新能源电动汽车电机控制器何时需要优化升级

10年以前，中国的电机龙头们还处于鄙视链的低端，电机市场，abb、西门子的大型工业电机；日本的手机、硬盘这些小电机才是电机赚钱的主流。而方正电机还在干着缝纫机、卧龙电驱还在干着工控，精进电动甚至都没有成立。这些中低端制造业的电机不但盈利微薄，需求还随着下游行业波动，颇有点靠天吃饭的意思。但随着中国新能源整车下游的崛起，在2010年左右开始押注研发新能源车载电机的企业纷纷在10年后迎来了收获期。

比如方正电机首先成功的就是低端爆款：供货五菱宏观Mini,搞定了低端爆款后，方正又搭上了国产新势力的线，开始给小鹏P7供货，身份摇身一变一变成为 汽车 供应链的新tier1，甚至还将传统的缝纫机电机业务转移到了越南，将国内生产力量集中在新能源车电机。传统企业华为也推出了三合一电机，已经列装到了赛力斯上。美的旗下的威灵 汽车 ，也进军车用ESP电机。成立不过10来年的精进电动，依靠海外市场，也能杀进全球出货量前十。中国本土的电机产业终于对国外对手展开了反超之路，而新能源车的动力心脏，也再不会重演燃油车的发动机之痛。

如果不是中国产业链上的公司努力的把自己的技术经验用于攻关特斯拉的需求，以特斯拉一家公司，是不可能涌现出如此密集的创新，以至于对传统 汽车 都一度有掀桌子的气势。而特斯拉不断提出的新需求，也让下游厂商敢于大胆的尝试新的材料和工艺，加速供应链的重塑，甚至将不愿意陪跑的老tier1甩下车。

有人说，特斯拉是一条“鲶鱼”，往往是说特斯拉锋利的降价大刀和产品力搅动了中国的新能源整车市场，让这些一度拿着补贴吃饭的企业不得不打起十二分的精神迎战特斯拉，也对自己的供应商提出更高的要求。

但特斯拉同时也是供应链的“鲶鱼”，它独立的在中国寻找各类匹配自己供应商，并提出新的需求的过程，就是对中国供应链的第二次测试，谁能解出它的考题，就能打入特斯拉供应链，继而打入全球新能源车崛起的大潮中，为中国的新能源品牌提供技术支持。

我们也会发现，无数曾经的缝纫机，空调的供应商，转身成为一线车企的核心供应商，这也是新能源车大潮背后的时代洗牌机遇。

为了达到成本控制、轻量化设计等趋势，电机、电控、减速器等一体化发展成为了必然趋势，也加速了电机、电控企业的深度洗牌。

一方面，包括博世、大陆、麦格纳等零部件巨头也在整合自身的业务，发力动力总成业务。

另一方面，为了更好地发力动力总成产品，新能源 汽车 零部件企业间的合作案例也在增多，例如华域 汽车 与麦格纳、上海电驱动与东风实业等已经牵手设立了动力总成合资公司。

业内人士认为，由于动力总成产品需要掌握整车控制、驱动电机及电控、减速箱系统等诸多技术及整合能力，同时还需要解决各部件的EMC、防护、可靠性等问题，对企业的技术要求极高。

为此，业内人士预测，随着越来越多企业发力动力总成产品，行业合作、兼并的案例将不断增加。届时，新能源 汽车 零部件市场格局、供应链等将有望重塑，一大部分电机及电控企业将面临被洗牌的危机。

国内外零部件企业共同发力

多位电机及电控企业高层表示，电机、电控、减速箱一体化集成的动力总成系统，可以省掉线束、水管、结构件等等，有利于节省成本，还可以做到轻量化发展。

而另外一个不愿意具名的业内人士更是直言，动力总成技术有望使整个产品的研发成本最高降低三分之二。

总体来看，业内人士认为，动力总成技术有望使新能源 汽车 产业的研发成本大幅下降。未来，电机、减速器、电机控制器、高压分线盒、DC/DC、DC/AC、充电机等零部件都会集成为一个大的动力总成。

根据了解，上海电驱动、安徽巨一动力、深圳大地和、英威腾、蓝海华腾等大多数企业都提出了未来企业的发展方向，将从单一的电机/电控产品提供商，转向动力总成的解决方案提供商。

此外，博世、麦格纳、大陆集团等国际零部件巨头也纷纷发力动力总成系统，而华域 汽车 与麦格纳、上海电驱动与东风实业等已经牵手设立了动力总成合资公司。

现有供应链关系将被颠覆

“此前，电驱动系统还没做到集成化、一体化发展，车企存在电机、电控等诸多供应商，但一旦动力总成产品得到批量应用，车企的供应商数量将大幅减少。”有业内人士如此表示，届时车企的现有供应链将发生改变。

而博世（中国）投资有限公司执行副总裁徐大全则公开表示，传统车企研发团队庞大、整合能力更强，相比之下，新型造车企业则更依赖集成度高的供应商。

除此之外，不容忽视的是，当 汽车 厂商开始转向大批量生产电动 汽车 时，为了更好地提升自身的技术能力及管控成本， 汽车 厂商势必会更加迫切掌握新能源 汽车 关键零部件技术。

