【摘要】為了深入了解新能源乘用車用電驅(qū)動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，首先介紹了新能源乘用車用電驅(qū)動系統(tǒng)中的電機及電機控制器產(chǎn)品總量走勢、技術(shù)路線、企業(yè)競爭格局、產(chǎn)品配套等方面的特點。其次，提出了未來電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)仍是競爭激烈、低附加值的行業(yè)，電機及電機控制器呈現(xiàn)高集成化、高可靠性、高壓化等新趨勢，電驅(qū)動企業(yè)與產(chǎn)品出海將取得實質(zhì)進展。最后，對電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出相關(guān)建議，建議電驅(qū)動相關(guān)企業(yè)加強新材料等前沿技術(shù)布局以及產(chǎn)品供應(yīng)的市場策略研究。

關(guān)鍵詞：新能源乘用車；電驅(qū)動系統(tǒng)；永磁同步電機

中圖分類號：U469.72" "文獻標志碼：A" DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20230231

Analysis on the Supply Characteristics and Trends of Electric Drive Products for New Energy Passenger Vehicles

Shao Liqing

（China Automotive Information Technology （Tianjin） Co.， Ltd， Tianjin 300300）

【Abstract】 In order to gain an in-depth understanding of the development trend of clectric drive products for new energy passenger vehicles， this paper firstly introduces the characteristics of electric motors and motor controller products in the electric drive system of new energy passenger vehicles， covering the overall trend， technical routes， enterprise competition pattern， and product supporting features. Secondly， the development trend of the electric drive industry has been proposed， which will still be a highly competitive and low value-added industry. There are more new trends in electric motors and motor controllers， such as high-integration， high-reliability and high-pressure. Moreouer， electric drive enterprises and products will make substantial progress when going overseas. Finally， relevant suggestions are put forward for the development of the electric drive industry， and it is recommended to strengthen the research on market strategies for cutting-edge technology layout and product supply.

Key words： New energy passenger vehicles， Electrical driving system， Permanent magnet synchronous motor

0 引言

新能源動力系統(tǒng)可以分為“大三電”的驅(qū)動總成和“小三電”的電源總成。“大三電”指的是驅(qū)動電機、電機控制器和減速器，其作用是實現(xiàn)動力的輸入和控制；“小三電”主要包括車載充電機、DC-DC轉(zhuǎn)換器以及高壓配電單元等，其作用是實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)化和電池充放電功能[1]。在“大三電”中，驅(qū)動電機及電機控制器產(chǎn)品是新能源汽車動力精準輸出的核心，其產(chǎn)品、技術(shù)乃至產(chǎn)業(yè)鏈的變化都將對新能源汽車整體產(chǎn)業(yè)形成影響。本文主要分析以驅(qū)動電機及電機控制器為主的電驅(qū)動行業(yè)當前發(fā)展特點、未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢、提出相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)建議。

1 新能源乘用車電驅(qū)動產(chǎn)品供應(yīng)特點

1.1 電驅(qū)動產(chǎn)品供應(yīng)總量增速快

2024年上半年新能源乘用車銷量達到403.43萬輛，同比增長38.71%。電驅(qū)動產(chǎn)品的總量也隨之提升，并實現(xiàn)了比整車總量更高的增速。2024年上半年，新能源乘用車電驅(qū)動系統(tǒng)總量為480.56萬臺，同比增幅達到1.16倍，見圖1。

1.2 永磁同步電機為主流技術(shù)路線

當前新能源乘用車的車用電機主要有永磁同步電機和交流異步電機，這兩種電機各有不同的優(yōu)劣勢。永磁同步電機的優(yōu)勢是功率密度高、振動噪聲小、能量轉(zhuǎn)換效率高（90%以上）、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕[2]，但由于增加了永磁體，成本較高，且永磁體在高溫和振動環(huán)境下有退磁的風險，機械強度差。交流異步電機的優(yōu)勢是無永磁高溫退磁問題，可以將峰值功率和額定功率工作時間延長、高速性能較好，電機特性受環(huán)境影響小、可靠性好，且成本較低，但劣勢是功率密度和能量轉(zhuǎn)換效率較低，能耗較高[3]。相比于交流異步電機，永磁同步電機更適合在新能源乘用車上應(yīng)用，因此近年永磁同步電機裝機量占整體裝機量的比例均超98%，見圖2。未來，永磁同步電機仍是新能源乘用車的主要技術(shù)路線。

1.3 多電機搭載率顯著提升

近年來，多電機在新能源乘用車上的搭載率增速較快，這也是致使電驅(qū)動供應(yīng)量比整車銷量增速高的主要原因。2024年上半年，多電機裝車量占比達到32%，同比增長87%，見圖3。

