新能源電動汽車性能還有巨大的提升空間，大家往往最關注電池，作為決定電動汽車性能的關鍵部件，本文詳細說說電機電控。

一、電機電控的重要性

新能源汽車作為傳統燃油汽車的替代品，其主要電氣系統即為在傳統汽車“三小電”(空調、轉向、制動)基礎上延伸產生的電動動力總成系統“三大電”——電池、電機、電控。其中，電機、電控系統作為傳統發動機(變速箱)功能的替代，其性能直接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等主要性能指標。

同時，新能源汽車電機、電控系統面臨的工況相對復雜：需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高轉矩，高速行駛時要求低轉矩，具有大變速范圍；混合動力車還需要處理電機啟動、電機發電、制動能量回饋等特殊功能。

此外，電機的能耗直接決定了固定電池容量情況下的續航里程。因此，電動汽車驅動系統在負載要求、技術性能和工作環境上有特殊要求：

其一，驅動電機要有更高的能量密度，實現輕量化、低成本，適應有限的車內空間，同時要具有能量回饋能力，降低整車能耗；

第二，驅動電機同時具備高速寬調速和低速大扭矩，以提供高啟動速度、爬坡性能和高速加速性能；

第三，電控系統要有高控制精度、高動態響應速率，并同時提供高安全性和可靠性。

電機電控系統作為新能源汽車產業鏈的重要一環，其技術、制造水平直接影響整車的性能和成本。目前，國內在電機、電控領域的自主化程度仍遠落后于電池，部分電機電控核心組件如IGBT 芯片等仍不具備完全自主生產能力，具備系統完整知識產權的整車企業和零部件企業仍是少數。隨著國內電機電控系統產業鏈的逐步完善，電機電控系統的國產化率逐步提高，電機電控市場具有的增速有望超過新能源汽車整車市場的增速。

電池、電機、電控在新能源汽車中的應用

此外，隨著整車車體結構輕量化的推進，電池、電機、電控系統在新能源汽車整車中的成本占比也逐漸上升。

根據Argonne 國家實驗室統計數據，新能源汽車動力總成(電機、電控、變速器)的成本分別占整車成本的15.67%(轎車)和13.69%(小型貨車)，總成占比僅次于電池和BMS 系統。在新能源汽車補貼逐步退坡的政策驅動下，動力總成成本、重量下降的壓力將逐步向上傳導至電機、電控產品廠商，具備技術、規模優勢的供應商將在成本下降的過程中占據優勢。因此，電機電控市場仍然在很大程度上影響新能源汽車市場的走向。

二、永磁同步、交流異步電機成為驅動電機主流技術

電動機在工業中的應用非常廣泛，功率覆蓋范圍寬，種類也很多。但由于新能源汽車在功率、轉矩、體積、質量、散熱等方面對驅動電機有更高的要求，因此，相比工業電機，新能源汽車驅動電機必須具備更優良的性能，如：小體積以適應車輛有限的內部空間，工作溫度范圍寬(-40~1050C)，適應不穩定的工作環境，高可靠性以保證車輛和乘員的安全，高功率密度以提供良好的加速性能(1.0-1.5kW/kg)等，因此驅動電機的種類相對較少，功率覆蓋也相對較窄，產品相對集中。

新能源汽車驅動電機的分類

目前，應用于新能源汽車的驅動電機主要包括直流電機、交流電機和開關磁阻電機三類，其中在目前乘用車、商用車領域應用較為廣泛的電機包括直流(無刷) 電機、交流感應(異步)電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等。其他特殊類型的驅動電機包括輪轂/輪邊電機、混合勵磁電機、多相電機、雙機械端口能量變換器( Dmp-EVT)，目前市場化應用較少，是否能夠大規模推廣需要更長時間的車型驗證。

(1)交流異步電機，也稱為感應電機( Induction Motor)，在定子繞組中輸入三相交流電，定子繞組中的勵磁電流在定子鐵芯中產生旋轉磁場， 此時轉子繞組中有感應電流通過并推動轉子作旋轉運動。當轉子帶有機械負載時，轉子電流增加，由于電磁感應作用，定子繞組中的勵磁電流也增加。 交流異步電機控制器采用脈寬調制( PWM) 方式實現高壓直流到三相交流的電源變換，采用變頻器實現電機調速，采用矢量控制或直接轉矩控制實現轉矩控制的快速響應，滿足負載變化特性的要求。

交流異步電機的優點在于結構簡單，定子轉子無直接接觸，運行可靠性強，轉速高，維護成本低。不足之處在于能耗高，轉子發熱快，高速工況下需要額外冷卻系統；功率因數低，需要大容量的變頻器，造價較高，調速性較差。 目前，交流異步電機主要用于空間要求較低、且速度性能要求不高的電動客車、物流車、商用車等車型中。

