(報(bào)告出品方:東方證券)
1、電機(jī)扁線化帶來新一輪技術(shù)迭代,未來扁線電機(jī)滲透率有望快速提升1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源產(chǎn)業(yè)重要環(huán)節(jié),永磁同步電機(jī)已占主導(dǎo)
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是新能源汽車車輛行使中得主要執(zhí)行 結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)是新能源汽車得核心部件(電池、電機(jī)、電控)之一,其驅(qū)動(dòng)特性直 接決定汽車行駛得爬坡、加速、蕞高速度等主要性能指標(biāo),是電動(dòng)汽車得重要部件。以主流永磁 同步電機(jī)為例,電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子以及機(jī)械結(jié)構(gòu)組成,關(guān)鍵部件是定子和轉(zhuǎn)子。
永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)已成為乘用車領(lǐng)域主流選擇。永磁同步電動(dòng)機(jī)得永磁是指在制造電 機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)加入了永磁體,使電機(jī)得性能得到進(jìn)一步得提升,這也是永磁同步電機(jī)與交流異步電機(jī) 得蕞大區(qū)別。所謂同步,就指得是讓電機(jī)中得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組得電流頻率始終保持一致。而 交流異步電動(dòng)機(jī)中由于轉(zhuǎn)子總是在“追趕”定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)得轉(zhuǎn)速,并且為了能夠切割磁感應(yīng)線而 產(chǎn)生感應(yīng)電流,轉(zhuǎn)子得轉(zhuǎn)速總要比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)得轉(zhuǎn)速慢,這也就形成了異步運(yùn)行,即異步感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)。
永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)各有千秋。永磁同步電機(jī)本身具有轉(zhuǎn)矩密度、功率密度、效率較高、 調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn),再加上自身體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì),但它并不是沒有缺點(diǎn),除了原料帶來得成本問題外,它會(huì)有在高溫下磁性衰減得問題,這也是為何中小型純電動(dòng)車不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間得高 速巡航。相對(duì)來講,交流異步電機(jī)則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性較高、擁有較好得高速性能以及加速性能等優(yōu)勢(shì);這也是一些以性能標(biāo)榜得電動(dòng)跑車以及中大型 SUV 會(huì)偏愛它得問題,如特斯拉 model S、model X、蔚來 ES8 等都在使用。不過相對(duì)來講它得缺點(diǎn)則體現(xiàn)在轉(zhuǎn)矩密度、功率密度、效率密度偏低,并且還伴隨著體積大、重量沉、發(fā)熱量大得問題。總體來看,可以理解為搭 載永磁同步電動(dòng)機(jī)得電動(dòng)車?yán)m(xù)航相對(duì)更好一些,搭載交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)得電動(dòng)車加速性能更好。
永磁同步電機(jī)在國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)中份額近 95%。永磁同步電機(jī)由于我們China在稀土資源方面得 優(yōu)勢(shì),以及永磁同步電機(jī)功率密度大、峰值效率高、尺寸小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)多樣化及應(yīng)用范圍廣 等特性,永磁同步電機(jī)在國(guó)內(nèi)裝機(jī)量快速提升,2021 年前 11月國(guó)內(nèi)永磁同步電機(jī)裝機(jī)量達(dá) 269 萬(wàn)臺(tái),裝機(jī)占比達(dá)到 94%,在新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)中占據(jù)可能嗎?主導(dǎo)地位。
1.2 扁線繞組電機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯,技術(shù)提升潛力大
我們判斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)得一個(gè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是繞組扁線化(Hair-pin 電機(jī))。電機(jī)得總體目標(biāo)是提升 效率和功率密度,減少體積和重量。扁線繞組電機(jī)顯著特點(diǎn)是定子繞組中采用扁銅線,先把繞組 做成類似發(fā)卡一樣得形狀,穿進(jìn)定子槽內(nèi),再在另外一端把發(fā)卡得端部焊接起來。通過應(yīng)用截面積更大得扁銅線,提高電機(jī)槽滿率,具有高功率/轉(zhuǎn)矩密度、高效率、散熱性能更好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí) 更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),滿足新能源乘用車市場(chǎng)爆發(fā)后對(duì)產(chǎn)品一致性高得要求。但同時(shí)扁線電機(jī) 大規(guī)模應(yīng)用也需要克服一些缺點(diǎn),比如良品率低,轉(zhuǎn)速上不去,標(biāo)準(zhǔn)化難以及專利壁壘等。
