我們預(yù)計2025年電動車銷量約為1000萬輛,滲透率約為40%。電驅(qū)動總成的市場空間有望達(dá)1000億元,電源總成的市場空間有望達(dá)300億元。
電驅(qū)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈 按照電機的工作電源劃分,可將電機劃分為直流電機和交流電機。交流電機中,按照定子和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一致性劃分,又可區(qū)分為同步電機和異步電機。當(dāng)前新能源汽車驅(qū)動電機中較為常見的是交流電機中的永磁同步電機與鼠籠式異步感應(yīng)電機,其中永磁同步電機在國內(nèi)最為流行。根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年,永磁同步電機/感應(yīng)異步電機/其他電機的累計裝機量分別為323/17/2萬臺,占比分別為94%/5%/1%。
驅(qū)動電機的主要零部件中,價值量最高的是定子/繞組/軸承/轉(zhuǎn)子,成本占比分別為19%/17%/12%/11%。
我們以新能源汽車的驅(qū)動電機為下游,沿產(chǎn)業(yè)鏈向上挖掘,則定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承等零部件為中游,永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金等原材料為上游。
上游金屬原材料的供應(yīng)商多為大型上市公司,包括生產(chǎn)永磁體的金力永磁、正海磁材等;中游生產(chǎn)定子轉(zhuǎn)子等零部件的供應(yīng)商多為非上市公司,包括常州金茂、展翔模具、浙江寶捷等,上市公司包括隆盛科技、長鷹信質(zhì);下游生產(chǎn)電機總成的企業(yè)主要可分為三大類,整車廠包括特斯拉、比亞迪等,電機廠包括精進(jìn)電動、方正電機等,傳統(tǒng)Tier 1供應(yīng)商包括博世、大陸、麥格納等。驅(qū)動電機產(chǎn)線設(shè)備的供應(yīng)商則主要有豪森股份、克來機電、巨一科技、銘納陽等。
發(fā)展趨勢:扁線,油冷,多合一 1)扁線電機:扁線電機是指,將定子繞組中的傳統(tǒng)圓柱形漆包銅線替換為加工成發(fā)卡狀的漆包銅扁線。圓線電機的定子橫截面中,圓形銅線間留下了大量間隙,而扁線電機的定子橫截面中,矩形銅線可以更好地填充空間,提高槽滿率,這是扁線電機和圓線電機的根本區(qū)別所在。扁線電機相比傳統(tǒng)圓線電機,裸銅槽滿率可提升20%-30%。槽滿率的提高等同于電機在具有相同體積的條件下,可以輸出更高的功率和轉(zhuǎn)矩;或者功率相同的條件下,可以減小電機的外徑和體積,進(jìn)而減小電機的重量,所以扁線繞組電機有著更高的功率密度,可以使永磁電機繼續(xù)向著更小化的方向發(fā)展。
相較于圓線電機,扁線電機的首要優(yōu)勢即損耗降低、效率提升。永磁同步電機的損耗中,銅耗(主要是定子繞組中的損耗)占大約65%,鐵耗(定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯中的損耗)占大約20%,其余損耗占比相對較低。扁線電機和圓線電機的鐵耗水平接近,主要區(qū)別在銅耗。相比傳統(tǒng)圓線電機,扁線電機裸銅槽滿率可提升20%-30%,總銅耗下降了21%,效率提高大約1%。
2)油冷技術(shù):風(fēng)冷、液冷和蒸發(fā)冷卻散熱系統(tǒng)是三種常用的電機散熱系統(tǒng)。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)憑借成本低、可靠性高和安裝方便等優(yōu)勢,在小功率電機散熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。液冷散熱系統(tǒng)具有較高的散熱功率,其散熱效率可以達(dá)到前者的50倍,適用于電機發(fā)熱量大、熱流密度高的散熱場合,但是液冷散熱系統(tǒng)需要額外的循環(huán)液路與密封系統(tǒng),增加了電機系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)則主要應(yīng)用于兆瓦級大容量發(fā)電機組的散熱系統(tǒng),利用氣液相變循環(huán)實現(xiàn)對電機的高效冷卻。
車用永磁同步電機的液冷形式大致分為兩種:直接冷卻與間接冷卻。間接冷卻是機殼內(nèi)設(shè)計的冷卻流道,通過冷卻液流經(jīng)整個機殼帶走熱量。直接冷卻則是在密封的電機內(nèi)部注入冷卻油,利用冷卻油具有較高比熱容的特性進(jìn)行冷卻。而且直接冷卻可以增大與發(fā)熱源的接觸面積,可以有更好的冷卻效果。永磁同步電機的繞組端部發(fā)熱量大,水冷方式下冷卻液無法直接接觸繞組,但是油冷方式下冷卻油可直接接觸繞組,冷卻效率更高,優(yōu)勢更突出。
油冷技術(shù)下冷卻油可直接與電機發(fā)熱部件接觸,散熱效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的水冷散熱系統(tǒng),且油介質(zhì)具有絕緣性好、介電常數(shù)高、凝固點低和沸點高等優(yōu)勢。比亞迪DMI的驅(qū)動電機采用直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù),可提升電機功率密度32%。
3)多合一電驅(qū)動系統(tǒng):新能源汽車對續(xù)航里程、功率密度、能量利用效率的要求越來越高,電驅(qū)動系統(tǒng)向集成化、小型化和輕量化的方向快速發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)布的多合一電驅(qū)動系統(tǒng)有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一,其中最常見的還是三合一電驅(qū)動系統(tǒng)。多合一電驅(qū)動系統(tǒng)即將電機、減速器、控制器等零部件集成,共享殼體線束等零件,實現(xiàn)集成、降本、輕量。
扁線電機的扁銅線之間間隙較大,冷卻油易于滲透,促進(jìn)了直接油冷技術(shù)的應(yīng)用。同時,冷卻油擁有良好的絕緣性,可在多場景下復(fù)用,加速了整車熱管理系統(tǒng)集成化的進(jìn)程,推動了多合一電驅(qū)動系統(tǒng)總成的落地普及。 行業(yè)概況:永磁同步電機主導(dǎo),2025年市場規(guī)模有望達(dá)到385億元 新能源汽車驅(qū)動電機基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,將電池中的電能轉(zhuǎn)化為機械能,驅(qū)動新能源汽車行駛,是決定新能源汽車動力性能的核心零部件之一。主流的交流驅(qū)動電機利用定子(通常是硅鋼片搭配銅線圈,固定不動)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子(通常由電磁鐵、永磁體或硅鋼片制成,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動)形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。驅(qū)動電機的主要零件通常包括轉(zhuǎn)子、定子、線束、殼體、端蓋等。
驅(qū)動電機的主要零部件中,價值量最高的是定子/繞組/軸承/轉(zhuǎn)子,成本占比分別為19%/17%/12%/11%。
按照電機的工作電源劃分,可將電機劃分為直流電機和交流電機。交流電機中,按照定子和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一致性劃分,又可區(qū)分為同步電機和異步電機。當(dāng)前新能源汽車驅(qū)動電機中較為常見的是交流電機中的永磁同步電機與鼠籠式異步感應(yīng)電機,其中永磁同步電機在國內(nèi)最為流行。
我們以新能源汽車的驅(qū)動電機為下游,沿產(chǎn)業(yè)鏈向上挖掘,則定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承等零部件為中游,永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金等原材料為上游。
上游金屬原材料的供應(yīng)商多為大型上市公司,包括生產(chǎn)永磁體的金力永磁、正海磁材等;中游生產(chǎn)定子轉(zhuǎn)子等零部件的供應(yīng)商多為非上市公司,包括常州金茂、展翔模具、浙江寶捷等,上市公司包括隆盛科技、長鷹信質(zhì);下游生產(chǎn)電機總成的企業(yè)主要可分為三大類,整車廠包括特斯拉、比亞迪等,電機廠包括精進(jìn)電動、方正電機等,傳統(tǒng)Tier 1供應(yīng)商包括博世、大陸、麥格納等。驅(qū)動電機產(chǎn)線設(shè)備的供應(yīng)商則主要有豪森股份、克來機電、巨一科技、銘納陽等。
發(fā)展簡史:從直流電機到交流電機 由于早期人們對旋轉(zhuǎn)磁場的認(rèn)識和應(yīng)用尚不成熟(直流電機的磁場通常是不變的,而交流電機的磁場通常是旋轉(zhuǎn)的),且當(dāng)時電能的主要用途電鍍、電解、電照明等均使用直流電,很多人誤認(rèn)為交流電沒有實際用途(以發(fā)明家愛迪生為代表),因此早期的電機以直流電機為主,采用電池供電。首個電機:1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流在磁場中受機械力的作用,即電流的磁效應(yīng)。1821年,法拉第在玻璃杯中裝入水銀,通過永磁體和通電導(dǎo)線之間的相互作用,實現(xiàn)了導(dǎo)線繞永磁體旋轉(zhuǎn),成功發(fā)明了歷史上第一臺電機。在該裝置中,導(dǎo)線相當(dāng)于轉(zhuǎn)子,永磁體相當(dāng)于定子。
首個旋轉(zhuǎn)電機:1833年,英國倫敦大學(xué)的里奇發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)電磁針。磁針上繞有線圈,線圈兩端浸入環(huán)形水銀槽內(nèi)。接通電池后,受地磁場作用,磁針偏向南北方向,再改變電流方向,使磁針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。里奇電動機是現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)電動機的雛形,磁針相當(dāng)于轉(zhuǎn)子,地磁場相當(dāng)于定子,水銀槽則扮演了換向器的角色。
首個電機驅(qū)動:1834年7月,達(dá)文波特用自制的直流旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動了一個直徑7英寸的輪子,以30r/min的速度前進(jìn)。該電機配備了4個電磁鐵,2個裝在輪子上,另外兩個靜止。利用輪子上的電磁鐵與靜止電磁鐵之間的吸力,推動輪子前進(jìn)。達(dá)文波特電機是人類首次以電動機作為動力源的嘗試,開電機應(yīng)用之先河。1837年2月,達(dá)文波特的電機發(fā)明成功申請到美國專利局的132號專利,成為歷史上第一個電動機專利。
首個電驅(qū)機車:1846年,美國物理學(xué)教授佩奇制成一臺外觀類似蒸汽機的往復(fù)式電動機,該裝置包括2個空心線圈、2個能在空心線圈中自由運動的軟鐵棒和1個換向器。通過給2個空心線圈輪流通電來實現(xiàn)軟鐵棒的往復(fù)運動。1851年4月,佩奇制成了首臺由電機驅(qū)動的機車,在39分鐘內(nèi)跑完了5.25英里的試驗路程。
旋轉(zhuǎn)磁場理論是交流電機的理論基石之一:1825年,法國科學(xué)家阿拉果在一個懸掛的永磁針下面放置了一個銅盤,轉(zhuǎn)動銅盤,發(fā)現(xiàn)永磁針也發(fā)生偏轉(zhuǎn),這一現(xiàn)象成為阿拉果旋轉(zhuǎn)。阿拉果圓盤實驗是世界上首次采用機械方法而獲得旋轉(zhuǎn)磁場的實驗。交流電機誕生:1885年3月,意大利物理學(xué)家費拉里斯受光學(xué)中兩個簡諧振動波合成一束偏振光的現(xiàn)象啟發(fā),提出同一頻率的兩個交變磁場,如空間相位相差90°,則兩個磁場之間的空間將會產(chǎn)生一個新的、運動的磁場,即旋轉(zhuǎn)磁場。他利用4只螺線管、1臺西門子單相交流發(fā)電機和1個銅圓筒制成了最早的兩相感應(yīng)電動機(即交流異步感應(yīng)電機)。