多電機的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在動力性能更好，在提升整車系統(tǒng)效率的同時獲得了更大扭矩，提高制動能量回收的效率。但也同樣存在劣勢，主要包括：電機與電機之間、電機與減速器之間的控制與耦合更難，成本比單電機驅(qū)動更高。因此，多電機目前主要應(yīng)用在20萬元以上的中高端車型上，可分別滿足低速爬坡和高速續(xù)航的需求。其中，雙電機主要有2種技術(shù)路線：永磁同步電機+永磁同步電機；永磁同步電機+交流異步電機。由于雙電機的成本更高，為了更多地滿足對動力要求不高、價格相對敏感的用戶需求，雙電機在部分車型中逐漸成為選裝配置。Model 3、Model Y、問界M7、小鵬G9、極氪001、騰勢D9、唐DM、領(lǐng)克08 PHEV等車型除了有雙電機版本外，還設(shè)置了價格更低的單電機版本。四電機主要應(yīng)用在50萬元以上的主打性能、越野的車型上，如仰望U8、猛士917、極氪001FR版等。未來，隨著新能源中高端車型數(shù)量及銷量提升，多電機的搭載率還將呈現(xiàn)上升態(tài)勢。

1.4 電驅(qū)動企業(yè)間的競爭呈現(xiàn)加劇態(tài)勢

電驅(qū)動企業(yè)一般分為2種類型：具有整車背景，包括整車的全資/控股子公司、整車與零部件企業(yè)的合資公司和第三方獨立供應(yīng)商。第1種類型企業(yè)具有豐富的整車研發(fā)制造經(jīng)驗，能夠使電驅(qū)動產(chǎn)品同步匹配整車設(shè)計生產(chǎn)。第2種類型企業(yè)包括國內(nèi)和國外企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)多由海外歸國人才或科研機構(gòu)學術(shù)帶頭人主導或者從傳統(tǒng)電驅(qū)動企業(yè)中孵化出來專門從事新能源汽車業(yè)務(wù)的企業(yè)，如上海電驅(qū)動、方正電機等；國外企業(yè)多為國際零部件巨頭企業(yè)布局電驅(qū)動行業(yè)，如聯(lián)合電子、尼得科等。第三方獨立供貨的企業(yè)具有較強的研發(fā)和創(chuàng)新實力，可同時為多家整車企業(yè)供貨，擅長電驅(qū)動本體的批量化生產(chǎn)，因此具有一定的成本優(yōu)勢。

近年來，市場競爭激烈、典型車型改款加快、整車企業(yè)加大電驅(qū)動產(chǎn)品布局，電驅(qū)動企業(yè)之間的競爭呈現(xiàn)白熱化趨勢，見表1、表2。從2023年和2024年上半年的數(shù)據(jù)來看，主要有以下變化：

（1）整車企業(yè)自配趨勢明顯。長安汽車、吉利集團投資的衢州極電已經(jīng)分別在2024年進入到電機和電驅(qū)動裝車量前10；匯想（理想占比87%、匯川聯(lián)合動力占比13%）成為理想汽車唯一電控企業(yè)；蜂巢進入到電控企業(yè)前10，主要依靠長城集團旗下車型的內(nèi)部采購。

（2）整車大客戶銷量對電驅(qū)動企業(yè)的競爭格局影響較大。老牌電驅(qū)企業(yè)尼得科有70%以上的裝機量來自于廣汽埃安，在匯川聯(lián)合動力等企業(yè)也成功進入廣汽埃安供應(yīng)商體系后，尼得科跌出電機企業(yè)前10；西門子依靠吉利領(lǐng)克、銀河等相關(guān)車型銷量提升進入到電機企業(yè)前10。

（3）新企業(yè)依靠技術(shù)和商業(yè)模式搶占市場。電驅(qū)動行業(yè)也會出現(xiàn)一些有較大競爭優(yōu)勢的新企業(yè)，比如華為數(shù)字能源依靠華為的鴻蒙智行、HI（Huawei Inside）模式等與賽力斯、阿維塔、奇瑞等進行了強綁定，并開拓了理想MEGA車型的后電機訂單。

在選擇電驅(qū)動供應(yīng)商時，對于自供和外購均有的整車企業(yè)，其旗下高端車型為了保證品質(zhì)以及用戶體驗感受，多選擇采用其旗下電驅(qū)動企業(yè)進行自配；對于一些主打性價比的車型，多采用第三方的供應(yīng)商，有一些整車企業(yè)如上汽通用五菱，還會選擇多個第三方供應(yīng)商進行供貨，以實現(xiàn)成本最低化。

