新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要技術(shù)路線對(duì)比

新能源汽車(chē)“大三電”驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要功能是為新能源汽車(chē)提供動(dòng)力，將動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，主要構(gòu)成包括定子、轉(zhuǎn)子、殼體、結(jié)構(gòu)件；電機(jī)控制器的主要功能是將來(lái)自動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，根據(jù)整車(chē)控制指令來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，主要構(gòu)成包括功率半導(dǎo)體、控制軟件和傳感器；減速器也被稱為傳動(dòng)系統(tǒng)，主要功能用來(lái)降低輸出轉(zhuǎn)速，提高輸出扭矩。?

新能源汽車(chē)“小三電”電源系統(tǒng)包含車(chē)載充電機(jī)（OBC）、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電單元（PDU）。車(chē)載充電機(jī)的主要功能是為新能源汽車(chē)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，主要構(gòu)成包括 PFC 電路、隔離 DC/DC 和低壓輔助電源；車(chē)載 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的主要功能是將新能源汽車(chē)動(dòng)力電池組的高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電，主要構(gòu)成包括主控板、功率器件和電感；高壓配電單元的主要功能是負(fù)責(zé)新能源車(chē)高壓系統(tǒng)解決方案中的電源分配與管理，主要構(gòu)成包括銅排、繼電器、熔斷器、預(yù)充電阻、電流采集器等。

資料來(lái)源：英搏爾、精進(jìn)電動(dòng)、招商銀行研究院?

上圖：新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能介紹

關(guān)于電機(jī)

永磁同步電機(jī)成為主流，扁線油冷是技術(shù)發(fā)展方向?

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，其主要功能是將動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為新能源汽車(chē)提供動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理，利用通電線圈（定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用轉(zhuǎn)子，形成磁電動(dòng)力，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。新能源汽車(chē)技術(shù)路線主要有直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)四種，功率密度和轉(zhuǎn)矩密度成為衡量電機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。直流電機(jī)由于缺陷較多，已經(jīng)逐步被市場(chǎng)淘汰。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)擁有較高轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但振動(dòng)和噪聲較大，主要運(yùn)用于商用車(chē)。在乘用車(chē)領(lǐng)域，目前主要采用永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)。

上圖：驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要技術(shù)路線對(duì)比

永磁同步電動(dòng)機(jī)性能優(yōu)異，已成為新能源汽車(chē)的主流選擇。交流異步電機(jī)是由定子繞組通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比定子轉(zhuǎn)速要慢，轉(zhuǎn)子和定子形成異步運(yùn)行。永磁同步電機(jī)與交流異步電機(jī)的主要區(qū)別在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子上放置永磁體，由永磁體產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，省去了勵(lì)磁電流或者感應(yīng)電流的環(huán)節(jié)，定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)會(huì)拉動(dòng)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。從性能上看，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率，同時(shí)有著更大的功率密度，適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車(chē)布置空間。?

永磁同步電機(jī)占據(jù)乘用車(chē)裝機(jī)量的 90%，交流異步電機(jī)在高端車(chē)型雙電機(jī)配置下有部分使用。從裝機(jī)量看，永磁同步電機(jī)憑借性能優(yōu)勢(shì)已占據(jù)新能源乘用車(chē)絕大部分裝機(jī)市場(chǎng)；交流異步電機(jī)在高速場(chǎng)景下性能更優(yōu)，主要作為高端車(chē)型雙電機(jī)配套方案。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 1-7 月，我國(guó)新能源乘用車(chē)配套驅(qū)動(dòng)電機(jī) 279.6 萬(wàn)套，其中永磁同步電機(jī) 250.2 萬(wàn)套，占比 89.5%；交流異步電機(jī) 9.1 萬(wàn)套，占比 3.3%。交流異步電機(jī)配套高端車(chē)型包括特斯拉Model 3、特斯拉 Model Y、蔚來(lái) ES 6、蔚來(lái) ES8、奔馳 EQA、奔馳 EQB、大眾ID4.X、大眾 ID6.X 等。?