特斯拉橫空出世:1885年,美籍克羅地亞科學(xué)家特斯拉成立特斯拉研究所,進(jìn)行交流電機及交流電的應(yīng)用研究工作。1887年,特斯拉電氣公司成立,特斯拉的兩相同步發(fā)電機、電動機以及帶短路相繞組的兩相感應(yīng)電動機申請美國專利(1888年5月獲得專利,專利號No. 382280)。1888年7月,美國西屋公司以20萬美元外加每生產(chǎn)1馬力電機增加1美元的條件購買了特斯拉的全部專利,包括兩相同步發(fā)電機、兩相同步電動機、兩相感應(yīng)電動機、單相電動機的分相啟動、兩相4線配電系統(tǒng)等。
性能需求:效率高,轉(zhuǎn)矩大,散熱強 新能源汽車的驅(qū)動電機是工業(yè)電機的一種,原理(電磁感應(yīng))、分析方法(普通電磁分析方法)、計算工具(有限元軟件)、電磁方程(麥克斯韋方程組)等都與普通工業(yè)電機一致,分類方法與控制方法也沒有根本性的區(qū)別。但是,由于車載的特殊環(huán)境,新能源汽車驅(qū)動電機在性能方面的特殊需求主要體現(xiàn)在功率密度高、調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、高效區(qū)間廣、散熱需求強。1)功率密度高:車載驅(qū)動電機有嚴(yán)格的體積要求、重量要求和功率要求。大部分工業(yè)場景空間巨大,以滿足工業(yè)需求為第一目的,電機的體積限制并不突出。但是在新能源汽車上,電機的尺寸和重量直接影響汽車的動力性能和駕駛體驗,電機設(shè)計的方向與難點在于體積小、質(zhì)量輕、功率大,盡可能提高功率重量密度和功率體積密度。
2)調(diào)速范圍寬:廣闊的調(diào)速范圍可以幫助新能源汽車省掉多擋變速箱,只使用固定檔的齒輪組,有效降低成本。因此,新能源汽車驅(qū)動電機的調(diào)速范圍越寬越好,最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速的4倍以上。特斯拉Model S基本款的電機最高轉(zhuǎn)速可達(dá)18000轉(zhuǎn)/分鐘,比亞迪E平臺3.0的電機最高轉(zhuǎn)速超過17000轉(zhuǎn)/分鐘。3)起動轉(zhuǎn)矩大:由于汽車強調(diào)百公里加速等性能指標(biāo),新能源汽車的驅(qū)動電機在起動或低速時要求超高轉(zhuǎn)矩,將汽車速度以最快的方式泵升至期望速度。一般工業(yè)電機對起動速度并沒有這么高的要求。
4)高效區(qū)間廣:新能源汽車,尤其是純電動汽車,不像電力機車由受電弓供電,而由車載電池包供電,電機效率直接影響續(xù)航里程,所以對于電機的效率要求很高。新能源汽車的驅(qū)動電機需要擁有盡可能廣的高效率運行區(qū)間。正常路況下汽車不會頻繁起動,也不會持續(xù)超高速運行,更多的是在勻速行駛中進(jìn)行加速或減速動作,因此中間部分的運行效率就尤其重要。
5)散熱需求強:由于新能源汽車驅(qū)動電機對功率密度的高要求,散熱問題也隨之而來。1臺150KW的傳統(tǒng)動力系統(tǒng)總成,體積大概在409L。峰值功率150KW的電動汽車動力系統(tǒng)總成,體積只有82L,大約只有傳統(tǒng)動力總成的20%。小體積內(nèi)的高功率,導(dǎo)致散熱、機械振動、電磁兼容、NVH嘯叫等問題。電機的能量轉(zhuǎn)換效率大約在90%以上,峰值效率大約在95%左右,平均能量損耗大約10%,這10%的能量損耗多以發(fā)熱的形式體現(xiàn),因此驅(qū)動電機的散熱需求較強。
技術(shù)路徑:永磁同步電機的裝車占比達(dá)94% 早期新能源汽車的驅(qū)動電機多采用直流電機,一方面是因為直流電機具有控制策略簡單、調(diào)速性能好、成本低等優(yōu)點,另一方面是由于交流電機的控制技術(shù)復(fù)雜、成本較高。直流電機的速度正比于電壓,易于控制;而交流電機的速度正比于頻率及磁極數(shù),控制技術(shù)要求較高。
但是,直流電機存在一些固有缺陷,在交流電機的技術(shù)取得實質(zhì)性進(jìn)步后,直流電機目前已處于被淘汰的邊緣。1)有刷直流電機:電刷在有刷直流電機中起電流換向的作用。在實際使用中,電刷磨損很快,經(jīng)常需要維護(hù),同時換向火花限制了電機的高速運行,對電機的穩(wěn)定性和安全性也構(gòu)成了威脅,這些問題都難以克服。2)無刷直流電機:無刷直流電機的電壓波形和電流波形是矩形波或梯形波,伴隨著較大的轉(zhuǎn)矩脈動,在汽車行駛中有明顯頓挫感,對用戶體驗構(gòu)成負(fù)面影響。交流電機的波形則通常是正弦波,轉(zhuǎn)矩更加平順,振動問題較小。
交流電機中最常見的三種是永磁同步電機、感應(yīng)異步電機和同步磁阻電機。交流電機的定子基本相同,主要區(qū)別在轉(zhuǎn)子。定子主要由鐵心、線圈組成;定子鐵心由硅鋼片疊壓而成;漆包線繞制成線圈,嵌入鐵心槽內(nèi),再進(jìn)行絕緣處理;將絕緣處理后的鐵心套入機殼得到定子。
定子繞組接入交流電源(通常是三相交流電,三相交流電與空間角度120°的線圈相結(jié)合,它們的合成磁場就像是一個強度均勻的磁場在旋轉(zhuǎn)),形成旋轉(zhuǎn)磁場,拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年,永磁同步電機/感應(yīng)異步電機/其他電機的累計裝機量分別為323/17/2萬臺,占比分別為94%/5%/1%。永磁同步電機在國內(nèi)新能源汽車驅(qū)動電機市場中占絕對主流地位。
永磁同步電機的轉(zhuǎn)子由鐵心、磁鋼、軸壓裝而成,其中磁鋼提供電機磁通,對電機性能影響最大,通常由稀土釹鐵硼經(jīng)粉末冶金法制成。
早期的電機中永磁電機非常少見,主要是因為缺乏磁性足夠強大的永磁體。1982年,住友特殊金屬的佐川真人發(fā)現(xiàn)釹磁鐵。這種磁鐵的磁能積大于釤鈷磁鐵,是當(dāng)時全世界磁能積最大的物質(zhì)。后來,住友特殊金屬成功發(fā)展粉末冶金法,通用汽車公司成功發(fā)展旋噴熔煉法,能夠制備釹鐵硼磁鐵。這種磁鐵是現(xiàn)今磁性僅次于絕對零度鈥磁鐵的永久磁鐵,也是最常使用的稀土磁鐵。優(yōu)點是高抗退磁性、高性價比,其缺點是溫度依賴性比較強,耐腐蝕性能比較弱,需適當(dāng)涂層或電鍍處理。為了提高釹鐵硼的耐溫性和矯頑力,磁體生產(chǎn)商通常會在配方中加入金屬鏑,進(jìn)一步推高了制造成本。
永磁同步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子磁場的轉(zhuǎn)速保持同步。它的工作流程是,定子繞組接通交流電,產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場,永磁體轉(zhuǎn)子磁場受定子旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)而跟著旋轉(zhuǎn),電機旋轉(zhuǎn)、輸出動力。
永磁同步電機的主要優(yōu)勢在于,功率密度高、運行效率高、結(jié)構(gòu)簡潔緊湊、轉(zhuǎn)矩大且平順、調(diào)速性能好。1)功率密度高:永磁同步電機的釹鐵硼磁性材料具備優(yōu)秀的磁力性能,在充磁后不用增加外部能量,可構(gòu)建較強磁場,同時磁場具有永久特點,無需額外電路進(jìn)行勵磁(即給導(dǎo)體通電產(chǎn)生磁場),得以維持較小的體積和較輕的重量。在額定功率下,同樣散熱條件和絕緣材料的永磁同步電機的功率密度通常比感應(yīng)異步電機的功率密度大2倍以上。2)運行效率高:受益于轉(zhuǎn)子中的永磁體,永磁同步電機的轉(zhuǎn)子通常無需通電(部分自啟動工況或渦流損耗除外),可減少相關(guān)的能量損耗,效率較高。
3)結(jié)構(gòu)簡潔緊湊:永磁同步驅(qū)動電機不設(shè)置勵磁電源結(jié)構(gòu)以及勵磁繞組結(jié)構(gòu),降低相關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,相關(guān)構(gòu)成較為緊密,保證永磁同步驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)更加具有可靠性。豐田普銳斯搭載的第四代永磁同步電機相較于第三代,定子直徑下降了20%,整體結(jié)構(gòu)更緊湊,體積更小。4)轉(zhuǎn)矩大且平順:在額定電流范圍內(nèi),提高電流即可快速提高永磁同步電機的扭矩。此外,三相交流電在定子中形成的旋轉(zhuǎn)磁場也較為穩(wěn)定,轉(zhuǎn)矩脈動較小。尤其在低速大轉(zhuǎn)矩工況下(對應(yīng)新能源汽車起步加速階段),永磁同步電機相較于異步感應(yīng)電機擁有突出優(yōu)勢。5)調(diào)速性能好:永磁同步電機的電、磁和力的關(guān)系相較于感應(yīng)異步電機更加簡單,更易于調(diào)速和控制。異步電機的狀態(tài)方程是四階的,轉(zhuǎn)子與定子的方程耦合(轉(zhuǎn)子內(nèi)的電流是由定子磁場旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生);永磁同步電機的狀態(tài)方程是二階的,永磁體的磁場是獨立存在的,在低速和高速(高于額定轉(zhuǎn)速)的工況下控制難度都顯著低于感應(yīng)異步電機。
永磁同步電機的主要劣勢在于弱磁控制問題、反電動勢問題、高溫振動環(huán)境下的退磁問題、自啟動問題以及成本問題。1)弱磁控制問題:根據(jù)基礎(chǔ)繞組電壓公式,由于電源所能提供的電壓V有限,在電機轉(zhuǎn)速達(dá)到一定水平后,想要繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速,就需要進(jìn)行弱磁控制,削弱電感。這一過程反映在電機的調(diào)速曲線上,就是從恒轉(zhuǎn)矩區(qū)進(jìn)入恒功率區(qū)。由于永磁同步電機的轉(zhuǎn)子磁場是由永磁體提供的,弱磁控制就需要消耗額外的電流來反向抵消部分轉(zhuǎn)子磁場,降低了高轉(zhuǎn)速工況下的運行效率,給電源和變頻器帶來額外負(fù)擔(dān)。
2)反電動勢問題:永磁同步電機的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時,定子線圈對轉(zhuǎn)子中的永磁體磁場做磁感線切割運動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,而且這種感應(yīng)電動勢的方向與原線圈電壓的方向相反,故稱反電動勢。反電動勢會抵消輸入定子的驅(qū)動電壓,造成高速運轉(zhuǎn)時需要給電機輸入更高的電壓來驅(qū)動,高壓驅(qū)動會造成更大的渦流損耗,引發(fā)電機高溫,對定子線圈和轉(zhuǎn)子永磁體造成損害。轉(zhuǎn)速越快,效率越低。在高速旋轉(zhuǎn)時,永磁同步電機越來越像一臺發(fā)電機。3)高溫振動環(huán)境下的退磁問題:常用的永磁體釹鐵硼雖然性能出色,但是在高溫、振動以及強外部磁場的環(huán)境下容易發(fā)生退磁。除定子繞組通電產(chǎn)生的熱量外,永磁同步電機的轉(zhuǎn)子雖然不通電,仍然會由于離心力、渦流損耗等原因發(fā)熱。渦流損耗是指,導(dǎo)體在非均勻磁場中移動或處在隨時間變化的磁場中時,導(dǎo)體內(nèi)感生的電流導(dǎo)致的能量損耗。永磁同步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在理論上與定子磁場的轉(zhuǎn)速一致,但是由于定子齒槽的存在、繞組的空間分布,而且三相繞組中的電流不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,這些原因?qū)е码姍C內(nèi)部磁場畸變,導(dǎo)致氣隙磁場中諧波含量很高,電機鐵心和永磁體感應(yīng)出渦流,產(chǎn)生較大的渦流損耗。在永磁同步電機高速旋轉(zhuǎn)時,工作頻率高,轉(zhuǎn)速高,齒槽效應(yīng)引起的諧波頻率更高,轉(zhuǎn)子渦流損耗帶來的高溫問題更加嚴(yán)重。