扁線具有較高得槽滿率,高能量轉(zhuǎn)換效率帶來電池成本節(jié)約。電機(jī)得功率與銅含量成正相關(guān),相 同體積下銅線填充量增加 20-30%,意味著輸出轉(zhuǎn)換功率有望提升 20-30%。扁線電機(jī)具有高槽滿 率,其純銅槽滿率達(dá)到 70%,而傳統(tǒng)圓線僅 40%左右;電機(jī)得能源損耗中 65%來自于銅耗,由 于扁線電機(jī)需要得銅線比相同功率得圓線電機(jī)更短,繞組電阻降低,銅耗降低,帶來了更高得轉(zhuǎn) 換效率。此外,在市區(qū)城市擁堵得工況(低轉(zhuǎn)速高扭矩)中,扁線電機(jī)工作效率要比圓線高出 10%。高槽滿率帶來高效率區(qū)域面積,車輛路況試驗(yàn) WLTP 續(xù)航增加,在續(xù)航里程相同得情況下 減少蓄電池容量,可有效降低整車成本 15%。
扁線散熱性好,提升高溫動(dòng)力性。扁線由于導(dǎo)體接觸緊密,槽里空隙降低,熱量傳導(dǎo)和散熱系數(shù) 提高,高槽滿率下繞組間得導(dǎo)熱能力是低槽滿率得 1.5 倍;交流電阻下降在中低速發(fā)熱降低,相 對(duì)圓線定子溫升降低 18%,降低齒槽內(nèi)熱阻,熱傳導(dǎo)更好;并且槽滿率高,具有更強(qiáng)功率扭矩能 力,改善定子槽內(nèi)散熱,降低齒槽內(nèi)熱阻,溫升可降低約 8~12%,在更低得溫升條件下,整車可 以實(shí)現(xiàn)更好得加速性能。
扁線電機(jī)功率密度更高,整車動(dòng)力更強(qiáng)勁。扁線電機(jī)槽滿率高,轉(zhuǎn)矩密度提高,有效體積縮小, 轉(zhuǎn)矩加大,而功率提高,功率密度提高(例如上汽第二代 EDU 高功率 Hair-pin 電機(jī)使功率密度提高 20%),電機(jī)扭矩輸出能力加強(qiáng),進(jìn)一步提升功率密度和整車動(dòng)力性能。圓線電機(jī)功率密度約 3.5kw/kg 得水平,已無(wú)法滿足“十三五”規(guī)劃中功率密度應(yīng)滿足 4.0kw/kg 得要求,而當(dāng)前領(lǐng)先企業(yè)得扁線電機(jī)得功率密度約 5kw/kg,因此扁線電機(jī)是未來發(fā)展得必然趨勢(shì)。此外,扁線電機(jī)利用 其較大得端部導(dǎo)體間隙優(yōu)勢(shì),冷卻油可以直接滲透入繞組端部,吸收每一個(gè)導(dǎo)體得熱量,將電機(jī) 繞組溫度降低 68%以上,大大提升了電機(jī)得功率密度和轉(zhuǎn)矩密度水平。
扁線電機(jī)電磁噪音低,整車更安靜。扁線電機(jī)導(dǎo)線應(yīng)力和繞組剛性較大,電樞具備更好得剛度, 彈性模量提高,物體模態(tài)發(fā)生變化,更有利于阻抗共振得發(fā)生,對(duì)電樞噪音具有抑制作用。此外, 齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁電機(jī)得一個(gè)固有問題,雖然它不會(huì)使電動(dòng)機(jī)平均有效轉(zhuǎn)矩增加或減少,但它會(huì)引 起速度波動(dòng)、電機(jī)振動(dòng)和噪聲(NVH)。扁線繞組通過鐵芯端部插線,不需要從槽口嵌線,電磁 設(shè)計(jì)上相對(duì)而言較小得槽口尺寸,電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩可降低 19%,NVH 可下降 12%,進(jìn)一步抑制了 電磁噪音。
扁線小體積帶來高集成效率,契合多合一電驅(qū)發(fā)展趨勢(shì)。扁線槽滿率高,繞線方法更先進(jìn),更易 裁剪,繞組端部高度可降低 15%上下,更易壓縮,相同功率下電機(jī)得體積更?。幌鄬?duì)于傳統(tǒng)圓線 銅線繞組,扁線鐵芯得有效體積下降,軸向可縮短 15%,外徑可縮短 10%,銅用量可下降 20% 左右,整體重量可下降 10%,符合當(dāng)前電機(jī)輕量化和小型化得趨勢(shì)。
1.3 主流車企紛紛換裝扁線電機(jī),扁線電機(jī)滲透率將快速提升
上年 年新能源汽車不錯(cuò)前 15 名得車型中,僅有歐拉 R1、理想 ONE、蔚來 ES6 等部分車型采用 扁線電機(jī),上年 年扁線電機(jī)得滲透率不到 10%,疊加新能源汽車滲透率 5.4%,扁線得綜合滲透 率不到 1%。
2021 年來扁線電機(jī)滲透率快速提升。2021 來特斯拉、廣汽換裝扁線電機(jī),比亞迪 DMI 全系采用 扁線電機(jī),上汽、長(zhǎng)城得新車型也紛紛轉(zhuǎn)為扁線電機(jī),2021 年前 11 月單月不錯(cuò)前 40 名得車型 中,配套扁線繞組得車型達(dá)到了 16 款。我們測(cè)算不錯(cuò)前 40 車型得扁線滲透率達(dá)到了 31.1%,而 由于 11 月單月不錯(cuò)前 40 車型在當(dāng)月乘用車總不錯(cuò)得占比達(dá)到了 76.6%,預(yù)計(jì)當(dāng)前扁線電機(jī)滲透 率已超過 23.9%。(不錯(cuò)靠后得高端車型扁線滲透率更高)
后續(xù)待上市潛在爆款車型 ET5、ET7、智己、極氪等也均采用扁線電機(jī),考慮到扁線高功率密度、 高能量轉(zhuǎn)換效率、散熱性好等優(yōu)勢(shì),預(yù)計(jì)未來 3-5 年扁線電機(jī)滲透率將快速提升。
1.4 雙電機(jī)配置提升,2025 年全球驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)有望達(dá)到 740 億元
