中国新能源汽车电机市场分析报告

一、新能源汽车用电动机的类型及发展趋势

（A） 电动机的结构和性能

驱动电机系统是新能源汽车的三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车的主要性能指标。它是电动汽车的重要组成部分。电动汽车的整个驱动系统包括两部分：电机驱动系统及其机械传动机构。电机驱动系统主要由电机、功率转换器、控制器、各种检测传感器和电源组成。

简单来说，电机驱动系统主要由两部分组成：驱动电机和电机控制器。从电机驱动系统的产业价值链来看，驱动电机和电机控制器的成本比大致相同。

下图：电机的结构部件。

新能源汽车的驱动电机属于中低压电机的范畴。由于其应用领域的特殊性，对其性能要求比普通中低压产品更高：

1） 调速范围广：新能源汽车有两种工况，要求在起步、加速和爬坡时在恒定扭矩范围内工作；在高速行驶时，要求电机在恒定的功率范围内工作；

2） 高功率密度，主要是以最小的空间限制和电池功率来提高巡航续航里程；

3） 安全可靠，要求电机工作稳定，具有良好的抗震散热性能；

4） 轻量化，即电机体积小，满足车辆轻量化的要求；

5） 过载能力强：在起动、加速和爬坡条件下，要求电机具有4-5倍的过载能力。

下表：新能源汽车驱动电机的性能要求。

（A） 不同电机类型的应用场景存在差异。

电动机通常需要具有两种功能：发电和发电。根据类型，可以选择几种电机，如直流、交流、永磁无刷或开关磁阻。根据所选择的电机类型，功率转换器包括DC/DC功率转换器、DC/AC功率转换器等。其功能是根据所选择电机的驱动电流要求，将电池的DC转换为具有相应电压电平的DC、AC或脉冲电源。

适用于新能源汽车的驱动电机有三种：永磁同步、交流异步和开关磁阻。由于其不同的特点，每一种都有自己的应用场合。

永磁同步电动机具有体积小、重量轻、功率密度高、可靠性高、调速精度高、响应速度快等优点。但最大功率低，成本高。永磁同步电机（PMSM）具有最高的功率密度，最高的工作效率可达97%，可以为车辆输出最大的功率和加速度，因此主要用于对能容比要求最高的新能源乘用车。

交流异步电动机价格低廉，运行可靠；然而，其固有的局限性是低功率密度、复杂的控制和小的调速范围。价格优势使其在新能源公交车中得到广泛应用。

开关磁阻电机价格低廉，电路简单可靠，调速范围广；然而，振动和噪声大，控制系统复杂，直流电源会产生大的脉冲电流。用于大型公共汽车。

下图：驱动电机性能指标对比

资料来源：咨询一览。

目前，新能源汽车驱动电机的发展方向是：小型化、轻量化；高效率；更好的扭矩特性；使用寿命长，可靠性高；低噪音；

价格低廉。随着时间的推移，新能源驱动电机的发展呈现出以下趋势：

① 电机本体永磁体：永磁体电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率和高可靠性的优点。中国拥有世界上最丰富的稀土资源，因此高性能永磁电机是我国汽车驱动电机的重要发展方向。

② 电机控制数字化：专用芯片和数字信号处理器的出现，促进了电机控制器的数字化，提高了电机系统的控制精度，有效降低了系统体积。

③ 电机系统集成：通过机电集成（电机与发动机集成或电机与变速箱集成）和控制器集成，可以降低驱动系统的重量和体积，有效降低系统的制造成本。

（B） 永磁同步电机成为主流趋势

目前，交流异步电机主要由以特斯拉为首的美国车企和一些欧洲公司使用。一方面，这与特斯拉最初的技术路径选择有关。交流感应电机的价格较低，但体积大并不妨碍美国汽车的发展。另一方面，美国高速路网发达，交流电机的高速区间效率性能良好。