電機(jī)市場(chǎng)集中度略有下降，整車(chē)廠獨(dú)占鰲頭，第三方供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)激烈。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 H1 我國(guó)新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)搭載量為 231.8 萬(wàn)套，同比增長(zhǎng) 129.3%。由于新能源整車(chē)市場(chǎng)火爆，驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)新進(jìn)入者較多，TOP10 供應(yīng)商市場(chǎng)占有率從 2020 年的 81.6%下降到 2022 年 H1 的 75.6%。

2022 年 H1 我國(guó)新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī) TOP10 供應(yīng)商為比亞迪、特斯拉、方正電機(jī)、日本電產(chǎn)、匯川技術(shù)、蔚來(lái)驅(qū)動(dòng)科技、上海電驅(qū)動(dòng)、聯(lián)合電子、巨一動(dòng)力、雙林汽車(chē)。其中，比亞迪和特斯拉依靠整車(chē)銷(xiāo)售優(yōu)勢(shì)市場(chǎng)份額持續(xù)擴(kuò)大；第三方供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)激烈，方正電機(jī)穩(wěn)定占據(jù)市場(chǎng)第三，其他供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不顯著。

上圖左：2022年4-7月新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)量

上圖右：2022年H1新能源乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)份額

持續(xù)提高功率密度和轉(zhuǎn)矩密度，扁線、油冷成為電機(jī)主要技術(shù)發(fā)展方向。驅(qū)動(dòng)電機(jī)其性能和效率直接影響整車(chē)的功率、扭矩和可靠性。隨著電機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在電機(jī)繞組形式、電機(jī)冷卻方式上出現(xiàn)多種技術(shù)革新，其中扁線繞組、油冷電機(jī)成為主要的技術(shù)發(fā)展方向，具有高功率、高效率、散熱性能更好等優(yōu)點(diǎn)。?

扁線電機(jī)功率密度更高，滲透率快速提升。扁線繞組電機(jī)的顯著特點(diǎn)是定子繞組中采用截面積更大的扁銅線，提高電機(jī)槽滿率。與普通圓漆包線繞組相比，扁線繞組在相同的體積下，具有能量密度更高、電機(jī)效率更高、散熱能力更強(qiáng)、機(jī)械噪音和電磁噪音更小的特點(diǎn)。2020 年，全球新能源汽車(chē)扁線電機(jī)滲透率為 15%，我國(guó)扁線電機(jī)滲透率約為 10%。2021 年，隨著特斯拉、大眾、寶馬、比亞迪、蔚來(lái)等車(chē)企開(kāi)始大規(guī)模換裝扁線電機(jī)，扁線滲透率大幅提升。

2022 年上半年，中高端新能源車(chē)型幾乎全部采用扁線電機(jī)，截至 2022 年 7月，我國(guó)新能源乘用車(chē)扁線電機(jī)滲透率達(dá)到 41%。?

油冷電機(jī)可進(jìn)一步提升電機(jī)熱管理效率，配套扁線電機(jī)滲透率將持續(xù)提升。電機(jī)的功率效率受制于電機(jī)熱管理能力，提高電機(jī)冷卻散熱能力可提高功率密度，提升電機(jī)使用壽命。常用的電機(jī)冷卻方式包括風(fēng)冷、水冷、油冷。風(fēng)冷電機(jī)主要利用機(jī)殼外部的散熱鰭片，通過(guò)流動(dòng)的氣流將熱量帶走，特點(diǎn)是體積小、重量輕，散熱性能相對(duì)較差。水冷電機(jī)采用電機(jī)機(jī)殼中增加水道的方式，通過(guò)熱交換將熱量帶走，特點(diǎn)是散熱好，已成為目前最主要散熱方式。油冷電機(jī)將水冷中的散熱介質(zhì)換成特種油品材料，特點(diǎn)是降溫效果好，尤其適合扁線電機(jī)場(chǎng)景，是未來(lái)主要發(fā)展方向。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 7 月我國(guó)新能源乘用車(chē)油冷電機(jī)滲透率達(dá) 27%，液冷電機(jī)滲透率保持在 60%左右。

上圖左：2022年4-7月新能源乘用車(chē)電機(jī)裝機(jī)量（繞組型）

上圖右：2022年4-7月新能源乘用車(chē)電機(jī)裝機(jī)量（冷卻類(lèi)型）

關(guān)于電機(jī)控制器

以提升體積功率密度為核心，IGBT 和功率模組是主流解決方案?