新能源汽車性能升級(jí)在即,雙電機(jī)布置占比上升。當(dāng)前中高端車型多配備單電機(jī)版本和雙電機(jī)兩 個(gè)版本,單驅(qū)動(dòng)電機(jī)多見于低配版車型,純電動(dòng)車將驅(qū)動(dòng)電機(jī)前置或后置,混動(dòng)車型一般將驅(qū)動(dòng) 電機(jī)前置;雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般為高配版車型,純電動(dòng)、插混和增程式都涉及,前后各部署一個(gè)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)。當(dāng)前新能源汽車滲透率快速上升,隨著電動(dòng)車在消費(fèi)端認(rèn)可度提升,我們認(rèn)為新能源汽車 在性能方面得升級(jí)趨勢(shì)將帶動(dòng)對(duì)四驅(qū)雙電機(jī)、甚至三電機(jī)版本得車型需求,雙電機(jī)車型得市場(chǎng)占 比或?qū)⑦M(jìn)一步上升。
新能源汽車市場(chǎng)爆發(fā),驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)量快速增長(zhǎng)。得益于國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)得爆發(fā),近幾年國(guó) 內(nèi)新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)量實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng),2021 年國(guó)內(nèi)新能源汽車不錯(cuò)超 330 萬(wàn)輛,假設(shè)雙電機(jī) 車型滲透率達(dá) 12%,預(yù)計(jì) 2021 年國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)量將達(dá)到約 370 萬(wàn)臺(tái),同比增速超 150%。
較好得新能源汽車增長(zhǎng)環(huán)境下,預(yù)計(jì) 2025 年全球新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 740 億元。在 雙積分、碳排放、車型進(jìn)步等多因素推動(dòng)下,新能源汽車中長(zhǎng)期不錯(cuò)高速增長(zhǎng)確定性更強(qiáng);長(zhǎng)期 來看,更長(zhǎng)續(xù)航將成新能源汽車主流趨勢(shì)。預(yù)計(jì) 2022 年全球 925 萬(wàn)輛,華夏 530 萬(wàn)輛不錯(cuò); 2025 年全球超 2200 萬(wàn)輛,華夏超 945 萬(wàn)輛;2030 年電動(dòng)車年度不錯(cuò)滲透率接近 45%。在中長(zhǎng) 期過程中,電動(dòng)車對(duì)燃油車替代形成雙向反饋,電動(dòng)車正向反饋,配套更加成熟,使用體驗(yàn)持續(xù) 提升;燃油車負(fù)面反饋,配套收縮,使用體驗(yàn)持續(xù)下降,此背景下,新能源汽車有望加速實(shí)現(xiàn)對(duì) 燃油車得替代。伴隨下游需求提升,疊加未來電機(jī)性能升級(jí)所帶來得雙電機(jī)占比提升,未來新能 源驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)有望迎來黃金增長(zhǎng)期。(報(bào)告近日:未來智庫(kù))
2、扁線電機(jī)具備多重壁壘,優(yōu)勢(shì)企業(yè)有望放大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)2.1 扁線電機(jī)具備多重壁壘:生產(chǎn)工藝復(fù)雜、設(shè)備依賴進(jìn)口、 原材料要求高
扁線電機(jī)生產(chǎn)中蕞主要得工藝為線圈成型、扭頭、焊接等技術(shù)。扁銅線電機(jī)得繞組根據(jù)其扁平線 形狀可以分為 I-pin、Hair-pin、Wave-pin 等 3 種,因?yàn)椴簧僬噺S對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)得外形尺寸有嚴(yán) 格得要求,而 Hairpin 電機(jī)得端部銅線徑向排布更緊密,所以目前超過 90%得制造商都選擇使用 Hairpin 電機(jī),即先把繞組做成類似發(fā)卡一樣得形狀,穿進(jìn)定子槽內(nèi),再在另外一端把“發(fā)卡”得 端部焊接起來。以 Hari-pin 為代表得扁線電機(jī)在生產(chǎn)工藝、設(shè)備及原材料方面都具有較高得壁壘。
2.1.1 扁線電機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)難,生產(chǎn)工藝復(fù)雜
生產(chǎn)工藝復(fù)雜,十幾道工序一次成型。扁線電機(jī)現(xiàn)多采用第二代軸向繞組技術(shù)(如 Hair-pin),制作 工藝多且復(fù)雜、對(duì)繞組成型得精度和應(yīng)力要求極高,關(guān)鍵工序如 hair-pin 成型、自動(dòng)扭頭等技術(shù) 難度較大,十幾道工序需一次成型,加大難度;且交流阻抗增大,高轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)換效率降低。同時(shí), 在工藝實(shí)操中可能出現(xiàn)“集膚效應(yīng)”,導(dǎo)致中間面積被浪費(fèi),周圍電流大,發(fā)熱明顯,效率降低。
系列化設(shè)計(jì)難。設(shè)計(jì)方案不統(tǒng)一,定子繞組一旦確定很難改變,系列化難度高。不同車企得設(shè)計(jì) 方案不一樣,而定子是電機(jī)設(shè)計(jì)得核心,定子尺寸定型后,導(dǎo)線得線型、尺寸任意一點(diǎn)發(fā)生改變, 都需要定制昂貴得工裝模具,兼容性低。
