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2022年中国新能源汽车之三电系统洞察报告

时间:2022-08-24 15:22:47 | 浏览:8793

动力电池、驱动电机、电控系统是新能源汽车的核心零部件,合称三电系统,是决定汽车性能的关键。动力电池是新能源汽车的“能量”来源,而驱动电机、电控系统作为传统发动机功能的替代,其性能直接决定电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。

动力电池、驱动电机、电控系统是新能源汽车的核心零部件,合称三电系统,是决定汽车性能的关键。动力电池是新能源汽车的“能量”来源,而驱动电机、电控系统作为传统发动机功能的替代,其性能直接决定电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。从新能源汽车制造成本构成看,三电系统占整车成本约50%。因此,深耕三电系统行业是新能源车企打造核心竞争力的关键,也是我国新能源汽车行业快速发展的基石。

1. 发展环境

需求拉动:新能源汽车市场欣欣向荣,带动三电系统行业快速发展

为进一步激发新能源汽车市场活力,我国提出新能源汽车下乡、取消二手车限迁等多重举措,新能源汽车市场占有率持续攀升,带动三电系统技术迭代与市场规模增长。根据汽车工业协会数据,2021年,新能源汽车产销量分别为354.5万辆和352.1万辆,2016-2021年均增速分别为46.97%和47.34%。继新能源汽车免征购置税、新能源汽车下乡等政策之后,汽车消费潜力进一步释放。数据显示,2022年1-6月,新能源汽车产销分别为266.1万辆和260万辆,同比均增长1.2倍,市场占有率达到21.6%。

政策支持:多重利好加持,助力新能源汽车三电系统发展

三电系统等核心零部件的研发与生产是新能源汽车发展的关键,但我国仍面临原材料供应短缺、关键技术瓶颈等问题。基于此,国家出台一系列政策促进新能源汽车核心零部件技术创新,助力新能源车企构建核心竞争力。2019年10月,发改委颁布《产业结构调整指导目录(2019年本)》(2019年第29号令),鼓励我国动力电池多元化方向发展,促进新能源汽车三电系统技术革新。2021年12月,财政部等4部门发布《关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴的通知》(财建〔2021〕466号),提出不再设置补贴过渡期,标志着我国新能源汽车行业向市场导向转变,有效刺激核心零部件企业突破成本和关键技术难关。多项政策指引我国新能源汽车三电系统向高性能、低成本、智能化、集成化方向发展迭代。

2. 发展现状

产业链结构:由上游原材料、中游三电系统企业、下游整车制造企业三部分组成。

(1) 产业链上游由电池原材料、电机原材料和电控零部件构成。动力电池由正极、负极、隔膜、电解液等组成,正极材料占动力电池制造成本约40%,主要以磷酸铁锂和三元锂为主。驱动电机主要由定子、转子与绕组、端盖等机械结构组成,原材料为稀土磁钢、硅钢片、铜和铝等,其中稀土磁钢主要用于制造永磁体,占制造成本30%左右。电控系统原材料为IGBT功率模块、驱动器、控制器等,其中IGBT在电控系统中是高技术壁垒核心元件,国际供应商占主导地位,成本占整个电控系统40%-50%。(2)产业链中游由动力电池组装生产、驱动电机整机制造和电控系统集成商构成。动力电池组装生产主要包括电芯加工、电池模组封装、电池PACK、组装等环节,国内动力电池企业代表企业有宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科等。国内驱动电机以永磁同步电机为主,国内电机市场由整车厂与第三方厂商构成,整车厂包括特斯拉和比亚迪等,第三方厂商包括精进电动、上海大郡、博格华纳等。电控系统集成商同样由整车厂和第三方集成商构成,整车厂如比亚迪、北汽新能源、江铃汽车、宇通客车等已占据约50%市场份额。(3)产业链下游由乘用车、商用车和专用车整车制造企业构成。值得注意的是,比亚迪作为国内首家全面转型新能源汽车的车企,新能源汽车“三电”底层技术已实现自主可控,在产业链中优势明显。如比亚迪刀片电池技术日益成熟,体积能量密度达到与三元锂电池同等水平,兼具安全性与经济性,电池装机量稳居行业第一梯队。

市场规模:动力电池、驱动电机和电控系统市场均整体向好

动力电池:2021年,国家对新能源汽车的政策扶持红利效果明显。根据中信证券数据,2021年我国新能源汽车动力电池装机量为140GWh,2016-2021年均增速为37.68%。从电池材料类型看,2021年三元锂电池装机74.3GWh,同比增长91%,占装机总量53%;磷酸铁锂电池装机65.4GWh,涨幅高达192%,装机占比为47%,略逊于三元锂电池。

驱动电机:新能源汽车市场爆发及双电机四驱车型的占比逐步提升,推动驱动电机装机量快速增长。例如,比亚迪、特斯拉、奔驰、奥迪、广汽等车企均推出“双电机四驱”的新能源汽车车型,B级以上纯电动乘用车以双电机配置逐步成为主流。根据东方证券数据,2021 年国内驱动电机装机量达到 370 万台,同比增速超 150%。

电控系统:随着我国新能源汽车行业逐渐转向市场主导型,及IGBT等电控系统核心零部件国产替代进程加快,中国电控系统市场迎来发展新机遇。根据头豹研究院数据,中国新能源汽车电控系统市场规模由2016年89.2亿元增长至2021年186.9亿元,年均增长15.94%。

市场结构:三电系统占新能源汽车成本50%

能耗、续航及安全是新能源汽车消费者最重视的问题,与车辆三电系统紧密相关。根据钜大锂电数据,三电系统在新能源汽车成本中占50%。其中,动力电池是三电系统中最核心的部件,解决新能源汽车续航里程、使用寿命、驾驶安全等核心痛点,占新能源汽车成本约38%。此外,驱动电机和电控系统各约占6.5%和5.5%。

3. 发展趋势

动力电池回收有望成为潜在千亿市场

一方面,我国动力电池装机规模增长迅速,动力电池回收作为锂电后周期行业,未来电池回收处置需求有望逐年增长。另一方面,动力电池制造属于高耗能产业,制造过程中产生大量温室气体,对动力电池进行回收利用可以有效节能减排,助力我国“双碳”目标的实现。根据国际清洁交通委员会(ICCT)研究,新能源汽车每公里二氧化碳排放量约为130克,如对废旧动力电池进行梯次运用、再生应用,其所对应的新能源车每公里碳排放量分别下降22克和4克,将显著降低新能源汽车全生命周期的碳排放量。从行业布局看,宁德时代子公司广东邦普、格林美、华友钴业、光华科技等多家企业争相入局。未来,动力电池回收潜在市场空间或超千亿。

碳化硅器件将广泛应用于驱动电机领域

从电机功率控制模块看,利用碳化硅提升电机控制器功率密度将成为驱动电机发展的主流趋势。相比传统硅基材料,碳化硅在高电压、大功率工作环境下性能更加优异,且电流传导效率更高,因此采用该技术的电动汽车将更节能,且动力系统布局更小巧紧凑。就国内市场而言,2020年,比亚迪汉EV高性能四驱版成为国内首款采用碳化硅MOSFET控制模块的车型;蔚来ET7也搭载碳化硅电驱系统,并在2022年3月开始交付;小鹏G9将于9月上市,采用800V碳化硅高压电驱平台。未来,碳化硅器件将进一步提升驱动电机性能,持续赋能新能源汽车发展,碳化硅器件也将适配更多车企车型。

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