電機(jī)控制器是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心控制單元，將來(lái)自動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電，根據(jù)整車(chē)控制指令來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)控制器主要由主控板、驅(qū)動(dòng)板、功率器件、薄膜電容、電流傳感器等構(gòu)成，以高頻高功率模塊為核心，圍繞其進(jìn)行硬件與軟件開(kāi)發(fā)、電力電子設(shè)計(jì)、控制算法優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、角度、響應(yīng)時(shí)間的精確控制。?

電機(jī)控制器需要硬軟件緊密配合，提升體積功率密度是其核心目標(biāo)。在硬件方面，電機(jī)控制器既要滿足車(chē)輛各項(xiàng)電氣性能指標(biāo)，又要追求高功率密度和高性價(jià)比。硬件依賴高頻高功率半導(dǎo)體工藝技術(shù)，通過(guò)提升硬件電路設(shè)計(jì)能力、提供電磁兼容能力、提升散熱效果，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器整體性能改進(jìn)。

在軟件方面，電機(jī)控制技術(shù)普遍采用矢量變頻調(diào)速控制軟件。由于電機(jī)參數(shù)的差異，以及車(chē)輛運(yùn)行時(shí)電機(jī)參數(shù)隨溫度變化較大，需要對(duì)電機(jī)參數(shù)通過(guò)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整控制器的工作參數(shù)。通過(guò)對(duì)電機(jī)參數(shù)識(shí)別，才能精準(zhǔn)控制電機(jī)，保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少系統(tǒng)發(fā)熱，增加行駛里程。電機(jī)控制器的核心指標(biāo)是體積功率密度，過(guò)去十年電機(jī)控制器體積功率密度持續(xù)提升，從2010 年的基于 IGBT 的 11KW/L，到 2017 年基于 IGBT 的 22KW/L，到 2022 年基于 SiC 的 60KW/L。體積功率密度的快速提升，促進(jìn)了新能源汽車(chē)實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

上圖：電機(jī)控制器主要技術(shù)指標(biāo)

電機(jī)控制器需求快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)集中度持續(xù)提升著。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 H1 我國(guó)新能源乘用車(chē)電機(jī)控制器搭載量為 231.8 萬(wàn)套，同比增長(zhǎng)129.3%。其中，TOP10 供應(yīng)商市場(chǎng)占有率持續(xù)提升，從 2020 年的 69.9%提升到2022 年 H1 的 77.1%。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 H1 我國(guó)新能源乘用車(chē)電機(jī)控制器 TOP10 供應(yīng)商為比亞迪、特斯拉、匯川技術(shù)、日本電產(chǎn)、陽(yáng)光電動(dòng)力、英搏爾、蔚來(lái)驅(qū)動(dòng)科技、聯(lián)合電子、巨一動(dòng)力、上海電驅(qū)動(dòng)。其中，比亞迪和特斯拉依靠整車(chē)銷(xiāo)售優(yōu)勢(shì)市場(chǎng)份額持續(xù)擴(kuò)大；第三方供應(yīng)商匯川技術(shù)穩(wěn)定占據(jù)市場(chǎng)第三位。

上圖左：2020-2022H1新能源乘用車(chē)電控裝機(jī)量

上圖右：2022年H1新能源乘用車(chē)電控市場(chǎng)份額

在電機(jī)控制器成本構(gòu)成中，功率模塊占據(jù)重要地位。電機(jī)控制器主要構(gòu)成包括功率模塊、PCB 板、傳感器、殼體和控制軟件等，功率模塊性能對(duì)電機(jī)控制器產(chǎn)品可靠性及穩(wěn)定性影響較大，功率模塊有 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、MOSFET 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、SiC-MOSFET（碳化硅）等解決方案。以IGBT 解決方案的成本構(gòu)成來(lái)看，功率模塊占比約 37%，驅(qū)動(dòng)電路占比約 12%，控制電路占比約 16%，殼體占比約 12%，電流傳感器占比約 5%，門(mén)驅(qū)動(dòng)芯片占比約 4%。?