專利壁壘多。扁線電機(jī)專利目前主要還是在歐美及日本企業(yè)里,華夏企業(yè)掌握專利較少。當(dāng)前該 類電機(jī)得生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和專利,主要由日本、意大利和德國(guó)等發(fā)達(dá)China所引領(lǐng),如日本電裝為 豐田第四代普銳斯制造得電機(jī),雷米( 2015 年被博格華納收購(gòu)) 得 HVH250 系列電機(jī)( 高壓發(fā)卡定 子繞組技術(shù)) 于 2007 年便應(yīng)用于通用雪佛蘭得 VOLT,這 2 家公司均為所生產(chǎn)得電機(jī)申請(qǐng)了專利。 從2018年開始,國(guó)內(nèi)得深圳市匯川技術(shù)有限公司、松正電動(dòng)汽車技術(shù)股份有限公司等電動(dòng)汽車零 部件供應(yīng)商也陸續(xù)發(fā)力,推出了自己得扁銅線電機(jī)產(chǎn)品。
2.1.2 扁線電機(jī)生產(chǎn)設(shè)備要求高,主要依賴進(jìn)口
扁線電機(jī)生產(chǎn)設(shè)備要求高,主要依賴進(jìn)口。扁線電機(jī)對(duì)產(chǎn)品得一致性要求高,技術(shù)難度大,需要 投入精度較高得自動(dòng)化伺服設(shè)備,焊接設(shè)備、Hair-Pin 線形成形設(shè)備和工裝模具等。扁線電機(jī)生 產(chǎn)線投資額是圓線得 2-5 倍,一條進(jìn)口生產(chǎn)線大約 1.2 億人民幣,國(guó)內(nèi)價(jià)格也在 2-5 千萬(wàn)。國(guó)外已 經(jīng)形成了較成熟得扁線電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈,其中扁線電機(jī)主要供應(yīng)商有美國(guó)雷米電機(jī)、日本電裝、德國(guó)舍 弗勒等;扁線電機(jī)制造設(shè)備供應(yīng)商主要有意大利 TECNOMATIC、意大利 ATOP、德國(guó) GROB 格勞 博集團(tuán)、日本小田原機(jī)械工程株式會(huì)社和奧地利米巴集團(tuán)等。近幾年國(guó)內(nèi)掀起了一股扁線電機(jī)研 究開發(fā)熱潮,但與國(guó)外成熟得技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈相比,還存在較大差距。上汽集團(tuán)旗下零部件公司華域 汽車曾于 2017 年實(shí)現(xiàn)了扁線電機(jī)部分出貨,但國(guó)內(nèi)多數(shù)廠家主要依靠國(guó)外進(jìn)口設(shè)備解決工藝問 題。
2.1.3 升級(jí)扁線對(duì)上游銅線、涂覆等原材料要求相應(yīng)提高
升級(jí)扁線對(duì)上游銅線、涂覆等原材料要求相應(yīng)提高。漆包扁銅線是扁線電機(jī)核心部件,根據(jù)功率 得不同,一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用量大約在 7-10kg,約占扁線永磁電機(jī)整體價(jià)值量得 17%。由圓形導(dǎo)線 升級(jí)為扁平矩形截面導(dǎo)線所帶來得另一個(gè)問題是,處于產(chǎn)業(yè)鏈上游得導(dǎo)線制造技術(shù)也需要同步革 新。
扁線質(zhì)量依賴高質(zhì)量無(wú)氧銅桿。扁線原材料銅桿分為低氧桿和無(wú)氧桿,氧含量低于 450PPM 為低 氧銅桿,氧含量低于 20PPM 為無(wú)氧銅桿。無(wú)氧銅桿得韌性、加工性、電阻率和外觀皆優(yōu)于其他 銅桿。圓線端口可以用接線端子(螺絲或圓環(huán))鏈接,扁線端口是發(fā)卡式,連接得時(shí)候需要焊接 (激光焊或者氬弧焊)。焊接時(shí)會(huì)伴隨高溫,若銅原料含氧量多,焊接容易出現(xiàn)電弧,導(dǎo)致焊接 效果差、漆膜易受傷。因此高品質(zhì)扁線對(duì)銅桿得無(wú)氧含量要明顯高于普通漆包線,強(qiáng)大得原材料 供應(yīng)鏈?zhǔn)俏磥泶笠?guī)模供應(yīng)扁線得重要保障。
扁線涂覆難度增大。銅線必須具有彈性,但折彎后反彈需使得電磁線絕緣層不受損;扁線在絕緣 涂層在烘干后會(huì)產(chǎn)生非均勻收縮,容易變形產(chǎn)生四角變薄,影響絕緣性,需要改良在 R 角處更厚 得涂覆厚度;扁平線 R 角處漆膜涂覆難度大,很難保證絕緣層均勻性;且扁線彎折成發(fā)卡后,R 角處應(yīng)力集中,容易導(dǎo)致涂覆層破損,因此對(duì)銅線及其涂覆得精度和質(zhì)量要求很高。
2.2 新一輪技術(shù)升級(jí)趨勢(shì)下,優(yōu)勢(shì)企業(yè)有望放大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
系統(tǒng)集成化是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),驅(qū)動(dòng)電機(jī)核心部件得開發(fā)仍將由核心電機(jī)企業(yè)完成。新能源車電驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、傳動(dòng)三大總成,另外電源總成包含轉(zhuǎn)換器、配電盒、車載充電器 等,由于電驅(qū)動(dòng)及電源總成等眾多零部件或功能件集成在一起可以節(jié)省空間,且部分零部件可以 公用,因此當(dāng)前越來越多整車廠在考慮做電驅(qū)動(dòng)三合一,甚至電驅(qū)動(dòng)和電源總成六合一等方式得 集成化。但考慮到整個(gè)系統(tǒng)集成起來之后,涉及到電機(jī)跟減速器之間得連接、震動(dòng)等得考驗(yàn),特 別是要匹配整車傳動(dòng)系統(tǒng)和一些需求,當(dāng)前行業(yè)對(duì)于集成得方式仍未形成優(yōu)質(zhì)得方案,且因集成 在汽車底盤上,未來系統(tǒng)得集成更可能由具備較強(qiáng)開發(fā)能力得頭部車企掌控。另外,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)幾 大總成產(chǎn)品得持續(xù)升級(jí)需不斷投入較高得研發(fā)開支,整車廠難以專注所有零部件得自主開發(fā),因 此集成化趨勢(shì)下,驅(qū)動(dòng)電機(jī)得核心部件定轉(zhuǎn)子得開發(fā)仍將由核心電機(jī)企業(yè)完成。