(2)永磁電機( Permanent Magnetic Motor)包括永磁同步電機(正弦波)和永磁無刷直流電機(方波)兩大類，其轉子均由永磁材料制成， 定子采用三相繞組，輸入調制方波產生旋轉磁場帶動永磁轉子轉動。

永磁同步電機的優點在于其較大的轉矩和驅動效率，具有高功率密度和寬調速范圍，且沒有勵磁損耗和散熱問題，電機結構簡單，體積比同功率的異步電機小 15%以上；其缺點在于高速運行時控制復雜，永磁體退磁問題目前難以解決， 電機造價較高。目前，永磁同步電機主要應用于體積小，且速度、操控性能要求較高的電動乘用車領域，部分中小型客車亦開始嘗試使用永磁電機作為驅動源。 永磁無刷直流電機則一般在小功率電動汽車、低速電動車領域應用較為廣泛。

(3)開關磁阻電機( Switched Reluctance Motor)的定子和轉子鐵芯均由硅鋼片疊壓而成，利用沖片上的齒槽構成雙凸極結構， 定子產生扭曲磁場，利用“磁阻最小原理”驅動轉子運動。 開關磁阻電機結構和控制簡單、出力大，可靠性高，成本低，起動制動性能好，運行效率高，但電機噪聲高，但轉矩脈動嚴重，非線性嚴重，在電動汽車驅動中有利有弊，目前電動汽車應用較少。

(4)直流電機(DC Motor)通過在定子主磁極上繞制勵磁線圈并通以直流電以產生磁場，轉子電樞繞組也通以直流電，通電繞組置于磁場中輸出電磁轉矩拖動負載運行。直流電機控制器一般采用晶閘管脈寬調制方式( PWM)，控制性能好，調速平滑度高，控制簡單，技術成熟，且成本較低。直流電機的缺點是需要獨立的電刷和換向器，導致速度提升受限；電刷易損耗，維護成本較高。直流電機多用于早期的電動汽車驅動系統，目前新研制的車型已經基本不再采用。

不同類型電機的性能對比

目前， 新能源汽車所使用的電機以交流感應電機和永磁同步電機為主。其中，日韓車系目前多采用永磁電機，轉速區間和效率相對都較高，但是需要使用昂貴的系統永磁材料釹鐵硼；歐美車系則多采用交流感應電機，主要原因是對于稀土資源匱乏，以及降低電機成本考慮，其劣勢則主要是轉速區間小，效率低，需要性能更高的調速器以匹配性能。 特斯拉公司在其本代車型 Model S 和 Model X 上均采用的是自行設計的交流感應電機。

國外新能源汽車適配電機類型

我國稀土資源豐富， 因此電動乘用車多采用功率性能高、體積較小的永磁同步電機。 根據中國汽車工業協會統計數據，2016 年上半年，我國純電動汽車產銷量分別達到 13.4 萬輛、12.6 萬輛，同比分別增長 160.8%、 161.6%。上半年生產純電動乘用車約 70000 輛，其中永磁同步電機的裝機占比約為 65.7%，比 15 年同期增長 21.25 個百分點，比 15 年全年增長了 19.99 個百分點。

同期，國產新能源乘用車用交流異步電機的市場分額在逐漸減小，從 2015 年上半年的 35.1%下滑至 2016 年上半年年的 32.9%；而混合勵磁同步電機的占比則從 0.03%上升至 1.10%，盡管絕對占比仍相對較小，但裝機率有望保持小幅穩定的增長態勢，未來有可能在純電動乘用車領域率先獲得突破性進展。

2015-2016 年國產純電動乘用車電機裝機量變動情況

電控系統集成化是未來發展趨勢

電機控制器在傳統汽車的車載電機中已有應用，通過功率半導體、微處理器等電力電子器件，采用中低壓變頻等方式實現對車用空調壓縮機、轉向助力泵電機等進行調控的功能。電動汽車電機控制器作為控制電動汽車驅動電機的設備，通過接收整車控制器和控制機構(制動踏板、油門踏板、換擋機構) 傳送的控制信息，對驅動電機轉速、轉矩和轉向進行控制，并可同時對動力電池的輸出進行相應控制。

目前，部分“多合一”的電控產品已經在電動汽車中投入應用，同時集成了傳統汽車分立的空調壓縮機、轉向助力泵電機、氣泵電機控制器，以及混合動力車型中采用的 BSG/ISG 電機等。隨著微芯片在整車及總成控制中的應用逐步廣泛，多合一電控產品的成本有望進一步下降，單一控制器將逐步被集成化“車輛中央控制器”所取代。

