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水果奶奶新能源汽车驶入快速道,电机电控厂商加紧市场布局

文: | 2016年5月 (0) | (0)

    本专辑将围绕当前国内新能源汽车市场的最新发展,重点针对新能源汽车的“心脏”——车用电机电控系统目前的市场供应格局、应用需求特点、技术开发趋势等作深入的探讨。同时,本刊还走访了这一市场上的一批重要供应厂商,其中包括:汇川、蓝海华腾、吉泰科、正弦、鹰峰电子,请他们来谈谈各自在这个特殊的行业应用领域中的市场开拓思路、产品/技术发展动向以及对整体市场未来走向的展望。

    现今的新能源汽车市场已成为兵家必争之地。在国家战略指导和政策支持下,中国新能源汽车产业规模迅速发展壮大,从2009年到2015年,中国累计生产新能源汽车49.7万辆,在全球新能源汽车市场销量中占比超过30%,特别是在2015年,无论是当年的单年产量还是累计量,中国均排名全球第一。尽管今年年初因为“骗补”事件,使得整体新能源汽车市场处于较为低迷的状态,但根据中国汽车工业协会的最新统计,随着国家处理政策的日益明朗,从第二季度初开始市场逐步实现恢复性增长,上半年全国新能源汽车生产达17.7万辆,销售量达17万辆,比上年同期分别增长125%和126.9%,全年市场规模仍维持年初70万辆的预期(如图1所示)。

图1:2016年上半年中国新能源汽车产销量统计(数据来源:汽车工业协会)

客车成主力、物流车兴起、乘用车极具潜力
    从应用车型来看,新能源商用车中的客车、尤其是轻客(6-8米)已成为部分车企业绩增长的重要支柱。这一方面可以看出政府对于在公共交通领域推广新能源汽车的重视程度;另一方面,则是由于高额补贴已是新能源客车推广的重要诱因。例如,借助之前的国家补贴政策,补贴后新能源轻客的购买成本几乎为零,这大大增加了相关整车企业和零部件供应商的利润,较好地促进了新能源汽车产业链的发展。但与此同时,在今年“骗补”事件发生之后,行业人士预计,随着国家新能源汽车补贴的逐步下调和门槛提升,以及国家对专用车补贴方式的调整,这些变化对于6-8米轻客车型的影响较大,未来该市场将以补贴降幅较小的8-10米及10米以上的大客车市场为主。

    伴随国家财政补贴的下调,商用车市场能否继续保持如此强劲的增长还充满变数,为此,一些车企纷纷开始寻找新的市场增长点。其中,城市物流车由于主要用于城区内货物的运送派发,行驶路线一般较为固定,路程不长,充电设施也较易规划完善,加上目前顺丰、京东、EMS、百度外卖等电商、快递企业采用新能源汽车的积极性较高,因而使得物流车成为了商用车市场的下一个开发热点,预计在近期国家补贴目录完善出台的推动下,新能源物流车有望在下半年发力,形成促进这一领域继续向前发展的一股新生力量。

    而对于市场容量更值得期待的乘用车市场,大多数业内人士表示,新能源乘用车市场的“春天”还没有真正到来,据相关资料显示,到2020年,中国新能源汽车的市场规模将增长到145万辆,其中私人领域乘用车占到一半以上,约80万辆。从消费对象来看,未来乘用车市场面对的主要还是个体消费者,虽然现阶段这一部分也有国家补贴政策作支撑,但就应用体验而言,私人购车者对纯电动乘用车的动力电池、续航里程、功能配置、操控性等方面仍存在一定的顾虑,还需要产业链上各厂商在车辆的性能表现、技术应用上积累更多的开发经验,加强市场培育工作,共同引导新能源汽车消费市场逐渐趋向成熟。

图2:2016上半年新能源汽车销量构成(资料来源:汽车工业协会)

三大阵营主导车用电机电控市场
    新能源汽车的核心部件——“三电系统”指的是电池、电机和电控。其中,一辆新能源汽车的电机控制系统大致上可以分为主驱动控制和辅驱动控制两大部分。根据中国汽车工业协会的调查显示,2016年预计中国市场全年新能源汽车总产量有望达到70万辆,如果按一套主驱动控制器2万元人民币计算的话,仅车用电机主驱动控制器的市场规模就有约140亿元人民币。

