中國新能源汽車電機市場分析報告

一、新能源汽車用電動機的類型及發展趨勢

（A） 電動機的結構和性能

驅動電機系統是新能源汽車的三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車的主要執行結構，其驅動特性決定了汽車的主要性能指標。它是電動汽車的重要組成部分。電動汽車的整個驅動系統包括兩部分：電機驅動系統及其機械傳動機構。電機驅動系統主要由電機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器和電源組成。

簡單來說，電機驅動系統主要由兩部分組成：驅動電機和電機控制器。從電機驅動系統的產業價值鏈來看，驅動電機和電機控制器的成本比大致相同。

下圖：電機的結構部件。

新能源汽車的驅動電機屬于中低壓電機的范疇。由于其應用領域的特殊性，對其性能要求比普通中低壓產品更高：

1） 調速范圍廣：新能源汽車有兩種工況，要求在起步、加速和爬坡時在恒定扭矩范圍內工作；在高速行駛時，要求電機在恒定的功率范圍內工作；

2） 高功率密度，主要是以最小的空間限制和電池功率來提高巡航續航里程；

3） 安全可靠，要求電機工作穩定，具有良好的抗震散熱性能；

4） 輕量化，即電機體積小，滿足車輛輕量化的要求；

5） 過載能力強：在起動、加速和爬坡條件下，要求電機具有4-5倍的過載能力。

下表：新能源汽車驅動電機的性能要求。

（A） 不同電機類型的應用場景存在差異。

電動機通常需要具有兩種功能：發電和發電。根據類型，可以選擇幾種電機，如直流、交流、永磁無刷或開關磁阻。根據所選擇的電機類型，功率轉換器包括DC/DC功率轉換器、DC/AC功率轉換器等。其功能是根據所選擇電機的驅動電流要求，將電池的DC轉換為具有相應電壓電平的DC、AC或脈沖電源。

適用于新能源汽車的驅動電機有三種：永磁同步、交流異步和開關磁阻。由于其不同的特點，每一種都有自己的應用場合。

永磁同步電動機具有體積小、重量輕、功率密度高、可靠性高、調速精度高、響應速度快等優點。但最大功率低，成本高。永磁同步電機（PMSM）具有最高的功率密度，最高的工作效率可達97%，可以為車輛輸出最大的功率和加速度，因此主要用于對能容比要求最高的新能源乘用車。

交流異步電動機價格低廉，運行可靠；然而，其固有的局限性是低功率密度、復雜的控制和小的調速范圍。價格優勢使其在新能源公交車中得到廣泛應用。

開關磁阻電機價格低廉，電路簡單可靠，調速范圍廣；然而，振動和噪聲大，控制系統復雜，直流電源會產生大的脈沖電流。用于大型公共汽車。

下圖：驅動電機性能指標對比

資料來源：咨詢一覽。

目前，新能源汽車驅動電機的發展方向是：小型化、輕量化；高效率；更好的扭矩特性；使用壽命長，可靠性高；低噪音；

價格低廉。隨著時間的推移，新能源驅動電機的發展呈現出以下趨勢：

① 電機本體永磁體：永磁體電機具有高轉矩密度、高功率密度、高效率和高可靠性的優點。中國擁有世界上最豐富的稀土資源，因此高性能永磁電機是我國汽車驅動電機的重要發展方向。

② 電機控制數字化：專用芯片和數字信號處理器的出現，促進了電機控制器的數字化，提高了電機系統的控制精度，有效降低了系統體積。

③ 電機系統集成：通過機電集成（電機與發動機集成或電機與變速箱集成）和控制器集成，可以降低驅動系統的重量和體積，有效降低系統的制造成本。

（B） 永磁同步電機成為主流趨勢

目前，交流異步電機主要由以特斯拉為首的美國車企和一些歐洲公司使用。一方面，這與特斯拉最初的技術路徑選擇有關。交流感應電機的價格較低，但體積大并不妨礙美國汽車的發展。另一方面，美國高速路網發達，交流電機的高速區間效率性能良好。