長安汽車旗下深藍、啟源品牌為長安自供；阿維塔品牌由股東之一的華為旗下的華為數(shù)字能源提供；其他品牌的車型多采用第3方供應(yīng)商。小鵬汽車旗下高端車型G9、X9的電驅(qū)動均為自供；而價位相對低一些的G3i、P5電機采購于合普動力、上海電驅(qū)動等。理想汽車電機供應(yīng)商除了自供外也有第三方供應(yīng)商，但電控逐漸轉(zhuǎn)為由匯想提供。

吉利汽車旗下品牌較多，且多為獨立經(jīng)營，配套關(guān)系比較復雜，但母公司投資的衢州極電和全資子公司威睿電動主要配套吉利高端電動平臺浩瀚架構(gòu)下極氪、Smart等品牌。其他品牌如吉利、領(lǐng)克等多以第三方供應(yīng)商為主；吉利銀河內(nèi)外供應(yīng)均有。

2 新能源汽車電驅(qū)動產(chǎn)品發(fā)展趨勢

（1）短期看，電驅(qū)動行業(yè)仍將是競爭激烈、低附加值的行業(yè)。

電驅(qū)動行業(yè)的結(jié)構(gòu)性壁壘較低，產(chǎn)品同質(zhì)化較為嚴重，低價策略導致競爭環(huán)境較為激烈，且行業(yè)受新能源汽車市場整體影響較大，整車的產(chǎn)銷量將直接導致電驅(qū)動產(chǎn)品需求量的變化。因此，雖然未來新能源汽車仍將保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，但如何挖掘市場潛力、實現(xiàn)差異化競爭，對電驅(qū)動行業(yè)至關(guān)重要。在“軟件定義汽車”的趨勢下，電驅(qū)動企業(yè)還面臨成為硬件代工廠的危機。另外，近年來整車企業(yè)對于成本的控制異常嚴苛，降本壓力極大可能向供應(yīng)鏈企業(yè)傳導；同時，電驅(qū)動行業(yè)還面臨著上游銅、鋁等成本上漲的壓力，盈利空間和投資回報率都將較小。

（2）驅(qū)動電機產(chǎn)品將朝著輕量化、集成化、永磁高效化以及數(shù)字化等方向發(fā)展。

在輕量化與集成化方面，主要趨勢是提高電機系統(tǒng)效率，降低能耗損失，利用高度的集成實現(xiàn)輕量化來進一步降低能耗，以及電機、減速器、電控三合一深度集成。在數(shù)字化方面，主要指電機與電控的深度配合，對電機轉(zhuǎn)速利用、扭矩分配、安全監(jiān)控、標定、通信等功能優(yōu)化，加強人機交互功能，以提升駕駛感受。在永磁高效化方面，主要是通過新材料及制造工藝應(yīng)用、冷卻方式改進、新電機方案創(chuàng)新等方式來實現(xiàn)永磁同步電機的高轉(zhuǎn)速、高功率密度、低振動噪聲以及低成本等趨勢[4]。

新材料及制造工藝的應(yīng)用將采用高導熱（硅鋼等）、高導電率銅線、高耐壓低成本絕緣材料、高耐溫電磁材料等新材料及制造薄鋼、提高繞線密度、線圈類型等新制造工藝，降低電機體積，提高功率密度。主流冷卻技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的風冷、水冷發(fā)展到油冷。扁線電機將成為主流的電機方案。由于中國的稀土資源較為豐富，短期內(nèi)無/低稀土電機技術(shù)將不會成為主流。

（3）短期內(nèi)三合一電驅(qū)動動力總成仍是主流技術(shù)路線，多合一電驅(qū)動動力總成需注意售后相關(guān)問題。

電驅(qū)動動力總成的集成方式包括二合一、三合一、多合一等。三合一是指將電機、電機控制器、減速器等結(jié)合在一起，是目前的主要技術(shù)路線。從整車到零部件等不同類型的企業(yè)都在布局“三合一”電驅(qū)動產(chǎn)品。與此同時，一些企業(yè)如比亞迪、華為、零跑、匯想等也在布局多合一產(chǎn)品。比亞迪基于e平臺推出了十二合一電驅(qū)系統(tǒng)，除了集成了23 000 r/min高性能電機、減速器、碳化硅電控等核心部件外，還集成了整車控制器、電池管理器、直流變換器、車載充電器以及一系列智能模塊（如智能升壓、升流、自加熱模塊）和能量管理智控系統(tǒng)。華為的七合一產(chǎn)品是集成了電機控制器、電機、減速器、車載充電機、電壓變換器、電源分配單元及電池管理系統(tǒng)主控單元，Z向節(jié)省220 mm，安裝支架減少2個，線束縮短5 m，連接器減少3個，水管口及水管減少2個。而零跑的八合一產(chǎn)品主要集成了電機控制器、電機以及減速器，電機控制器又集成電機控制模塊、整車控制模塊、降壓斬波電源模塊、交流充電模塊、高壓分線模塊等，在保證相同性能的前提下，實現(xiàn)質(zhì)量減輕30%、體積縮減40%。