在包括中国和日本在内的其他国家，永磁同步电机仍然是新能源汽车中使用最广泛的电机。主要因素是它适合国内的路况。永磁同步电机在反复启停时仍能保持高效率，是公路网有限的工况下的最佳选择。此外，中国稀土储量丰富，也是日本稀土永磁产业有支撑基础的重要因素。目前，永磁同步电机在中国新能源汽车中的使用占比超过90%。

丰田、本田、日产等日本汽车公司基本采用永磁同步电机驱动系统，如丰田的普锐斯、本田的CIVIC等。因为在日本，有很多公司为永磁电机供应稀土磁体，而且大多数汽车都以中低速运行，所以更适合使用加速和减速效率高的永磁同步电机。日本在开发混合动力电动汽车方面处于世界领先地位，其中丰田普锐斯最为著名。

下图：国外主要新能源汽车的电动类型和供应商。

下图：中国主要新能源汽车的电动类型和供应商（乘用车）

下图：中国主要新能源汽车的电动类型和供应商（商用车）

总体来看，新能源汽车电机的技术要求更高，永磁同步电机最具优势。驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一。与传统工业电机相比，新能源汽车的驱动电机具有更高的技术要求。从综合性能来看，永磁同步电机最具优势，更能代表新能源汽车驱动电机的发展方向。由于中国稀土储量丰富，电机技术接近世界先进水平，预计永磁电机将长期占据中国新能源汽车电机市场。

二是新能源汽车汽车市场的特点

（A） 新能源汽车的快速发展催生了巨大的电机需求市场。

随着中国新能源汽车的快速发展，新能源汽车电机的增速也很高。据测算，2014年，国内新能源汽车电机市场规模为14.8亿元，其中乘用车驱动电机和乘用车驱动发动机分别占53%和42%，专用车电机占5%。2015年，中国新能源汽车电机产业的相应规模约为65.6亿元，公交车/乘用车/专用车驱动电机的份额分别为52%/33%/15%。

预计未来几年，随着新能源汽车产销的持续增长，电机市场将呈现高速增长趋势。预计2016年中国新能源汽车汽车市场将达到97亿辆，市场空间将超过……

到2020年将达到10亿元。（注：电机控制器不包括在内，将在另一篇研究文章中详细分析）

未来几年，新能源乘用车产销增速将习惯乘用车增速，乘用车电机占比将呈现上升趋势。预计到2020年，新能源乘用车电机占比将达到47.4%，新能源客车电机占比达到42.7%，特种车电机占比达10%。

下图：中国新能源汽车电机市场规模。

（B） 国内外技术存在差距

目前，中国新能源汽车的汽车市场在中国仍然自给自足，国际竞争对手参与较少。与国外相比，国内技术水平仍有许多差距。以专利为技术储备，近10年来，我国新能源汽车电机及驱动控制系统专利申请总量居世界首位，但技术水平最具体的发明专利仅占50%，远低于同期国外发明专利申请总量的90%。

下图：中国新能源汽车用电机专利。

下图：新能源汽车发动机的外国专利。

在全球范围内，德国、日本和韩国都拥有强大的电力驱动系统。国内奇瑞汽车、吉利汽车研究院、清华大学、长安汽车、上海中科申江电气、长安新能源、北京理工大学、比亚迪等企业和研究机构拥有丰富的技术储备。

下图：1996年至2015年，全球新能源汽车发动机专利申请量排名前20位。

（C） 产品相对成熟，参与者众多。

目前，新能源汽车驱动电机行业具有吸引力，潜在市场空间大，行业标准不确定，汽车供应链不成熟，可以与新能源汽车一起成长。这是一个理想的朝阳产业。现阶段，主要有三类市场（潜在）参与者：传统电机制造商、汽车零部件供应商和车企内部支持。

传统电机企业拥有成熟的生产能力和丰富的电机制造经验，而中小电机行业近年来一直处于低迷状态，转型为新能源驱动电机迫在眉睫。这类企业的生产线可以快速转型和切换，以适应新能源汽车订单的激增，并且在竞争中最具实力。如江特电机、大洋电机、方正电机、致新电机、正海磁材、耐得科（中纺瑞丽）、东方电机等均已转型为新能源汽车驱动电机生产阵营。