電控系統在新能源汽車中處于核心地位

電控系統的設計和標定與電機系統相關程度較高，根據匹配電機的不同，電控系統需要開發不同技術平臺。早期的直流電機一般采用脈寬調制( PWM)斬波控制的方式進行控制，控制手段相對單一，應用也有局限性。隨著感應電機和永磁電機的大量使用，電控系統的復雜程度迅速上升， 矢量控制技術和直接轉矩控制技術成為電控產品的技術主流，電動乘用車的普及對于電機和電控系統的集成程度要求也越來越高。可以預見的是，未來電機與電控企業的業務交叉程度將逐步提高， 可提供電機電控一體化動力總成產品的企業將有助于整車企業進一步降低車重和成本，將具有更大的競爭力。

不同類型電機采用的電控方式

國產替代勢在必行， 電機電控行業加速整合

作為新能源汽車“三大電”之二，相比動力電池行業的快速發展以及高關注度，國內電機電控行業則相對“低調”。

我們認為，電機電控行業受市場關注度低于電池主要是兩方面原因：

其一， 新能源汽車電機電控產業基本與國內電動汽車市場同步啟動，整車企業對于電動汽車的研發、采購、生產和銷售等流程都處于探索和完善階段， 對于電機電控配套行業的標準和體系也尚未成型；

其二，鋰電池在 3C 等領域應用有近 20 年歷史，行業形成了相對完整的技術標準和產品體系，轉用為動力電池有一定的參考和借鑒，而新能源汽車電機與工業電機技術路線和要求差別較大，專業企業中很大一部分仍為 10 年以內的創業型企業，行業尚未形成清晰穩定的市場格局。

目前，新能源汽車驅動電機的廠商主要包括兩類：第一類是具備電機電控供應鏈的電動汽車整車企業， 由其自有生產能力或關聯供應鏈企業向其供應全部或部分電機電控產品，部分整車廠的電機電控產品也少量外銷。 這類企業一般為傳統汽車制造企業， 經過多年積累， 具備完整的零部件生產能力。 目前國內的主機廠中，比亞迪、北汽新能源、江鈴新能源、長安新能源、中通客車、廈門金龍等企業均具備自主供應電機電控產品的能力。第二類是專業從事汽車零部件供應或專業從事電機電控產品供應的企業，其中包括專業汽車零部件供應商，如采埃孚( ZF)、大陸( Continental)、博世( Bosch)、日立( Hitachi)、現代摩比斯( Mobis)等國際汽車供應量巨頭； 以及國內外新興的專業電機電控制造企業，如上海電驅動、上海大郡、精進電動、***富田電機( Fukuta)等。

此外，部分傳統工業電機、變頻器等生產企業也依靠在研發、生產上的技術積累，積極轉型介入新能源汽車電機電控相關產品的供應，如匯川技術、英威騰、臥龍電氣、方正電機、江特電機等。

國內新能源車電機裝機來源分布( 2016 年 1-7 月)

根據行業統計， 2016 年 1-7 月國內生產的超過 18 萬輛純電動汽車中，整車廠自行提供和第三方電機企業供應的電機裝機占比分別為 55.4%和 44.6%，整車廠自行提供和第三方電控企業供應的電控裝機占比分別為 56.2%和 43.8%，比例基本持平。

國內新能源車電控裝機來源分布( 2016 年 1-7 月)

目前國內電動汽車大部分仍由北汽、比亞迪等傳統汽車企業生產， 因此整車企業自供電機電控組件占比相對較大。 考慮到 16 年全年獲批的新建新能源汽車企業已經達到 7 家，且其中不乏長江汽車、敏安汽車、萬向集團等尚無整車生產經驗的企業，我們認為，隨著新能源汽車專業制造企業尤其是輕資產型互聯網汽車企業的迅速崛起，新能源汽車產業鏈分工細化成為必然趨勢，第三方供應商提供電機電控甚至動力總成的比重將逐步上升。

根據中機中心公布的新能源汽車裝機數據統計， 2016 年 1-7 月，第三方電機企業達到 92家，第三方電控企業達到 98 家，分別提供了 44.6%和 43.8%的裝機量。第三方電機、電控企業，在第三方市場中的最高市占率僅分別為14.5%和 18.4%，在整體電機、電控市場的市占率更是僅為 6.48%和8.07%。整個電機、電控市場仍處于未定型的競爭格局， 尚無任何企業對市場形成統治性優勢， 轉型企業、新興企業均有機會在市場中脫穎而出，迅速獲得較大的市場份額。

新能源汽車第三方電機裝機占比( 2016 年 1-7 月)

新能源汽車第三方電控裝機占比( 2016 年 1-7 月)