在包括中國和日本在內的其他國家，永磁同步電機仍然是新能源汽車中使用最廣泛的電機。主要因素是它適合國內的路況。永磁同步電機在反復啟停時仍能保持高效率，是公路網有限的工況下的最佳選擇。此外，中國稀土儲量豐富，也是日本稀土永磁產業有支撐基礎的重要因素。目前，永磁同步電機在中國新能源汽車中的使用占比超過90%。

豐田、本田、日產等日本汽車公司基本采用永磁同步電機驅動系統，如豐田的普銳斯、本田的CIVIC等。因為在日本，有很多公司為永磁電機供應稀土磁體，而且大多數汽車都以中低速運行，所以更適合使用加速和減速效率高的永磁同步電機。日本在開發混合動力電動汽車方面處于世界領先地位，其中豐田普銳斯最為著名。

下圖：國外主要新能源汽車的電動類型和供應商。

下圖：中國主要新能源汽車的電動類型和供應商（乘用車）

下圖：中國主要新能源汽車的電動類型和供應商（商用車）

總體來看，新能源汽車電機的技術要求更高，永磁同步電機最具優勢。驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一。與傳統工業電機相比，新能源汽車的驅動電機具有更高的技術要求。從綜合性能來看，永磁同步電機最具優勢，更能代表新能源汽車驅動電機的發展方向。由于中國稀土儲量豐富，電機技術接近世界先進水平，預計永磁電機將長期占據中國新能源汽車電機市場。

二是新能源汽車汽車市場的特點

（A） 新能源汽車的快速發展催生了巨大的電機需求市場。

隨著中國新能源汽車的快速發展，新能源汽車電機的增速也很高。據測算，2014年，國內新能源汽車電機市場規模為14.8億元，其中乘用車驅動電機和乘用車驅動發動機分別占53%和42%，專用車電機占5%。2015年，中國新能源汽車電機產業的相應規模約為65.6億元，公交車/乘用車/專用車驅動電機的份額分別為52%/33%/15%。

預計未來幾年，隨著新能源汽車產銷的持續增長，電機市場將呈現高速增長趨勢。預計2016年中國新能源汽車汽車市場將達到97億輛，市場空間將超過……

到2020年將達到10億元。（注：電機控制器不包括在內，將在另一篇研究文章中詳細分析）

未來幾年，新能源乘用車產銷增速將習慣乘用車增速，乘用車電機占比將呈現上升趨勢。預計到2020年，新能源乘用車電機占比將達到47.4%，新能源客車電機占比達到42.7%，特種車電機占比達10%。

下圖：中國新能源汽車電機市場規模。

（B） 國內外技術存在差距

目前，中國新能源汽車的汽車市場在中國仍然自給自足，國際競爭對手參與較少。與國外相比，國內技術水平仍有許多差距。以專利為技術儲備，近10年來，我國新能源汽車電機及驅動控制系統專利申請總量居世界首位，但技術水平最具體的發明專利僅占50%，遠低于同期國外發明專利申請總量的90%。

下圖：中國新能源汽車用電機專利。

下圖：新能源汽車發動機的外國專利。

在全球范圍內，德國、日本和韓國都擁有強大的電力驅動系統。國內奇瑞汽車、吉利汽車研究院、清華大學、長安汽車、上海中科申江電氣、長安新能源、北京理工大學、比亞迪等企業和研究機構擁有豐富的技術儲備。

下圖：1996年至2015年，全球新能源汽車發動機專利申請量排名前20位。

（C） 產品相對成熟，參與者眾多。

目前，新能源汽車驅動電機行業具有吸引力，潛在市場空間大，行業標準不確定，汽車供應鏈不成熟，可以與新能源汽車一起成長。這是一個理想的朝陽產業。現階段，主要有三類市場（潛在）參與者：傳統電機制造商、汽車零部件供應商和車企內部支持。

傳統電機企業擁有成熟的生產能力和豐富的電機制造經驗，而中小電機行業近年來一直處于低迷狀態，轉型為新能源驅動電機迫在眉睫。這類企業的生產線可以快速轉型和切換，以適應新能源汽車訂單的激增，并且在競爭中最具實力。如江特電機、大洋電機、方正電機、致新電機、正海磁材、耐得科（中紡瑞麗）、東方電機等均已轉型為新能源汽車驅動電機生產陣營。