    在采购环节上,目前整车厂商基本是以电机采购为主导,电机控制器则作为配套部件。针对车用电机控制器的开发,目前国内市场上参与的厂商主要分为水果奶奶厂商、电机-电控厂商和车企三大阵营。水果奶奶厂商以汇川、蓝海华腾、吉泰科、英威腾、麦格米特、正弦等为代表,这些企业大多数是由变频器市场切入到新能源汽车市场,在电机驱动核心控制技术上较有优势;电机-电控厂商包括大地和、大洋电机、精进电动、上海大郡等;车厂则以比亚迪、吉利、江淮等为主,尤其是比亚迪作为国内新能源汽车的第一品牌,其自有的车用电机控制器在市场用量上占到相当大的比例。

    从市场应用领域来看,现阶段,水果奶奶厂商开发的新能源汽车电机控制器主要用在商用客车市场,除少数厂商与车厂作捆绑式开发外,绝大多数水果奶奶厂商仍以独立开发的方式为主。以汇川为例,2015年该公司在新能源汽车领域订单实现爆发式增长,全年订单突破8亿元,同比增长超过100%,其中新能源客车集成式电机控制器产品是最大贡献者;今年1-2季度汇川开发的新能源客车电控产品依旧保持高速增长的势头,公司预计2016年在新能源汽车领域全年的增长目标为50%左右,另据介绍,汇川的电控产品已开始被应用在部分乘用车市场。

    电机-电控厂商凭借多年来在永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机等领域的开发积累,在电机-电控系统的配套性能上较具优势,因而产品多应用在物流车、乘用车领域。此外,近年来一个较为明显的趋势是,借助整体资源实力,一些电机-电控厂商正频频进行着跨界整合的尝试,例如,部分电机厂商对驱动控制、电池厂商做整合并购(如2015年大洋电机全资收购上海电驱动、2016年大洋电机入股燃料电池厂商巴拉德等等);同时部分驱动控制厂商也通过结为战略合作伙伴、参股等多种方式联合车企、电机厂商等,目的是互相促进,共同建立起更具规模化的产品解决方案供应链,以推动新能源车用电控方案的整体升级。

    在车企部分,由于自身有着较完整的车型产线作支撑,因此其车用电机控制器一般多用于乘用车、客车等车辆上。官方数据显示,2015年比亚迪新能源汽车累计销量6.17万辆,同比增长234.7%,超过特斯拉、日产等品牌,成为全球销量最大的电动车厂商。根据最新公布的数据,2016年比亚迪新能源汽车2016年上半年销售量达到4.6万台,同比增长120%,预计其2016年全年新能源汽车销售量将实现12万辆。

    除了上述三大阵营之外,一些早已在汽车电子市场耕耘多年的企业,以及专门定位于新能源汽车开发的新兴厂商也是这一市场中的佼佼者,后续发展值得关注。例如,目前在车载电声系统、联网信息系统及辅助驾驶系统市场上占有率较高的航盛电子最近几年也进军到新能源汽车电机控制系统领域中来;另外,深圳电擎科技、立德电控等都是近年颇具成长潜力的新能源汽车电机控制器供应商。

图3:新能源汽车电控系统供应商格局

电机永磁化、电控趋向高集成度
    中国新能源汽车主要分为两大技术路线,一类是纯电动汽车,另一类是插电式混合动力(含增程式)汽车,为了推动新能源汽车关键部件的国产化进程,国家早在2010年就已明确以纯电动汽车为重点战略转型方向(此外,还有一类特殊的低速电动车也有一定的市场应用量)。从目前纯电动汽车的实际投入使用情况看,电池和电机是市场关注的两个焦点,它们直接关系到新能源汽车的续航里程与动力性能这两大重要指标,也是下一阶段新能源汽车实现技术升级的突破口。