進口替代任重道遠，產業鏈細化勢在必行

2016 年 10 月 26 日中國汽車工程學會年會上發布的《節能與新能源汽車技術技術路線圖》，在純電動與插電式混合動力汽車技術路線中，提出 2020 年純電動乘用車續航里程要達到300km，電動客車單位載重電耗水平要降至 3.5kWh/100km*t，同時提出 8 項發展重點，其中 4 項與電機電控直接相關：動力電機與底盤集成技術、純電動汽車動力系統集成及控制技術、高性能動力電機技術、新型電機控制器技術。

新能源汽車續駛里程(左軸)與電耗水平(右軸)發展目標

相比動力電池在國內已經初步建立起研發技術體系，高性能電驅動系統的研發在國內仍處于起步階段，大部分具備創新結構的高性能電機(如) 仍處于樣件開發甚至設計階段。電驅動系統產業鏈的快速發展，使得各個企業均有機會在產品和技術上脫穎而出，快速搶占下游電動汽車市場。

原材料成本占比高， 集成化輕量化是電機降本必經之路

與動力電池系統不同的， 驅動電機系統對于原材料的要求相對簡單，主要包括釹鐵硼等稀土永磁材料( 永磁體)、鋼材( 鐵芯疊片、驅動軸體)、 銅(繞組)、鎂鋁合金(機殼) 等基本金屬。因此， 原材料成本和加工成本占據電機成本中的絕大部分。

永磁同步電機各組件成本占比(%)

根據 ANL 統計數據，在永磁同步電機中， 永磁體組件的成本占整個電機物料成本的 45%左右；在感應電機中，鐵芯疊片的成本占電機物料成本的 58%左右。因此，稀土材料、鋼材、銅鋁等有色金屬材料的價格將對電機成本產生最直接的影響。

交流感應電機各組件成本占比(%)

根據華域電動等企業數據，稀土磁鋼的重量僅占據整機重量的 2.5-4.5%，但成本已經占了整個車用驅動電機成本的 20-30%，稀土價格上漲時甚至可以達到 50-60%。 因此，原材料成本的波動對于電機生產成本具有直接的影響。

2015 年取消稀土出口配額制以來，我國年稀土氧化物的開采量指標維持在 8-10 萬噸左右，考慮到非法稀土開采和分離量，全年國內稀土的供給量約在 16 萬噸左右。在下游需求保持穩定的情況下，稀土永磁材料的價格總體整體呈現穩中下降的趨勢，但稀土價格已經基本位于底部，未來繼續大幅下降的空間不大。 16 年 12 月， 釹金屬的價格已達到為 32.15 萬元/噸，相對去年上漲了 10%，最高漲幅已接近 20%。

原材料方面，鋼材受到上游焦炭、鐵礦石等原材料價格上漲的影響，無取向硅鋼價格在2016 年出現了快速反彈，從 15 年 12 月的 3250 元/噸迅速上漲到年底的 7500 元/噸高位，接近了 2011 年的價格高點。 同時， 截至 17 年 1 月 5 日，長江、華南地區現貨銅價均達到為 4.54 萬元/噸， 較 16 年初每噸上漲了約 1000 元。

考慮到稀土收儲與打私政策的配合執行，以及包括特斯拉在內的歐美電動汽車廠商轉向永磁同步技術路線，未來 2-3 年可能迎來稀土供給側收緊和需求側放大的雙重擠壓，稀土價格或將大幅反彈；在供給側改革和環保稅開征的雙重壓力下，鋼鐵去產能仍處于“三去一降一補”之首， 17 年價格處于高位盤整的可能性較大。多重因素共同作用下， 電機廠商在物料成本端承壓將快速上升，電機廠商只能通過技術革新，迅速降低單體電機金屬用量，提高電機功率密度，才可能應對來自上游整車價格下降和下游原材料成本上升的壓力。

國家十三五新能源汽車重點研發計劃明確提出， 2020 年，我國驅動電機峰值功率密度應達到 4.0kW/kg，連續功率密度應達到 2.2kW/kg，基于 IGBT 功率模塊的電控器功率密度達到 17kW/L，基于第三代寬禁代半導體的 Sic 功率模塊的電控器功率密度達到 36kW/L，較目前性能均實現倍增。

在此目標下， 實現電機電控成本的下降一般通過兩種方式實現：

1)通過推出集成度高的電驅動總成來降低系統總重，從而提高公里密度，降低成本，如大陸、麥格納等企業推出的，電力電子與驅動電機總成、驅動電機與減速器總成、混合動力總成模塊等，此種方式一般為歐美等企業采用；

