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2024年12月29日，2024-07-17 13:32·金融界
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新能源汽车的电驱动系统里最核心的技术是什么原创2022-09-14 20:51·天马行空说说车新能源汽车的电驱动系统主要包括电驱动系统包含电机、电控制器、减速箱是驱动电动汽车行驶的核心部件；电源系统包含车载充电机（OBC）、DC-DC 转换器和高压配电盒是动力电池组进行充电、电能转换及分配的核心部件以及电池包在整个电驱动系统中涉及的产业也非常复杂可以概括为零件—总成—系统—整车厂四大层级上游零部件包括永磁体、硅钢体、功率模块、电容、传感器等这一级的玩家对在整车产业链中属于三级供应商在零部件基础上进一步设计组装得到电机总成、电控总成与传动总成这一级的玩家可以称为车企的二级供应商；各个单独总成进一步集成为电驱动系统供货于车企这一级玩家为行业一级供应商电机核心技术先说说电机这一块已经发展到瓶颈期了往上并没有多少可以挖掘的空间新能源车主要有四种电机直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机目前行业永磁同步电机占比95%适用于大部分主流车型该电机效率较高转速范围大可靠性好可控性好除了成本较高之外缺点不多目前电机追求更低成本、更高效率、更高功率密度、更长寿命等为了解决这些问题电机技术也在不断革新其中扁线、高压电机、油冷电机近年关注度比较高对于提升电机功率密度、提升效率降低损耗具有显著作用中国扁线电机渗透率同步增长至 25%减速器核心技术电机高速化趋势明显带动减速器向两档减速方向发展减速器是影响电驱动系统整体 NVH 性能的关键按照传动等级分类减速器可以分为单级减速器、两档减速器以及两档以上减速器在电机高速化的趋势下减速器正在经历从单级到多档的产物演变过程以后什么2挡DHT3挡DHT等等应用会越来越多充电核心技术纯电乘用车电压通常在 200-400V 之间在同等功率下当电压从 400V 提升到 800V 后线路中通过的电流减少一半产生的功率损耗更小从而可以提高充电效率、缩短充电时长进而改善新能源汽车使用体验同时工作电流的减少将降低功率损耗继而可以进一步降低同样行驶里程中的电量消耗从而延长汽车里程数2021 年为我国 800V 高压快充元年行业发展有望加速2021 年来比亚迪（e 平台）、理想、小鹏、广汽（埃安）、吉利（极氪 001）、北汽(极狐)等车企纷纷布局 800V 快充技术我国 800V 高压快充行业进入发展加速期控制器核心技术电控系统通过电机控制算法发出信号驱动电机转动进而控制整个车辆的动力输出电控系统可分为主控制器和辅助控制器电控开发需要从硬件、软件两方面协同进步类似电机电机控制器的核心指标同样为功率密度、效率软硬件的优化也是围绕这两大核心主题展开目前控制器的发展方向是用碳化硅电控2021 年奥迪 e-tron GT 与福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新车型也纷纷采用了碳化硅器件2021 年 10 月通用汽车与 Wolfspeed 签订了碳化硅供应协议在原材料上抢先布局国内车企也不断布局碳化硅比亚迪发布了碳化硅车系平台 e-Platform 3.0小鹏 G9、蔚来 ET7 等采用碳化硅电控的车型也有望在 2022 年交付电驱动集成化核心技术1+1+1>3电驱动由最初结构集成向深度系统集成演进集成化多合一总成产物成为主流趋势以往动力系统的电机、电控、电源多单独采购根据其电气、机械结构进行集成组装；随着新能源汽车零部件要求不断提高多合一总成产物通过巧妙设计将电机、电控、减速器、电源深度集成减少彼此间的连接器、冷却组件、高压线束等部件动力电池核心技术动力电池现在关注的重点在高安全性、高能量密度和低成本随着新能源汽车由补贴推动转为市场驱动在安全性得到保障的前提下消费者对新能源汽车尤其是乘用车的高续航里程、轻量化需求对新能源动力电池技术水平提出了更高要求从目前的技术水平和产物应用情况看提高锂电池能量密度主要有两大途径第一是采用更高能量密度的电芯第二是电芯成组结构优化提高成组、电池包效率类似宁德时代 CTP、比亚迪刀片电池成组技术对正极材料公司而言目前提升电芯能量密度主要有两种途径分别是提升电池充电电压及提升 NCM 三元材料 Ni 含量高镍、高压、单晶化是三元材料未来的技术升级路径产业新周期下电池能量密度、安全性能等方面要求愈发严苛同时随着锂电原材料价格跳涨降本增效呼声渐高倒逼锂电材料体系革新在此情况下高镍化、高电压化、单晶化成为三元材料未来的发展趋势在三元正极材料的原材料成本结构中鉴于钴资源稀缺价格高且波动大三元正极材料及动力电池厂商均希望在保持或提升三元正极材料整体性能的基础上降低钴元素用量达到提高性价比的目的在此市场背景下三元正极材料向着低钴/无钴化、高镍化技术方向发展以上是一些新能源板块的发展动态每一个领域都很关键