由于電力電子和材料儲能技術的進步，汽車終端消費市場逐漸被電動化的新能源產品所取代。為了適應這種產品形態的滲透甚至顛覆，汽車原始設備制造商和零部件供應商有自我創新的需求，推出電動化的新一代產品。先鋒包括華宇電氣、南車時代電氣、萬向錢超、比亞迪、上汽和奇瑞汽車。

事實上，由于新能源汽車驅動系統的電機和控制器需要高效匹配，而兩個行業的電機制造都強調資產，而控制器屬于輕資產，具有一定的互補性，因此，越來越多的市場參與者希望將驅動系統作為一個整體進行包裝、制造和銷售。因此，電機和控制器之間的相互合作、并購和產業聯盟越來越頻繁，產業邊界也逐漸模糊。這一趨勢的另一個后果是電力系統集成的趨勢。

由于新能源汽車行業享受了許多優惠政策，為了率先登陸新能源汽車電機市場，近年來，資本市場上出現了許多涉及新能源汽車發動機項目的并購案例，其中上海電驅、上海大軍、，天津松正和大洋電氣都是新能源汽車電機行業的佼佼者。海洋電氣已經收購了上海電氣，方正電氣也將收購上海海能和德沃斯。國內汽車行業巨頭紛紛收購新能源……

汽車發動機和上游材料公司通過并購來增加其競爭力，這表明這些企業對新能源汽車的重視。

由于新能源汽車的電機遲遲沒有啟動，因此有必要從汽車應用的角度出發，讓汽車制造商和電機制造商共同研究制造出滿足新能源汽車需求的專用電機。在中國乃至世界范圍內，汽車電機是電機行業的一個小分支，但汽車電機的制造門檻很高。特別是，我國的電機驅動系統與國外的驅動系統仍有很大的差距和不足。得益于政策的支持和汽車巨頭對市場的關注，中國新能源汽車產業正在加速發展。

三、國內主要新能源汽車電機企業

下圖：國內外主要新能源汽車電機企業。一、新能源汽車用電動機的類型及發展趨勢

（A） 電動機的結構和性能

驅動電機系統是新能源汽車的三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車的主要執行結構，其驅動特性決定了汽車的主要性能指標。它是電動汽車的重要組成部分。電動汽車的整個驅動系統包括兩部分：電機驅動系統及其機械傳動機構。電機驅動系統主要由電機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器和電源組成。

簡單來說，電機驅動系統主要由兩部分組成：驅動電機和電機控制器。從電機驅動系統的產業價值鏈來看，驅動電機和電機控制器的成本比大致相同。

下圖：電機的結構部件。

新能源汽車的驅動電機屬于中低壓電機的范疇。由于其應用領域的特殊性，對其性能要求比普通中低壓產品更高：

1） 調速范圍廣：新能源汽車有兩種工況，要求在起步、加速和爬坡時在恒定扭矩范圍內工作；在高速行駛時，要求電機在恒定的功率范圍內工作；

2） 高功率密度，主要是以最小的空間限制和電池功率來提高巡航續航里程；

3） 安全可靠，要求電機工作穩定，具有良好的抗震散熱性能；

4） 輕量化，即電機體積小，滿足車輛輕量化的要求；

5） 過載能力強：在起動、加速和爬坡條件下，要求電機具有4-5倍的過載能力。

下表：新能源汽車驅動電機的性能要求。

（A） 不同電機類型的應用場景存在差異。

電動機通常需要具有兩種功能：發電和發電。根據類型，可以選擇幾種電機，如直流、交流、永磁無刷或開關磁阻。根據所選擇的電機類型，功率轉換器包括DC/DC功率轉換器、DC/AC功率轉換器等。其功能是根據所選擇電機的驅動電流要求，將電池的DC轉換為具有相應電壓電平的DC、AC或脈沖電源。

適用于新能源汽車的驅動電機有三種：永磁同步、交流異步和開關磁阻。由于其不同的特點，每一種都有自己的應用場合。

永磁同步電動機具有體積小、重量輕、功率密度高、可靠性高、調速精度高、響應速度快等優點。但最大功率低，成本高。永磁同步電機（PMSM）具有最高的功率密度，最高的工作效率可達97%，可以為車輛輸出最大的功率和加速度，因此主要用于對能容比要求最高的新能源乘用車。