階段性小結(jié),永磁同步電機的上述三個問題,弱磁控制問題、反電動勢問題、高溫振動環(huán)境下的退磁問題都是在高轉(zhuǎn)速工況下的局限性,這些因素解釋了為什么搭載永磁同步電機的電動車往往零百加速性能優(yōu)越,但是高速巡航工況下的二次加速疲軟、峰值車速有限以及超高速巡航難以持續(xù)。對比永磁同步電機與交流感應(yīng)電機的效率圖,我們可以清晰的看到,永磁同步電機的峰值效率高于感應(yīng)異步電機,但是高效區(qū)間更多的集中在轉(zhuǎn)速相對較低的區(qū)域,而感應(yīng)異步電機的高效區(qū)間向高轉(zhuǎn)速區(qū)域延伸的更多。
4)自啟動問題:永磁同步電動機一旦接通電源,旋轉(zhuǎn)磁場立即產(chǎn)生并高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由于慣性來不及跟著轉(zhuǎn)動,當(dāng)定子磁極一次次越過轉(zhuǎn)子磁極時,前后作用在轉(zhuǎn)子磁極上的磁力大小相等、方向相反,間隔時間極短,平均轉(zhuǎn)矩為零,因此永磁同步電機不能自行啟動。解決自啟動問題需要額外配置變頻器(外部變頻,緩慢升速),或在轉(zhuǎn)子內(nèi)加入感應(yīng)異步電機的鼠籠結(jié)構(gòu)。5)成本問題:永磁同步電機的轉(zhuǎn)子由于要使用釹鐵硼等稀土材料,物料成本明顯高于感應(yīng)異步電機。以一臺常見的功率為30KW的驅(qū)動電機為例,釹鐵硼、銅和鋼是制造電機的主要材料,永磁同步電機這三種物料成本大約比感應(yīng)異步電機高68%,釹鐵硼材料的成本在永磁同步電機的三大主要物料成本中的占比高達(dá)71%。
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù),2020年,全球稀土儲量約為116百萬噸,中國的稀土儲量約為44.0百萬噸,占全球稀土儲量的37.9%。國內(nèi)豐富的稀土資源在一定程度上為永磁同步電機的廣泛使用奠定了基礎(chǔ)。感應(yīng)交流電機的定子與永磁同步電機基本相同,區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子,感應(yīng)交流電機的轉(zhuǎn)子常用銅制或鋁制鼠籠結(jié)構(gòu)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在磁場中放一個封閉的導(dǎo)體,變化的磁場會在回路中感應(yīng)出電動勢,感應(yīng)電動勢會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)洛倫茲力定律,載流線圈上會產(chǎn)生電磁力,線圈開始旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。鼠籠中的每一根棒都會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這些感應(yīng)電流在鼠籠的兩端短路,轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子內(nèi)部裝有絕緣鐵芯薄片,這種小尺寸的鐵芯薄片確保了渦流損耗最小。轉(zhuǎn)子以略低于同步速度的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),這種差異成為轉(zhuǎn)差,轉(zhuǎn)差占同步速度的比一般在2%-6%左右。異步電機不需要永磁體、換向器、位置傳感器,可以自啟動,轉(zhuǎn)子速度與磁場旋轉(zhuǎn)速度正相關(guān),磁場旋轉(zhuǎn)速度與輸入交流電源的頻率正相關(guān)。
永磁同步電機的主要優(yōu)劣勢都是圍繞轉(zhuǎn)子永磁體材料展開的,感應(yīng)異步電機的優(yōu)劣勢同樣圍繞轉(zhuǎn)子鼠籠結(jié)構(gòu)展開。由于轉(zhuǎn)子沒有使用永磁體而使用勵磁鼠籠結(jié)構(gòu),感應(yīng)異步電機的主要優(yōu)勢在于成本低、弱磁控制難度低、可靠性高、耐高溫、耐振動、過載能力強,主要劣勢在于功率密度較低、體積及重量較大、能量轉(zhuǎn)換效率較低、轉(zhuǎn)子需配備單獨的冷卻系統(tǒng)。
值得一提的是,感應(yīng)電機幾乎沒有電樞反應(yīng),在高轉(zhuǎn)速工況下的表現(xiàn)往往優(yōu)于永磁同步電機。但是,在低速工況下,由于電機轉(zhuǎn)子的勵磁電流與轉(zhuǎn)速成反比,勵磁電流建立磁場的能量不做功,這就導(dǎo)致異步感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速越低,無功功率越大,電機效率越低。永磁同步電機啟動轉(zhuǎn)矩大、高轉(zhuǎn)速工況弱,而感應(yīng)異步電機啟動轉(zhuǎn)矩小、高轉(zhuǎn)速工況強,二者互補,以特斯拉、比亞迪為代表的電動車龍頭企業(yè)往往選擇前驅(qū)感應(yīng)異步電機搭配后驅(qū)永磁同步電機。
數(shù)據(jù)對比:比亞迪/特斯拉市占率領(lǐng)先,大洋電機/巨一科技財務(wù)指標(biāo)較優(yōu) 根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),在國內(nèi)主要電機廠商中,2020全年前兩名的廠商(比亞迪/特斯拉)市場份額合計達(dá)到了26%,前五名的廠商合計市場份額達(dá)到了48%,前十名的廠商合計市場份額達(dá)到了71%。2021全年,前兩名的廠商(比亞迪/特斯拉)合計市場份額達(dá)到了30%,前五名的廠商合計市場份額達(dá)到了48%,前十名的廠商合計市場分額達(dá)到了67%。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),在主要電機廠家中,2020年排名前五的廠家分別是比亞迪/特斯拉/方正電機/蔚然動力/寧波雙林,裝機量分別為19/15/10/9/9萬臺,占比分別為15%/11%/8%/7%/7%。2021年,國內(nèi)裝機量排名前五的企業(yè)分別是比亞迪/特斯拉/方正電機/寧波雙林/蔚然動力,裝機量分別為62/40/25/20/18萬臺,占比分別為18%/12%/7%/6%/5%。高工鋰電統(tǒng)計的主要新能源驅(qū)動電機生產(chǎn)商的合計裝車量從2020年的141萬臺增長至2021年的343萬臺,市場規(guī)模處于高速成長階段。
日電產(chǎn)預(yù)計,從2025年開始,自制驅(qū)動電機的整車廠的外采趨勢會逐漸明顯;整車廠與電機廠的合資供應(yīng)商會增加;外采驅(qū)動電機的體系會完全建立起來。至2050年前后,橫向的國際化專業(yè)分工會建立起來,整車廠會從專業(yè)供應(yīng)商那里采購電機與其他主要零部件。
精進(jìn)電動、方正電機、大洋電機和巨一科技是國內(nèi)領(lǐng)先的新能源汽車驅(qū)動電機供應(yīng)商,接下來我們將對他們的財務(wù)指標(biāo)進(jìn)行分析對比。從相關(guān)業(yè)務(wù)的銷售收入來看,精進(jìn)電動(營業(yè)總收入)、方正電機(汽車應(yīng)用類)、大洋電機(新能源車輛動力總成系統(tǒng))、巨一科技(新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng))在2021年上半年的銷售收入分別為3.40/3.62/4.59/1.64億元,同比增速分別為47%/147%/56%/345%。其中,大洋電機的收入規(guī)模最大,巨一科技的增速最快。
相關(guān)業(yè)務(wù)的毛利率來看,精進(jìn)電動(營業(yè)總毛利)、方正電機(汽車應(yīng)用類)、大洋電機(新能源車輛動力總成系統(tǒng))、巨一科技(新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng))在2021年上半年的毛利率分別為-6%/4%/13%/15%,2020全年的毛利率分別為2%/9%/18%/15%。大洋電機和巨一科技的毛利率相對較高。從銷售凈利率來看,2021年前三季度,精進(jìn)電動/方正電機/大洋電機/巨一科技的銷售凈利率分別為-58%/-4%/5%/10%。2020年全年,精進(jìn)電動/方正電機/大洋電機/巨一科技的銷售凈利率分別為-66%/-56%/1%/9%。大洋電機和巨一科技的凈利率相對較高。
從四費率來看,2021年前三季度,精進(jìn)電動的銷售/管理/研發(fā)/財務(wù)費用率分別為7%/20%/21%/2%,合計四費率50%;方正電機的銷售/管理/研發(fā)/財務(wù)費用率為2%/7%/9%/0%,合計四費率18%;大洋電機的銷售/管理/研發(fā)/財務(wù)費用率分別為4%/7%/4%/0%,合計四費率14%;巨一科技的銷售/管理/研發(fā)/財務(wù)費用率分別為3%/6%/8%/0%,合計四費率17%。大洋電機的四費率最低,精進(jìn)電動的研發(fā)投入占比最高。
方正電機的客戶結(jié)構(gòu)中上汽通用五菱占比較高(85%),2022年公司發(fā)布業(yè)績預(yù)告,已實現(xiàn)2021年歸母凈利潤扭虧為盈;精進(jìn)電動的客戶結(jié)構(gòu)較為健康(上海汽車和小鵬汽車占比各接近40%),2020年人均創(chuàng)收較高;大洋電機的客戶結(jié)構(gòu)較為健康(長安汽車和長城汽車占比各接近39%),盈利能力較為穩(wěn)定;巨一科技的盈利能力、人均創(chuàng)利、人均創(chuàng)收等財務(wù)指標(biāo)均處于領(lǐng)先地位。
市場空間:2025年有望達(dá)到385億元 根據(jù)中汽協(xié)和乘聯(lián)會的數(shù)據(jù),2021年我國乘用車銷量為2148萬輛,新能源乘用車銷量為331萬輛,新能源乘用車滲透率為15%。中國乘用車市場整體發(fā)展已相對成熟,2022-2025年,我們給予乘用車市場整體每年3%的增長率,則中國乘用車銷量有望從2213萬輛增長2418萬輛。考慮到外部政策刺激(雙積分考核、路權(quán)政策等)與各主流整車廠的新能源車型規(guī)劃,我們預(yù)計2022-2025年,新能源乘用車的滲透率有望從25%提升至40%,新能源乘用車的銷量有望從553萬輛增長至967萬輛。
乘聯(lián)會統(tǒng)計的2021年12月新能源乘用車銷量前十的車型中,有雙電機版本的車型是特斯拉Model Y、特斯拉Model 3、比亞迪宋DM、理想ONE和比亞迪漢EV。部分車型不同版本的驅(qū)動電機數(shù)量不同,我們則按版本數(shù)量占比推算雙電機版本的銷量占比。2021年12月銷量前十名的新能源乘用車車型,全年累計銷量之和為147萬輛,占全年新能源銷量的45%。其中,雙電機車型的銷量為40萬輛,滲透率為27%。
考慮到消費者對新能源乘用車的性能要求不斷提升,電機技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)規(guī)模擴大帶來的成本下降,我們預(yù)計雙電機車型的滲透率會不斷提升。根據(jù)我們的測算,2021年的雙電機車型滲透率大約為27%,按每年5%的速度提升,則2025年雙電機車型的滲透率有望達(dá)到47%,雙電機車型搭載的驅(qū)動電機數(shù)量有望達(dá)到909萬臺,新能源乘用車驅(qū)動電機裝機總量有望達(dá)到1422萬臺。由于新能源乘用車的動力性能越來越強,在高壓化趨勢下電機電控的絕緣性能也越來越強,因此我們假設(shè)新能源乘用車的電機及多合一電驅(qū)動系統(tǒng)的單價總體呈上升趨勢。當(dāng)前新能源乘用車驅(qū)動電機的單價大約為2500元(根據(jù)巨一科技招股說明書估算),受益于電機性能的不斷提升,我們預(yù)計2021-2025年,驅(qū)動電機的單價有望以每年大約2%的增幅提升,至2025年單價大約為2706元。2025年新能源乘用車驅(qū)動電機的總裝機量為1422萬臺,電機單價2706元,市場規(guī)模為385億元。假設(shè)三合一電驅(qū)動系統(tǒng)的單價為5500元(根據(jù)巨一科技招股說明書估算),以每年5%的速度逐步上升,則2025年單價大約為6685元。2021年國內(nèi)三合一電驅(qū)動系統(tǒng)的市場規(guī)模大約為231億元,2025年有望增至950億元。