2)通過采用部分組件非金屬化降低系統重量和成本，包括轉動樞軸、支撐組件等，采用耐磨非金屬材料進行替代，或通過結構設計對包括電機極槽比、齒槽比與裂比等進行多重優化，從而提高單臺電機材料用量， 此種方式多為日韓等電機企業采用。

國產電機的峰值和連續功率離世界先進水平仍有相當的差距(kW/kg)

核心零部件國產化將大幅降低電控系統成本

電機控制器作為整車驅動系統的最重要組成部分，主要由逆變器(主要是 IGBT 功率模塊)、逆變驅動器、電源模塊、中央控制模塊、軟啟動模塊、保護模塊、散熱系統信號檢測模塊等組件組成。其中， IGBT 模塊作為核心高壓控制開關組件， 其成本占據電機控制器成本的 40-50%；據行業統計， IGBT 器件占據新能源汽車整車成本的 10%左右。 因此， 作為新能源汽車核心零部件， IGBT、 DSP 等核心元器件的成本直接決定了電機控制器等總成的成本下降空間。

IGBT 在電動汽車中的應用與變頻器國產化已經初步完成、 國內品牌市場占有率反超國外品牌的情況不同的是，目前IGBT 芯片和模塊在國內尚未完全形成產業布局， 高端市場占有率仍與外資品牌存在較大差異。國內 70%以上的 IGBT 器件市場，尤其是高端高功率半導體依然主要被英飛凌、 三菱、仙童、 東芝、富士、SEMIKRON、 Sanken、 IXYS、 ST 等美日企業占據， 比亞迪、中車時代電氣等企業通過自建或收購海外 IGBT 產能分享了剩余的市場。

電機控制成本拆分

隨著電動汽車電驅動系統向高調速范圍、高功率密度(包括高速和高轉矩密度)、輕量化、高效率、能量回饋、高可靠性和安全性及低成本等方向逐步演進， 電機、電控、 BMS 等總成對于高功率半導體開關器件的應用將越來越廣泛。

2015 年中國 IGBT 市場國內和國外品牌市占率

此外，高鐵調速系統、柔性直流輸電、風電/光伏逆變器、充電樁直流模塊等領域都將對 IGBT 及其模塊化產品有大規模的需求，預計十三五期間僅新能源車及充電樁市場即可帶動每年 IGBT 需求達 200 億元左右。在下游市場的刺激下，國內 IGBT 產業已經出現加速擴張態勢，華潤上華、中芯國際、宏力半導體、華虹 NEC 等企業紛紛加速產能建設，高壓和超高壓、中大功率 IGBT 期間有望在市場規模擴大的同時實現價格持續下降。

2014 年中國 IGBT 市場占有率排名

根據行業統計，國產 IGBT 比進口器件的成本可下降 15-20%，且仍擁有 30%以上的毛利率，隨著 IGBT 價格的進一步下降，電機和控制器的成本也將隨之下降 20%以上。

電機電控企業發力在即， 百億藍海市場尚待開發

2016 年 12 月，國務院批復與公布了《十三五國家戰略性新興產業發展規劃》，明確提出到 2020 年，新能源汽車實現當年產銷 200 萬輛以上，累計產銷超過 500 萬輛。 考慮到產業實際與完成情況，我們預測 2017 年新能源汽車總銷量可達到 65.8 萬輛，其中客車、乘用車、專用車分別達到 13 萬、 40.8 萬、 12 萬輛，其中乘用車和專用車提供了主要增量部分。 由此測算， 2017 至 2020 年，新能源汽車電機、電控市場規模將從 240 億元上升至480 億元， 年均增長率約為 26%。

2016-2020 年我國新能源汽車產銷量預測(單位：萬輛)

十三五期間電機電控市場規模測算

電機、電控行業目前仍處于產品技術快速更新換代的階段， 技術投入占比較高，資產規模一般不重， 市場競爭也較電池行業為輕。 考慮目前新能源汽車電驅動系統的企業大多由傳統工業電機、變頻控制等企業轉型而來，產能的快速上量對于全行業而言并非難以實現的瓶頸，因此行業存在產品定型后競爭突然加劇的風險。

目前電驅動行業企業數量眾多，尚無任何企業能對市場實現控制或壟斷，僅考慮第三方供應商市場， CR10 甚至小于 50%；此外，電機、電控企業處于新能源汽車產業鏈中游，在產能足夠的情況下，企業將同時受到來自上游原材料及核心零部件企業，和下游整車企業的雙向成本壓力。

因此，在下游新能源汽車市場快速增長的過程中， 同時具備技術和市場優勢的供應商才能在逐步激烈化的電機、電控市場中擴大市場份額，這一方面要求企業在技術上需要具備電機、控制系統的技術、生產優勢， 和較強的動力總成系統集成能力， 從而在設計和生產兩方面降低產品成本，另一面要求企業在市場方面具備較強的客戶粘性，與下游整車企業形成較為堅固的產業聯盟或合作協議。

