電動(dòng)汽車(chē)電控系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局及產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)
關(guān)鍵詞: 電動(dòng)汽車(chē) 電控系統(tǒng) 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)
電控系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的“控制中心”
新能源汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)包括電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與電源系統(tǒng)兩大類。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含電機(jī)、電控制器、減速箱,是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)行駛的核心部件;電源系統(tǒng)包含車(chē)載充電機(jī)(OBC)、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電盒,是動(dòng)力電池組進(jìn)行充電、電能轉(zhuǎn)換及分配的核心部件。
新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成部件 資料來(lái)源:英搏爾2021年年報(bào) 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器和傳動(dòng)總成組成。電機(jī)控制器的作用是基于功率半導(dǎo)體的硬件及軟件設(shè)計(jì),對(duì)電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,使其按照需要的方向、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)時(shí)間工作,主要由功率組件、控制軟件和傳感器組成。 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成 資料來(lái)源:精進(jìn)電動(dòng)招股說(shuō)明書(shū) 電機(jī)控制器是新能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵零部件,是電動(dòng)汽車(chē)的“控制中心”。電機(jī)控制器主要由塑料組件、控制板、阻容板、功率板以及散熱組件構(gòu)成。 電機(jī)控制器主要構(gòu)成圖 資料來(lái)源:英博爾招股說(shuō)明書(shū) 第三方供應(yīng)商與主機(jī)廠并存,國(guó)內(nèi)廠商份額不斷提升 與傳統(tǒng)燃油車(chē)不同,新能源汽車(chē)市場(chǎng)起步較晚,供應(yīng)商格局尚未穩(wěn)定,因此電控系統(tǒng)市場(chǎng)機(jī)會(huì)較多,涌現(xiàn)了大量的參與者。 從市場(chǎng)集中度來(lái)看,2022年電控銷量前十的企業(yè)占據(jù)76.39%的市場(chǎng)份額,銷量前三的企業(yè)占45.36%的市場(chǎng)份額,行業(yè)集中度較高。從供應(yīng)商類型來(lái)看,銷量前十的企業(yè)中有三家為主機(jī)廠,其中比亞迪旗下弗迪動(dòng)力市場(chǎng)份額占29.7%,排名第一;特斯拉市場(chǎng)份額8.77%,排名第二;蔚來(lái)旗下蔚來(lái)驅(qū)動(dòng)科技市場(chǎng)份額約4.16%,三者市場(chǎng)份額合計(jì)42.63%。其余七家均為第三方供應(yīng)商,合計(jì)占33.77%的市場(chǎng)份額,份額較為平均。從內(nèi)外資來(lái)看,銷量前十的企業(yè)中只有三家外資企業(yè),分別是特斯拉、日本電產(chǎn)和聯(lián)合電子,三者合計(jì)份額約 18.87%;其余七家均為內(nèi)資企業(yè),合計(jì)份額占57.53%。 數(shù)據(jù)來(lái)源:NE時(shí)代 電控行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局激烈,比亞迪旗下的弗迪動(dòng)力市場(chǎng)份額遙遙領(lǐng)先,部分企業(yè)常駐前十,甚至僅次于主機(jī)廠旗下供應(yīng)商,如匯川聯(lián)合動(dòng)力、陽(yáng)光電動(dòng)力等。 數(shù)據(jù)來(lái)源:NE時(shí)代 進(jìn)入前十的第三方供應(yīng)商多擁有長(zhǎng)期緊密合作的主機(jī)廠,如日本電產(chǎn)與廣汽等,聯(lián)合電子與理想、長(zhǎng)城、大眾、通用等,匯川與理想、小鵬等,中車(chē)時(shí)代電氣與長(zhǎng)安、一汽、合創(chuàng)等。
從成本端看電控系統(tǒng)的電子元器件機(jī)會(huì)
以 IGBT 模塊的方案來(lái)看,電機(jī)控制器的成本可以分解為 IGBT 模組、控制電路板、驅(qū)動(dòng)電路板、電機(jī)控制器殼體、電流傳感器、接插件、門(mén)驅(qū)動(dòng)電路、電容等組件。其中 IGBT模組是電機(jī)控制器中最主要的零部件,其成本約占電機(jī)控制器總成本的 37%。 數(shù)據(jù)來(lái)源:旺財(cái)電機(jī)與電控 全球 IGBT 模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中,國(guó)內(nèi)廠商占比較低。據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2021 年度 IGBT 模塊的全球市場(chǎng)份額排名中,全球前五大廠商占據(jù) 67%的市場(chǎng)份額,其中英飛凌以 33%的市占率占據(jù)領(lǐng)先地位,國(guó)內(nèi)廠商斯達(dá)半導(dǎo)和中車(chē)時(shí)代電氣分別占據(jù)全球份額的 3%和 2%。 