發(fā)展趨勢:扁線,油冷,多合一 在上文中我們已經(jīng)提到,新能源汽車驅(qū)動電機在性能方面的特殊需求主要體現(xiàn)在功率密度高、調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、高效區(qū)間廣、散熱需求強。因此,新能源汽車驅(qū)動電機的發(fā)展趨勢也是圍繞這些性能展開,當(dāng)前比較主流的幾個方向即扁線電機、油冷電機以及多合一電驅(qū)動總成。扁線電機擁有更高的功率密度,扁銅線之間間隙較大,冷卻油易于滲透,扁線電機的發(fā)展推動了直接油冷技術(shù)的應(yīng)用。同時,冷卻油擁有良好的絕緣性,可作為減速器及齒輪軸承的潤滑油使用,也可收集電機余熱用于電池包的保溫,直接油冷技術(shù)加速了整車熱管理系統(tǒng)集成化的進(jìn)程,對多合一電驅(qū)動系統(tǒng)總成的發(fā)展有促進(jìn)作用。
扁線電機:提效降損,銅線、漆膜、設(shè)備均有增量 扁線電機是指,將定子繞組中的傳統(tǒng)圓柱形漆包銅線替換為加工成發(fā)卡狀的漆包銅扁線。圓線電機的定子橫截面中,圓形銅線間留下了大量間隙,而扁線電機的定子橫截面中,矩形銅線可以更好地填充空間,提高槽滿率,這是扁線電機和圓線電機的根本區(qū)別所在。扁線電機相比傳統(tǒng)圓線電機,裸銅槽滿率可提升20%-30%。槽滿率的提高等同于電機在具有相同體積的條件下,可以輸出更高的功率和轉(zhuǎn)矩;或者功率相同的條件下,可以減小電機的外徑和體積,進(jìn)而減小電機的重量,所以扁線繞組電機有著更高的功率密度,可以使永磁電機繼續(xù)向著更小化的方向發(fā)展。
目前,采用扁線繞組電機的車型越來越多,主要有豐田普銳斯、大眾ID4、比亞迪秦PLUS DMI、吉利極氪、國產(chǎn)特斯拉Model 3/Model Y等。
相較于圓線電機,扁線電機的首要優(yōu)勢即損耗降低、效率提升。永磁同步電機的損耗中,銅耗(主要是定子繞組中的損耗)占大約65%,鐵耗(定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯中的損耗)占大約20%,其余損耗占比相對較低。扁線電機和圓線電機的鐵耗水平接近,主要區(qū)別在銅耗。
銅耗具體可分為直流損耗和交流損耗。直流損耗圓線和扁線都有,但是圓線繞組由于單個繞組的截面尺寸較小,交流損耗幾乎可以忽略不計,而扁線繞組由于導(dǎo)體截面尺寸較大,受趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)影響,交流損耗也很重要。直流損耗方面,在電流相數(shù)和電流有效值給定的情況下,直流損耗與繞組的直流電阻成正比。由于圓線更細(xì),電阻更高,因此圓線電機的直流損耗通常高于相同條件下的扁線電機。根據(jù)《繞組形式對永磁電機磁熱性能的影響》,在有限元軟件中對額定功率為35KW的永磁同步電機的直流損耗進(jìn)行仿真計算,圓線繞組的直流損耗為601.6W,扁線繞組的直流損耗為388-488W,與圓線繞組相比下降了113-214W,降幅為19%-36%。
交流損耗方面,在上文闡釋永磁同步電機的反電動勢問題的時候我們已經(jīng)提過,在高速旋轉(zhuǎn)的電機中,定子線圈會由于切割磁感線形成反電動勢,產(chǎn)生渦流。產(chǎn)生定子渦流的磁通主要有三部分:電機的基頻磁通(基波),定子開槽、鐵芯飽和以及轉(zhuǎn)子運動產(chǎn)生的內(nèi)部諧波,PWM逆變器產(chǎn)生的外部諧波。同時,由于交變電流引起的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng),交流損耗會進(jìn)一步提高。趨膚效應(yīng)是指當(dāng)交變電流流過導(dǎo)體時,導(dǎo)體周圍變化的磁場也要在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)體內(nèi)部的反電動勢會強于表面,從而使導(dǎo)體截面的電流分布不均勻,趨近于外表面。電流頻率越高,反電動勢越強,趨膚效應(yīng)越明顯。
鄰近效應(yīng)是指,互相靠近的導(dǎo)體通有交變電流時,每一導(dǎo)體不僅處于自身電流產(chǎn)生的電磁場中,同時還處于其它導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生的電磁場中,這使得各個導(dǎo)體中的電流分布會受臨近導(dǎo)體的影響而不均勻的現(xiàn)象。如果兩根導(dǎo)體的電流方向相同,電流則向兩側(cè)集中;如果兩根導(dǎo)體的電流方向相反,電流則向中間集中。
根據(jù)《繞組形式對永磁電機磁熱性能的影響》,在有限元軟件中對額定功率為35KW的永磁同步電機的交流損耗進(jìn)行測算,可以明顯發(fā)現(xiàn),尺寸越大的扁線繞組交流損耗越大。
綜合交流損耗和直流損耗來看,總銅耗方面依然是扁線電機占據(jù)優(yōu)勢,并且槽滿率越高、優(yōu)勢越大。槽滿率最高的扁線繞組3相比于圓線繞組,總銅耗下降了21%。
更低的損耗意味著更高的效率。根據(jù)《繞組形式對永磁電機磁熱性能的影響》的仿真測算,電機的最高效率可以達(dá)到97%,圓線繞組的最高效率工作區(qū)相對比較小,但是扁線繞組的最高效率工作區(qū)比較大,且與槽滿率呈正相關(guān)關(guān)系。扁線電機的效率較圓線電機的效率能提高大約1%。
但是,電機轉(zhuǎn)速越高,趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響越大,扁線電機高效低損的優(yōu)勢會被削弱。施加在扁線繞組上交流電流頻率一定時,扁線繞組的截面積越大,其渦流損耗越大。而傳統(tǒng)圓線繞組電機在設(shè)計時,一般采用將繞組分裂成多股較細(xì)的圓股線,削弱了繞組上的趨膚效應(yīng)。因此,在扁線繞組等效截面積不變的情況下,將扁線繞組分成多層,構(gòu)成多層并聯(lián)支路,單股扁線繞組的截面積將會變小,由趨膚效應(yīng)引起的渦流損耗也會減小。根據(jù)《繞組形式對永磁電機磁熱性能的影響》,將扁線繞組分成2層、4層、8層時,對相應(yīng)電機模型的渦流損耗進(jìn)行計算,可明顯削弱趨膚效應(yīng),降低渦流損耗。
根據(jù)綠芯頻道的數(shù)據(jù),4層扁線繞組電機在93%的高效區(qū)間內(nèi)最大支持轉(zhuǎn)速為12000r/min,但是8層扁線繞組電機在93%的高效區(qū)間內(nèi)最大支持轉(zhuǎn)速為14000r/min。而且8層扁線繞組電機的高效工作區(qū)間明顯大于4層扁線繞組電機。
增加扁線繞組層數(shù)可有效削弱趨膚效應(yīng),但是扁線繞組層數(shù)不可能無限增加:1)加工工藝有限,制造成本增加;2)每層繞組都要渡絕緣漆,分層太多會導(dǎo)致絕緣漆占用槽內(nèi)空間增加,槽滿率降低;3)增加層數(shù)雖然削弱了趨膚效應(yīng),但是加強了鄰近效應(yīng),過度分層會導(dǎo)致交流損耗增大。除提高效率、降低損耗外,扁線電機相較于圓線電機,擁有更高的功率密度(槽滿率更高)、更強的散熱能力(槽內(nèi)熱阻更低)、更好的NVH表現(xiàn)(機械噪音和電磁噪音更低)。相較于圓線電機,扁線電機產(chǎn)業(yè)鏈的增量環(huán)節(jié)主要集中在銅線、漆膜和生產(chǎn)設(shè)備三部分。銅線端,扁銅線的加工難度明顯高于傳統(tǒng)圓線,并且漆膜涂敷難度增加,扁銅線R角處的涂敷處理尤其困難。扁線的R角在設(shè)計過程中如何減小,漆膜厚度如何控制,均勻性如何保證,彎折處的結(jié)構(gòu)強度如何保證等等,都需要較高的設(shè)計與加工能力。扁線的精度一致性要求也遠(yuǎn)高于圓線,由于單根扁銅線截面積大、層數(shù)少,導(dǎo)線尺寸不一致會對繞組整體性能產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。國內(nèi)的扁銅線供應(yīng)商主要有精達(dá)股份(600577.SH)、長城科技(603897.SH)、金杯電工(002533.SZ)、冠城大通(600067.SH)、金田銅業(yè)(601609.SH)、宏遠(yuǎn)電磁線(未上市)等。
從營業(yè)收入來看,精達(dá)股份/長城科技/冠城大通/金杯電工在2020年的相關(guān)業(yè)務(wù)銷售收入分別為85/62/36/12億元,金田銅業(yè)在2020年未單獨披露電磁線業(yè)務(wù)收入,2019年收入為39億元,精達(dá)股份收入水平領(lǐng)先。從毛利率來來看,2020年精達(dá)股份/長城科技/冠城大通/金杯電工的相關(guān)業(yè)務(wù)毛利率分別為10%/8%/8%/17%,金田銅業(yè)在2020年未單獨披露電磁線業(yè)務(wù)毛利率,2019年毛利率為5%,金杯電工毛利率水平領(lǐng)先。
漆膜端,扁銅線的外敷漆膜越薄,槽滿率越高,對漆膜的絕緣性能提出了較高要求。漆膜必須穩(wěn)定附著在銅扁線上,扁銅線在加工過程中需經(jīng)歷彎折、扭轉(zhuǎn)等工序,對漆膜的附著性和拉伸性也提出了較高要求。同時,由于電機特殊的工作環(huán)境,扁銅線的漆膜需具備耐電暈、耐高溫、耐散熱油的性質(zhì)。
扁銅線的漆膜外資供應(yīng)商多為國際巨頭,在化工行業(yè)擁有悠久的從業(yè)歷史和較強的技術(shù)實力,產(chǎn)品品質(zhì)處于領(lǐng)先地位,主要有艾仕得、阿爾塔納(艾倫塔斯電子絕緣事業(yè)部)、杜邦等。
國內(nèi)供應(yīng)商主要有太湖股份(430460.NQ)、回天新材(300041.SZ)、巨峰股份(830818.NQ)、浙江榮泰科技企業(yè)有限公司 (未上市)等。
2021年上半年,太湖股份/回天新材/巨峰股份的銷售收入分別為2.43/14.09/3.67億元,毛利率分別為22%/25%/23%。回天新材的營業(yè)收入和毛利率都處于領(lǐng)先水平。
設(shè)備端,傳統(tǒng)圓線電機在生產(chǎn)過程中,只需要將繞組纏繞在定子上,或者將繞組加工成線圈塞入定子,生產(chǎn)工藝相對成熟。扁線電機在生產(chǎn)中需要先將銅線插入定子槽,然后進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、焊接、滴漆、涂敷等工藝,對設(shè)備控制算法與加工精度有較高要求。國外的設(shè)備供應(yīng)商技術(shù)實力較強,售價較高,主要包括日本日特(NITTOC CONSTRUCTION)、意大利ATOP、法國REDEX等。
國內(nèi)的扁線電機設(shè)備供應(yīng)商主要有浙江巨力自動化設(shè)備有限公司、江蘇銘納陽智能裝備有限公司、豪森股份(688529.SH)。浙江巨力的產(chǎn)品主要包含電機轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線、電機定子生產(chǎn)線、裝配生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)子單機系列、定子單機系列等,具體工藝技術(shù)又包括壓裝技術(shù)、絕緣技術(shù)、觸點技術(shù)、車削技術(shù)、性能檢測、裝配技術(shù)等。巨力的生產(chǎn)設(shè)施主要在浙江省嘉興市和浙江省三門縣城,客戶主要包括客奧迪,戴姆勒,寶馬,大眾,捷豹,博世、博澤、法雷奧、大陸、馬勒、日立、百得、雷米、尼得科、WEG、德昌等近1000多家國內(nèi)外知名企業(yè)。
江蘇銘納陽的主要產(chǎn)品包括新能源驅(qū)動電機設(shè)備、發(fā)電機定子并線設(shè)備、雙圈線成型設(shè)備、汽車電機設(shè)備。公司是中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會會員,中國汽車工業(yè)協(xié)會新能源電機電控產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)會會員,擁有發(fā)明專利9項,實用新型專利41項,常州市高新技術(shù)產(chǎn)品2項,江蘇省高新技術(shù)產(chǎn)品1項,公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車電機、純電動汽車、混合動力汽車、電動叉車、電動三輪車、旅游觀光車、電動工具及汽車電機等領(lǐng)域。