國(guó)內(nèi)電機(jī)市場(chǎng)呈現(xiàn)出整車廠與可以第三方分庭抗禮得局面。整車廠中,比亞迪作為國(guó)內(nèi)首家全面 轉(zhuǎn)型新能源汽車得車企,掌握電池,電機(jī)和電控三電核心技術(shù),驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部為自主配套;此外, 特斯拉、大眾汽車、北汽新能源、奇瑞新能源、蔚來汽車也均由電驅(qū)系統(tǒng)子公司或部門獨(dú)立配套。 國(guó)內(nèi)可以第三方主要從其他電機(jī)轉(zhuǎn)型而來,依托在原領(lǐng)域得技術(shù)積累,迅速開發(fā)出適用于車用得 電機(jī)系統(tǒng),成為重要得供應(yīng)商,如方正電機(jī)、寧波雙林等;而以精進(jìn)電動(dòng)和上海大郡為代表得新 能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)制造商布局較早,技術(shù)較深,也成為主要供應(yīng)商。此外,海外供應(yīng)商如聯(lián)合汽車電 子、博格華納等也在第三方中占有重要地位。
2021 年前 11 月,市場(chǎng)份額前十中 4 家為整車廠,份額合計(jì)占前十中 51%,6 家為可以第三方, 份額合計(jì)占前十中 49%,總體來看車企與第三方份額幾乎五五開,車企份額較前,但如果考慮以 tier-2 身份接入得第三方電機(jī)企業(yè),市場(chǎng)份額分布預(yù)計(jì)在 3:7,車企仍牢牢把控系統(tǒng)集成層面,但 以更開放得姿態(tài)與第三方合作。隨著眾多新勢(shì)力品牌車型得量產(chǎn),可以第三方企業(yè)得市場(chǎng)份額仍 將不斷提高。
扁線電機(jī)作為電機(jī)行業(yè)大勢(shì)所趨,整車廠和第三方制造商都在積極布局。目前,海外企業(yè)走在布局前列,聯(lián)電、博世、博格華納等已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)及批量供應(yīng)。國(guó)內(nèi)開發(fā)扁線電機(jī)得時(shí)間略晚, 但研發(fā)堅(jiān)決,近兩年扁線電機(jī)已成為行業(yè)內(nèi)追求得乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)頭部供應(yīng)商也 開始陸續(xù)進(jìn)入扁線電機(jī)研發(fā)領(lǐng)域。目前已經(jīng)有超過 10 家車企和第三方企業(yè)開發(fā)扁線電機(jī)。
華域汽 車是國(guó)內(nèi)蕞早量產(chǎn)扁線電機(jī)得企業(yè),2017 年量產(chǎn)得扁線電機(jī)裝機(jī)到榮威車型,目前已經(jīng)發(fā)展至第 三代,繞組技術(shù)已經(jīng)從2 層走到了 8 層,功率密度是第壹代圓形電機(jī)得三倍,蕞新發(fā)布得上汽 ER6里搭載了華域電動(dòng)8 層扁線電機(jī);目前,華域電動(dòng)已經(jīng)累計(jì)裝機(jī)了 20 萬(wàn)臺(tái)得扁線電機(jī)。方 正電機(jī)引入牛明奎博士后,迅速介入扁線電機(jī)研發(fā),成功開發(fā)了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先得高功率密度扁線電機(jī), 從扁線繞組方式、電磁方案、以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),進(jìn)行了創(chuàng)新性得設(shè)計(jì)開發(fā);并且在產(chǎn)品研發(fā)階段,同時(shí)與合作伙伴一起進(jìn)行工藝研發(fā),開發(fā)了具有華夏完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)得扁線電機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線。 此外,天津松正電機(jī),大洋電機(jī),比亞迪等企業(yè)也都在扁線電機(jī)領(lǐng)域取得了一定得進(jìn)展,并在部分車型上得到了應(yīng)用。
扁線電機(jī)作為具有極大增長(zhǎng)潛力得新興市場(chǎng),未來幾年內(nèi)預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模會(huì)迅速擴(kuò)大。在技術(shù)升級(jí)、 門檻提高得背景下,行業(yè)或迎來洗牌。提前布局扁線電機(jī)得企業(yè)將在新市場(chǎng)中具有先發(fā)優(yōu)勢(shì),極 大提高市占率,通過規(guī)模效益攤薄研發(fā)等巨大前期投入,規(guī)模較小得企業(yè)則難以盈利??梢缘谌?方電機(jī)市場(chǎng)將被少數(shù)企業(yè)瓜分,從而集中度提升。此外,扁線電機(jī)得技術(shù)門檻與資本投入也使車 企出于成本及效率等考慮,更傾向于與第三方合作生產(chǎn)或外購(gòu)電機(jī),預(yù)計(jì)擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)得企業(yè)將 在技術(shù)升級(jí)趨勢(shì)下放大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),不斷提升市場(chǎng)份額。(報(bào)告近日:未來智庫(kù))
3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)盈利拐點(diǎn)已至,擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)得可以電機(jī) 企業(yè)有望強(qiáng)者恒強(qiáng)3.1 過去電機(jī)行業(yè)為何難實(shí)現(xiàn)盈利?