雖然集成化是電驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，但是多合一產(chǎn)品在熱管理、電磁干擾、可靠性等方面仍存在一些技術(shù)問題尚未得到有效解決，尤其是有可能出現(xiàn)售后服務(wù)問題，因此短期內(nèi)難以實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

（4）電機控制器產(chǎn)品將呈現(xiàn)高安全性、高EMC等級、高功率密度以及高電壓趨勢。

隨著電驅(qū)動系統(tǒng)集成的功能越來越多，安全性要求也越來越高；EMC等級將逐漸朝著高等級Class 5發(fā)展，對于小型化、低成本的要求更高；功率密度將不斷提升，分裝方面向方磚、超薄外形、裸DBC/芯片形式趨勢發(fā)展，外形體積隨分裝向小型化發(fā)展；與Si IGBT相比，SiC MOSFET具有更低的損耗、更高的頻率，同時實現(xiàn)了模塊的小型化和輕量化，因此，功率器件將逐步由Si基IGBT向SiC MOSFET發(fā)展[5]；隨著新平臺使用和車型級別變高，電池總成電壓將不斷提升，功率器件電壓也隨之增高，當前電壓平臺主要是20～40 V為主，未來將提升到80 V。

（5）電驅(qū)動產(chǎn)品的海外供應(yīng)將有望取得重要突破。

隨著新能源汽車出口量不斷增加，我國新能源汽車在產(chǎn)業(yè)化、市場化的基礎(chǔ)上，已經(jīng)開始邁入國際化的高質(zhì)量發(fā)展新階段。整車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈海外拓展成為熱點之一。

匯川聯(lián)合動力的多合一產(chǎn)線項目已經(jīng)于2024年5月在泰國工廠量產(chǎn)下線；精進電機北美基地新投產(chǎn)的三合一項目開始搭配多款車型，進入放量階段；臥龍電驅(qū)海外市場營收占比約為四成，計劃借助與采埃孚成立的合資公司——臥龍采埃孚汽車電機有限公司，以及從戴姆勒批量定點中積累經(jīng)驗，進入歐美高端車企的供應(yīng)鏈；方正電機在越南投資成立的越南高科潤電子科技公司已完成產(chǎn)線建設(shè)、客戶認證等工作。雖然電驅(qū)動企業(yè)海外布局仍以產(chǎn)品出口等初級階段為主，但布局的重點地區(qū)與整車企業(yè)布局基本趨同，主要以熱門的東南亞、歐洲、美國等為主。

3 新能源汽車電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

綜上，在汽車行業(yè)競爭加劇的大環(huán)境下，搭載多電驅(qū)系統(tǒng)車型快速增長，使電驅(qū)動總裝機量增幅遠大于新能源乘用車銷量增幅，2024年上半年裝機量同比增長1倍以上。永磁同步電機仍為主要技術(shù)路線，多電機搭載量增長趨勢明顯，主要應(yīng)用在中高端車輛上。

未來，電驅(qū)動企業(yè)面臨激烈的競爭，在成本不斷承壓的背景下，市場和技術(shù)成為在競爭中取勝的關(guān)鍵。各大整車企業(yè)應(yīng)關(guān)注前沿技術(shù)，聚焦技術(shù)突破與創(chuàng)新，加強自主軟件研發(fā)，重視電驅(qū)動軟件部分與車輛整體協(xié)同能力。在供應(yīng)方面，建議零部件企業(yè)打造差異化賽道，根據(jù)不同區(qū)間段制定價格策略，避免陷入低價競爭陷阱，優(yōu)勢利用供應(yīng)鏈資源，找準整車企業(yè)的痛點，針對不同企業(yè)的需求，提供具有競爭力的產(chǎn)品或成套解決方案。

參 考 文 獻

[1] 陳清泉. 現(xiàn)代電動車、電機驅(qū)動及電力電子技術(shù)[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2006．

[2] 電動汽車用永磁同步電機的發(fā)展分析[J].微電機， 2010（43）： 78-79.

[3] 葛寶明， 王祥珩， 蘇鵬聲等. 交流傳動系統(tǒng)控制策略綜述[J]. 電氣傳動自動化， 2001（4）： 3-9.

[4] 代穎， 王立欣， 崔淑梅. 電動汽車用永磁同步電機評述[J]. 微電機， 2005， 38（3）： 84-86.

[5] 蔡蔚， 貢俊， 張舟云， 等. 新能源汽車電驅(qū)動總成系統(tǒng)技術(shù)路線圖[M]//節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖2.0. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2020.

（責任編輯 明慧）