豪森股份重點研究開發(fā)目前市場需求最大的扁線電機工藝裝備生產(chǎn)線,同時,通過自主研發(fā)和與圓線電機工藝裝備廠商合作等方式,積極拓展傳統(tǒng)圓線驅(qū)動電機工藝裝備領(lǐng)域,現(xiàn)已經(jīng)獲取上海龍芯、天際汽車、寧波威睿汽車等客戶的驅(qū)動電機智能生產(chǎn)線訂單。
公司的扁線電機生產(chǎn)設(shè)備包括的主要技術(shù)與工藝有絕緣紙插入技術(shù)、Hair pin成型技術(shù)、扭頭技術(shù)、漆包線切齊技術(shù)、連接線焊接技術(shù)、涂覆技術(shù)、滴漆技術(shù)、磁鋼裝配技術(shù)、充磁技術(shù)、表磁檢測技術(shù)、鐵芯堆疊壓裝技術(shù)、定子入套技術(shù)、定轉(zhuǎn)子合裝技術(shù)、旋變調(diào)零技術(shù)、安規(guī)測試技術(shù)等。
2017-2021年,公司的營業(yè)總收入從6.55億元增長至12.03億元,年均復(fù)合增長率為16%;歸母凈利潤從0.16億元增長至0.71億元,年均復(fù)合增長率45%。2017-2021Q3,公司的毛利率從24.99%上升至26.63%,凈利率從4.87%上升至5.22%,盈利能力穩(wěn)健提升。
油冷電機:直接冷卻,高效散熱 新能源汽車的發(fā)展對電機效率、功率密度、響應(yīng)速度和振動噪聲等性能指標(biāo)提出了更高的要求,促使電機向高精度、高功率密度、小型化、輕量化和機電一體化等方向發(fā)展,帶來了電機內(nèi)部發(fā)熱量急劇增加、有效散熱空間嚴(yán)重不足等問題,限制了電機系統(tǒng)的功率密度進(jìn)一步提高。電機內(nèi)部高溫會導(dǎo)致永磁體材料退磁、絕緣層老化,并導(dǎo)致銅線繞組在高溫下的電阻升高,降低電機效率,進(jìn)一步加劇電機發(fā)熱。根據(jù)《基于熱管的新能源汽車電機散熱系統(tǒng)設(shè)計與性能分析》,30%-40%的永磁電機失效是由電機溫升過高引起的。電機繞組、定子和機殼等關(guān)鍵部件的接觸面之間存在絕緣漆、絕緣紙和空氣等熱導(dǎo)率極低的材料,增加了電機各部件間的接觸熱阻,極大地降低了電機關(guān)鍵部件的散熱效率。電機內(nèi)部的關(guān)鍵發(fā)熱部件與機殼之間的傳熱路徑長、接觸熱阻大,對散熱系統(tǒng)提出了較高要求。
風(fēng)冷、液冷和蒸發(fā)冷卻散熱系統(tǒng)是三種常用的電機散熱系統(tǒng)。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)憑借成本低、可靠性高和安裝方便等優(yōu)勢,在小功率電機散熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。液冷散熱系統(tǒng)具有較高的散熱功率,其散熱效率可以達(dá)到前者的50倍,適用于電機發(fā)熱量大、熱流密度高的散熱場合,但是液冷散熱系統(tǒng)需要額外的循環(huán)液路與密封系統(tǒng),增加了電機系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)則主要應(yīng)用于兆瓦級大容量發(fā)電機組的散熱系統(tǒng),利用氣液相變循環(huán)實現(xiàn)對電機的高效冷卻。
車用永磁同步電機的液冷形式大致分為兩種:直接冷卻與間接冷卻。間接冷卻是機殼內(nèi)設(shè)計的冷卻流道,通過冷卻液流經(jīng)整個機殼帶走熱量。直接冷卻則是在密封的電機內(nèi)部注入冷卻油,利用冷卻油具有較高比熱容的特性進(jìn)行冷卻。而且直接冷卻可以增大與發(fā)熱源的接觸面積,可以有更好的冷卻效果。永磁同步電機的繞組端部發(fā)熱量大,水冷方式下冷卻液無法直接接觸繞組,但是油冷方式下冷卻油可直接接觸繞組,冷卻效率更高,優(yōu)勢更突出。
油冷方案一般可分成三種:1)定子淋油:定子繞組淋油或者定子鐵心淋油,冷卻油直接噴淋到定子繞組或鐵心上,對定子進(jìn)行冷卻。2)定子淋油+轉(zhuǎn)子甩油:定子在淋油冷卻的同時,轉(zhuǎn)子內(nèi)部也設(shè)計有油道,轉(zhuǎn)子油道內(nèi)的冷卻油在轉(zhuǎn)子離心力的作用下甩向定子,對定子和轉(zhuǎn)子都起冷卻作用。3)定子內(nèi)油路+定子淋油+轉(zhuǎn)子甩油:在方案2的基礎(chǔ)上增加定子的內(nèi)部冷卻,進(jìn)一步提升冷卻效果。轉(zhuǎn)子冷卻方面,一般是通過空心軸將冷卻油導(dǎo)入到轉(zhuǎn)子鐵芯與兩側(cè)端板之間的油道內(nèi),在轉(zhuǎn)子離心力的作用下從端板流出,可有效降低磁鋼的工作溫度,對磁鋼的壽命和電機的輸出能力有明顯的提高。定子冷卻方面,一般是通過淋油的方式將冷卻油噴淋到定子繞組和鐵芯上,在重力作用下流動到其他位置,實現(xiàn)對定子的冷卻。
水冷散熱系統(tǒng)存在銹蝕、堵塞和滲漏等隱患,一旦發(fā)生泄露將直接危及電機的安全,因此需要對水冷散熱系統(tǒng)的循環(huán)管路進(jìn)行高可靠性的密封。相比于水介質(zhì),油介質(zhì)具有絕緣性好、介電常數(shù)高、凝固點低和沸點高等優(yōu)勢,可以提高電機系統(tǒng)對外界環(huán)境的適應(yīng)性,避免氣蝕、水垢等腐蝕危害。直接油冷散熱系統(tǒng)的冷卻油與電機發(fā)熱部件直接接觸,其散熱效率遠(yuǎn)高于水冷散熱系統(tǒng)。比亞迪DMI系統(tǒng)中的驅(qū)動電機采用直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù),可提升電機功率密度32%。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021全,中國新能源乘用車中采用油冷技術(shù)的整車廠主要有比亞迪、特斯拉、吉利、上汽、奔馳等,落地車型主要有比亞迪宋MAX、比亞迪宋Pro、比亞迪宋Plus,特斯拉Model 3、特斯拉Model Y,上汽榮威eRX5,吉利幾何C、吉利帝豪PHEV、極氪001等。對應(yīng)的電機供應(yīng)商則主要是比亞迪自產(chǎn)、特斯拉自產(chǎn)、日電產(chǎn)、精進(jìn)百思特、華域汽車等。
另外,因為扁線端部導(dǎo)體間存在較大的間隙,噴頭出油后,直接滲透入扁線繞組端部,帶走每一個導(dǎo)體的熱量,而圓線繞組端部在浸漆后,成為一個實心整體,冷卻油很難滲入內(nèi)部,帶著中間層導(dǎo)體的熱量,容易在繞組內(nèi)部形成熱孤島。因此扁線和油冷是一對黃金搭檔,配合使用能大幅度提高散熱能力,從而提高功率密度。油冷電機相較于傳統(tǒng)水冷電機,主要的增量環(huán)節(jié)在于電子油泵/濾清器/散熱器,市場單價通常為150/50/50元左右,視采購廠商的采購量上下波動。此外,油冷電機使用的冷卻油通常為ATF油(自動變速箱油)。ATF油方面,國內(nèi)的主要供應(yīng)商有德聯(lián)集團(002666.SZ)、怡達(dá)股份(300721.SZ)和龍蟠科技(603906.SH)等。
2021年前三季度,德聯(lián)集團/怡達(dá)股份/龍蟠科技的銷售收入分別為36.23/10.65/23.15億元,歸母凈利潤分別為1.82/0.93/1.94億元,德聯(lián)集團的營業(yè)收入領(lǐng)先,龍蟠科技的歸母凈利潤領(lǐng)先。
2021年前三季度,德聯(lián)集團/怡達(dá)股份/龍蟠科技的毛利率分別為14%/20%/31%,凈利率分別為5%/9%/9%。龍蟠科技的毛利率和凈利率水平領(lǐng)先。
電子油泵/濾清器/散熱器方面,國內(nèi)的供應(yīng)商主要有三花智控(002050.SZ)、銀輪股份(002126.SZ)、盾安環(huán)境(002011.SZ)、圣龍股份(603178.SH)。
2021年前三季度,三花智控/銀輪股份/盾安環(huán)境/圣龍股份的營業(yè)收入分別為117/58/74/10億元,歸母凈利潤分別為13/2/3/1億元。三花智控在營業(yè)收入和歸母凈利潤上有較大優(yōu)勢。
2021年前三季度,三花智控/銀輪股份/盾安環(huán)境/圣龍股份的毛利率分別為27%/21%/16%/15%,凈利率分別為11%/4%/5%/8%。三花智控在毛利率和凈利率方面均有優(yōu)勢。
多合一電驅(qū)動系統(tǒng)總成:集成化實現(xiàn)降本增效 新能源汽車對續(xù)航里程、功率密度、能量利用效率的要求越來越高,電驅(qū)動系統(tǒng)向集成化、小型化和輕量化的方向快速發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)布的多合一電驅(qū)動系統(tǒng)有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一,其中最常見的還是三合一電驅(qū)動系統(tǒng)。
電驅(qū)動系統(tǒng)“多合一”的集成化方案可以讓系統(tǒng)內(nèi)的零部件共享外殼耦合及冷卻系統(tǒng)(例如減速器潤滑油可以用來冷卻驅(qū)動電機,特斯拉回收電機熱量給電池保溫),共享電路及功率半導(dǎo)體,減少線纜用量,有效縮小電驅(qū)動系統(tǒng)的體積和重量,提高功率密度,實現(xiàn)輕量化。1)適用性廣:多合一電驅(qū)動系統(tǒng)需要頂層設(shè)計,從車型平臺上進(jìn)行規(guī)劃,這樣可以大幅縮短開發(fā)周期,并能以較低成本滿足多種車型的需求;2)成本降低:減少動力總成內(nèi)部的高壓線束、連接器等零件,減輕重量,降低成本;3)空間精簡:更緊湊地整合電機、逆變器、減速器等模塊,解放空間,利于整車布置;4)能效提高:減少或縮短逆變器與電機之間的連接配線,降低電力損耗,提升電驅(qū)動系統(tǒng)的能量利用效率;
常見的三合一電驅(qū)動系統(tǒng),根據(jù)電機控制器的位置,可大致分為五種類型。電機控制器或與驅(qū)動電機、減速器并列分布,或集成于驅(qū)動電機內(nèi),或集成于減速器內(nèi),在尺寸、線束用量、技術(shù)難度上各有優(yōu)劣勢。
多合一電驅(qū)動系統(tǒng)的主要壁壘在于:1)產(chǎn)品設(shè)計協(xié)調(diào):電驅(qū)動系統(tǒng)中的電機、減速器、逆變器等核心零部件可能來自不同的供應(yīng)商,需要有集成廠商統(tǒng)一設(shè)計、規(guī)劃、生產(chǎn),進(jìn)行跨領(lǐng)域的協(xié)調(diào)。2)冷卻系統(tǒng)集成:多合一電驅(qū)動系統(tǒng)往往共享外殼與冷卻系統(tǒng),電機、電機控制器、DC/DC等都是熱源,對冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要求大大提高。3)品控問題:多個核心零部件集成對生產(chǎn)工藝、品控水平提出了很高要求,單一零部件的故障對集成系統(tǒng)的影響不容忽視。4)EMC問題:大量電子元器件及驅(qū)動電機的集成,相互之間的電磁干擾問題需要找到平衡點。
行業(yè)標(biāo)桿:特斯拉、比亞迪持續(xù)創(chuàng)新,第三方電機廠快速進(jìn)步 特斯拉:永磁同步電機技術(shù)革新,加速滲透 特斯拉的早期車型多采用感應(yīng)異步電機(Roadster等),2019款的海外特斯拉Model 3在單電機版本上依然搭載了感應(yīng)異步電機,在雙電機版本上則搭載前驅(qū)永磁同步電機搭配后驅(qū)感應(yīng)異步電機。2019款國產(chǎn)版的特斯拉Model 3單電機版本則搭載的是永磁同步電機。現(xiàn)階段,特斯拉Model 3、Model Y、Model S、Model X等車型均在單電機版本上搭載永磁同步電機,在雙電機版本上搭載永磁同步電機+感應(yīng)異步電機。新款特斯拉Model S Plaid三電機版本搭載的全部是永磁同步電機。總體來看,特斯拉的驅(qū)動電機配置趨勢是數(shù)量越來越多,性能越來越強,永磁同步電機的滲透率越來越高。
基于上文中已經(jīng)詳細(xì)分析過的永磁同步電機與感應(yīng)異步電機的性能互補,特斯拉主要的性能版車型中都采用永磁同步電機與感應(yīng)異步電機搭配的雙電機解決方案。特斯拉新款Model S Plaid版搭載了全部使用永磁同步電機的三電機解決方案,并落地了很多特斯拉在驅(qū)動電機上的前沿技術(shù)。
