新能源汽车的心脏——电机产业链上的竞争

电动汽车无疑是时下最为“热门”的产品之一，世界各大知名汽车生产厂商都在奋力角逐这一“新鲜事物”，当然国内企业也不甘落后，而电动车整车组配过程中，电机的好坏又直接决定了整车性能的高低，我国电动汽车产业发展与国外差距正在拉大，其中电机的差距尤为明显。由于新能源汽车的发展，纯电动汽车所用电机市场已经成为重点销售方向，虽然很多国内企业都宣称自己拥有全产业链的科研实力，但是真正好的电机一定是需要长期的技术积累，然后才能试制、测试，最终才能走向批量生产。国内真正有实力做新能源电机的整车企业很少，尤其是在乘用车领域，在各企业大力宣扬拥有核心自主的背景下，大家都不愿对外展示作为新能源汽车核心部件之一的电机环节仍处于受制于人的境况。在中国号称做新能源电机的企业很多，但是专业做新能源电机的企业很少，很多企业都是从做传统的机械、船舶等传统工业电机领域转行进入新能源驱动电机领域，几无研发、生产经验。虽然传统工业电机与新能源汽车电机在原理上是相通的，但是在实际制造上还是存在不小区别的。新能源汽车所用电机分为异步电机和永磁电机两种，前者主要用于公交、客运等商用车，而后者主要用于乘用车。由于异步电机的转子无绕组，也无电刷，没有磁感应，功率转换效率低，构造也简单，价格也比较便宜，主要应用于大型客车而永磁电机电机的转子有绕组，有电刷向转子供电，功率转换效率大，结构较复杂，价格也贵，主要用于对转速要求严厉的环境，比如纯电动乘用车。在此过程中很多电机配套企业都是急忙上马，将传统工业电机进行简单的技术改进，当作新能源汽车电机提供给整车厂。但在国外，生产新能源汽车电机存在着多项严格的技术指标。新能源汽车，尤其是纯电动汽车在爬坡、下坡、平坦路面、颠簸路面等不同路况行驶时，电机的输出功率不一样。国内很多电机厂仅仅是在传统工业电机的生产经验上稍加改进，完全没有考虑到新能源汽车电机的使用环境，会大大缩短使用寿命，且易造成局部过热、线路短路等危险情况。既然都意识到电动汽车电机今后将有广阔的市场，何不严格的从电机的研发、试验、投产进行把控，尽早进行基础性研究，“静下心来”从零做起，真正形成电动汽车电机产业链，以健全的姿态面对触手可得的机遇。

作为新能源汽车中必备的储能设备，动力电池起着举足轻重的作用。铅酸动力电池。

据中国电池工业协会副理事长王敬忠介绍，新能源汽车的发展对动力电池提出了高要求，高性能的先进动力电池的研发和生产逐渐发展起来，其中锂离子动力电池，新型高容量的铅酸动力电池备受关注。

“高性能动力电池是发展新能源汽车产业的重要技术支撑。”中国科学院物理研究所黄学杰如是对记者表示。他认为，提升我国动力电池的产业技术水平，建立产业共性技术开发平台，可以与电池行业发展方向和重点企业需求相结合，解决我国电池生产的技术瓶颈和工艺问题。

在提升电池、电机等核心零部件的基础上，产业体系的竞争力有望提高，并促进2012年新能源汽车在国内的推广加快。

根据估测，随着全球汽车电动化快速推进，新能源汽车电机系统市场将随之快速扩张，市场规模有望从2015年的$23亿增长到2030年的$318亿。

新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分，虽然同其他大部分汽车零部件一样，这两部分部件长期都面临降价压力，但是由于新能源汽车总量的上升，行业总体还是具备较大上升空间。我们预期到2030年市场规模年均增速将在18%-20%左右。