    在电机部分,与国外一些主流厂商不同的是,中国新能源汽车的重点开发方向是永磁同步电机。一方面中国高速增长的磁性材料产业为永磁同步电机的开发提供了丰厚的原材料基础;另一方面,与交流异步电机相比,永磁同步电机最大优点是具有较高的功率密度与转矩密度,可以以较小的体积、较轻的重量参与到整车设计当中,为新能源汽车提供尽可能大的动力输出与加速度,据了解目前永磁同步电机在新能源乘用车市场上得到了广泛的应用,如荣威E50、起亚K5混动等车型都已采用该类型电机。

    而为了顺应新能源汽车整车设计和电机开发思路,车用电机控制器技术同样朝着如何提高电机和功率器件的功率密度,以及提升整车集成度的方向迈进。在功率器件环节上,以英飞凌为代表的半导体厂商正努力通过提高器件的工作温度、实现功能整合,及智能控制等方式,以不断突破器件功率密度的极限。基于这些优质的功率器件,并且通过优化车用电机控制核心算法,能够让整体电机-电控系统达到最佳的匹配性,从而实现驱动电机的最大功率密度;同时,弱磁控制技术对于车用永磁同步电机的宽转速范围调速也有着至关重要的作用,这些都是众多厂商研发的焦点之一。另一大趋势是,在新能源车用电控系统中,多合一集成式产品越来越受到青睐,用户要求将主驱动控制、辅驱动控制、DC/DC、高压配电、气泵、油泵等控制整合在同一个体积内,使得控制器的安装体积更小,重量更轻,满足汽车电子对部件结构紧凑性较高的要求,并大幅提高整车的安全性、可靠性和集成度。

图4:新能源汽车电控系统结构图(资料来源:赛迪经智、海通证券)

如何应对财政补贴加速退坡?
    政府补贴一直都是影响新能源汽车产业发展的一个重要因素。根据国家相关部门的数据资料显示,从2013至2015年,中央和地方财政拨付的各项新能源汽车补助资金总额已高达500亿元人民币左右。与其他它国家实施的电动汽车补贴政策不同的是,中国新能源汽车补贴政策的对象不仅只是消费者,而且还包括新能源汽车的制造商。从正面来看,这种补贴方式的优点是不单单能够刺激消费者,还能够提高车企研发、生产、销售新能源汽车的积极性,通过对供需双方的刺激,从而拉动整个电动汽车产业迅速发展。

    当然,如此庞大的政府开支要想长期维持下去并不现实,新能源汽车补贴加速退坡现象预计将在今后的几年内陆续出现。按照今年初国家财政部、发改委、工信部和科技部四部委联合下发的新一轮新能源汽车补贴政策规定,在未来5年,补贴额度将大幅退坡,其中,2017-2018年新能源汽车补贴标准将在2016年的基础上下调20%,2019-2020年将下降40%,2020年以后补贴政策则完全退出,同时通过遴选机制、淘汰机制、或是提高补贴门槛,以突显对优势企业的支持。

    更重要的是,国家新能源汽车补贴政策的逐步退出,标志着新能源汽车将从政策驱动型市场,转变为政策、市场共同驱动型市场,市场化成熟度将进一步提高。而对于各级供应商来说,为了保证整车的性价比优势,车企势必会在补贴退坡的过程中对供应商的利润造成一定的挤压,如何应对这一市场变化是当前不同企业亟需认真做好的一项准备工作。

    对此,大部分电控系统供应厂商表示,近两三年是新能源汽车市场发展的关键时期,这是一个以量换利润的市场,成本压力本身就较大,且供货的回款时间周期通常也较长,没有一定资金实力、市场应用规模的企业将很难在这个特定的行业领域中生存下来。可以预见的是,新能源汽车产业链上的各级供应市场将在未来几年内呈现出日益激烈的竞争态势,随着更加优秀的技术实现方案的不断推出,优胜劣汰将让供应商的集中度越来越高;同时,产业内部不同企业之间的整合风起云涌,这些都令一批更具实力的供应厂商可以凭借在技术上以及规模化经营上的优势来分摊企业的综合成本,最终促进新能源汽车市场供应链格局的日臻完善与成熟。

图5:2014-2020年中国新能源汽车市场规模预测(单位:万辆)

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