由于电力电子和材料储能技术的进步，汽车终端消费市场逐渐被电动化的新能源产品所取代。为了适应这种产品形态的渗透甚至颠覆，汽车原始设备制造商和零部件供应商有自我创新的需求，推出电动化的新一代产品。先锋包括华宇电气、南车时代电气、万向钱超、比亚迪、上汽和奇瑞汽车。

事实上，由于新能源汽车驱动系统的电机和控制器需要高效匹配，而两个行业的电机制造都强调资产，而控制器属于轻资产，具有一定的互补性，因此，越来越多的市场参与者希望将驱动系统作为一个整体进行包装、制造和销售。因此，电机和控制器之间的相互合作、并购和产业联盟越来越频繁，产业边界也逐渐模糊。这一趋势的另一个后果是电力系统集成的趋势。

由于新能源汽车行业享受了许多优惠政策，为了率先登陆新能源汽车电机市场，近年来，资本市场上出现了许多涉及新能源汽车发动机项目的并购案例，其中上海电驱、上海大军、，天津松正和大洋电气都是新能源汽车电机行业的佼佼者。海洋电气已经收购了上海电气，方正电气也将收购上海海能和德沃斯。国内汽车行业巨头纷纷收购新能源……

汽车发动机和上游材料公司通过并购来增加其竞争力，这表明这些企业对新能源汽车的重视。

由于新能源汽车的电机迟迟没有启动，因此有必要从汽车应用的角度出发，让汽车制造商和电机制造商共同研究制造出满足新能源汽车需求的专用电机。在中国乃至世界范围内，汽车电机是电机行业的一个小分支，但汽车电机的制造门槛很高。特别是，我国的电机驱动系统与国外的驱动系统仍有很大的差距和不足。得益于政策的支持和汽车巨头对市场的关注，中国新能源汽车产业正在加速发展。

三、国内主要新能源汽车电机企业

下图：国内外主要新能源汽车电机企业。一、新能源汽车用电动机的类型及发展趋势

（A） 电动机的结构和性能

驱动电机系统是新能源汽车的三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车的主要性能指标。它是电动汽车的重要组成部分。电动汽车的整个驱动系统包括两部分：电机驱动系统及其机械传动机构。电机驱动系统主要由电机、功率转换器、控制器、各种检测传感器和电源组成。

简单来说，电机驱动系统主要由两部分组成：驱动电机和电机控制器。从电机驱动系统的产业价值链来看，驱动电机和电机控制器的成本比大致相同。

下图：电机的结构部件。

新能源汽车的驱动电机属于中低压电机的范畴。由于其应用领域的特殊性，对其性能要求比普通中低压产品更高：

1） 调速范围广：新能源汽车有两种工况，要求在起步、加速和爬坡时在恒定扭矩范围内工作；在高速行驶时，要求电机在恒定的功率范围内工作；

2） 高功率密度，主要是以最小的空间限制和电池功率来提高巡航续航里程；

3） 安全可靠，要求电机工作稳定，具有良好的抗震散热性能；

4） 轻量化，即电机体积小，满足车辆轻量化的要求；

5） 过载能力强：在起动、加速和爬坡条件下，要求电机具有4-5倍的过载能力。

下表：新能源汽车驱动电机的性能要求。

（A） 不同电机类型的应用场景存在差异。

电动机通常需要具有两种功能：发电和发电。根据类型，可以选择几种电机，如直流、交流、永磁无刷或开关磁阻。根据所选择的电机类型，功率转换器包括DC/DC功率转换器、DC/AC功率转换器等。其功能是根据所选择电机的驱动电流要求，将电池的DC转换为具有相应电压电平的DC、AC或脉冲电源。

适用于新能源汽车的驱动电机有三种：永磁同步、交流异步和开关磁阻。由于其不同的特点，每一种都有自己的应用场合。

永磁同步电动机具有体积小、重量轻、功率密度高、可靠性高、调速精度高、响应速度快等优点。但最大功率低，成本高。永磁同步电机（PMSM）具有最高的功率密度，最高的工作效率可达97%，可以为车辆输出最大的功率和加速度，因此主要用于对能容比要求最高的新能源乘用车。