其中，包括比亚迪、东风、吉利、长安等大部分车企都倾向于自己掌握动力总成技术。目前，比亚迪将电机、减速器、电控等一体化设计，打造了三合一电驱动总成产品，已经在比亚迪元EV等诸多产品上得到应用。同时，比亚迪还将与长安共同开发电驱动总成产品。

部分零部件企业将被洗牌

业内人士认为，动力总成技术比较考验企业的产品技术和整合能力，一些没有实力做动力总成方案提供商的企业，或面临被洗牌的危机。

其中，包括越博动力董事长李占江在内的多位业内资深专家表示，要做好动力总成产品，需要全面掌握与整合整车控制、驱动电机及控制系统、变速箱控制系统等诸多技术。

“为了向动力总成方案提供商转型，一些实力强的电机或电控企业将通过收购、兼并的方式，掌握其他零部件技术。”一位不愿意具名的业内人士表示，这样一来将加速电机、电控市场的洗牌。

而一位电机企业总工也直言，技术门槛的抬高以及电驱动总成一体化发展的大趋势下，一部分研发能力较弱的企业，势必会面临被淘汰的格局。

目前，国内共有200多家电机及电控生产企业，车企、国际巨头、新进企业等共同分食这块市场大蛋糕，竞争已经达到白热化程度。业内人士认为，在动力总成时代，首先面临被淘汰格局的恐怕是一大部分电机及电控企业。

事实上，也有业内人士透露，行业洗牌已经开始，随着补贴下滑、成本压力凸显，新能源 汽车 供应链趋于集中，不少电机、电控企业已经陷入了极大的生存危机。

SiC控制器研发困难重重，北汽新能源提早布局直面挑战

为了提供更好的产品给客户，北汽新能源在开发SiC电机控制器的路上直面挑战。早在2018年，北汽新能源就开始了对SiC控制器的开发。通过全新一代主控芯片的应用、软件架构和代码执行效率的进一步优化，并基于SiC模块进行了包括驱动能力、短路保护在内的一系列驱动电路的深度优化设计，在2019年初即开发出了第一台完全自主开发的SiC电机控制器样机。目前，北汽新能源开发的SiC控制器开关频率已从最初的10kHz提升到25kHz，控制器功率达到220kW以上功率等级，在量产产品边界下，控制器达到了43kW/L以上的功率密度，最高效率从98.5%提升到99.2%，同时控制器具备多核运行、电源管理、主动短路、高压辅电等多种功能安全相关模块，为整车安全运行提供基础保障。

在整车技术上，仅搭载SiC控制器一项措施优化，整车NEDC效率就提升3个百分点。就控制器频率的提升所带来更为关键的技术突破——电机转速的提升而言，北汽新能源已开发出2万转以上的高极对数永磁电机，正在紧锣密鼓的测试中，预计未来搭载完整超高频应用SiC控制系统的整车NEDC效率至少可提高5%，整车减重10%以上，从而实现经济收益提升，达到既提高了整车收益性，又提升了整车综合性能的应用目标。

众多巨头企业为之倾心，SiC将是PK的全新竞技场

SiC材料凭借较Si材料相比具有3倍的禁带场强、10倍的临界击穿场强、2倍的电子饱和漂移速率和3倍的热导率等优势，具有更高频、高效、耐高压、耐高温等特点。新能源 汽车 的选择从Si材料转变到SiC材料，主要目的就是通过改变控制器的控制方式、温度、体积、效率等参数，提升整个系统的效率指标，从而进行整车系统优化，达到续航里程的提升或相同里程下的成本优势。根据相关测试结果分析，采用SiC材料的控制器组件与Si基器件相比，控制器体积可以减少1/5，重量减轻35%，电力损耗从20%降低到5%，效率达到99%以上，整车续航里程提升5%以上， 社会 经济效益十分明显。

凭借对于性能的显著提升，众多巨头企业纷纷加入了SiC材料研发的战场。行业巨头的科锐在2019年对外宣布，将投入10亿美元用以扩大SiC产能，在其公司总部建造一座采用最先进技术的自动化碳化硅产品超级工厂，预计于2024年全部完工。与此同时，博世 汽车 宣布将在2020年生产用于电动 汽车 的下一代节能芯片，争取在未来三年内寻找到SiC产品的量产路径，这是博世133年 历史 上最大的一笔投资。作为第一家将SiC模块批量应用到电动 汽车 上的整车厂，特斯拉每年预计消耗50万片6寸SiC晶圆，ST已经无法满足其供应需求，特斯拉正在寻求其它等晶圆厂家为其提供充足稳定的货源。SiC材料控制器的前景迎来可预见的爆发期。

但是，SiC材料的优势也为它带来了相应的挑战。从材料成本上，SiC材料价格成本偏高，导致产品无法大规模推广；在应用技术上，如何提高SiC控制器开关频率、增强驱动技术的高安全性、解决EMC与EMI（电磁兼容与干扰）问题和降低SiC系统热损耗等都是SiC产品批量应用上需要克服的困难。北汽新能源日前完成的夏季高温试验，未来即将开展的里程可靠性试验和冬季高寒可靠性试验，正是在克服困难的征程上，不断的前行，只为用户带来更为畅快的驾驶体验。