首页[AG娱乐平台]首页中国:多采用永磁同步电机 目前我国电动轿车多采用永磁同步电机 ,如:东风、奇瑞、长安、一汽和上汽等汽车公司生产的混合动力轿车,而 大巴车多采用交流电机 。直流电机在现代高性能车上的应用正在减少,但仍有一些汽车在应用,如山东陆骏电动汽车有 限公司生产的陆骏电动汽车。也有部分企业曾采用开关磁阻电机作为驱动电机,如东风汽车股份有限公司研制的混合动力 城市公交车采用风冷式开关磁阻电机。 欧美:多采用异步电机驱动系统 目前,美国的汽车公司大多采用高速、高效的交流异步电机驱动系统,这一现状主要与路况有关,因为高速公路在美 国已经具有一定的规模,除了大城市外,汽车一般均以一定的高速持续行驶,所以能够实现高速运转,故在高速时效率较 高的异步电机得到了广泛应用。 欧洲则多采用交流感应电机,如法国雷诺汽车公司的ClioElectric。 日本:日本多采用永磁同步电机 日本的丰田、本田、日产等汽车公司基本上都采用永磁同步电机驱动系统,如丰田公司的Prius,本田公司的CIVIC。 因为在日本,供应永磁电机使用的稀土磁铁的公司比较多,同时汽车大多以中低速行驶,因此采用加减速时效率较高的永 磁同步电动机较为适宜。日本在发展混合动力汽车方面居世界领先地位,其中以丰田普锐斯最为著名。
3.市场容量分析:“十二五”末国内市场预达250亿 3.1新能源汽车销量:2013年国内新能源汽车同比增长明显 根据中汽协会数据,截止2013年底,我国新能源汽车产销量累计约5.6万辆。2013年当年纯电动汽车产量为14243辆, 同比增加26%;混合动力汽车的产量为3290辆,同比增加151%,两者合计产量同比增长近40%。 就全球而言,中国新能源汽车量占比极少。而展望未来,根据国际能源署统计各国自身新能源汽车发展规划显示, 到2015年会销售大约200万辆电动汽车/插电式混合电动汽车的生产规划,到2020年会销售大约440万辆生产规划。 3.2中国新能源汽车规划 2012年中国电动汽车驱动电机总体产量(含出口)大约3.8万套,产值达到15.3亿元。随着国家在新能源汽车领域的政 策逐步落地,以及新能源汽车产业在技术和市场方面的逐渐突破,新能源汽车驱动电机需求量将保持较快的增长。赛迪经 智预计,“十二五”末我国新能源汽车驱动电机整体市场规模将达到250亿元左右。
电机是依据电磁感应定律实现将电能转换或传递的一种电磁装置。在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场 有两种方法:(1)在电机绕组内通电流产生磁场,该种方法需要有专门的绕组和相应的装置,同时需要不断供给能量以 维持电流流动。(2)由永磁体来产生磁场,可以简化电机结构,同时可节约能量。由永磁体产生磁场的电机就是永磁 电机。
目前国内电动客车企业,主要采用国内电机厂商产品,包括上海电驱动、大洋电机等。少数企业选取伊诺华、伊顿等 国外品牌。市场格局层面,目前上海电驱动占据国内新能源汽车电机、电控主要市场,份额约50-60%,其他主要企业包括 大洋电机、上海大郡等。
4.3重点产业链 (1)Tesla供应链——福田电机 特斯拉(TESLA)汽车公司成立于2003年7月1日,总部设在美国加州硅谷。2008年2月,特斯拉汽车公司生产出了其第 一辆电动敞篷跑车——Roadster;同年10月,Roadster成功实现量产。目前,特斯拉已拥有Roadster、ModelS、ModelX三 款车型,2013年ModelS全球销量达到2.2万辆。 Tesla整车组件购自全球近百家顶级汽车制造以及IT企业,主要供应商有14家,分别来自于日本、美国、法国、瑞士、 瑞典、韩国等地,其中包括横滨轮胎(YokohamaRubber)、松下电器(PanasonicCorp)、瞻博网络(JuniperNet -works)、直觉软件(IntuitInc.)、德纳公司(DanaHolding)、达索系统(DassaultSystemes)、博格华纳 (BorgwarnerInc.)、伟世通(VisteonCorp)以及TEConnectivity等厂家,涵盖了包括轮胎、锂电池、软件开发和汽车 变速器供应等多项领域。 相对核心的电池来源于日本松下,为了确保锂电池供应稳定,特斯拉还与三星SDI和其他电池生产商签订了合作协议。 最为核心的电池管理系统、电机由Tesla自主研发,电机则由台湾富田电机代工。 福田电机 FUKUTA®创立于1988年,资本额新台币2亿1仟万元。FUKUTA®GROUP年度营业额新台币10亿元,旗下事业部区分为专业马 达制造事业部、绿能环保动力事业部。