國(guó)內(nèi)供應(yīng)商在功率模塊領(lǐng)域取得重大突破。功率模塊占電控成本比重最高，價(jià)格波動(dòng)對(duì)電機(jī)控制器的成本影響較大，市場(chǎng)主要參與者為國(guó)外芯片巨頭。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，功率模塊市場(chǎng)主要供應(yīng)商包括英飛凌、意法半導(dǎo)體、博世、德州儀器、安森美。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 H1 我國(guó)新能源乘用車(chē)功率模塊 TOP10 供應(yīng)商為英飛凌、比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)體、中車(chē)時(shí)代、意法半導(dǎo)體、安森美、博世、富士電機(jī)、博格華納、日立。其中，比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)體、中車(chē)時(shí)代取得重大突破，成為國(guó)內(nèi)汽車(chē)功率模塊主要供應(yīng)商，并快速擴(kuò)大其市場(chǎng)占有率。

上圖左：電機(jī)控制器成本構(gòu)成

上圖右：2022年H1新能源乘用車(chē)功率模塊市場(chǎng)份額

IGBT 是目前最主流的功率芯片，SiC-MOSFET 是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)控制器功率模塊主要采用 IGBT、Si-MOSFET、SiC-MOSFET 三種功率芯片。IGBT 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，非常適合應(yīng)用于直流電壓為 600V 及以上的新能源汽車(chē)領(lǐng)域，憑借性能和成本優(yōu)勢(shì)成為目前最主流的裝機(jī)功率芯片。Si-MOSFET 相對(duì)性能差耐壓低，更擅長(zhǎng)小功率的電機(jī)控制器，主要應(yīng)用于 AOO、A0 級(jí)車(chē)型，包括五菱榮光Mini、奇瑞 QQ、北汽大貓、朋克多多、東風(fēng)風(fēng)神 E70、東風(fēng)小康 MINI、榮威Clever、寶駿 E200 等。SiC-MOSFET 具有高開(kāi)關(guān)頻率、高效率、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，但目前成本較高，主要用于中高端 B 級(jí)、C 級(jí)車(chē)，包括特斯拉 Model Y、Model 3、蔚來(lái) ET7、比亞迪唐 EV、比亞迪漢等。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 7 月，電機(jī)控制器功率模塊整車(chē)出貨中，IGBT 占比約 85%，Si-MOSFET占比約 12%，SiC-MOSFET 占比約 3%。?

功率模組是目前最主流的電機(jī)控制器功率器件封裝路線。功率芯片在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用可分為模組和單管并聯(lián)兩條技術(shù)路線。單管并聯(lián)方案采用IGBT、MOSFET 單管通過(guò)并聯(lián)來(lái)擴(kuò)展功率的方式制作，單管成本顯著低于模塊，具備高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜、可靠性較差，主要應(yīng)用于成本要求較高的 A 級(jí)以下車(chē)型，國(guó)內(nèi)匯川技術(shù)、陽(yáng)光電動(dòng)力、英搏爾均推出單管并聯(lián)的方案并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。模組方案采用特定規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化 IGBT、SiC-MOSFET 模組產(chǎn)品，優(yōu)勢(shì)是高度集成、可靠性強(qiáng)、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度，缺點(diǎn)是成本較高，主要應(yīng)用于中高端 B 級(jí)以上車(chē)型。模組主要供應(yīng)商是英飛凌、意法半導(dǎo)體等海外巨頭，上海電驅(qū)動(dòng)推出了基于國(guó)產(chǎn)功率模塊的量產(chǎn)產(chǎn)品。根據(jù) NE 時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 7 月，電機(jī)控制器功率封裝類(lèi)型出貨量中，單管拼接占比 19%，模組占比約 81%。

上圖左：2022年4-7月新能源乘用車(chē)電控裝機(jī)量（按功率器件類(lèi)型）

上圖右：2022年4-7月新能源乘用車(chē)電控裝機(jī)量（按功率器件封裝形式）

關(guān)于減速器

單級(jí)是目前主流方案，多擋是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)?

