性能，從而提高了集成系統(tǒng)的可靠性；
2）成本更低：集成式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以減少車(chē)內(nèi)部的高壓線(xiàn)束、連接器數(shù)量，節(jié)約線(xiàn)束與連接器成本，從而使集成式系統(tǒng)更具有經(jīng)濟(jì)性。
3）更省空間：集成式產(chǎn)品體積更小、重量更輕，有利于節(jié)省車(chē)內(nèi)空間。
集成化電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滲透率不斷提升。根據(jù) NE 時(shí)代新能源，2020 年/2022 年 1-4 月我國(guó)新能源乘用車(chē)“三合一”電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)搭載量為 50.27/79.26 萬(wàn)臺(tái)，滲透率為44.91%/61.63%，目前基本涵蓋大部分 A 級(jí)車(chē)、B 級(jí)以上車(chē)型。
現(xiàn)有集成產(chǎn)品以“三合一”為主，集成度更高的“多合一”新產(chǎn)品也在不斷問(wèn)世。
根據(jù) NE 時(shí)代新能源，2022 年 1-4 月新能源乘用車(chē)搭載的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，分體式、電機(jī)/電控“二合一”合計(jì)占比為 44%，“三合一”占比為 52%，“多合一”占比為 4%。同時(shí)，OBC、DC-DC、PDU 等充配電系統(tǒng)集成產(chǎn)品應(yīng)用也不斷增加，結(jié)合電驅(qū)系統(tǒng)集成產(chǎn)品將形成集成度更高的多合一平臺(tái)。
華為 DriveOne“七合一”電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)打造多合一集成新標(biāo)桿，比亞迪和上汽變速器也陸續(xù)推出多合一產(chǎn)品。
1）華為七合一系統(tǒng)集成了 MCU、電機(jī)。減速器、DC-DC、 OBC、PDU、BCU 七大部件，具有開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、適配簡(jiǎn)單、布置簡(jiǎn)單、演進(jìn)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。
相較于“三合一”，該產(chǎn)品體積減少 20%、重量減輕 15%。此外，華為 DriveOne 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 7dB 的超靜音，并具有 80%NEDC 效率，提升整車(chē)駕駛體驗(yàn)。根據(jù) NE 時(shí)代新能源，華為“三合一”電驅(qū)動(dòng)總成已在長(zhǎng)安 CS-GXNEV 和賽力斯 SF5 兩款車(chē)型中得到應(yīng)用，但目前其七合一產(chǎn)品還沒(méi)有在整車(chē)中的應(yīng)用案例。
2）比亞迪“海豚”八合一系統(tǒng)即成立VCU、BCU、PDU、DC-DC、OBC、MCU、電機(jī)、減速器八大部件；
3）上汽變速器&威邁斯的七合一系統(tǒng)集成電機(jī)、電控、減速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU 七大部件。
1.4. 總結(jié)：千億空間市場(chǎng)廣闊，技術(shù)變革推動(dòng)天花板不斷打開(kāi)
據(jù)前文所述，新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)、電源系統(tǒng)圍繞“高效率區(qū)間、高功率密度”等核心性能，其技術(shù)迭代仍在演進(jìn)，而且針對(duì)不同車(chē)企、不同車(chē)型大多需要“量身定制”。
截至 2022 年 4 月，國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量結(jié)構(gòu)成“紡錘形”——B 級(jí)和 A00 級(jí)車(chē)型銷(xiāo)量占比較高。分車(chē)型來(lái)看電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，1）A/B 級(jí)及以上中高端車(chē)型通常因價(jià)格較高、可降本空間大，性能要求高，故對(duì)“三合一”乃至“六合一/七合一”等更青睞，扁線(xiàn)、碳化硅有 望率先在中高端車(chē)型進(jìn)行滲透。2）A00/A0 級(jí)的低端車(chē)型對(duì)成本要求更高，故傾向于采 購(gòu)分體式產(chǎn)品，部分也會(huì)采用成本低的“三合一”。即使對(duì)同一級(jí)別車(chē)型，不同車(chē)企及電動(dòng)化平臺(tái)均有各自技術(shù)架構(gòu)，需要電驅(qū)動(dòng)企業(yè)去配合設(shè)計(jì)，故當(dāng)前定制化水平仍較高。