交流異步電動機價格低廉，運行可靠；然而，其固有的局限性是低功率密度、復雜的控制和小的調速范圍。價格優勢使其在新能源公交車中得到廣泛應用。

開關磁阻電機價格低廉，電路簡單可靠，調速范圍廣；

然而，振動和噪聲大，控制系統復雜，直流電源會產生大的脈沖電流。用于大型公共汽車。

下圖：驅動電機性能指標對比

資料來源：咨詢一覽。

目前，新能源汽車驅動電機的發展方向是：小型化、輕量化；高效率；更好的扭矩特性；使用壽命長，可靠性高；低噪音；

價格低廉。隨著時間的推移，新能源驅動電機的發展呈現出以下趨勢：

① 電機本體永磁體：永磁體電機具有高轉矩密度、高功率密度、高效率和高可靠性的優點。中國擁有世界上最豐富的稀土資源，因此高性能永磁電機是我國汽車驅動電機的重要發展方向。

② 電機控制數字化：專用芯片和數字信號處理器的出現，促進了電機控制器的數字化，提高了電機系統的控制精度，有效降低了系統體積。

③ 電機系統集成：通過機電集成（電機與發動機集成或電機與變速箱集成）和控制器集成，可以降低驅動系統的重量和體積，有效降低系統的制造成本。

（B） 永磁同步電機成為主流趨勢

目前，交流異步電機主要由以特斯拉為首的美國車企和一些歐洲公司使用。一方面，這與特斯拉最初的技術路徑選擇有關。交流感應電機的價格較低，但體積大并不妨礙美國汽車的發展。另一方面，美國高速路網發達，交流電機的高速區間效率性能良好。

在包括中國和日本在內的其他國家，永磁同步電機仍然是新能源汽車中使用最廣泛的電機。主要因素是它適合國內的路況。永磁同步電機在反復啟停時仍能保持高效率，是公路網有限的工況下的最佳選擇。此外，中國稀土儲量豐富，也是日本稀土永磁產業有支撐基礎的重要因素。目前，永磁同步電機在中國新能源汽車中的使用占比超過90%。

豐田、本田、日產等日本汽車公司基本采用永磁同步電機驅動系統，如豐田的普銳斯、本田的CIVIC等。因為在日本，有很多公司為永磁電機供應稀土磁體，而且大多數汽車都以中低速運行，所以更適合使用加速和減速效率高的永磁同步電機。日本在開發混合動力電動汽車方面處于世界領先地位，其中豐田普銳斯最為著名。

下圖：國外主要新能源汽車的電動類型和供應商。

下圖：中國主要新能源汽車的電動類型和供應商（乘用車）

下圖：中國主要新能源汽車的電動類型和供應商（商用車）

總體來看，新能源汽車電機的技術要求更高，永磁同步電機最具優勢。驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一。與傳統工業電機相比，新能源汽車的驅動電機具有更高的技術要求。從綜合性能來看，永磁同步電機最具優勢，更能代表新能源汽車驅動電機的發展方向。由于中國稀土儲量豐富，電機技術接近世界先進水平，預計永磁電機將長期占據中國新能源汽車電機市場。

二是新能源汽車汽車市場的特點

（A） 新能源汽車的快速發展催生了巨大的電機需求市場。

隨著中國新能源汽車的快速發展，新能源汽車電機的增速也很高。據測算，2014年，國內新能源汽車電機市場規模為14.8億元，其中乘用車驅動電機和乘用車驅動發動機分別占53%和42%，專用車電機占5%。2015年，中國新能源汽車電機產業的相應規模約為65.6億元，公交車/乘用車/專用車驅動電機的份額分別為52%/33%/15%。