配置減速器是新能源汽車(chē)的主流方案。減速器也被稱為傳動(dòng)系統(tǒng)，主要由傳動(dòng)零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件組成，一般安裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)后方，或與驅(qū)動(dòng)電機(jī)集成為“驅(qū)動(dòng)+傳動(dòng)”二合一集成產(chǎn)品。減速器的主要功能是降低輸出轉(zhuǎn)速，提高輸出扭矩。如果不配置減速器，電機(jī)輸出到車(chē)輪的扭矩太小，在爬坡等大扭矩場(chǎng)景難以滿足需求。為了提升車(chē)輪扭矩，選擇大扭矩電機(jī)又會(huì)導(dǎo)致價(jià)格極高、整車(chē)性價(jià)比較差的問(wèn)題。從技術(shù)成熟度和成本兩方面因素考慮，電機(jī)配套減速器成為新能源汽車(chē)的主流方案。按照傳動(dòng)等級(jí)分類(lèi)，減速器可以分為單級(jí)減速器、兩擋減速器以及多擋減速器。由于電機(jī)具有與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)不同的工作特性，無(wú)需增加多擋減速器，只需增加一個(gè)單級(jí)減速器或者兩擋減速器即可。?

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上圖：減速器主要技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用

單級(jí)減速器是目前純電動(dòng)汽車(chē)的主要選擇。單級(jí)減速器憑借較高的傳動(dòng)效率、豐富的可選資源、開(kāi)發(fā)難度小、成本低等優(yōu)勢(shì)，不但可以滿足中小型新能源整車(chē)要求，也降低了選用電機(jī)的適配門(mén)檻。因此搭配單級(jí)減速器的解決方案，成為目前全球主流純電動(dòng)汽車(chē)采用的方案。?

兩擋、多擋減速器有望成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。單級(jí)減速器在高轉(zhuǎn)速場(chǎng)景下，電機(jī)使用效率偏低，扭矩會(huì)急速下降。將單級(jí)減速器增加一擋，可使電機(jī)盡量工作在高效率的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而達(dá)到降低損耗、提高續(xù)航里程的效果，兩擋減速器已經(jīng)成為純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展潮流。多擋減速器可以降低電耗，提升電動(dòng)車(chē)的續(xù)航能力，成為插電混動(dòng)車(chē)型的主要選擇。?

減速器市場(chǎng)集中度有所下降，整車(chē)配套企業(yè)占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。根據(jù) NE 時(shí)代的統(tǒng)計(jì)，2022 年 7 月我國(guó)新能源乘用車(chē)單級(jí)減速器滲透率達(dá) 77%，兩擋和多擋減速器滲透率在 23%左右。其中，TOP10 供應(yīng)商市場(chǎng)占有率有所下降，從 2021年的 72.6%下降到 2022 年 H1 的 69.5%。2022 年 H1，我國(guó)新能源乘用車(chē)減速器TOP10 供應(yīng)商為比亞迪、特斯拉、五菱工業(yè)、株齒、雙環(huán)傳動(dòng)、青山變速器、麥格納、美橋、蜂巢傳動(dòng)、上海變速器。其中，比亞迪、特斯拉、五菱工業(yè)依靠整車(chē)銷(xiāo)售優(yōu)勢(shì)占據(jù)前三；第三方供應(yīng)商中，株齒成為領(lǐng)先者，穩(wěn)定占據(jù)第四位。

上圖左：2022年4-7月新能源乘用車(chē)減速器裝機(jī)量

上圖右：2022年H1新能源乘用車(chē)減速器市場(chǎng)份額

關(guān)于電源系統(tǒng)

多合一集成化成為行業(yè)趨勢(shì)?

新能源汽車(chē)電源系統(tǒng)也叫“小三電”，一般包括車(chē)載充電機(jī)（OBC）、車(chē)載DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電單元（PDU），其主要功能提供動(dòng)力電池組充放電、電能轉(zhuǎn)換及電能分配。?

車(chē)載充電機(jī)成為必配系統(tǒng)，可根據(jù)功率等級(jí)、電壓等級(jí)進(jìn)行選擇。新能源汽車(chē)的充電方式主要包括交流電充電和直流電充電兩種。車(chē)載充電機(jī)主要應(yīng)用于交流電充電方式的場(chǎng)景中，即通過(guò)交流電源給新能源汽車(chē)充電。當(dāng)使用交流電充電時(shí)，由于動(dòng)力電池輸入端口要求為直流電，需使用車(chē)載充電機(jī)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；當(dāng)使用直流電充電時(shí)，直流電可直接適配動(dòng)力電池輸入端口，此時(shí)無(wú)需使用車(chē)載充電機(jī)。從整車(chē)廠的角度而言，為滿足用戶充電場(chǎng)景的多樣性，車(chē)載充電機(jī)成為必配系統(tǒng)。從功率等級(jí)看，可分為 3.3kW、6.6kW、11kW、22kW，其中 6.6kW 雙向充電機(jī)將是主流配置，11kW 和 22kW 將成為中高端車(chē)型選配。從電壓等級(jí)看，可分為低壓、中壓、高壓平臺(tái)，200V-500V 中壓平臺(tái)仍是主流，700V-1000V 高壓平臺(tái)將成為中高端車(chē)型選配。