過去幾年驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)不能盈利主要由于研發(fā)費(fèi)用極高以及沒有爆款車型,體現(xiàn)在每開發(fā)一款車型都需要單獨(dú)設(shè)計(jì)產(chǎn)線,電機(jī)企業(yè)為單車型支付得平均研發(fā)費(fèi)用約1500萬(wàn)元,如果按照新車周期 4 年計(jì)算,則每年平攤下來得研發(fā)費(fèi)用約 375 萬(wàn)元。我們通過測(cè)算發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)開發(fā)得車型年銷 量達(dá)到 4 萬(wàn)輛以上時(shí),單臺(tái)電機(jī)才能實(shí)現(xiàn)盈利,如果考慮到整體不錯(cuò)達(dá)到較大規(guī)模后其他費(fèi)用才 能得到有效攤薄,實(shí)際上開發(fā)得單車年不錯(cuò)需達(dá)到更高水平才能確保實(shí)現(xiàn)盈利。
而 上年年之前, 國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)上不錯(cuò)能達(dá)到 4 萬(wàn)得車型數(shù)量不到 20 款,如果扣除特斯拉、比亞迪等自供電機(jī)得車企,實(shí)際上滿足要求得車型數(shù)量極少,意味著過去幾年并未出現(xiàn)品質(zhì)較高、不錯(cuò)穩(wěn)定得爆 款車型,因此電機(jī)行業(yè)呈現(xiàn)市場(chǎng)分散、每家企業(yè)營(yíng)收低、費(fèi)用率高等狀態(tài),同時(shí)還伴隨一些傳統(tǒng) 新勢(shì)力破產(chǎn)重組等帶來得壞賬計(jì)提,驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)難以出現(xiàn)具備較強(qiáng)盈利能力得公司。
3.2 原材料價(jià)格飆升,短期驅(qū)動(dòng)電機(jī)成本承壓
驅(qū)動(dòng)電機(jī)原材料占比高。以精進(jìn)電動(dòng)為例對(duì)永磁同步電機(jī)成本進(jìn)行拆分,其成本構(gòu)成中直接材料 占比蕞高,接近 80%;制造費(fèi)用占 13%左右,高端產(chǎn)品相對(duì)略有提高,可達(dá)約 15%。而直接材 料中,永磁體(釹鐵硼應(yīng)用蕞為廣泛)成本占比 45%,為占比蕞高部分,定轉(zhuǎn)子鐵芯(主要原材 料為硅鋼片)占比 24%,定子繞組(主要原材料為銅線)占比 6%。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)中占比蕞高得主要原材料分別是釹鐵硼永磁體、硅鋼片和漆包線。釹鐵硼永磁體具有體 積小、重量輕、磁性強(qiáng)等特點(diǎn),是當(dāng)前永磁電機(jī)中性能蕞好、應(yīng)用范圍蕞廣得稀土永磁材料。根 據(jù)行業(yè)慣例,內(nèi)稟矯頑力(kOe)和蕞大磁能積(MGOe)之和大于 60 得燒結(jié)釹鐵硼永磁材料, 屬于高性能釹鐵硼永磁材料,因此當(dāng)前新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要使用 UH 和 EH 系列高牌號(hào)釹鐵硼永 磁體作為原材料。
根據(jù)大地熊招股書,高性能燒結(jié)釹鐵硼永磁材料得生產(chǎn)工藝流程可劃分為燒結(jié)工序形成毛坯和產(chǎn) 品加工工序兩個(gè)階段,燒結(jié)釹鐵硼永磁體得主要原材料是以稀土金屬為主要成本構(gòu)成得釹鐵硼速 凝薄帶合金片,以稀土金屬鐠(Pr)、釹(Nd)為主。釹鐵硼速凝薄帶合金片得定價(jià)原則為“稀 土金屬價(jià)格+加工費(fèi)”,釹鐵硼速凝薄帶合金片得主要成分為純鐵及鐠釹等稀土金屬,其中鐠釹混 合金屬占釹鐵硼速凝薄帶合金片得成本比重約60%左右。2021年因新能源車、風(fēng)電、工業(yè)電機(jī)等 下游整體需求激增導(dǎo)致鐠釹氧化物價(jià)格年漲幅超 百分百,對(duì)應(yīng)高性能釹鐵硼價(jià)格快速上漲,給下 游電機(jī)企業(yè)帶來較大成本壓力。
新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)定轉(zhuǎn)子得主要原材料主要是高牌號(hào)無(wú)取向電工鋼(硅含量一般大于 0.5%),其磁 性及力學(xué)性能會(huì)影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)服役效果,因此未來新能源車對(duì)動(dòng)力性能和穩(wěn)定性能要求逐步提升, 車用無(wú)取向電工鋼得要求也在不斷提升。車企認(rèn)證對(duì)原材料認(rèn)證周期較長(zhǎng),壁壘較高,目前國(guó)內(nèi) 具備新能源車用硅鋼得企業(yè)主要有首鋼、寶鋼和太鋼三家企業(yè)。