1）技術(shù)變革帶動(dòng)需求結(jié)構(gòu)變化：在電機(jī)技術(shù)方向上，扁線(xiàn)電機(jī)滲透率有望在未來(lái)5 年快速提升，我們假設(shè) 2025 年在電驅(qū)三合一市場(chǎng)的綜合滲透率將達(dá)到 87%；在單車(chē)配套電機(jī)數(shù)量上，雙電機(jī)目前仍主要應(yīng)用于高端車(chē)型，我們假設(shè) 2025 年雙電機(jī)在電驅(qū)三合一市場(chǎng)綜合滲透率將達(dá)到 5%。在電控方向，由于碳化硅性能優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，近年應(yīng)用增長(zhǎng)較快，考慮其降本速度，我們假設(shè)碳化硅電控滲透率穩(wěn)步提升、2025 年在電驅(qū)三合一市場(chǎng)綜合滲透率達(dá)到 26%。
2）規(guī)?；瘞?dòng)價(jià)格下降：電機(jī)方面，扁線(xiàn)電機(jī)廠(chǎng)家近年產(chǎn)能擴(kuò)展迅猛，我們預(yù)計(jì)規(guī)模化將帶動(dòng)價(jià)格快速下降，同時(shí)隨著扁線(xiàn)電機(jī)滲透率提升，與圓線(xiàn)電機(jī)價(jià)格差異持續(xù)縮小，經(jīng)濟(jì)性更為突出；電控方面，碳化硅同樣持續(xù)降本。
3）集成化占比提高：我們將電驅(qū)動(dòng)&電源市場(chǎng)分為分布式、二合一、三合一（含少量“多合一”），我們假設(shè)“三合一”滲透率不斷提升、2025 年達(dá)到 59%（基本覆蓋 A 級(jí)及以上的車(chē)型）
行業(yè)參與者可分為“三大陣營(yíng)”：整車(chē)廠(chǎng)自供體系、動(dòng)力系統(tǒng)集成商、第三方電驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商。
1）整車(chē)廠(chǎng)自供體系（in-house）：出于供應(yīng)鏈安全、成本控制等考慮，整車(chē)廠(chǎng)多設(shè)立子公司或合資公司自供電驅(qū)動(dòng)、電源產(chǎn)品，代表公司有特斯拉、比亞迪旗下的弗迪動(dòng)力、蔚來(lái)旗下的蔚然動(dòng)力、長(zhǎng)城旗下的蜂巢能源等。
2）動(dòng)力系統(tǒng)集成商（Tier1）：通常為海外汽車(chē)零部件巨頭，如聯(lián)合電子、日電產(chǎn)、博世、大陸、博格華納等，憑借深厚的技術(shù)、工藝等積淀拓展至新能源汽車(chē)領(lǐng)域，本身產(chǎn)品力強(qiáng)、產(chǎn)能規(guī)模大，且具備全球主流車(chē)企客戶(hù)資源。
3）第三方電驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商：近年來(lái)快速崛起，獨(dú)立第三方根據(jù)業(yè)務(wù)側(cè)重點(diǎn)可以分為電控為主、電機(jī)為主的廠(chǎng)商，但是在集成化的趨勢(shì)下，企業(yè)通常會(huì)同時(shí)布局電機(jī)、電控、電源與“多合一”系統(tǒng)。根據(jù)公司業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)差異，又可分為以下幾類(lèi)：
- 深耕新能源車(chē)電驅(qū)動(dòng)的“行業(yè)老兵”：如英搏爾、精進(jìn)電動(dòng)、欣銳科技、威邁斯等；
- 從其他行業(yè)電控產(chǎn)品拓展至新能源車(chē)電驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)的企業(yè)：如匯川技術(shù)、陽(yáng)光電源等；
- 從傳統(tǒng)電機(jī)領(lǐng)域拓展至新能源車(chē)電機(jī)電控業(yè)務(wù)的企業(yè)：如起家于縫紉機(jī)電機(jī)的方正電機(jī)、工業(yè)電機(jī)的臥龍電驅(qū)、微特電機(jī)的大洋電機(jī)等。
1） 整車(chē)廠(chǎng)自制 VS 向第三方外采：
我們認(rèn)為，未來(lái) 5-10 年仍將是自主品牌與新勢(shì)力車(chē)企崛起的機(jī)遇期。一方面由于新能源汽車(chē)更新?lián)Q代速度要高于傳統(tǒng)燃油車(chē)，相比外資品牌，自主品牌的“包袱”更小，能夠更加快速地進(jìn)行變革。另一方面，新能源汽車(chē)扎根本土，對(duì)消費(fèi)者需求有更深刻的認(rèn)知，可以敏銳捕捉到消費(fèi)者需求變化并快速響應(yīng)。
上述核心車(chē)企采購(gòu)邏輯（自制 or 開(kāi)放供應(yīng)鏈）影響了第三方可觸及的市場(chǎng)空間。
對(duì)于前述的“中高端、中端、中低端”市場(chǎng)，車(chē)企通常有各自的采購(gòu)偏好：
- “中高端”+ 部分“中端”市場(chǎng)：對(duì)產(chǎn)品性能、可靠性要求通常較高，因此內(nèi)資頭部整車(chē)廠(chǎng)部分傾向于采用自供體系，但走量的車(chē)型及成本要求高的車(chē)型會(huì)開(kāi)放外供。特斯拉、弗迪動(dòng)力、蔚來(lái)完全采用自供體系（B、C 級(jí)車(chē)居多），吉利高端“浩瀚”平臺(tái)采用自供體系威睿。也有部分整車(chē)廠(chǎng)選擇開(kāi)發(fā)供應(yīng)鏈，如理想采購(gòu)匯川技術(shù)產(chǎn)品，配套車(chē)型為 C 級(jí)車(chē)?yán)硐?ONE；小鵬雖然自己組裝“三合一”，但電機(jī)、電控、減速器產(chǎn)品主要從第三方采購(gòu)。