上圖：新能源汽車(chē)不同充電方案對(duì)比

車(chē)載充電機(jī)市場(chǎng)集中度有所提升，以第三方供應(yīng)商為主。車(chē)載充電機(jī)市場(chǎng)高度集中，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局將持續(xù)優(yōu)化，頭部供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。根據(jù) NE時(shí)代的數(shù)據(jù)，2022 年 H1 新能源乘用車(chē)車(chē)載充電機(jī)裝機(jī)量 2,083,407 套。車(chē)載充電機(jī)市場(chǎng)集中度有所提升，TOP10 供應(yīng)商市場(chǎng)占從 2021 年的 91.3%上升到2022 年 H1 的 94%。2022 年 H1，我國(guó)新能源乘用車(chē)車(chē)載充電機(jī) TOP10 供應(yīng)商為比亞迪、威邁斯、英搏爾、富特科技、特斯拉、欣銳科技、鐵城科技、科世達(dá)-華陽(yáng)、華為、松下。車(chē)載充電機(jī)市場(chǎng)以第三方供應(yīng)商為主，其中威邁斯穩(wěn)居第三方供應(yīng)商首位。?

上圖左：2022年4-7月新能源乘用車(chē)OBC裝機(jī)量

上圖右：2022年H1新能源乘用車(chē)OBC市場(chǎng)份額

DC-DC 轉(zhuǎn)換器主要功能是新能源汽車(chē)電壓變換裝置。車(chē)載 DC-DC 轉(zhuǎn)換器將動(dòng)力電池高電壓側(cè)能量轉(zhuǎn)換為低電壓側(cè)能量，給全車(chē)低壓用電設(shè)備及低壓蓄電池供電。新能源汽車(chē)低壓用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)無(wú)法直接從高壓動(dòng)力電池取電，而是從低壓蓄電池取電或通過(guò) DC-DC 轉(zhuǎn)換器從高壓動(dòng)力電池取電；低壓蓄電池中儲(chǔ)存的能量亦是通過(guò) DC-DC 轉(zhuǎn)換器從高壓動(dòng)力電池取電獲得。車(chē)載 DC-DC 按功率可分為 2KW 平臺(tái)、3KW 平臺(tái)和 5KW 平臺(tái)，其中 2KW、3KW 將是主流配置方案，5KW 平臺(tái)是中高端車(chē)型選配。車(chē)載 DC-DC 轉(zhuǎn)換器封裝方式包括水冷、風(fēng)冷、自然風(fēng)冷、模塊方式。

高壓配電單元主要功能負(fù)責(zé)新能源車(chē)高壓系統(tǒng)中的電源分配與管理。高壓配電單元為整車(chē)提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過(guò)載短路保護(hù)、高壓采樣、低壓控制等功能。高壓配電單元將動(dòng)力電池的高壓電分配給電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)、DC-DC 等高壓用電設(shè)備，同時(shí)將充電接口高壓充電電流分配給動(dòng)力電池用于充電。高壓配電單元具有水冷、風(fēng)冷等散熱結(jié)構(gòu)。?

電源系統(tǒng)多合一集成化設(shè)計(jì)成為趨勢(shì)。隨著新能源汽車(chē)在電源系統(tǒng)上要求越來(lái)越高，將車(chē)載充電機(jī)、車(chē)載 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電單元集成的產(chǎn)品逐步成為車(chē)載電源的主流方案。通過(guò)車(chē)載電源系統(tǒng)的集成，大功率、小型化、集成化、智能化、高性價(jià)比成為車(chē)載電源產(chǎn)品的發(fā)展方向。?

上圖：電源多合一集成設(shè)計(jì)是趨勢(shì)

編輯：黃飛

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