三電機全部采用永磁同步電機,就需要對永磁同步電機在高轉(zhuǎn)速工況下的反電動勢、弱磁控制、結(jié)構(gòu)強度、散熱等問題進(jìn)行優(yōu)化處理。 1)特斯拉給電機轉(zhuǎn)子上加了一個碳纖維保護(hù)套,核心作用是加強電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強度,防止高轉(zhuǎn)速工況下永磁體脫落。轉(zhuǎn)子中常用的釹鐵硼材料能經(jīng)受較大的壓應(yīng)力,但是不能經(jīng)受較大的拉應(yīng)力,抗拉強度不及抗壓強度的1/10。電機處于高轉(zhuǎn)速工況時,轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生巨大的離心力,可能會導(dǎo)致永磁體脫落。碳纖維具有耐高溫、抗張強度大、絕緣性能好的優(yōu)勢,作為保護(hù)套可有效加強轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強度。同時,碳纖維導(dǎo)電率低,幾乎不會產(chǎn)生額外的渦流損耗,但與其他金屬材料相比,也難以屏蔽氣隙內(nèi)的諧波,降低轉(zhuǎn)子渦流損耗的效果不明顯。此外,碳纖維保護(hù)層可增加轉(zhuǎn)子的磁通量。根據(jù)特斯拉的專利文件,因為有了碳纖維保護(hù)層,原有的固定磁體的部分鐵片可以省去,纖維管和磁鐵之間沒有金屬,可減少對磁通的屏蔽。散熱方面,碳纖維保護(hù)層有利有弊。基于碳纖維材料優(yōu)秀的隔熱性能,電機的主要熱源,即定子銅線繞組發(fā)熱,對轉(zhuǎn)子的負(fù)面影響被削弱。但是,轉(zhuǎn)子本身在高速工況下同樣發(fā)熱,碳纖維保護(hù)層限制了轉(zhuǎn)子的散熱。給轉(zhuǎn)子添加碳纖維保護(hù)層的主要壁壘在于加工工藝復(fù)雜。由于不同材料的膨脹系數(shù)不同,碳纖維所使用的環(huán)氧樹脂材料必須在高強度張力下纏繞在定子上,否則在低溫下碳纖維會松動。
2)內(nèi)置永磁同步磁阻電機。在上文中,我們提到交流電機主要有永磁同步電機、感應(yīng)異步電機、磁阻電機。其中,磁阻電機在乘用車上應(yīng)用很少,因此我們沒有詳細(xì)介紹。磁阻電機與永磁同步電機的主要區(qū)別在于,轉(zhuǎn)子內(nèi)沒有永磁體,沒有磁場,完全依靠定子磁場,基于“磁阻最小原理”產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。磁阻電機幾乎沒有反電動勢、弱磁控制等問題,但是轉(zhuǎn)矩較小、脈動較大,在一定程度上與永磁同步電機互補,擴展了電動機的高效區(qū)間。
特斯拉將永磁體嵌入磁阻電機的轉(zhuǎn)子槽中,該方案的主要壁壘在于永磁體的數(shù)量、尺寸、形狀、位置等。內(nèi)置永磁同步磁阻電機在低轉(zhuǎn)速工況下近似永磁同步電機,在高轉(zhuǎn)速工況下近似磁阻電機。轉(zhuǎn)子永磁體的V型結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)磁阻轉(zhuǎn)矩,緩解高轉(zhuǎn)速工況下的反電動勢問題。在高轉(zhuǎn)速工況下, 特斯拉盡可能將定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁場對齊,從而大幅削弱反電動勢,這種設(shè)計的主要壁壘在于復(fù)雜的電機控制策略。
3)10層扁線繞組電機。在特斯拉介紹上海超級工廠的預(yù)告片中,展示了電機的生產(chǎn)工藝。我們可以看到,特斯拉的電機已經(jīng)落地了扁線技術(shù),并且在定子繞組的特寫中,每一排有5個焊接點,每個焊接點有2根扁銅線,特斯拉的扁線電機定子繞組已經(jīng)達(dá)到10層,生產(chǎn)加工工藝擁有較高的壁壘。目前市面上常見的高層數(shù)的扁線繞組電機通常只有6層或者8層。
比亞迪:電動插混雙輪驅(qū)動,技術(shù)實力深厚全面 比亞迪一直使用永磁同步電機,并且早在2015款的比亞迪唐新能源上就落地了雙電機四驅(qū)結(jié)構(gòu),具有一定的前瞻性和先進(jìn)性。
在純電平臺方面,比亞迪最新的E平臺3.0采用了前驅(qū)感應(yīng)異步電機+后驅(qū)永磁同步電機的技術(shù)方案,二者互補,在日常行駛中以永磁同步電機為主,在加速工況下雙電機最大輸出。
該平臺落地了全球首個八合一動力總成(整車控制器、電機控制器、車載充電器、驅(qū)動電機、電池管理器、高壓配電箱、直流變換器、減速器),高性能版本最大功率270KW(E平臺3.0有前后兩個八合一動力總成,后驅(qū)峰值功率270KW,前驅(qū)峰值功率150KW),系統(tǒng)綜合效率89%。其中,扁線驅(qū)動電機最高效率可達(dá)97.5%,電機功率提升了40%。
基于高度集成的電驅(qū)動系統(tǒng),整車的熱管理系統(tǒng)也得以進(jìn)一步集成,寬溫域高效熱泵系統(tǒng)得以落地,實現(xiàn)了整車熱量綜合利用,-30℃~60℃的寬域熱泵工作溫度,動力電池的直冷直熱技術(shù)熱效率最高提升20%。
得益于優(yōu)異的電驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計,E平臺3.0的零百加速可達(dá)到2.9S,續(xù)航里程可達(dá)到1000KM,百公里電耗比同級別車型低10%,冬季續(xù)航里程增加10%。在插混系統(tǒng)方面,比亞迪的DMI超級混動的EHS電混系統(tǒng)采用了雙電機(發(fā)電機+電動機)雙電控的集成化設(shè)計,串并聯(lián)架構(gòu),集成了雙電機、雙電控、單檔減速器、直驅(qū)離合器、電機油冷系統(tǒng),體積和重量減小了30%。
EHS電混系統(tǒng)搭載的扁線油冷電機最高轉(zhuǎn)速可達(dá)16000rpm,峰值功率160KW,峰值扭矩325N/M,領(lǐng)先市場上大部分競品。電機的最高效率可達(dá)97.5%,效率>90%占比90.3%,直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù)超強散熱,提升電機功率密度32%至44.3KW/L。配合比亞迪第四代IGBT技術(shù),電控綜合效率高達(dá)98.5%。
在具體的設(shè)計工藝方面,根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局披露的比亞迪專利文件,2021年下半年以來,比亞迪在電機總成、散熱結(jié)構(gòu)、定子設(shè)計、轉(zhuǎn)子設(shè)計上均有新技術(shù)突破。我們將對最具代表性轉(zhuǎn)子設(shè)計進(jìn)行簡單介紹。在上文中我們提到,永磁同步電機在高轉(zhuǎn)速工況下存在弱磁控制問題,需要輸入額外電流削弱轉(zhuǎn)子磁場。針對這個問題的一種解決方案是,采用移動式永磁體的轉(zhuǎn)子組件,通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動可移動永磁體在規(guī)定的可移動空間內(nèi)來回平移,可改變可移動永磁體到轉(zhuǎn)子表面的距離,以此來改變氣隙磁場。但這個解決方案存在一些缺陷:1)驅(qū)動永磁體自動平移的驅(qū)動機構(gòu)成本高;2)驅(qū)動機構(gòu)組件復(fù)雜;3)轉(zhuǎn)子空間利用率低。比亞迪設(shè)計的轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子鐵芯、齒圈及至少兩個永磁體,所述齒圈轉(zhuǎn)動連接在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的一端,所述轉(zhuǎn)子鐵芯與所述齒圈同軸,所述永磁體沿著所述齒圈的內(nèi)圈呈環(huán)形間隔排布;每一所述永磁體包括安裝柱及連接在所述安裝柱的齒輪,所述安裝柱與所述齒輪同軸,所述安裝柱可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi),所述安裝柱的軸向平行于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向,所述齒輪與齒圈內(nèi)嚙合。通過齒圈來帶動永磁體的轉(zhuǎn)動,以此來改變氣隙磁場的強弱,處理弱磁控制問題。相較于移動式或抽拉式的方案,不需要額外的移動空間,設(shè)計簡單且結(jié)構(gòu)可靠。
精進(jìn)電動:專注電驅(qū)動系統(tǒng),打入小鵬供應(yīng)鏈
精進(jìn)電動是新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一,從事電驅(qū)動系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù),已對驅(qū)動電機、控制器、傳動三大總成自主掌握核心技術(shù)和實現(xiàn)完整布局。公司 2008 年于北京成立,創(chuàng)始人余平先后畢業(yè)于清華大學(xué)、密歇根大學(xué)、麻省理工學(xué)院,并在通用汽車美國總部的混合動力工程技術(shù)及戰(zhàn)略規(guī)劃崗位任職多年;聯(lián)合創(chuàng)始人蔡蔚在國際電機領(lǐng)域的學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界任職及工作二十余年,曾任美國雷米電機混合動力技術(shù)總監(jiān),主持過多個國際品牌新能源車型的量產(chǎn)項目。完整的電驅(qū)動系統(tǒng)(驅(qū)動電機、控制器、減速器)方面,公司產(chǎn)品主要有三合一(驅(qū)動電機+控制器+傳動),油水復(fù)合冷卻,適合乘用車,配套B級及以上轎車、SUV、跑車;前驅(qū)串并聯(lián)混動箱(驅(qū)動電機+傳動),油冷,適合乘用車,配套A級轎車,SUV;二合一(驅(qū)動電機+傳動),適用于商用車純電動系統(tǒng)的公路客車及中、大型貨車。
在乘用車驅(qū)動電機方面,公司產(chǎn)品主要有感應(yīng)電機、水冷永磁電機和油冷永磁電機。公司的感應(yīng)電機分SD220_335 Nm和SD220_290 Nm兩種型號,屬于三相感應(yīng)電機,具有轉(zhuǎn)矩密度、功率密度高,電機系統(tǒng)效率高,電機電磁噪聲低,NVH性能好,低轉(zhuǎn)矩紋波等優(yōu)勢。電機配有壽命長、耐電暈電機漆包線、加重型驅(qū)動電機輸出軸承,整機全面防腐蝕表面處理。
公司的水冷永磁電機有SD220_270Nm、SD220_310Nm、SD220_315Nm、SD220_360Nm和SD220_390Nm。公司的水冷永磁電機屬于三相永磁同步電機,具有系統(tǒng)效率高、電磁噪聲低、NVH性能好、低齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩紋波等。公司采用壽命長、耐電暈電機漆包線、加重型驅(qū)動電機輸出軸承,整機全面防腐蝕表面處理。
公司的油冷永磁電機有SD210、SD240、SD220和SD220。公司的油冷永磁電機屬于三相同步電機,具有轉(zhuǎn)矩、功率密度高,系統(tǒng)效率高,電磁噪聲低,NVH性能好,齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩波動較小,并配備專有的全壽命耐變速箱油材料。
2020年,精進(jìn)電動的前五大客戶的主營業(yè)務(wù)收入占比為61.27%,分別是菲亞特克萊斯勒/小鵬汽車/比亞迪/北汽集團/廈門金龍,營收占比分別為33.95%/9.47%/6.24%/5.81%/5.79%。
根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年1-11月,在主要車企中,精進(jìn)電動的前五大客戶是上海汽車/小鵬汽車/吉利汽車/中國一汽/華晨鑫源,裝機量分別為43538/42129/8254/6978/2142臺,占比分別為40%/39%/8%/6%/2%。
巨一科技:從智能裝備切入電驅(qū)動系統(tǒng)