預計未來幾年，隨著新能源汽車產銷的持續增長，電機市場將呈現高速增長趨勢。預計2016年中國新能源汽車汽車市場將達到97億輛，市場空間將超過……

到2020年將達到10億元。（注：電機控制器不包括在內，將在另一篇研究文章中詳細分析）

未來幾年，新能源乘用車產銷增速將習慣乘用車增速，乘用車電機占比將呈現上升趨勢。預計到2020年，新能源乘用車電機占比將達到47.4%，新能源客車電機占比達到42.7%，特種車電機占比達10%。

下圖：中國新能源汽車電機市場規模。

（B） 國內外技術存在差距

目前，中國新能源汽車的汽車市場在中國仍然自給自足，國際競爭對手參與較少。與國外相比，國內技術水平仍有許多差距。以專利為技術儲備，近10年來，我國新能源汽車電機及驅動控制系統專利申請總量居世界首位，但技術水平最具體的發明專利僅占50%，遠低于同期國外發明專利申請總量的90%。

下圖：中國新能源汽車用電機專利。

下圖：新能源汽車發動機的外國專利。

在全球范圍內，德國、日本和韓國都擁有強大的電力驅動系統。國內奇瑞汽車、吉利汽車研究院、清華大學、長安汽車、上海中科申江電氣、長安新能源、北京理工大學、比亞迪等企業和研究機構擁有豐富的技術儲備。

下圖：1996年至2015年，全球新能源汽車發動機專利申請量排名前20位。

（C） 產品相對成熟，參與者眾多。

目前，新能源汽車驅動電機行業具有吸引力，潛在市場空間大，行業標準不確定，汽車供應鏈不成熟，可以與新能源汽車一起成長。這是一個理想的朝陽產業。現階段，主要有三類市場（潛在）參與者：傳統電機制造商、汽車零部件供應商和車企內部支持。

傳統電機企業擁有成熟的生產能力和豐富的電機制造經驗，而中小電機行業近年來一直處于低迷狀態，轉型為新能源驅動電機迫在眉睫。這類企業的生產線可以快速轉型和切換，以適應新能源汽車訂單的激增，并且在競爭中最具實力。如江特電機、大洋電機、方正電機、致新電機、正海磁材、耐得科（中紡瑞麗）、東方電機等均已轉型為新能源汽車驅動電機生產陣營。

由于電力電子和材料儲能技術的進步，汽車終端消費市場逐漸被電動化的新能源產品所取代。為了適應這種產品形態的滲透甚至顛覆，汽車原始設備制造商和零部件供應商有自我創新的需求，推出電動化的新一代產品。先鋒包括華宇電氣、南車時代電氣、萬向錢超、比亞迪、上汽和奇瑞汽車。

事實上，由于新能源汽車驅動系統的電機和控制器需要高效匹配，而兩個行業的電機制造都強調資產，而控制器屬于輕資產，具有一定的互補性，因此，越來越多的市場參與者希望將驅動系統作為一個整體進行包裝、制造和銷售。因此，電機和控制器之間的相互合作、并購和產業聯盟越來越頻繁，產業邊界也逐漸模糊。這一趨勢的另一個后果是電力系統集成的趨勢。

由于新能源汽車行業享受了許多優惠政策，為了率先登陸新能源汽車電機市場，近年來，資本市場上出現了許多涉及新能源汽車發動機項目的并購案例，其中上海電驅、上海大軍、，天津松正和大洋電氣都是新能源汽車電機行業的佼佼者。海洋電氣已經收購了上海電氣，方正電氣也將收購上海海能和德沃斯。國內汽車行業巨頭紛紛收購新能源……

汽車發動機和上游材料公司通過并購來增加其競爭力，這表明這些企業對新能源汽車的重視。

由于新能源汽車的電機遲遲沒有啟動，因此有必要從汽車應用的角度出發，讓汽車制造商和電機制造商共同研究制造出滿足新能源汽車需求的專用電機。在中國乃至世界范圍內，汽車電機是電機行業的一個小分支，但汽車電機的制造門檻很高。特別是，我國的電機驅動系統與國外的驅動系統仍有很大的差距和不足。得益于政策的支持和汽車巨頭對市場的關注，中國新能源汽車產業正在加速發展。

三、國內主要新能源汽車電機企業

下圖：國內外主要新能源汽車電機企業。

標簽：豐田本田比亞迪長安奇瑞

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