系统单价方面，电机系统整体往高功率方向发展的同时也带来了装配价格的提升。

根据估测，在中性假设条件下，2030年电动车销量将达到2000万台，约占当年乘用车总销量的16%-18%。然而，如果放到乐观情景下，即电池价格大幅下滑，且环保政策更加严厉的条件下，电动车销量增长的速度有可能大幅上升，我们预期在乐观情况下新能源汽车年销总量有可能达到3000万台的水平，约占当年汽车销量的25%-27%。

预计单电机混动车的功率需求大约在30kw左右(平均价格约$200-$300)，双电机插电混功率约为50-100kw(平均价格$800-$1000)，纯电动车的电机功率约为200kw(平均价格$1000-$1500)。

电动机市场情况

我们预计到2030年电动机(不包括逆变器)的销量年均增速将达到18%，到2030年行业整体销量达到$195亿，相较2015年$12亿的水平扩展近17倍。

预期电动机的销量将从2015年的360万上升到2030年的4900万，同时，单车电机数量预计将有所下滑，从1.8下降到1.4，主要是由于单电机的纯电动车销量占比提升。

但电动机单价方面我们预期将进一步提升，从目前的$350上升至$380，主要是受高价大功率电机的更广泛应用所拉动。

从市场份额情况看，丰田集团在2016年的数据中遥遥领先(集团主要生产电机的公司包括电装公司和爱信精机)，本田集团位居第二，而同时这两大集团也都在混动领域占据全球领先地位。之后是比亚迪以及给特斯拉供货的台湾电机制造商富田电机。

电机行业在长期发展过程中，第三方供应商崛起将是大势所趋。如果我们观察当前日本汽车行业产业链情况，不难发现占据龙头地位的前三强(丰田、本田、日产)都倾向于自供电机产品，这除了和日本制造企业的传统基因相关外，也同行业发展的阶段有关。

如果对照一下PC和手机行业的发展史，我们不难发现，这两个行业在初期都是高度上下游整合生产，无论是PC行业的惠普、苹果、硅图公司，还是手机行业的诺基亚、摩托罗拉都在产业链中高度整合生产，因为在初期产品更新换代速度较快，需要上游零部件供应商迅速做出反应相互配合，所以整合生产的模式具备较高的性价比；

然而到了行业发展中后期，由于整个市场规模扩充，同时产品更新换代速度不需要像初期那样快，此时第三方供应商以整个市场为客户对象的规模效应便体现出来，这也催生了富士康、美光、海力士等一系列第三方供应商的崛起。

新能源汽车电机行业也不例外，从当前时点看，本田已经宣布将与日立合作生产电机。同时日产也在投资者交流会上提到将来可能开始外采电机。

2017年10月，三菱电机宣布将为戴姆勒奔驰提供电机和逆变器。随着第三方电机厂商高效能、低成本产品的普及，电机行业市场份额从主机厂自供向第三方企业转移是大势所趋。

目前日本的电机企业已经相继开始对电动化所带来的趋势转变做出了应对。我们预期电装和爱信精机将会首先利用他们现有的规模优势，用较低的成本占有市场份额，而紧随其后的电产和明电舍也将迅速跟进。

目前电机行业的平均毛利率在30%左右，而生产规模是决定毛利率高低的主要因素之一。

逆变器行业情况

我们预测逆变器行业也将迎来高速增长，根据估测，逆变器市场销售收入规模将从2015年的$12亿上升至2030年的133亿。

从销量上来看，因为逆变器与电机的比例基本是1:1，所以预计其销售总量将从2015年的360万上升到2030年的4900万。

同时单车配套价格将从$300-$400下降到$200-$300，主要是来自于上量之后的成本规模效应。

与电机领域相似，在逆变器行业丰田集团目前同样也是居于领先地位。同时丰田集团下属的电装集团目前正在大规模扩展其逆变器客户。在丰田之后，三菱电机也占据相当大的市场份额。

技术演变

从电机的分类来看，主要有直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻四种，新能源汽车电机主要用到后三种。

