随着全球汽车电动化渗透率的不断提升,驱动电机行业将迎来整体规模的快速扩张。在此过程中,具有规模效应和技术优势的第三方电机厂商将有机会迅速扩大市场份额,收获业绩的大幅增长。

全球驱动电机市场趋势

根据测算,随着全球汽车电动化的快速推进,新能源汽车电机系统市场将迅速扩大,市场规模有望从2015年23亿美元增长到2030年318亿美元。

新能源汽车电机系统主要包括电机和逆变器两部分。虽然和其他大多数汽车零部件一样,这两个零部件长期面临降价压力,但由于新能源汽车总量的增加,行业整体仍有较大的提升空间。我们预计市场规模年均增速在18%-20% 2030年左右。

系统,电机系统整体向高功率方向发展,也带来了总成价格的上涨。

估计,在中性假设下,2030年电动汽车销量将达到2000万辆,约占当年乘用车总销量的16%-18%。但是,如果放到乐观的情景中,即在电池价格大幅下降和环保政策更加严格的条件下,电动汽车销量的增长率很可能会大幅上升。我们预计,在乐观的情况下,新能源汽车全年总销量可能达到3000万辆的水平,约占全年汽车销量的25%-27% %。

,预计单电机混合动力汽车的功率需求约为30kw,双电机的插电式混合动力约为50-100kw,纯电动汽车的电机功率约为200kw。

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电机市场现状

我们预计电机销量的年均增长率将达到18% 2030年,整体行业销量将达到195亿2030年美元,比12亿美元的水平高出近2015年的17倍。

预计电动机的销量将从360万2015年上升到4900万2030年,而单车电动机的数量预计将从1.8下降到1.4,这主要是由于单电机纯电动汽车销量比例的增加。

但是,就电机单价而言,我们预计将进一步提高,从目前的350美元提高到380美元,这主要是由于高价大功率电机的更广泛应用所推动的。

,从市场份额来看,丰田集团在2016数据上遥遥领先,本田集团排名第二,同时两大集团在混合动力领域也占据全球领先地位。然后是比亚迪和供应特斯拉的台湾电机制造商富田电气。

电机行业,第三方供应商的崛起将是大势所趋。如果观察日本汽车产业目前的产业链,我们不难发现,排名前三的龙头都倾向于供应自己的电机产品,这既与日本制造企业的传统基因有关,也与同行业的发展阶段有关。

,如果我们对比PC和手机行业的发展历史,不难发现,这两个行业在起步阶段是上下游高度融合的。无论是PC行业的惠普、苹果、硅图公司,还是手机行业的诺基亚、摩托罗拉,都在产业链上高度整合,因为初期的产品更新换代速度快,上游的零部件供应商需要快速反应,相互配合,因此,一体化生产模式,性价比高;

但是,在行业发展的中后期,由于整个市场规模的扩大,并且产品更新换代的速度不需要像初期那样快,第三方供应商以整个市场为目标客户的规模效应得以体现,这也催生了富士康,也催生了Microtto、Hynix等一系列第三方供应商的崛起。

新能源汽车电机行业也不例外,从目前来看,本田已经宣布将与日立公司合作生产电机。同时,日产在投资者交流会上也提到,未来可能会开始收集电机。

2017年10月,三菱电机宣布将为戴姆勒-奔驰提供电机和逆变器。随着第三方电机厂商高性能、低成本产品的普及,电机行业的市场份额由主机厂自供向第三方企业转移是大势所趋。

目前,日本汽车企业已经开始应对电动化带来的趋势变化。我们预计电动和爱信精机将首先利用现有规模优势,以较低的成本抢占市场份额,其次是电动和明电楼宇。

目前电机行业平均毛利率在30% 左右,生产规模是决定毛利率的主要因素之一。

变频器行业

我们预测,逆变器行业也将出现快速增长。据测算,逆变器市场销售收入规模将从2015年12亿美元上升到133亿2030年。

在销量方面,由于变频器与电机的比例基本1:1,因此其总销量有望从360万2015年上升至4900万2030年。

同时,单车套餐价格将从300-400元下降至200-300元,主要原因是上涨后的成本规模效应。

与电机领域相似,丰田集团在逆变器行业也处于领先地位。与此同时,丰田集团的子公司电装集团目前正在大规模扩展其逆变器客户。在丰田之后,三菱电机也占据了相当大的市场份额。