公司產(chǎn)品主要包括智能裝備整體解決方案和新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品。2021年上半年,新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品的占比為16.87%。針對新能源汽車的動力需求,公司建立了電磁設(shè)計與仿真分析平臺、散熱結(jié)構(gòu)和仿真分析平臺、電機結(jié)構(gòu)靜動力學(xué)分析平臺等開發(fā)平臺,采用永磁同步電機方案,開發(fā)出了 30kW 至 200kW 系列電機產(chǎn)品。通過對定轉(zhuǎn)子沖片的創(chuàng)新設(shè)計,新型材料的選用和創(chuàng)新的冷卻設(shè)計,實現(xiàn)了產(chǎn)品外特性、重量、最高效率等指標(biāo)有顯著提升,滿足不同車型需求并進(jìn)行批量生產(chǎn)。在集成式電驅(qū)動系統(tǒng)方面,公司主要有iEDS-2100FR和iEDS-4000FR兩種型號的產(chǎn)品,將電機、電機控制器、減速器三個單獨的分體單元,通過高度集成技術(shù)方案,開發(fā)出一款小體積、大功率、高度集成化的電橋總成產(chǎn)品,電磁噪聲低,NVH性能優(yōu)異,滿足前后驅(qū)全時驅(qū)動需求。在驅(qū)動電機方面,公司的JEE高功率密度驅(qū)動電機類型為永磁同步電機,由專業(yè)的電磁、熱、結(jié)構(gòu)及NVH團隊開發(fā),具備高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、高轉(zhuǎn)速運行能力的優(yōu)點,可與高傳動比齒輪箱相配合應(yīng)用。超過10年的連續(xù)生產(chǎn),累計供貨已超過20萬臺,質(zhì)量可靠,成本低。目前已量產(chǎn)搭載于奇瑞小螞蟻EQ1、江淮iEV4、江淮iEV5、江淮iEV6、江淮iEV6EL等。
在新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)領(lǐng)域,圍繞電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢,已開發(fā)兩個新型集成式電驅(qū)動系統(tǒng)平臺產(chǎn)品并批量應(yīng)用,通過研發(fā)項目形成了一系列的技術(shù)儲備,包括16,000rpm水冷扁線電機的設(shè)計開發(fā)、混合動力汽車雙電機控制器等;同時進(jìn)行了碳化硅模塊、多合一電力電子系統(tǒng)等方面的技術(shù)預(yù)研;未來,發(fā)行人將繼續(xù)圍繞電驅(qū)動系統(tǒng)集成化、高效化的發(fā)展趨勢,開發(fā)油冷扁線電機、24,000rpm 高速電機、高壓碳化硅器件電機控制器、260kW/5000Nm 大功率大扭矩集成化電驅(qū)動、多合一電力電子產(chǎn)品等,提升公司在電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品整體性能、NVH、EMC 等領(lǐng)域的開發(fā)、驗證以及生產(chǎn)交付能力。根據(jù)高工鋰電的數(shù)據(jù),2021年1-11月,在主要車企中,巨一科技的前五大客戶是東風(fēng)本田/廣汽本田/江鈴汽車/江淮汽車/云度新能源,驅(qū)動電機裝車量分別為6124/2778/2108/20/13臺,占比分別為55.5%/25.2%/19.1%/0.2%/0.1%。 推薦標(biāo)的:優(yōu)質(zhì)的第三方電機供應(yīng)商 我們推薦自主研發(fā)、布局全面、客戶質(zhì)量較高、在手訂單充足的優(yōu)質(zhì)第三方電機供應(yīng)商,主要有精進(jìn)電動-UW(688280)、方正電機(002196)、巨一科技(688162)、大洋電機(002249)。 精進(jìn)電動:專家治企,自主研發(fā),全面布局 精進(jìn)電動是新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一,從事電驅(qū)動系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù),已對驅(qū)動電機、控制器、傳動三大總成自主掌握核心技術(shù)和實現(xiàn)完整布局。精進(jìn)電動為客戶提供電驅(qū)動系統(tǒng)的整體技術(shù)解決方案,堅持自主研發(fā)與持續(xù)創(chuàng)新,建立了國際化的研發(fā)團隊和全球化的組織架構(gòu),目前已在北京、上海、正定、菏澤、余姚以及美國底特律設(shè)立了研發(fā)和生產(chǎn)基地。公司與菲亞特克萊斯勒、吉利集團、廣汽集團、小鵬汽車、比亞迪、東風(fēng)集團、廈門金龍、北汽集團等知名整車企業(yè)建立了長期的合作關(guān)系,并正在積極推進(jìn)與美國、歐洲著名整車企業(yè)的進(jìn)一步合作。公司 2008 年于北京成立,創(chuàng)始人余平先后畢業(yè)于清華大學(xué)、密歇根大學(xué)、麻省理工學(xué)院,并在通用汽車美國總部的混合動力工程技術(shù)及戰(zhàn)略規(guī)劃崗位任職多年;聯(lián)合創(chuàng)始人蔡蔚在國際電機領(lǐng)域的學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界任職及工作二十余年,曾任美國雷米電機混合動力技術(shù)總監(jiān),主持過多個國際品牌新能源車型的量產(chǎn)項目。公司公開發(fā)行股票募集資金將主要用于高中端電驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計、工藝開發(fā)及試驗中心升級項目,新一代電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化升級改造項目,信息化系統(tǒng)建設(shè)與升級項目和補充營運資金項目。“高中端電驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計、工藝開發(fā)及試驗中心升級項目”,將幫助公司在大功率高集成度電驅(qū)動系統(tǒng)、基于第三代半導(dǎo)體的控制器、生產(chǎn)工藝優(yōu)化以及試驗條件等方面,實現(xiàn)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)儲備。“新一代電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化升級改造項目”,將進(jìn)一步優(yōu)化公司生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品性能。“信息化系統(tǒng)建設(shè)與升級項目” 將提升公司信息化建設(shè)水平,提高公司生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理水平。“補充營運資金項目” 將增加公司流動資產(chǎn)規(guī)模,大幅降低公司資產(chǎn)負(fù)債率,為公司業(yè)務(wù)發(fā)展創(chuàng)造有利基礎(chǔ),提高財務(wù)安全性和靈活性。
2022年1月,公司發(fā)布了業(yè)績預(yù)虧公告,預(yù)計2021年年度實現(xiàn)營業(yè)收入75,000萬元到78,000萬元,與上年同期相比將增加17,177.52萬元到20,177.52萬元,同比增加29.71%到34.90%。歸屬于母公司所有者的凈利潤與上年同期相比,將出現(xiàn)虧損,實現(xiàn)歸屬于母公司所有者的凈利潤-42,000萬元到-38,000萬元,與上年同期相比將減少84.45萬元到4,084.45萬元,虧損同比增加0.22%到10.77%。歸屬于母公司所有者的扣除非經(jīng)常性損益后的凈利潤-46,000萬元到43,000萬元,與上年同期相比將減少15,366.88萬元到12,366.88萬元,虧損同比增加40.37%到50.16%。
1)營業(yè)收入增長,主要是 2021 年受新冠疫情影響較小,及乘用車項目增長所致。2020 年新冠疫情期間,受延期復(fù)工和下游客戶對公司的新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)采購存在訂單取消或延后。2021 年,訂單恢復(fù)正常,且公司乘用車業(yè)務(wù)部分項目在 2020 年底進(jìn)入量產(chǎn)后,產(chǎn)量在 2021 年有所提升,銷量增加,從而進(jìn)一步提高了公司的營業(yè)收入。2)公司歸屬于母公司所有者的凈利潤下降主要由于:首先,公司主營業(yè)務(wù)毛利率較上年同期下滑,主要原因是原材料成本增長所致。自 2020 年底,公司主要原材料中硅鋼片、漆包線、磁鋼及殼體等大宗商品(下同)采購價格開始普遍上漲。2021 年,大宗商品價格仍然持續(xù)上漲,全年價格居高位,提高了公司采購成本,從而導(dǎo)致公司效益下降。其次,公司持續(xù)積極投入研發(fā),以及全力建設(shè)北美基地,拓展海外市場,導(dǎo)致銷售,管理和研發(fā)費用較去年同期增加。根據(jù)乘聯(lián)會的數(shù)據(jù),2021年中國新能源乘用車銷量為331萬輛,同比增長181%。考慮到外部政策刺激(雙積分考核、路權(quán)政策等)與各主流整車廠的新能源車型規(guī)劃,我們預(yù)計2021-2025年,新能源乘用車的滲透率有望從15%提升至40%,新能源乘用車的銷量有望從331萬輛增長至967萬輛,年均復(fù)合增長率為31%。同時,根據(jù)公司招股書的披露,公司的前五大客戶中:1)小鵬汽車,配套 G3 和 P7 的相關(guān)產(chǎn)品未來 5 年訂貨量計劃已獲客戶需求確認(rèn);2)吉利汽車,PHEV 車型配套產(chǎn)品 2021年迎全面量產(chǎn),未來 3 年訂貨量計劃已獲客戶需求確認(rèn);3)比亞迪,公司通過同步開發(fā)和市場拓展,切入比亞迪配套供應(yīng)商的項目增多。公司下游客戶市場份額較大、銷量增速較快,有望拉動公司業(yè)績以高于市場整體增速的水平增長。2021-2023年,我們預(yù)計公司的營業(yè)收入為7.67/10.19/14.01億元,分別同比增長33%/33%/37%。2021年由于原材料價格大幅上漲,公司毛利率與凈利率顯著下滑。2022-2023年,我們預(yù)計,隨著原材料價格企穩(wěn),公司在手訂單進(jìn)一步放量,生產(chǎn)成本隨規(guī)模擴大而下降,公司的盈利能力有望持續(xù)改善。我們預(yù)計2021-2023年公司的歸母凈利潤為-3.99/-3.24/-2.29億元,給予“增持”評級。 方正電機:客戶開拓順利,電機龍頭加速成長
公司堅持以“成為節(jié)能與新能源汽車領(lǐng)域一流的核心零部件供應(yīng)商,實現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品及客戶升級。有能力、有技術(shù)服務(wù)世界一流客戶,未來靠專利、標(biāo)準(zhǔn)占領(lǐng)市場”的戰(zhàn)略目標(biāo)。公司主要從事微特電機、新能源汽車驅(qū)動電機、汽車電子(發(fā)動機控制器)及家電智能控制器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
1)微特電機:2021年上半年,公司努力克服疫情帶來的不利影響,縫紉機應(yīng)用類產(chǎn)品收入同比增加62%,公司在該業(yè)務(wù)領(lǐng)域繼續(xù)占據(jù)市場主導(dǎo)地位。越南方德的電動工具用電機已經(jīng)正式投入批量生產(chǎn),并且進(jìn)入更多的客戶,包括TTI、史丹利百得等電動工具行業(yè)龍頭企業(yè)。該產(chǎn)品的批量生產(chǎn)將進(jìn)一步拓寬公司在微電機領(lǐng)域的下游應(yīng)用市場,成為公司在微電機行業(yè)內(nèi)的新的業(yè)績增長點。