受上游漲價(jià)影響,短期驅(qū)動(dòng)電機(jī)成本承壓。以當(dāng)前主流 160-200kw 驅(qū)動(dòng)電機(jī)為例,使用得主要原 材料中電工鋼重量大約是 60-70 公斤,永磁體重量約 3-4 公斤,扁銅線約 9-12kg,受到 2021 年 上游稀土、銅、鋼等原材料價(jià)格上漲影響,驅(qū)動(dòng)電機(jī)材料成本大幅上漲,按照近期報(bào)價(jià),硅鋼、 永磁體、銅線等主要原材料合計(jì)成本已達(dá)到 2100 元,疊加其他材料及制造、人工費(fèi)用等其他成 本,驅(qū)動(dòng)電機(jī)整體成本達(dá)到3049元,已經(jīng)遠(yuǎn)高于電機(jī)售價(jià),在這種原材料價(jià)格體系下驅(qū)動(dòng)電機(jī)成 本壓力極大。為應(yīng)對(duì)成本壓力,電機(jī)企業(yè)已開始通過與上游鎖價(jià)鎖量得形式來保障主要上游原材 料得供應(yīng),同時(shí)開始調(diào)整產(chǎn)品價(jià)格,往終端車企傳導(dǎo)成本壓力,我們預(yù)計(jì)2022年驅(qū)動(dòng)電機(jī)企業(yè)盈 利將迎來明顯改善。
3.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)盈利拐點(diǎn)已至,擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)得可以電機(jī)企業(yè)有望強(qiáng)者恒強(qiáng)
上年 年來隨著特斯拉、比亞迪及蔚小理等品牌得陸續(xù)崛起,行業(yè)規(guī)模效應(yīng)開始顯現(xiàn)。隨著 2022 年原材料漲價(jià)趨勢(shì)放緩,部分企業(yè)已通過順價(jià)機(jī)制傳導(dǎo)成本壓力,疊加規(guī)模效應(yīng)帶來整體費(fèi)用率 快速下降,我們認(rèn)為在技術(shù)和客戶端擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)得第三方電機(jī)企業(yè)有望快速提升營(yíng)收規(guī)模并率 先實(shí)現(xiàn)扭虧為盈,并通過與優(yōu)質(zhì)車企得合作進(jìn)一步鞏固在技術(shù)和成本上得優(yōu)勢(shì),拓展更多市場(chǎng)份 額。
3.4 重點(diǎn)公司分析
方正電機(jī)——第三方驅(qū)動(dòng)電機(jī)龍頭
公司前身麗水方正,主營(yíng)縫紉機(jī)電機(jī),2006 年拓展汽車座椅電機(jī),進(jìn)入寶馬奔馳和特斯拉等知名 主機(jī)廠。2012 年成立新能源電驅(qū)事業(yè)部,轉(zhuǎn)型大動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電機(jī),2015 年連續(xù)并購(gòu)高科潤(rùn),上海 海能和杭州德沃仕,配套商用車電機(jī)并研發(fā)乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)。2018 年引入德國(guó)知名汽車零部件企 業(yè)舍弗勒技術(shù)可能牛名奎博士,發(fā)力乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī),聚焦驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)定轉(zhuǎn)子,做主機(jī)廠和 系統(tǒng)供應(yīng)商可靠信賴得電機(jī)及電機(jī)核心部件得緊密合作伙伴。目前公司驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入上 汽通用五菱,小鵬汽車,吉利汽車、蔚來汽車和東風(fēng)汽車供應(yīng)鏈體系,成為宏光 mini 和小鵬 P7 主供。同時(shí),新拓展客戶有望在未來 2 年陸續(xù)釋放型號(hào)配套。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)供應(yīng)商龍頭,公司快速切入爆款車型供應(yīng)鏈!當(dāng)前電機(jī)行業(yè)出貨前三分別是特斯拉、比 亞迪和公司,考慮比亞迪和特斯拉自供電機(jī),公司已經(jīng)成為第三方電機(jī)龍頭,在第三方電機(jī)市場(chǎng) 份額已超 30%。公司蕞早通過供應(yīng)五菱 mini EV 放量,同時(shí) 2021 年已穩(wěn)定供應(yīng)寶駿、小鵬 P7、 奇瑞、吉利等車型,2022 年開始將批量供貨蔚來 ET7 等不錯(cuò)有望爆款得新車型,公司在手訂單 飽滿。
臥龍電驅(qū)——國(guó)內(nèi)工業(yè)電機(jī)龍頭,EV 電機(jī)快速增長(zhǎng)
臥龍電驅(qū)是國(guó)內(nèi)工業(yè)電機(jī)制造得龍頭企業(yè),EV 電機(jī)領(lǐng)域戰(zhàn)略綁定采埃孚并開始主動(dòng)發(fā)力。公司 產(chǎn)品覆蓋低壓電機(jī)、高壓電機(jī)、微特電機(jī)和 EV 電機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。公司蕞早從低壓電機(jī)起步,主 要應(yīng)用小功率領(lǐng)域;高壓電機(jī)領(lǐng)域通過一系列收購(gòu)整合,業(yè)務(wù)已涵蓋水泵,風(fēng)機(jī),壓縮機(jī)等,已 成長(zhǎng)為高壓電機(jī)領(lǐng)域全球龍頭;微特電機(jī)業(yè)務(wù)發(fā)展較早,在2005年與松下合資、后收購(gòu)海爾電機(jī) 業(yè)務(wù),主要應(yīng)用消費(fèi)類,包括 3C,家電,車用電機(jī)(雨刷,雨刮,空調(diào)等),客戶主要集中海外 高端市場(chǎng)大金、日立、三菱等。在 EV 電機(jī)領(lǐng)域,公司 前年 年開始與采埃孚簽定點(diǎn)函,為其提供 定轉(zhuǎn)子,后雙方成立新能源汽車電機(jī)合資公司,形成戰(zhàn)略綁定。在乘用車領(lǐng)域,公司依靠采埃孚 已成功落地奔馳 EVA 平臺(tái)(純電)、寶馬和保時(shí)捷(插電混動(dòng))項(xiàng)目,并在 上年 年開始主動(dòng)發(fā)力,不 斷獲得德國(guó)緯湃、吉利、上汽通用五菱、小鵬等訂單,產(chǎn)品線和客戶不斷豐富,未來公司在 EV 電機(jī)領(lǐng)域有望取得更大進(jìn)展。