目前，永磁同步由于其较优的性能，是主流的电机类型。交流异步电机的价格适中，但性能稍差，在美国及中国有部分厂商使用。而开关磁阻电机的主要优势在于其较低的价格，但同时也存在着杂音和震动的技术问题，如果这些问题能够解决的话，开关磁阻电机将具备很大的市场。

交流异步电机:虽然从目前看，交流异步电机(额定功率在79-85左右)相比永磁同步功率方面不具备优势，但是其成本较永磁同步电机低出不少。在体积方面，交流异步电机比永磁同步电机更大，主要是受设计构造的限制。

永磁同步电机:电机内部有包裹永磁体的转子，整体系统功率较大(在90-92左右)，同时体积较小。造价方面较为昂贵，主要由于永磁材料价格较高。目前关于降低永磁体使用的研究正在开展，研究同时也关注提升磁体的输出效能。永磁电机是当前电动车电机行业中应用最广泛的电机类型。

开关磁阻电机:开关磁阻电机价格非常具有竞争力，主要由于其转子中没有高成本的永磁体，同时其功率适中(额定功率在80-86左右)。由于是利用定子和转子的拉力来提供动力，过程中导致的震动和噪音是其主要问题。由于电动车电机目前正处在迅速上量的时间段，我们相信需求的提升会加快技术的革新替代。

电机技术提升方向

通过研究过去20年电机的技术演进趋势，我们发现电机技术还有较大的继续提升的空间。首先看机芯用钢的厚度情况。对于定子和转子来说，其主要是由薄电磁钢层叠加组成，1997年第一代的丰田普锐斯使用的是0.35mm的钢层，随后减到0.3mm，最近2016年降到0.25mm。一般来说，薄钢层数的提升能够增加电机效率，同时也对控制电机温度有帮助。

目前，制造薄钢是行业的一大技术难题。主要的难点在于控制压铸中的回弹，以及钢片材料的一致性保持。从当前情况来看，旋锻加工技术由于其成本和生产效率方面的优势将会越来越成为行业的主流制造方式。

其次，在绕线密度方面，总体上定子中绕线的量是决定电机功率大小的重要因素。而决定绕线量的则主要是在有限空间内铜线可以绕机芯的圈数。技术方面目前插入器的使用由于适合高功率的定子加工，并有逐渐成为行业生产标配的趋势。

而线圈类型方面，主要有方形和圆形两种，目前主流厂商使用的是圆形，但是方形技术由于具备较高的空间利用率，正逐渐替代圆形成为行业大方向，而丰田和本田目前已经开始批量采用方形绕线技术。其他厂商这边，安川电机已经开始研发电子绕线技术，目的是提升控制和效率(马自达已经开始试用)。

最后，在冷却系统方面，分电机和逆变器两部分:电机这块，由于随着电机温度升高永磁电机的磁力会减弱，所以冷却系统的效率对于电机高功率运行至关重要。

从技术演变趋势看，主流的冷却技术已经从风冷、水冷，发展到目前油冷的阶段。其主要技术手段是将电机浸入到油冷室中来达到降温的目的。虽然有专家认为与油的摩擦会降低电机的效率，但是综合各方面情况，油冷依旧是目前技术条件下最有效的冷却模式。

逆变器方面，冷却系统对于逆变器的表现也同样重要，日产最近声称在聆风2017新车型中，依靠提升逆变器冷却系统，将电机的输出功率从80kw提升至110kw，而电机其他部分均和上一代相同。

这体现出了逆变器冷却系统的重要性。虽然碳化硅的使用将会使得电机的抗热和抗压性有所提升，但是其较高的成本，其大规模应用的时间点可能很难在短期内到来。

什么是扁线电机

电驱动系统作为新能源 汽车 的核心零部件之一，对新能源 汽车 的性能有着重要影响，对于新能源 汽车 的动力性、经济性、舒适性、安全性、可靠性、耐久性有着重要意义。