交流异步电动机价格低廉，运行可靠；然而，其固有的局限性是低功率密度、复杂的控制和小的调速范围。价格优势使其在新能源公交车中得到广泛应用。

开关磁阻电机价格低廉，电路简单可靠，调速范围广；

然而，振动和噪声大，控制系统复杂，直流电源会产生大的脉冲电流。用于大型公共汽车。

下图：驱动电机性能指标对比

资料来源：咨询一览。

目前，新能源汽车驱动电机的发展方向是：小型化、轻量化；高效率；更好的扭矩特性；使用寿命长，可靠性高；低噪音；

价格低廉。随着时间的推移，新能源驱动电机的发展呈现出以下趋势：

① 电机本体永磁体：永磁体电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率和高可靠性的优点。中国拥有世界上最丰富的稀土资源，因此高性能永磁电机是我国汽车驱动电机的重要发展方向。

② 电机控制数字化：专用芯片和数字信号处理器的出现，促进了电机控制器的数字化，提高了电机系统的控制精度，有效降低了系统体积。

③ 电机系统集成：通过机电集成（电机与发动机集成或电机与变速箱集成）和控制器集成，可以降低驱动系统的重量和体积，有效降低系统的制造成本。

（B） 永磁同步电机成为主流趋势

目前，交流异步电机主要由以特斯拉为首的美国车企和一些欧洲公司使用。一方面，这与特斯拉最初的技术路径选择有关。交流感应电机的价格较低，但体积大并不妨碍美国汽车的发展。另一方面，美国高速路网发达，交流电机的高速区间效率性能良好。

在包括中国和日本在内的其他国家，永磁同步电机仍然是新能源汽车中使用最广泛的电机。主要因素是它适合国内的路况。永磁同步电机在反复启停时仍能保持高效率，是公路网有限的工况下的最佳选择。此外，中国稀土储量丰富，也是日本稀土永磁产业有支撑基础的重要因素。目前，永磁同步电机在中国新能源汽车中的使用占比超过90%。

丰田、本田、日产等日本汽车公司基本采用永磁同步电机驱动系统，如丰田的普锐斯、本田的CIVIC等。因为在日本，有很多公司为永磁电机供应稀土磁体，而且大多数汽车都以中低速运行，所以更适合使用加速和减速效率高的永磁同步电机。日本在开发混合动力电动汽车方面处于世界领先地位，其中丰田普锐斯最为著名。

下图：国外主要新能源汽车的电动类型和供应商。

下图：中国主要新能源汽车的电动类型和供应商（乘用车）

下图：中国主要新能源汽车的电动类型和供应商（商用车）

总体来看，新能源汽车电机的技术要求更高，永磁同步电机最具优势。驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一。与传统工业电机相比，新能源汽车的驱动电机具有更高的技术要求。从综合性能来看，永磁同步电机最具优势，更能代表新能源汽车驱动电机的发展方向。由于中国稀土储量丰富，电机技术接近世界先进水平，预计永磁电机将长期占据中国新能源汽车电机市场。

二是新能源汽车汽车市场的特点

（A） 新能源汽车的快速发展催生了巨大的电机需求市场。

随着中国新能源汽车的快速发展，新能源汽车电机的增速也很高。据测算，2014年，国内新能源汽车电机市场规模为14.8亿元，其中乘用车驱动电机和乘用车驱动发动机分别占53%和42%，专用车电机占5%。2015年，中国新能源汽车电机产业的相应规模约为65.6亿元，公交车/乘用车/专用车驱动电机的份额分别为52%/33%/15%。