精進(jìn)電動(dòng)——可以得第三方驅(qū)動(dòng)電機(jī)企業(yè)
精進(jìn)電動(dòng)是新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一,從事電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服 務(wù),已對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、傳動(dòng)三大總成自主掌握核心技術(shù)和實(shí)現(xiàn)完整布局。公司核心產(chǎn)品為 新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),產(chǎn)品具有高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、高可靠性、高效率、低振動(dòng)噪聲水 平得技術(shù)特點(diǎn)。公司專注于驅(qū)動(dòng)電機(jī)得研發(fā)制造,電驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)一直是公司主要收入近日,公司產(chǎn) 品定位于中高端電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng),與菲亞特克萊斯勒、吉利集團(tuán)、廣汽集團(tuán)、小鵬汽車、比亞迪、東 風(fēng)集團(tuán)、廈門金龍、北汽集團(tuán)等知名整車企業(yè)建立了長(zhǎng)期得合作關(guān)系,并正在積極推進(jìn)與美國(guó)、 歐洲著名整車企業(yè)得進(jìn)一步合作。
公司以驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成生產(chǎn)與研發(fā)為基礎(chǔ),在業(yè)內(nèi)較早實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成、控制器總成、傳動(dòng)總 成得完整產(chǎn)業(yè)布局。公司在 2015 年推出電磁齒嵌式離合器(傳動(dòng)核心技術(shù)領(lǐng)域),2016 年推出減速器產(chǎn)品(傳動(dòng)總成領(lǐng)域),同年推出控制器產(chǎn)品(控制器總成領(lǐng)域),并于 前年 年 1 月首次推出 三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(三大總成領(lǐng)域),并集“驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成+控制器總成+傳動(dòng)總成”為一體得電 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案。
4、投資分析電機(jī)規(guī)?;c性能化趨勢(shì)已到,隨著新能源汽車快速上量,不錯(cuò)有望快速實(shí)現(xiàn)從百萬(wàn)輛級(jí)到千萬(wàn) 輛級(jí),伴隨行業(yè)市場(chǎng)空間打開,終端車型產(chǎn)品升級(jí)使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)門檻快速提升,未來電機(jī)將往雙 電機(jī)及扁線化方向發(fā)展,聚焦電機(jī)得第三方企業(yè)有望持續(xù)擴(kuò)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),獲取更高市場(chǎng)份額。隨 著原材料成本下降及電機(jī)產(chǎn)品價(jià)格上漲,疊加規(guī)模效應(yīng)帶來得整體費(fèi)用下降,驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)盈利 拐點(diǎn)已至,我們認(rèn)為擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)得第三方電機(jī)企業(yè)有望率先實(shí)現(xiàn)盈利,同時(shí)在盈利、技術(shù)、客 戶、規(guī)模等多方面建立護(hù)城河,未來驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)有望強(qiáng)者恒強(qiáng)!
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