【报告】新能源汽车电机电控及动力总成市场规模分析

三、国产替代势在必行，电机电控行业加速整合

(一)行业尚未定型，中小企业大有可为

作为新能源汽车“三大电”之二，相比动力电池行业的快速发展以及高关注度，国内电机电控行业则相对“低调”。电机电控行业受市场关注度低于电池主要是两方面原因：其一，新能源汽车电机电控产业基本与国内电动汽车市场同步启动，整车企业对于电动汽车的研发、采购、生产和销售等流程都处于探索和完善阶段，对于电机电控配套行业的标准和体系也尚未成型;其二，锂电池在3C等领域应用有近20年历史，行业形成了相对完整的技术标准和产品体系，转用为动力电池有一定的参考和借鉴，而新能源汽车电机与工业电机技术路线和要求差别较大，专业企业中很大一部分仍为10 年以内的创业型企业，行业尚未形成清晰稳定的市场格局。目前，新能源汽车驱动电机的厂商主要包括两类：

第一类是具备电机电控供应链的电动汽车整车企业，由其自有生产能力或关联供应链企业向其供应全部或部分电机电控产品，部分整车厂的电机电控产品也少量外销。这类企业一般为传统汽车制造企业，经过多年积累，具备完整的零部件生产能力。目前国内的主机厂中，比亚迪、北汽新能源、江铃新能源、长安新能源、中通客车、厦门金龙等企业均具备自主供应电机电控产品的能力。

第二类是专业从事汽车零部件供应或专业从事电机电控产品供应的企业，其中包括专业汽车零部件供应商，如采埃孚(ZF)、大陆(Continental)、博世(Bosch)、日立(Hitachi)、现代摩比斯(Mobis)等国际汽车供应量巨头;以及国内外新兴的专业电机电控制造企业，如上海电驱动、上海大郡、精进电动、台湾富田电机(Fukuta)等。此外，部分传统工业电机、变频器等生产企业也依靠在研发、生产上的技术积累，积极转型介入新能源汽车电机电控相关产品的供应，如汇川技术、英威腾、卧龙电气、方正电机、江特电机等。根据行业统计，2016年1-7月国内生产的超过18万辆纯电动汽车中，整车厂自行提供和第三方电机企业供应的电机装机占比分别为55.4%和44.6%，整车厂自行提供和第三方电控企业供应的电控装机占比分别为56.2%和43.8%，比例基本持平。

目前国内电动汽车大部分仍由北汽、比亚迪等传统汽车企业生产，因此整车企业自供电机电控组件占比相对较大。考虑到16年全年获批的新建新能源汽车企业已经达到7家，且其中不乏长江汽车、敏安汽车、万向集团等尚无整车生产经验的企业，随着新能源汽车专业制造企业尤其是轻资产型互联网汽车企业的迅速崛起，新能源汽车产业链分工细化成为必然趋势，第三方供应商提供电机电控甚至动力总成的比重将逐步上升。根据中机中心公布的新能源汽车装机数据统计，2016 年1-7 月，第三方电机企业达到92家，第三方电控企业达到98家，分别提供了44.6%和43.8%的装机量。第三方电机、电控企业，在第三方市场中的最高市占率仅分别为14.5%和18.4%，在整体电机、电控市场的市占率更是仅为6.48%和8.07%。整个电机、电控市场仍处于未定型的竞争格局，尚无任何企业对市场形成统治性优势，转型企业、新兴企业均有机会在市场中脱颖而出，迅速获得较大的市场份额。

图8 新能源汽车第三方电机装机占比(2016年1-7月)

图9 新能源汽车第三方电控装机占比(2016年1-7月)

(二)进口替代任重道远，产业链细化势在必行

2016 年10 月26 日中国汽车工程学会年会上发布的《节能与新能源汽车技术技术路线图》，在纯电动与插电式混合动力汽车技术路线中，提出2020年纯电动乘用车续航里程要达到300km，电动客车单位载重电耗水平要降至3.5kWh/100km*t，同时提出8 项发展重点，其中4项与电机电控直接相关：动力电机与底盘集成技术、纯电动汽车动力系统集成及控制技术、高性能动力电机技术、新型电机控制器技术。

图10 新能源汽车续驶里程(左轴)与电耗水平(右轴)发展目标

相比动力电池在国内已经初步建立起研发技术体系，高性能电驱动系统的研发在国内仍处于起步阶段，大部分具备创新结构的高性能电机仍处于样件开发甚至设计阶段。电驱动系统产业链的快速发展，使得各个企业均有机会在产品和技术上脱颖而出，快速抢占下游电动汽车市场。