而提高电驱动的技术水平和质量，需要从驱动能力、驱动效率、控制精度、系统稳定、电磁性能、工作寿命等关键技术入手。此外，从产业化的需求来讲，低成本、小型化、智能化是核心中的核心。

电动 汽车 电驱动系统主要由四大部分组成:驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心，其性能和效率直接影响电动 汽车 的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到 汽车 的整体效率。功率变换器和控制器则对电动 汽车 的安全可靠运行有很大关系。

二级市场对传统的新能源驱动电机的认知已经非常清楚，比如电机的构成包括定子、转子、端盖、轴承、接线盒、接线端子等。 其中所谓的扁线电机，特指的是定子绕组所用的导线形态发生变化，从多根细的圆线转变成几根粗的矩形导线，俗称扁线。

扁线电机的优势

第一个好处，相同功率，体积更小，用材更少，成本更低，或者相同体积，槽满率提升，功率密度提升。圆线变成扁线，从理论上来说，在空间不变的前提下，填充的铜可以增加20-30%，从某种程度上等同于增加20-30%的功率。

第二个好处，温度性能更好。内部空隙变少，扁线与扁线之间的接触面积大，散热和热传导更好；绕组和铁心槽之间接触更好，热传导更好；而电机对散热和温度是非常敏感的，散热性变好，性能会提升。有人通过温度场仿真，得出相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%。

第三个好处，电磁噪音更低。使电枢具备更好的刚度，对电枢噪音具有抑制作用；可以取相对较小的槽口尺寸，有效降低齿槽力矩，进一步降低电机电磁噪音。

第四个好处，端部短，节省铜材，提升效率。传统的圆线电机，由于工艺问题，它的端部一般留得比较长，否则很容易在工艺过程中损伤铜线。对扁线电机来说，因为线都是硬线，可以在加工的时候把端部做得小一点，节省铜材，还可以提高效率等。

扁线电机是未来发展的趋势

从目前新能源 汽车 的发展趋势看， 扁线对圆线的替代正在加速 。扁线电机是一种绕组技术，行业赛道好，制作工艺复杂，目前具有较高技术溢价。 国内主流准备放量的新能源车都是用扁线电机 ，迭代的技术继续往前走， 特斯拉、大众MEB、比亚迪均有望在今年年内推出搭载扁线电机的车型 。

国内相关公司：

精达股份：

公司地处安徽省铜陵市，主要产品有漆包线、铜杆及铝杆、电子线、裸铜线、特种导体、交通运输， 公司漆包圆铜线和漆包圆铝线产量均为国内第一。 目前公司扁线技术全行业领先，打破了外资漆包线厂在中国新能源 汽车 用扁线的垄断地位。2020年成功通过了德系、美系及国内新能源 汽车 厂家头部企业的认证工作。 目前看，精达是国内扁线工艺最成熟的企业，公司扁线的良率已经接近90%，同行还处于30--40%的水平，公司先发优势显著，国内竞争对手少。目前公司加速产能扩张。

方正电机：

方正电机新能源电驱事业部副总裁曹艺介绍，自主研发的扁线电机经过前期测试，已正式投产使用。根据最新的调研纪要， 公司的 扁线电机已经进入 蔚来 ， 吉利 汽车 等供应链。

长城 科技 ：

根据董秘互动的消息：

同花顺金融研究中心6月18日讯，有投资者向长城 科技 提问， 公司IPO募投包含0.7万吨新能源 汽车 电驱用电磁线，请问是否小扁线？小扁线已经向哪些车企供货了？谢谢

公司回答表示，尊敬的投资者，您好， 公司ipo募投项目的新能源 汽车 及高效电机用特种线材项目既有圆线也有扁线 ，关于企业的具体供货情况涉及商业秘密，公司暂不方便透露，感谢您的关注！