- “中低端”+ 部分“中端”市場(chǎng)，更重采購(gòu)成本，自供體系相對(duì)第三方不具備性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，故 A00、A0 級(jí)通常以第三方供應(yīng)商為主。其中，上海電驅(qū)動(dòng)配套則以 A級(jí)及以下為主，2021 年奔奔 E-star 在公司配套中占比最高，達(dá)到了 59.52%。與上海電驅(qū)動(dòng)類(lèi)似的還有英搏爾和大眾變速器，英搏爾是 A 級(jí)及以下車(chē)型市場(chǎng)的無(wú)冕之王，配套包括五菱榮光 MINI、雷丁芒果、長(zhǎng)城好貓等爆款車(chē)型；大眾變速器主要配套車(chē)型為 A0 級(jí)車(chē)哪吒 V，2021 年占公司總配套的 62.44%。
2021 年/2025 年第三方供應(yīng)商總體銷(xiāo)量份額為 40%/60%。整車(chē)廠(chǎng)前期因新能車(chē)出貨量相對(duì)不大，部分車(chē)企選擇自制電驅(qū)動(dòng)/電源系統(tǒng)，但后期隨新能源車(chē)年銷(xiāo)量過(guò)百萬(wàn)輛、車(chē)型品類(lèi)豐富等，對(duì)自制體系的成本控制能力、快速研發(fā)能力、產(chǎn)能等都提出較大挑戰(zhàn)。屆時(shí)，我們預(yù)計(jì)第三方憑借技術(shù)平臺(tái)完備，以標(biāo)準(zhǔn)化促定制化開(kāi)發(fā)，疊加定點(diǎn)車(chē)型銷(xiāo)量較大，規(guī)模效應(yīng)強(qiáng)勁，在成本、開(kāi)發(fā)速度、產(chǎn)能方面均具備更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。不同于燃油車(chē)，電池、電驅(qū)作為新能源汽車(chē)中最重要的板塊，如果全部外包給第三方供應(yīng)商，那么留給車(chē)企的參與環(huán)節(jié)將大幅減少，這將不斷降低產(chǎn)業(yè)壁壘，縮小盈利空間，因此從整車(chē)廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略來(lái)考慮，部分車(chē)企未來(lái)仍會(huì)堅(jiān)持“部分自供”。綜上，我們預(yù)計(jì)多數(shù)整車(chē)廠(chǎng)在性能要求苛刻的中高端平臺(tái)（B 級(jí)及以上）部分采用自供體系、部分外供，中端、中低端市場(chǎng)的車(chē)型開(kāi)放供應(yīng)鏈給第三方。結(jié)合上一節(jié)不同品牌車(chē)的銷(xiāo)量占比數(shù)據(jù)，我們測(cè)算 2021 年第三方供應(yīng)商總體銷(xiāo)量份額約 39.96%，至 2025 年份額有望提升至 60.38%。
2） 第三方供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)（第三方 VS 第三方）：
國(guó)內(nèi)主流廠(chǎng)家在技術(shù)上和海外 Tier1 的差異在逐步縮小。海外 Tier1 在傳統(tǒng)車(chē)零部件研發(fā)生產(chǎn)上走在世界前列，但是近年來(lái)我國(guó)電驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商在技術(shù)上不斷實(shí)現(xiàn)突破，與國(guó)外先進(jìn)水平差距逐步縮小，核心性能基本與海外 Tier1 相差不大，在新技術(shù)路線(xiàn)的布局方面也處于同一起跑線(xiàn)甚至領(lǐng)先一步。
高壓化（基于碳化硅的電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品）：在電機(jī)方面，方正電機(jī)基于 800V 碳化硅平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)目前已完成客戶(hù)項(xiàng)目定點(diǎn)，有望于 2022Q3 量產(chǎn)。在電控方面，日立為保時(shí)捷 Taycna 提供了基于 Si-IGBT 技術(shù)的 800V 的逆變器。在電驅(qū)動(dòng)總成方面，匯川技術(shù)、臻驅(qū)科技、中車(chē)時(shí)代等都已推出了應(yīng)用碳化硅的驅(qū)動(dòng)集成產(chǎn)品，其中匯川的第四代動(dòng)力總成已在小鵬 800V 高壓平臺(tái)車(chē)型中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
扁線(xiàn)電機(jī)：方正電機(jī)、大洋電機(jī)、華域電動(dòng)等生產(chǎn)的扁線(xiàn)電機(jī)均已得到應(yīng)用，例如方正電機(jī)產(chǎn)品已量產(chǎn)配套蔚來(lái) ET7，大洋電機(jī)已量產(chǎn)配套北汽 48V BSG。