2)新能源汽車驅(qū)動電機:2021年上半年,公司新能源驅(qū)動電機出貨19多萬臺,出貨量繼續(xù)位居行業(yè)前列,并且市占率進(jìn)一步提升。公司量產(chǎn)驅(qū)動電機主要應(yīng)用于上汽通用五菱MINIEV、小鵬P7、吉利帝豪EV等車型。公司為蔚然動力、上汽乘用車、奇瑞汽車開發(fā)的新能源汽車驅(qū)動電機進(jìn)展順利。此外,公司還獲取了上汽通用五菱GSEV項目和兩個混動項目定點,其他新客戶和新項目的開發(fā)也進(jìn)展順利。公司至2021年底驅(qū)動電機產(chǎn)能50萬臺/年,目前處于滿產(chǎn)階段。為滿足客戶需求,公司已啟動新增年產(chǎn)100萬臺驅(qū)動電機項目,該項目預(yù)計投資5億元,項目2024年達(dá)產(chǎn)后預(yù)計年新增營業(yè)收入25億元。公司進(jìn)一步提升和優(yōu)化內(nèi)部制造體系和外部的供應(yīng)鏈管控體系。公司已和太鋼、寧波韻升等優(yōu)秀零部件合作伙伴達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系,通過共建聯(lián)合實驗室等措施,進(jìn)一步深化合作關(guān)系,提升合作效率。公司繼續(xù)加大技術(shù)研發(fā)投入,在800V高壓電機、扁線電機、油冷電機等新能源驅(qū)動電機新技術(shù)方向持續(xù)投入,并且已獲得某新能源汽車頭部企業(yè)800V高壓電機開發(fā)合同和項目定點。
3)汽車電子:公司子公司上海海能的主營產(chǎn)品包括柴油機控制器ECU、氣體機控制器GCU、后處理器控制器DCU、AMT及其控制器等系列產(chǎn)品。公司正積極拓展客戶,一方面爭取擴大現(xiàn)有客戶的市場份額,一方面爭取進(jìn)入新的主機廠客戶,目前已取得積極進(jìn)展,公司國六排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體機和柴油機新客戶項目,預(yù)計將于年底量產(chǎn)。
4)智能控制器:由于下游戰(zhàn)略客戶科沃斯、伊萊克斯等需求旺盛,公司全資子公司深圳高科潤的智能控制器(PCBA)業(yè)務(wù)表現(xiàn)較好,營業(yè)收入同比增長78%。同時,公司通過制造過程優(yōu)化、產(chǎn)品技術(shù)方案的改進(jìn)和新項目產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等諸多措施,克服了進(jìn)口電子元器件價格上漲、供應(yīng)鏈持續(xù)緊張、人民幣升值等諸多不利因素的影響,較好的完成了業(yè)績目標(biāo)。2021年上半年,公司在越南投資成立的越南高科潤電子科技有限公司,目前正處于籌建階段。由于新冠疫情的影響,建設(shè)和投產(chǎn)進(jìn)度預(yù)計將略晚于預(yù)期。考慮到公司受益于新能源汽車加速滲透的大趨勢,扁線電機等新能源產(chǎn)品研發(fā)量產(chǎn)順利,下游客戶小鵬汽車等造車新勢力的銷量增長預(yù)期較高,預(yù)計2021-2023年營業(yè)收入分別為18.66/29.60/47.89億元,歸母凈利潤分別為0.22/1.22/2.81億元,給予“增持”評級。
巨一科技:智能裝備與電驅(qū)動系統(tǒng)齊頭并進(jìn) 公司產(chǎn)品主要包括智能裝備整體解決方案和新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品。公司智能裝備整體解決方案主要包括汽車白車身智能連接生產(chǎn)線、汽車動力總成智能裝測生產(chǎn)線、動力電池智能裝測生產(chǎn)線,融合了公司自主研發(fā)的數(shù)字化運營管理系統(tǒng),為汽車整車和零部件、動力電池等領(lǐng)域的客戶實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、柔性化和智能化提供解決方案。新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件,公司擁有包含電機、電機控制器、集成式電驅(qū)動系統(tǒng)在內(nèi)的完整的新能源電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)體系。目前,公司已成為行業(yè)內(nèi)可以提供電機、控制器、減速器及其集成正向開發(fā)和產(chǎn)品服務(wù)的供應(yīng)商之一。
目前新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要應(yīng)用客戶于東風(fēng)本田、廣汽本田、江淮汽車、奇瑞汽車、江鈴新能源等。公司國際整車企業(yè)客戶包括英國捷豹路虎、特斯拉等;合資整車企業(yè)客戶包括上汽大眾、廣汽本田、東風(fēng)本田、東風(fēng)日產(chǎn)、奇瑞捷豹路虎等;造車新勢力整車企業(yè)客戶包括蔚來汽車、理想汽車等;國內(nèi)整車企業(yè)客戶包括中國一汽、東風(fēng)汽車、長安汽車、吉利汽車、長城汽車、廣汽集團、北汽集團、江淮汽車、奇瑞汽車等;外資零部件企業(yè)客戶包括大眾變速器、格特拉克、麥格納、本田零部件、利納馬等;國內(nèi)汽車零部件企業(yè)客戶包括上汽變速器、青山工業(yè)、萬里揚、法士特、全柴動力等;動力電池生產(chǎn)企業(yè)客戶包括寧德時代、國軒高科等。2018-2020,公司的智能裝備整體解決方案的銷售收入從9.24億元增長至13.13億元,年均復(fù)合增長率19%;新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品的銷售收入從3.10億元下降至1.68億元,年均復(fù)合增長率-26%。2019 年度公司電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品收入較 2018 年度下降 14.94%,主要原因系2018 年起公司與江淮汽車電驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù)由合營企業(yè)道一動力承接,在其設(shè)立初期部分電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品仍向公司采購, 2019 年度逐步減少了對公司電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品采購。2020 年度公司新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù)銷售收入較 2019 年度下降 36.40%,主要原因是疫情影響下,核心客戶奇瑞汽車、東風(fēng)本田、廣汽本田的適配車型銷售變動。2021年上半年,公司的新能源汽車電驅(qū)動產(chǎn)品銷售收入1.64億元,同比增長343%,占比回升至17%。疫情逐步受控,公司主要客戶銷量恢復(fù)情況較好。
智能裝備業(yè)務(wù)方面,受益于未來幾年新能源乘用車行業(yè)有望超過30%的復(fù)合增速,同時公司在動力總成智能裝測生產(chǎn)線、動力電池智能裝測生產(chǎn)線等方面的技術(shù)實力快速進(jìn)步,加速了國產(chǎn)化替代的進(jìn)程,有望跑贏行業(yè)整體增速。我們預(yù)計2021-2023年,公司的智能裝備業(yè)務(wù)銷售收入分別為19/26/35億元,同比增速分別為43%/39%/34%,毛利率分別為28%/30%/32%。新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)方面,公司主要客戶為東風(fēng)本田、廣汽本田、江淮汽車、奇瑞汽車等整車生產(chǎn)廠商。2021年1-8月份已累計完成生產(chǎn)交付電驅(qū)動系統(tǒng)超過4.3萬套,滾動訂單總額為8.28萬套。在新能源乘用車行業(yè)高速成長、公司下游客戶質(zhì)量較高、在手訂單充足的多重背景下,我們預(yù)計2021-2023年,公司的新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)銷售收入分別為4/12/16億元,同比增速為210%/330%/140%,毛利率分別為15%/18%/20%。綜上,我們預(yù)計2021-2023年,公司的營業(yè)收入分別為21.18/30.45/45.43億元,歸母凈利潤分別為1.38/2.32/3.19億元,給予“增持”評級。
大洋電機:全球電機及驅(qū)動控制系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商 公司致力于成為全球電機及驅(qū)動控制系統(tǒng)綠色環(huán)保解決方案領(lǐng)域的卓越供應(yīng)商,為全球客戶提供安全、環(huán)保、高效的電機驅(qū)動系統(tǒng)解決方案。公司新能源汽車動力總成系統(tǒng)團隊利用車輛事業(yè)集團的資源優(yōu)勢,進(jìn)一步整合技術(shù)、渠道、供應(yīng)商等優(yōu)質(zhì)資源,在新品研發(fā)、客戶渠道開發(fā)、成本控制方面取得了良好的發(fā)展,完成了多項新品或平臺的設(shè)計及驗證,產(chǎn)品在長安汽車、長城汽車、北汽新能源、小鵬汽車、法國雷諾、印度塔塔、韓國現(xiàn)代、上汽通用等多家內(nèi)資、外資、合資車企實現(xiàn)量產(chǎn),為后續(xù)業(yè)務(wù)的持續(xù)快速發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。公司新能源汽車動力總成系統(tǒng)2021H1實現(xiàn)營業(yè)收入45,877.60萬元,同比大幅增長56.43%,其中純電動乘用車電驅(qū)動總成產(chǎn)品銷售提升迅速。
乘用車純電驅(qū)動總成:應(yīng)用于長安汽車、印度塔塔等不同車企多款車型的“三合一”電驅(qū)動總成以及應(yīng)用于長城汽車、雷諾汽車等多款車型的“二合一”電驅(qū)動總成實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)及銷售;應(yīng)用于上汽純電動汽車的電機控制器以及應(yīng)用于小鵬汽車的高效驅(qū)動電機等多款產(chǎn)品獲得持續(xù)增量訂單;新開發(fā)的20kW-30kW電機及控制器開始量產(chǎn),成功開啟小型電動車市場;120kW三合一電驅(qū)動總成和40kW增程發(fā)電機總成獲得國內(nèi)客戶定點,持續(xù)為公司帶來新的業(yè)務(wù)增長點。
商用車動力總成系統(tǒng):商用車動力總成相關(guān)產(chǎn)品配套于申沃客車、萬象客車等車型,助力上海花博會;雙行星排混聯(lián)動力總成系統(tǒng)獲得客戶認(rèn)可,再獲批量訂單;加快海外市場布局,商用車動力總成相關(guān)產(chǎn)品出口泰國、俄羅斯、西班牙等國家,物流車產(chǎn)品配套于江淮汽車,批量交付巴西運輸公司。48V BSG:受芯片短缺的影響,公司為上汽通用混合動力汽車開發(fā)的48V BSG總成銷售數(shù)量有所下降,但累計市場銷量在48V混合動力汽車領(lǐng)域依然排名前列。同時,二代48V BSG開發(fā)項目完成樣機搭載整車驗證。新品開發(fā):公司規(guī)劃的第三代深度耦合“三合一”電驅(qū)動總成平臺取得重大進(jìn)展;基于碳化硅器件的高密度電機控制器完成樣機開發(fā)并應(yīng)用于三合一電驅(qū)動總成;同時,在混合動力乘用車動力總成領(lǐng)域,公司利用多年技術(shù)和產(chǎn)品積累,正在加快開發(fā)混合動力總成驅(qū)動電機及控制器產(chǎn)品;基于新一代MCU控制器平臺的電機控制器完成樣機開發(fā)并應(yīng)用于增程式發(fā)電機總成;多項新品完成了樣機開發(fā),其中包括:卡車用ISG電機、高速電機系統(tǒng)、油冷扁線電機、800V高電壓平臺、客車用2500Nm直驅(qū)系統(tǒng)、歐洲汽車零部件廠家EV項目60kW及10kW A0樣機等;完成廣域高效驅(qū)動電機系統(tǒng)設(shè)計驗證。2020年,受新冠疫情影響,公司營業(yè)收入78億元,同比下降5%;歸母凈利潤1億元,同比增長93%。2021年,公司產(chǎn)品已在長安汽車、長城汽車、北汽新能源、小鵬汽車、法國雷諾、印度塔塔、韓國現(xiàn)代、上汽通用等多家內(nèi)資、外資、合資車企實現(xiàn)量產(chǎn),為后續(xù)業(yè)務(wù)的持續(xù)快速發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。我們預(yù)計2021-2023年,公司的營業(yè)收入分別為109/138/174億元,歸母凈利潤分別為5.13/5.35/7.53億元。首次覆蓋,給予“增持”評級。
編輯:黃飛
評論
查看更多