新能源汽车产业链分析——电池篇原创2017-11-14 23:03·首席投资官（作者：陶倩倩）新能源汽车主要包括上游锂电池及电机原材料、中游电机，电控，电池以及下游整车，充电桩和运营三个环节。近年来，我国空气质量日趋恶化，环境保护形势愈发严峻，燃油车的汽车尾气是PM2.5的重要来源，为保护环境，改善大气质量，我国制定一系列政策支持新能源汽车发展，2017年9月正式推出“双积分”政策，规定从19年开始生产汽车的各公司有油耗积分和新能源积分两部分，获取新能源积分是核心，而新能源积分的获得重点在于降低新能源汽车的成本，提高新能源汽车里程。在降成本方面，新能源汽车电机、电控以及电池成本总计约占整车成本 60%，远高于传统油耗车30%，电池成本几乎占整车成本的一半，因此，降低新能源汽车成本首先要降低电池成本。提里程方面，重点在于提升电池容量（续航里程）以及寿命。总之，电池是新能源汽车实现技术突破的关键要素。新能源汽车电池由电芯、BMS电池管家以及线速连接器构成，电芯为最主要的部件，电芯包括正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。正极材料是提升续航里程的最主要部分，成本占整个电池的比例最高，约占35%，隔膜成本和技术壁垒均比较高，难点在于微孔结构成型技术以及基底材料，成本占比约为20%，负极材料和电解液门槛低，成本占比较小，分别为15%和10%。三元锂和磷酸铁锂是两类最主要的正极材料，在应用方面合计占比超过95%，另有少量钴酸锂、锰酸锂等其他正极材料。三元锂容量高，续航里程长，大约150-200wh/kg,缺点是热稳定性差，成本高。磷酸铁锂容量低，续航里程短，约为100-120wh/kg,但有安全性高、成本低的优势。目前新能源乘用车正极材料以三元锂为主，占比约为55%，磷酸铁锂约占25%，新能源商用车，尤其是客车以磷酸铁锂为主，占比超过90%，商用车里程较为固定，可以弥补存电量低的劣势，且商用车对于安全性和稳定性要求更高，磷酸铁锂可以满足商用车大部分需求。比亚迪、北汽、上汽、江淮新能源乘用车以磷酸铁锂为主，目前正逐步向三元锂过渡，而众泰、吉利直接用三元锂。目前，我国正极材料市场集中度低，市场占有率较高的公司包括厦门钨业、杉杉股份和北大先行等，分别为8%、7.8%、7.6%。工信部提出的《汽车产业中长期发展规划》指出至2020年电池容量要达到300wh/kg，力争达到350wh/kg，磷酸铁锂电池容量远远达不到要求，三元锂是未来的发展趋势，三元锂包括镍钴锰和镍钴铝两类，镍决定电池的存储量，钴决定电池的稳定性和安全性，为提高单位质量电池的存储量，未来电池将提高镍元素占比，用效率较高的厦门钨业热管理系统提高安全性，低钴高镍将成为未来正极材料的趋势。负极材料包括碳材料和非碳材料两大类，碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳等，非碳材料包括锡基材料、硅基材料、氮化物等。天然石墨占比55%，人造石墨占35%，是最主要的负极材料。天然石墨具有工艺简单、容量大、价格低的优势，但循环性能较差，人造石墨循环性和安全性高，但工艺复杂，成本高。硅基材料成本低且原料易得，容量大，但循环性差。锡钛材料循环性稳定性好，但容量低，综合成本与性能，石墨尤其是天然石墨是最适合的负极材料。市场集中度高，行业排名前4的公司合计市场占有率约为65%，中国市场占有率排名前三的公司是贝特瑞、杉杉股份和江西紫宸，分别为21.6%、19.1%和15.8%。天然石墨类材料进行氧化、包覆等改性后能够使得其容量和循环性得到提升，是未来主要的发展方向。隔膜按照材料分为聚丙烯、聚乙烯和无纺布，按照加工方法分为干法和湿法，干法隔膜主要用于磷酸铁锂，材质主要为聚丙烯，湿法隔膜用于三元锂，材质以聚乙烯为主。目前国内市场占有率排名前三的隔膜生产商为上海恩捷、星源材质和沧州明珠，分别为11.2%、10.9%和8.6%。干法隔膜目前是主流，约占市场75%的份额，但由于门槛低，未来发展受限，湿法与干法相比，材料更薄，电池容量、安全性、循环性较干法更优，成本和技术水平较干法更高，是未来主要发展趋势，国际较大的隔膜生产公司均为湿法，目前上海恩捷、星源材质等隔膜主要生产商均开辟了湿法隔膜生产线，约18个月后可以投产，湿法隔膜产量将于2019-2020年实现高速增长。电解液包括溶剂、溶质和添加剂三部分。溶质主要为六氟磷酸锂，溶剂包括甲酯、丙酯等，添加剂包括导电添加剂、耐高温添加剂、防过充过放添加剂等。成本方面，溶质约占整个电解液成本的50%，溶质和添加剂分别占30%和10%。电解液行业国内市场集中度较高，市场占有率排名前四的公司合计占有53.5%的市场份额，排名前三的公司是天赐材料、新宙邦和珠海赛维，市场占有率分别为18.4%、16%和10.8%。综上所述，新能源汽车电池是整车成本最主要的组成部分，新能源汽车的发展将带动电池极其上游电池各组成部分以及金属锂、钴、镍等产业增长。目前来看，受益于下游45%增长率，中游也能达到45%的年复合增长率，上游上升最为迅速，年复合增长率高达为60%，由于政策对新能源汽车产业的大力支持以及“双积分”政策最终落地，该产业未来仍有较大增长空间。附：新能源汽车各环节成本占比及代表公司各环节成本占比占整车比例占所属中游比例代表公司电池42%-比亚迪、国轩高科、CATL正极15%35%厦门钨业、杉杉股份、北大先行负极6.3%15%贝特瑞、杉杉股份隔膜8.4%20%上海恩捷、星源材质、沧州明珠电解液4.2%10%天赐材料、新宙邦、多氟多电机10%-大洋电机、方众电机电控11%-汇川技术、正海磁材如今，我希望能将自己积累的经验和智慧，转化为促进中马商务交流的桥梁，帮助更多的人在这里少走弯路，共同开创美好的未来。