文章來源：OFweekTimeless落塵

詳解丨新能源汽車的電機與電控市場展望

核心要點

新能源汽車的電機、電控系統大約占到新能源汽車總成本的20%左右，雖然比例低于動力鋰電池，但也在成本中占有較高比例。同時新能源汽車的電機、電控系統對新能源整車的行駛品質、操控有很大影響。

我國目前的新能源汽車電機、電控系統供應來源主要有兩部份，一是整車廠內部自行設計、制造電機、電控，二是獨立第三方企業為整車廠提供電機、電控系統。從未來的發展趨勢看，由于新能源汽車產業中新進入者逐步增多，特別是有相當部分的企業甚至缺乏整車的儲備和積累，外購電機和電控設備將成為其首選。

而對于獨立的電機、電控供應商，未來的發展趨勢則是由單純的電機、電控供應者轉變為新能源整車企業的動力總成系統方案解決者，充分切入整車廠的產業鏈并強化自身與整車廠的粘性。同時通過設計和制造工藝的優化，不斷降低生產成本，提升產業總體競爭力。

正文

1新能源電機和電控定義

新能源汽車的核心部件包括三部分，即電池、電機和電控。目前對于動力鋰電池，市場給予了高度關注。而相比之下，新能源汽車另外兩大關鍵部件驅動電機和電機控制器（電控），市場的關注度則不高。而我們認為電機和電控系統既作為傳統發動機（變速箱）功能的替代，既是新能源汽車動力總成的核心，也直接決定著電動汽車的功率、爬坡、加速等關鍵性能指標，其產業格局和未來的發展趨勢對于新能源汽車產業有重要影響。

新能源汽車的電機將車載的動力鋰電池中的電能轉換為機械能，從而驅動車輛行駛的部件，電機實現了電能與機械能之間的轉換。新能源汽車對驅動電機的要求較高：需要能夠適應頻繁起停、加減速并同時具備高速寬調速和低速大扭矩，以提供不同場景下的功率性能。對于乘用車而言，驅動電機還需要輕量化和小型化，以適應有限的車內空間。

新能源汽車的電機控制器（電控）是指控制電動汽車驅動電機的裝置，其主要作用是控制驅動電機的電壓和電流，完成對電動機轉矩、轉速和轉向的控制。通常可分為主控制器和輔助控制器兩大類。主控制器控制汽車驅動電機，即通過控制驅動電機的電壓和電流，實現對電機轉矩、轉速和轉向的控制，輔助控制器主要控制汽車的助力轉向泵電機、空調電機、BSG電機等輔助電機。。電動汽車驅動控制技術是電動汽車的核心技術，電機控制器的設計及控制算法的開發決定整個驅動系統性能的關鍵因素。

可以看出，在新能源汽車中電池是基礎能源和動力來源，而電機則將這種車載的能源轉化為了行駛的動力，電控系統則如同大腦控制著整個汽車的運行和動力輸出。

而從成本來看，目前動力鋰電池在新能源汽車成本中占比最高，一般在40%以上甚至更高，而電機和電控系統占比分別為10%和11%左右，雖然不及鋰電池，但也占有相當比重。

2國內新能源電機和電控市場格局

我國新能源汽車的電機和電控市場供應商大致可分為兩類，一是傳統整車廠內部的關聯企業，即由內部企業為新能源汽車配套電機和電控系統供應。目前比亞迪、北汽、宇通等國內新能源一線生產企業普遍采用這種模式。第二類則是專業從事汽車零部件或電機電控產品的獨立第三方供應商。這些企業中有些是傳統的汽車零部件供應商，如博世、大陸等；有些則是專業的電機電控制造商，如上海電驅動、上海大郡等。還有一些是從傳統的電機、變頻器企業延伸過來的，如匯川技術、英威騰等。值得注意的是，現階段國內龍頭的新能源乘用車企業（比亞迪、北汽）和客車企業（宇通）等均傾向于自配電機電控，因此獨立第三方企業現階段主要向中小客車企業以及專用車企業供應電機。

根據2017年的數據顯示國內新能源汽車電機總裝機量為85.89萬套，與2017年的新能源汽車總產量79.4萬輛基本匹配，排名裝機量前十位的企業如下圖所示，比亞迪、北汽新能源、上海電驅動位列前三。其中比亞迪2017年的電機裝機量高達13.8萬套，主要為比亞迪自身以及合資企業配套提供電機。