专业马达制造事业部创立于1988年,产品为标准型马达,变频式马达,伺服马达, 主轴马达,已建立全方位完整之马达产品线,营销国内外专业制造各种动力设备,机械客户使用。绿能环保动力事业部创 立于2005年,产品为风力发电机,电动车,船,飞机之动力设备,并与美国Tesla公司携手合作完成全世界第一台上市 电动跑车(Roadster), 更推出5KW风力发电机,朝绿能,节约,省能源发展。FUKUTA®为满足客户所有需求,运用垂直及 水平整合相关产业供应链,转投资成立金富田科技,上海鑫永电机,永泰丰科技,寰宇精密,并组成EV绿能环保先进动力 联盟架构完整产品服务系统,创造多赢获利之局面。 (2)宝马I3供应链:采埃孚 宝马i系列作为宝马子品牌,主要代表宝马公司新能源汽车和新的移动解决方案。宝马i3和i8同步电动机充分利用永久 磁铁和磁阻效应,宝马eDrive专用同步电动机推出的目的是为了在尽可能少利用稀土磁铁的情况下尽可能高的提高系统的 能量密度以及效率。 宝马i3汽车配置的驱动电动机重50千克,最大输出功率为125千瓦,功率系数为2.5千瓦/千克,峰值扭矩250牛•米,配 备后轮驱动系统,百公里加速仅需8秒钟。宝马i3采用的电动机是同步永磁电动机,但是其配备了特定的部件,该部件作
4.2传统电机厂的优势产品及是否能够进入新能源汽车供应链 M1EV纯电动车较原型车减少了发动机、变速器等部件,增加了电机、BMS等电子设备。在动力系统中,最引人关注其实 是变速器。M1EV采用的是固定速比减速器,车辆只是通过“油门”调节不同的电阻,实现给电机供应多少伏的电压,从而 控制电机的转速。 纯电动乘用车的电动机低速扭矩很大,此时电机的效率极低,因此电动汽车在起步、加速和低速爬陡坡时耗电极大, 还会使电动机发热,在丘陵地带、山城或拥堵的城市里使用电动汽车续航里程缩短很多。这就需要用变速箱来减小电动机 发热、减小能耗、增大续航里程、提高车辆动力性。如不需要提高动力性,可减小电动机功率而进一步节能、提高续航里 程,还可简化电动机的冷却系统降低成本。电动汽车在低速起步或爬陡坡时,驾驶员还不会感觉动力不足和能耗极大,因 此纯电动汽车需要的是自动变速箱。 目前国内纯电动乘用车均没加装自动变速箱,有的安装的是单速变速箱,而比亚迪“秦”,安装了比亚迪自主研发的 双离合自动变速器,据了解续驶效率提高明显。
(六)电机发展催生零部件配套市场发展。 各大电机整机制造商在实行规模化精益生产过程中,逐渐降低电机零部 件自制率,致力于电机核心技术研发、终端销售和品牌塑造,零部件主要依赖外部独立的供应商。我们认为未来新能源汽 车领域将形成类似于苹果产业链的“电动汽车零部件产业链”。定转子领域,建议重点关注与国际电动机巨头形成稳定供 货关系的信质电机。电池保护元器件领域,建议重点关注长园集团,该公司掌握了锂电池保护用核心元件的制造与应用的 核心技术。继电器领域,建议重点关注国内排名第一的继电器生产企业-宏发股份。 (七)电动车发展,充电桩先行。 根据十二五新能源汽车规划,预计充电桩市场投资超过600亿元以上,其中设备投 资120亿元以上。国网2014年第一批集采已经启动,标准充换电站建设进入快速增长阶段。国网示范项目中,许继电气、 国电南瑞市场份额分别达60%以上,30%。建议重点关注。 (八)不确定性分析。 国家政策扶持力度及技术开发进展低于预期。
我们将全球其它国家重要新能源汽车公司型号供应链进行梳理。海外新能源汽车行业起步早,因此形成了比较固有的 供应链格局。如日韩汽车供应商大多以集团公司全产业链形式(In-house)配套生产,其中以现代、丰田、本田、日产为 典型。德系车的电机供应商集中在博世和采埃孚。美系车的电机供应来源比较宽泛,其中以日德企业为主(如部分福特车 型的供应商为东芝,部分通用车型的供应商为大陆集团)。此外,市场最为关注的Tesla公司的ModelS和Roadster电机均 采购自福田电机。后文将对主要电机公司进行详细介绍。