预计未来几年，随着新能源汽车产销的持续增长，电机市场将呈现高速增长趋势。预计2016年中国新能源汽车汽车市场将达到97亿辆，市场空间将超过……

到2020年将达到10亿元。（注：电机控制器不包括在内，将在另一篇研究文章中详细分析）

未来几年，新能源乘用车产销增速将习惯乘用车增速，乘用车电机占比将呈现上升趋势。预计到2020年，新能源乘用车电机占比将达到47.4%，新能源客车电机占比达到42.7%，特种车电机占比达10%。

下图：中国新能源汽车电机市场规模。

（B） 国内外技术存在差距

目前，中国新能源汽车的汽车市场在中国仍然自给自足，国际竞争对手参与较少。与国外相比，国内技术水平仍有许多差距。以专利为技术储备，近10年来，我国新能源汽车电机及驱动控制系统专利申请总量居世界首位，但技术水平最具体的发明专利仅占50%，远低于同期国外发明专利申请总量的90%。

下图：中国新能源汽车用电机专利。

下图：新能源汽车发动机的外国专利。

在全球范围内，德国、日本和韩国都拥有强大的电力驱动系统。国内奇瑞汽车、吉利汽车研究院、清华大学、长安汽车、上海中科申江电气、长安新能源、北京理工大学、比亚迪等企业和研究机构拥有丰富的技术储备。

下图：1996年至2015年，全球新能源汽车发动机专利申请量排名前20位。

（C） 产品相对成熟，参与者众多。

目前，新能源汽车驱动电机行业具有吸引力，潜在市场空间大，行业标准不确定，汽车供应链不成熟，可以与新能源汽车一起成长。这是一个理想的朝阳产业。现阶段，主要有三类市场（潜在）参与者：传统电机制造商、汽车零部件供应商和车企内部支持。

传统电机企业拥有成熟的生产能力和丰富的电机制造经验，而中小电机行业近年来一直处于低迷状态，转型为新能源驱动电机迫在眉睫。这类企业的生产线可以快速转型和切换，以适应新能源汽车订单的激增，并且在竞争中最具实力。如江特电机、大洋电机、方正电机、致新电机、正海磁材、耐得科（中纺瑞丽）、东方电机等均已转型为新能源汽车驱动电机生产阵营。

由于电力电子和材料储能技术的进步，汽车终端消费市场逐渐被电动化的新能源产品所取代。为了适应这种产品形态的渗透甚至颠覆，汽车原始设备制造商和零部件供应商有自我创新的需求，推出电动化的新一代产品。先锋包括华宇电气、南车时代电气、万向钱超、比亚迪、上汽和奇瑞汽车。

事实上，由于新能源汽车驱动系统的电机和控制器需要高效匹配，而两个行业的电机制造都强调资产，而控制器属于轻资产，具有一定的互补性，因此，越来越多的市场参与者希望将驱动系统作为一个整体进行包装、制造和销售。因此，电机和控制器之间的相互合作、并购和产业联盟越来越频繁，产业边界也逐渐模糊。这一趋势的另一个后果是电力系统集成的趋势。

由于新能源汽车行业享受了许多优惠政策，为了率先登陆新能源汽车电机市场，近年来，资本市场上出现了许多涉及新能源汽车发动机项目的并购案例，其中上海电驱、上海大军、，天津松正和大洋电气都是新能源汽车电机行业的佼佼者。海洋电气已经收购了上海电气，方正电气也将收购上海海能和德沃斯。国内汽车行业巨头纷纷收购新能源……

汽车发动机和上游材料公司通过并购来增加其竞争力，这表明这些企业对新能源汽车的重视。

由于新能源汽车的电机迟迟没有启动，因此有必要从汽车应用的角度出发，让汽车制造商和电机制造商共同研究制造出满足新能源汽车需求的专用电机。在中国乃至世界范围内，汽车电机是电机行业的一个小分支，但汽车电机的制造门槛很高。特别是，我国的电机驱动系统与国外的驱动系统仍有很大的差距和不足。得益于政策的支持和汽车巨头对市场的关注，中国新能源汽车产业正在加速发展。

三、国内主要新能源汽车电机企业

下图：国内外主要新能源汽车电机企业。

标签：丰田本田比亚迪长安奇瑞

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