在裝機量排名前十位的企業中我們可以看到比亞迪、北汽新能源、江鈴新能源和鄭州宇通等四家企業都是整車制造廠內部配套電機，其他六家企業均是獨立第三方企業。與2016年相比，整車廠內部配套電機的比重有所下降，僅為40%左右，而通過獨立第三方企業進行電機配套的比重上升至近60%，這表明隨著新能源汽車產業規模的快速擴大，行業中的新進入者更傾向于通過獨立第三方供應電機，而非自建電機廠。

而從分車型來看，2017年國內新能源乘用車配套電機裝機量為55.16萬套，排名前五位的企業分別是北汽新能源、比亞迪、江鈴新能源、精進電動和聯合電子，除精進電動和聯合電子外，其他三家企業都是新能源整車廠內部配套。不過在乘用車電機裝機企業排名第六至第十位的企業中，除長安新能源外，其余四家全部是獨立第三方企業供貨。

而在專用車領域，依賴獨立第三方電機企業的傾向更為明顯。2017年國內新能源專用車配套電機裝機超過15萬套，排名前十位的企業全部為獨立第三方企業，沒有一家整車制造企業。

我們對比新能源專用車的配套電機裝機企業可以看出，其與新能源主流的整車市場存在較大差異。如新能源專用車裝機量最大的山東休普，其裝機量僅為1萬套出頭，在2017年新能源配套電機裝機企業排名中甚至不能進入前十。新能源專用車的電機市場與乘用車市場存在較大差異。

而在新能源汽車電控市場方面，整車廠同樣占據著相當大的比重。2017年國內新能源汽車電控市場裝機量最大的兩家企業依然是比亞迪和北汽新能源，電控裝機量的市場占比分別為25.0%和9.2%，聯合電子、上海電驅動以及安徽巨一等獨立第三方企業的市場占比分別為7.0%、3.5%和3.3%。總體來看，整車廠配套的電控系統占到市場總裝機量的45%左右，其余為獨立第三方企業供貨，該比重與電機市場基本相仿。

3國內新能源汽車配套電機技術發展趨勢

由于新能源汽車在功率、轉矩、體積、質量、散熱等方面對驅動電機有更高的要求，因此，相比工業電機，新能源汽車驅動電機必須具備更優良的性能，如：更小的體積以適應車輛有限的內部空間，工作溫度范圍寬(-40~1050C)，適應不穩定的工作環境，高可靠性以保證車輛和乘員的安全，高功率密度以提供良好的加速性能(1.0-1.5kW/kg)等。

目前國內市場上應用最廣泛的新能源汽車電機類型主要有永磁同步電機，交流異步電機和開關磁阻電機等類型，其中交流異步電機和永磁同步電機是主流，在市場中居于主導地位。交流異步電機的優點在于結構簡單，定子轉子無直接接觸，運行可靠性強，轉速高，維護成本低。而不足之處在于能耗高，轉子發熱快，高速工況下需要額外冷卻系統；功率因數低，需要大容量的變頻器，造價較高，調速性較差。這種技術特性使得交流異步電機目前主要用于空間要求較低、且速度性能要求不高的電動客車、物流車、商用車等車型中。

永磁同步電機的優點在于其較大的轉矩和驅動效率，具有高功率密度和寬調速范圍，且沒有勵磁損耗和散熱問題，電機結構簡單，體積比同功率的異步電機小 15%以上；其缺點在于高速運行時控制復雜，永磁體退磁問題目前難以解決， 電機造價較高。目前，永磁同步電機主要應用于體積小，且速度、操控性能要求較高的電動乘用車領域，部分中小型客車亦開始嘗試使用永磁電機作為驅動源。 永磁無刷直流電機則一般在小功率電動汽車、低速電動車領域應用較為廣泛。

2017年我國新能源乘用車配套電機55.16萬套，其中配套永磁同步電機39.33萬套，占新能源乘用車電機總量的71.3%；配套交流異步電機15.28萬套，占新能源乘用車配套電機的27.7%，其他電機類型占比僅為1%。國外的電動乘用車主流品牌也是以配套永磁同步電機為主，如寶馬i3，日產聆風，豐田普銳斯等。值得注意的是，由于永磁同步電機需要使用較多稀土材料釹鐵硼，因此歐美車系多采用交流異步電機，以降低對稀土資源的依賴度。如特斯拉Model S/X均采用的就是交流異步電機。不過特斯拉為了克服交流異步電機的上述缺陷，在動力總成系統中配套了變速器，以提升交流異步電機的性能。我國稀土資源豐富，因此采用永磁同步電機有很好的資源優勢。從未來的發展趨勢看，由于新增的新能源汽車將主要來自于乘用車領域，因此永磁同步電機的發展潛力十分巨大。