(一)市场前景展望:匡算“十二五”末国内电机市场250亿元。 电机品种繁多,永磁电机为发展趋势。全球新能 源汽车发展处于起步阶段,若按照各国规划的进度,预计2015年国内新能源汽车累计产量达50万辆,全球新能源汽车产量 达到200万辆。 (二)整车企业与专业电机企业分据上游供应链。 目前国内电动客车企业主要采用国内电机厂商产品,市场格局层 面,目前上海电驱动占据国内新能源汽车电机、电控主要市场,份额约50-60%。海外新能源汽车行业起步早,因此形成了 比较固有的供应链格局。日韩汽车供应商大多以集团公司全产业链形式(In-house)配套生产;德系车的电机供应商集中 在博世和采埃孚;美系车的电机供应来源比较宽泛。此外,市场最为关注的Tesla公司的ModelS和Roadster电机均采购自 福田电机。 (三)电机成本下降空间集中在量产后规模效应导致折旧摊销等成本及电控成本的下降。 永磁同步电机上游原料 在于稀土磁材,混动汽车单位需要磁材2.5千克/辆;而纯电动汽车单位用量按照电机个数倍增。其原材料钕铁硼虽然造价 高,但仅占电机成本10%。预计2015年全球磁材需求量为14万吨,而应用于新能源汽车领域(包括驱动电机及其他车用零 件电机)的需求占比也将开始突破10%。 (四)电机驱动控制系统是驱动系统的核心。 控制系统主要由逆变器(主要部件是IGBT功率模块)、逆变驱动器、 电源模块、中央控制模块、软起动模块、保护模块、散热系统信号检测模块等组成,其中IGBT占整个控制器成本的4050%。目前IGBT尚未能国产化,为国外所垄断;国内技术还有待进一步完善。 (五)驱动电机系统将朝着永磁化、数字化和集成化方向发展。 目前某些关键材料(如高性能硅钢片、绝缘材 料)和关键元器件(如IGBT、DSP芯片)仍主要依靠进口,限制了选择余地和成本降低,但是相对动力电池而言,驱动电 机系统并不是电动汽车发展的障碍。
电机主要由定子、转子和机械结构三大部分组成。其中,铁心是电机的定子和转子的重要组成部分,其损耗和机械强 度特性是铁心的重要性能指标,而其损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。具体到材料方面,铁心有无取向硅钢片和非晶合金。
2.传统汽车电机的区别 新能源汽车是在传统汽车产业链基础上进行延伸,增加了电池、电机、电控系统等组件 ,具有环保、节约、简单的 特性,新能源汽车与传统汽车的最大区别在于动力系统。 新能源汽车电机取代发动机并在电机控制器控制下,将电能 转化为机械能来驱动汽车行驶。因此,驱动电机的性能将直接影响整车运行性能。新能源汽车用电机的安装环境较狭小, 其工作环境复杂多变且恶劣:振动大、冲击大、灰尘多、腐蚀严重、高温高湿且温度变化大。因此新能源汽车对驱动电 机系统的基本要求是:(1)高密度、小型轻量化。(2)高效率。(3)高扭矩和宽调速。(4)可靠性、耐久性与 适应性。(5)噪音低和成本低。 2.1不同类型分类:永磁同步、开关磁阻及感应电机为主流电机 车用电机一般可分为直流电机、无刷直流电机(BLDC)、永磁同步电机(PMSM)、开关磁阻电机(SRM)、感应电机 (异步电机,IM)等。从技术新能角度看,永磁同步电机比较适用于电动轿车对高功率、大密度电机的要求,未来有望成 为市场主流。 目前市场上的电动汽车主要配备的是交流感应电机和永磁电机,前者欧美使用较多 ,特点是成本低,但转速区间 小,效率低;后者受日系车青睐 ,转速区间和效率都有所提升,但是需要使用昂贵的稀土永磁材料钕铁硼,日本资源匮 乏,面对日益升高的稀土价格,日本正在潜力开发开关磁阻电机, 这种电机在性能上不输给永磁电机,重要的是摆脱了 对稀土的依赖。由于中国稀土储量极大丰富, 而且电机工艺已经接近世界先进水平,因此预计永磁电机将在较长时间 内占据新能源汽车的电机市场。
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4.全球市场格局:整车厂与专业电机厂商分据电机市场 目前全球主要存在两类新能源电机供应商:一类是具有整车或者零部件制造背景的企业进入电机及电驱系统领 域。 这一类企业的优势是具有整车或零部件的制造经验,便于电驱系统与之相试验相结合,主要企业包括:(1)海外整 车厂自身的电机生产链,如本田、丰田均有自身的电机生产链;(2)专业的电机公司或零部件厂商,例如福田电机 (为Tesla供应商)、日立、博世以及大陆集团;(3)国内具有整车背景企业,如上汽集团、一汽集团、万向集团、东风 集团和中国南车。二类是专业的电机电控企业,如大洋电机、江特电机、上海电驱动等。 4.1国内外主流新能源车型产业链梳理 在国产新能源汽车产业链中,我们合计梳理了96款车型,其中乘用车有35款,客车6款,商用车55款。总体来看,混动 与纯电动车型占比大约1:1,其中使用永磁同步电机和异步电机的比例均约40%。供应链中,比较有代表性的企业包括:比 亚迪、南车时代、上海电驱动以及深圳大地和等。其中比亚迪生产乘用车车使用自身电机生产链(永磁同步电机),上海 电驱动为未上市企业,其技术水平与发展速度在电机行业中突出,两者在后文中均有详述。