技术

,主要有直流,交流感应,永磁同步和开关磁阻。后三者主要用于新能源汽车电机。

目前,永磁同步由于其优越的性能是主流的电机类型。交流异步电动机的价格适中,但性能稍差。它被美国和中国的一些制造商使用。开关磁阻电机的主要优点是价格较低,但也存在噪声和振动的技术问题。如果能够解决这些问题,开关磁阻电机将会有很大的市场。

交流异步电动机: 虽然目前,交流异步电动机并不比永磁同步功率具有优势,但其成本远低于永磁同步电动机。在体积方面,交流异步电动机比永磁同步电动机大,这主要受到设计结构的限制。

永磁同步电动机: 电动机内部有一个用永磁体包裹的转子,整体系统功率大,体积小。成本较贵,主要是由于永磁材料的价格较高。目前,正在进行减少永磁体使用的研究,研究也集中在提高磁体的输出效率上。永磁电机是电动汽车电机行业中应用最广泛的电机类型。

开关磁阻电机: 开关磁阻电机在价格上很有竞争力,主要是因为它的转子中没有高成本的永磁体,功率适中。由于使用定子和转子的拉力来提供动力,因此该过程引起的振动和噪声是主要问题。由于电动汽车电机目前正处于快速增长期,我们认为需求的增加将加速技术创新和替代。

电机技术

通过研究过去20年电机的技术演变趋势,我们发现电机技术仍有很大的改进空间。首先看一下机芯中使用的钢材的厚度。对于定子和转子,它主要由薄的电磁钢层组成。1997年,第一代丰田普锐斯使用了0.35毫米钢层,然后减少到0.3毫米,最近又降到了0.25毫米2016年。一般来说,增加薄钢层的数量可以提高电机的效率,也有助于控制电机温度。

目前,制造薄钢是该行业的主要技术难题。主要困难在于控制压铸中的回弹和保持钢板材料的一致性。从目前的情况来看,旋转锻造技术由于其在成本和生产效率上的优势,将越来越成为行业的主流制造方法。

其次,就绕组密度而言,定子中的绕组数量是决定电动机功率的重要因素。决定缠绕量的主要是铜线在有限的空间内可以缠绕机芯的匝数。在技术方面,目前使用的插入器适用于大功率定子加工,并已逐渐成为工业生产的标准。

在线圈类型方面,主要有方形和圆形。目前,主流制造商使用圆形。然而,方形技术由于其较高的空间利用率,正逐渐取代圆形成为行业的大方向。丰田和本田已经开始批量采用方形绕组技术。在其他制造商方面,Yakawa Electric已开始开发电子绕组技术,以改善控制和效率。

最后,在冷却系统方面,它分为两部分: 电动机和逆变器。随着电机温度的升高,永磁电机的磁力会减弱,因此冷却系统的效率对于电机的大功率运行非常重要。

,从技术演变来看,主流的冷却技术已经从风冷、水冷发展到目前的油冷阶段。其主要技术手段是将电机浸入油冷却室中,以达到冷却的目的。虽然有专家认为,与机油的摩擦会降低电机的效率,但从各方面来看,机油冷却仍然是目前技术条件下最有效的冷却方式。

逆变器,冷却系统对于逆变器的性能同样重要。日产最近声称,在聆风2017的新车型中,通过升级逆变器冷却系统,电机的输出功率从80kw提高到110kw,而电机的其他部分与上一代相同。

由此可见变频器冷却系统的重要性。尽管使用碳化硅会提高电机的耐热性和耐压性,但其成本高,其大规模应用的时间点可能很难在短时间内到来。

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