4國內新能源汽車電控系統發展趨勢

新能源汽車的電控系統需要有高控制精度、高動態相應速率，并同時提供足夠的安全性和可靠性。其主要組成部分包括逆變器（主要是 IGBT 功率模塊）（IGBT即絕緣柵雙極型晶體管，一種復合全控型電壓驅動式功率半導體器件）、逆變驅動器、電源模塊、中央控制模塊、軟啟動模塊、保護模塊、散熱系統信號檢測模塊等組件。其中，逆變器負責蓄電池的直流－交流電轉換從而驅動電機運轉。IGBT應用于逆變器中，占到整個控制器成本的40%左右。因此作為新能源汽車核心零部件， IGBT等核心元器件的成本直接決定了電機控制器的總成本下降空間。

目前我國高端IGBT期間仍有外資占主導地位，英飛凌、ABB、三菱、仙童、東芝、富士等企業占據主導。在IGBT芯片市場上，90%仍主要依賴進口。不過這種局面已開始有所轉變，部分國產IGBT技術正在迅速縮小與國際領先企業的差距。雖然目前國內主流的電控生產廠商主要應用國外器件，但隨著IGBT國產化的進程加速，未來進口替代后有望顯著降低國內電控系統的成本。

5電機電控及新能源汽車動力趨勢展望

我國新能源汽車商業化時間不長，因此總體來說新能源汽車的配套電機、電控系統產業市場格局尚處在不斷變化和發展中。早期來看，由于新能源汽車產業規模較小，特別是客車、專用車市場規模較小，因此相關整車企業在配套電機、電控系統上普遍選擇外購零部件的方式，然后由整車廠進行動力總成和整車制造，這一特性在新能源專用車（物流、環衛等車型）市場尤為明顯。如我們在前文中所述2017年新能源專用車配套電機全部來自獨立第三方電機企業。

但在新能源乘用車市場，由于比亞迪、北汽新能源等行業先進入者布局較早，因此在電機、電控系統上基本采用內部配套的方式進行供貨，在新能源客車市場，行業龍頭如宇通客車等也采用內部配套的方式進行電機、電控系統供應。應該說比亞迪、北汽新能源、宇通等企業之所以采用系統內部生產電機、電控系統，除了企業有一定的規模需求外，另外一個主要原因則在于我國新能源汽車產業商業化初期，市場中并沒有太多電機、電控企業可供選擇。但近年來隨著越來越多新能源汽車生產商的進入，給獨立第三方電機、電控系統帶來了巨大的發展空間，也促進了獨立第三方電機、電控企業的發展壯大。

如我們前文所述，包括上海電驅動、上海大郡、精進電動、安徽巨一等一些專業化的電機企業不斷涌現，同時一些過去從事變頻器的工控產品企業也逐步進入電機、電控領域，如匯川技術、英威騰等。因此從市場的供應來看，專業化的電機、電控系統供應商不僅數量在增多而且質量也在提升。

而從新能源整車制造領域看，目前在新能源乘用車領域有大批的新勢力進入，如具有很強互聯網背景的蔚來、拜騰、威馬等企業。這些企業過去都沒有整車制造以及零部件方面的經驗和相關儲備。顯然外購電機、電控系統對這些企業是比較現實的選擇，甚至將整個新能源汽車的動力總成系統外包也是符合其戰略選擇的。而一些傳統的乘用車企業，雖然有零部件的供應體系。但由于新能源汽車對于驅動電機和電控系統的要求有別于傳統燃油車，因此外購電機、電控系統不失為一種有效的策略。

基于以上分析，我們認為未來國內新能源汽車產業通過獨立第三方供應電機、電控系統將成為主流趨勢，新進入新能源汽車產業領域的企業可能都會將該方案作為首選。

而從新能源汽車的電機、電控獨立供應商看，未來也需要從單純的電機、電控供應者轉變為新能源整車企業的動力總成系統方案解決者，充分切入整車廠的產業鏈，強化自身與整車廠的粘性。而這種趨勢目前已經在電機、電控領域出現。國內最大的獨立電機供應商大洋電機（上海電驅動母公司）2017年已形成新能源汽車動力總成系統能力30萬套，實際銷量12.57萬套。通過一系列并購大洋電機從單一的電機供應商轉變為集磁性材料、電機、電控和動力總成于一體的綜合性新能源汽車動力總成系統供應商。除大洋電機外，正海磁材（上海大郡母公司）、精進電動等傳統電機電控企業都在實施這樣的轉變。

除了進行產業鏈的延伸外，我們認為未來國內電機、電控企業還需要在技術上不斷實施突破，從設計和生產兩方面降低產品成本。從而更好的滿足新能源汽車產業對于電機和電控的需求。