數(shù)據(jù)來(lái)源:英飛凌 通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外電驅(qū)動(dòng)廠商的驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品,橫向?qū)Ρ葒?guó)內(nèi)幾家廠商的驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品,可以看到,頭部企業(yè)的驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品在總成功率密度與效率上已經(jīng)形成較大的優(yōu)勢(shì),其中英搏爾160kW 集成芯動(dòng)力總成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最高效率均已達(dá)到 93.5%,功率密度達(dá)到 2.38kW/kg??v向?qū)Ρ葒?guó)內(nèi)和國(guó)外的電驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品在總成功率密度與效率上等性能指標(biāo)上已經(jīng)不下于國(guó)外同行業(yè)產(chǎn)品,甚至部分指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了反超,國(guó)內(nèi)電驅(qū)動(dòng)廠商的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)外資電驅(qū)動(dòng)廠商的趕超。 資料來(lái)源:各企業(yè)官網(wǎng)及公開(kāi)資料 資料來(lái)源:公司公告 目前國(guó)內(nèi)第三方供應(yīng)商陸續(xù)開(kāi)展全球化業(yè)務(wù)。其中精進(jìn)電動(dòng)海外客戶覆蓋 Stellantis、MAN、斯堪尼亞、大眾商用車(chē),同時(shí)仍在積極拓展海外新能源汽車(chē)新勢(shì)力;巨一科技電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)現(xiàn)有客戶覆蓋廣汽本田、東風(fēng)本田以及海外造車(chē)新勢(shì)力 VINFAST,根據(jù) 2021 年公司年報(bào),公司已成功拓展日本本田、韓國(guó) MSA 等國(guó)際客戶。國(guó)內(nèi)第三方逐步切入國(guó)際客戶,未來(lái)發(fā)展可期。 資料來(lái)源:各公司公告
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化趨勢(shì)下,碳化硅電控成突破方向
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化優(yōu)勢(shì)顯著,未來(lái)趨勢(shì)明確。電機(jī)、電控和減速器構(gòu)成的三合一驅(qū)動(dòng)總成,以及 PDU、OBC、DC-DC 構(gòu)成的三合一電源總成,是目前主要的集成技術(shù)路徑,相比于獨(dú)立零部件,三合一總成節(jié)省了接插件以及殼體等物料的使用,實(shí)現(xiàn)了重量和體積上的降低,從而在功率密度以及成本上更具優(yōu)勢(shì)。此外,在三合一總成的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)更深層次的集成,將三合一驅(qū)動(dòng)總成和電源總成進(jìn)一步集成為六合一電驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品。以英搏爾的六合一總成為例,三合一電源總成較單體零部件可以實(shí)現(xiàn)降本 500 元,六合一總成在三合一總成的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)降本 1000 元,合計(jì)降本 1500 元,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化產(chǎn)品功率密度和成本優(yōu)勢(shì)顯著,未來(lái)趨勢(shì)明確。 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成可以有效降本 資料來(lái)源:英搏爾公司公告 目前主流主機(jī)廠和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商均已實(shí)現(xiàn)三合一驅(qū)動(dòng)總成的量產(chǎn)。隨著汽車(chē)電子電氣架構(gòu)的升級(jí),電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)下一步的集成化方向是將電源總成集成到三合一驅(qū)動(dòng)總成中,域控制器方案是在多合一方案基礎(chǔ)上進(jìn)一步集成 BMS 和 VCU。英搏爾的六合一總成是將三合一電源總成和三合一動(dòng)力總成進(jìn)行集成;華為的七合一總成是將六合一總成和 BMS 進(jìn)行集成;比亞迪海豚更是實(shí)現(xiàn)了八合一的深度集成,將六合一總成和 BMS、VCU 進(jìn)行集成。 多合一集成技術(shù)迭代 資料來(lái)源:蓋世汽車(chē) 隨著新能源汽車(chē)行業(yè)對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)要求飛速提升,材料的迭代為重要突破方向。電機(jī)控制器的一大技術(shù)進(jìn)步方向?yàn)楣杌?IGBT 向碳化硅 MOS 迭代,與硅基器件相比,碳化硅器件具有體積小、功率大、頻率高、能耗低、損耗小、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)意法半導(dǎo)體,在 400V 電壓平臺(tái)下,相較于硅基 IGBT,碳化硅功率件有 2-4%的效率提升;在 750V 電壓平臺(tái)下,碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。 碳化硅與硅基電子元器件性能對(duì)比 資料來(lái)源:ROHM 數(shù)據(jù)來(lái)源:IDTechEx 事實(shí)上,越來(lái)越多的高端車(chē)型已采用碳化硅電控。1)車(chē)企角度,2021 年奧迪 e-tron GT 與福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新車(chē)型也紛紛采用了碳化硅器件。2021 年 10 月,通用汽車(chē)與 Wolfspeed 簽訂了碳化硅供應(yīng)協(xié)議,在原材料上搶先布局。國(guó)內(nèi)車(chē)企也不斷布局碳化硅,比亞迪發(fā)布了碳化硅車(chē)系平臺(tái) e-Platform 3.0,小鵬 G9、蔚來(lái) ET7 等采用碳化硅電控的車(chē)型也有望在 2022 年交付。2)供應(yīng)商角度,根據(jù)精進(jìn)電動(dòng)招股說(shuō)明書(shū),公司采用全 SiC 模塊,可以使控制器的功率提高 20kW 同時(shí)使其重量減少 6kg,逆變器尺寸縮小 43%。根據(jù)英搏爾,碳化硅電機(jī)控制器的損耗下降了5%,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體 NEDC 平均效率提升 3.6%,整車(chē) NEDC 續(xù)航提升 30km、增幅達(dá) 5.8%。