1、原材料成本占比高，集成化轻量化是电机降本必经之路

与动力电池系统不同的，驱动电机系统对于原材料的要求相对简单，主要包括钕铁硼等稀土永磁材料(永磁体)、钢材(铁芯叠片、驱动轴体)、铜(绕组)、镁铝合金(机壳)等基本金属。因此，原材料成本和加工成本占据电机成本中的绝大部分。根据ANL统计数据，在永磁同步电机中，永磁体组件的成本占整个电机物料成本的45%左右;在感应电机中，铁芯叠片的成本占电机物料成本的58%左右。因此，稀土材料、钢材、铜铝等有色金属材料的价格将对电机成本产生最直接的影响。

根据华域电动等企业数据，稀土磁钢的重量仅占据整机重量的2.5-4.5%，但成本已经占了整个车用驱动电机成本的20-30%，稀土价格上涨时甚至可以达到50-60%。因此，原材料成本的波动对于电机生产成本具有直接的影响。2015年取消稀土出口配额制以来，我国年稀土氧化物的开采量指标维持在8-10万吨左右，考虑到非法稀土开采和分离量，全年国内稀土的供给量约在16万吨左右。在下游需求保持稳定的情况下，稀土永磁材料的价格总体整体呈现稳中下降的趋势，但稀土价格已经基本位于底部，未来继续大幅下降的空间不大。16年12月，钕金属的价格已达到为32.15 万元/吨，相对去年上涨了10%，最高涨幅已接近20%。

国家十三五新能源汽车重点研发计划明确提出，2020年，我国驱动电机峰值功率密度应达到4.0kW/kg，连续功率密度应达到2.2kW/kg，基于IGBT功率模块的电控器功率密度达到17kW/L，基于第三代宽禁代半导体的Sic功率模块的电控器功率密度达到36kW/L，较目前性能均实现倍增。在此目标下，实现电机电控成本的下降一般通过两种方式实现：

1)通过推出集成度高的电驱动总成来降低系统总重，从而提高公里密度，降低成本，如大陆、麦格纳等企业推出的，电力电子与驱动电机总成、驱动电机与减速器总成、混合动力总成模块等，此种方式一般为欧美等企业采用;

2)通过采用部分组件非金属化降低系统重量和成本，包括转动枢轴、支撑组件等，采用耐磨非金属材料进行替代，或通过结构设计对包括电机极槽比、齿槽比与裂比等进行多重优化，从而提高单台电机材料用量，此种方式多为日韩等电机企业采用。

2、核心零部件国产化将大幅降低电控系统成本

电机控制器作为整车驱动系统的最重要组成部分，主要由逆变器(主要是IGBT功率模块)、逆变驱动器、电源模块、中央控制模块、软启动模块、保护模块、散热系统信号检测模块等组件组成。其中，IGBT模块作为核心高压控制开关组件，其成本占据电机控制器成本的40-50%;据行业统计，IGBT器件占据新能源汽车整车成本的10%左右。因此，作为新能源汽车核心零部件，IGBT、DSP等核心元器件的成本直接决定了电机控制器等总成的成本下降空间。

与变频器国产化已经初步完成、国内品牌市场占有率反超国外品牌的情况不同的是，目前IGBT芯片和模块在国内尚未完全形成产业布局，高端市场占有率仍与外资品牌存在较大差异。国内70%以上的IGBT器件市场，尤其是高端高功率半导体依然主要被英飞凌、三菱、仙童、东芝、富士、SEMIKRON、Sanken、IXYS、ST等美日企业占据，比亚迪、中车时代电气等企业通过自建或收购海外IGBT产能分享了剩余的市场。

随着电动汽车电驱动系统向高调速范围、高功率密度(包括高速和高转矩密度)、轻量化、高效率、能量回馈、高可靠性和安全性及低成本等方向逐步演进，电机、电控、BMS等总成对于高功率半导体开关器件的应用将越来越广泛。此外，高铁调速系统、柔性直流输电、风电/光伏逆变器、充电桩直流模块等领域都将对IGBT及其模块化产品有大规模的需求，预计十三五期间仅新能源车及充电桩市场即可带动每年IGBT需求达200亿元左右。在下游市场的刺激下，国内IGBT产业已经出现加速扩张态势，华润上华、中芯国际、宏力半导体、华虹NEC等企业纷纷加速产能建设，高压和超高压、中大功率IGBT期间有望在市场规模扩大的同时实现价格持续下降。根据行业统计，国产IGBT比进口器件的成本可下降15-20%，且仍拥有30%以上的毛利率，随着IGBT价格的进一步下降，电机和控制器的成本也将随之下降20%以上。