NE时代徐笃升:xEV电驱动市场发展趋势

NE时代新能源

阅读 1319    更新于2022-09-30 13:28:00

2022年9月21-22日,由NE时代主办,巨力自动化总冠名,巨一动力、中车时代电气、华域电动、上海电驱动战略合作,华为数字能源、智新科技生态合作的“2022(第二届)全球xEV驱动系统技术暨产业大会”在上海嘉定圆满召开。

在22日的分论坛上,NE时代研究院咨询总监徐笃升分享的是xEV电驱动市场发展趋势。从市场层面看,如今的电驱动行业已是一片“血海” ,但未来前景预期依旧乐观的。从技术层面看,整车动力性、经济性等需求定义了电驱动产品,要求其做到低成本、高性能、小型化和轻量化,这使电驱动呈现出集成化、 高速化及高效率的技术趋势。

以下为现场实录:

我想先代表主办方感谢今天所有的分享嘉宾给我们非常干货和专业的分享,同时也想感谢在座的每一位参会嘉宾,谢谢大家。

NE时代是一家第三方汽车行研和战略咨询机构,今天和大家分享的是我们在市场方面的研究成果。分三个板块,市场趋势、技术趋势、提出的问题以及提供一些解决思路。

首先看一下市场。整车市场有了非常激进的增长。在这个增长的同时,我们看到原本中国在新能源渗透率上的目标,2025年20%,今年前8个月已经实现了24.1%的渗透率,提前完成了2025年的目标。在这样的态势下,电驱动产品也很激进。2022年1—8月每个月都实现了突破性增长,今年4、5月份因为众所周知的原因略微有所下滑,但是整体还是呈现了很大的上升态势。

如果切分这个产业链,可以把目前的玩家分成两类。一类是车企旗下的供应商。一类是独立第三方供应商。这些是指的系统层面。这两类供应商看一下大家的市场份额。之前都有一个观点,系统层面上OEM自制是一个几乎不可逆转的趋势,但是如果看今年的数据,OEM占据的份额比往年要下降一些。但如果拿掉特斯拉生产了大量车型出口,还是能看到OEM自制系统份额更高。目前63.5%的合计份额,OEM已经占据了绝对优势。

如果我们再看到电机电控的层面,市场份额占优的更多的还是独立第三方企业。不过也可以看到自制的情况。看每一个子部件的前十名的市场集中度,可以发现原本2017年的时候其实挺高的,但是走到2018—2020年集中度在慢慢下滑,说明市场很分散,有很多玩家进入了这个市场,竞争很激烈。可是到了21、22年电机电控集中度在缓慢抬升。什么原因?看到的是比亚迪、特斯拉等自制电机的OEM,他们销量上来以后就带来了这样的情况。电机电控虽然是目前第三方公司占优的领域,但是有正在变化的苗头。看到这幅图,我们做了一些调研,基本上主流车企在系统层面还有电机控制器层面开始做了一些动作,控制器领域做垂直整合。甚至功率模块上有了一些动作,芯片层面也有,后向整合的趋势在向上游产业链绵延。

等等这些对于第三方供应商来说就是一种重重的压力,上游有原材料涨价,下游有自制、降本压力,甚至还提出了软件白盒开发这样的要求。第三方供应商怎么办,怎样才能保有差异化竞争力,在降本的压力下生存。这是每一家都要思考的问题,也是非常难的事情。我们看到一个关键词叫求存谋变。求存也分两个阶段,过去两三年是要先生存,紧接着是要求共存,OEM目前还是需要整个产业链群策群力实现更高的电驱性能。但是OEM说我们要自制,把拥有巨大货值的产品抓在自己手里,接下来第三方就有很大压力。可是对于OEM来,还需要有一些第三方份额,和自己旗下的份额共存。共存的目的一,需要保证供应链安全。二,了解市场脉搏的变化。三,考虑对自己内部的供应商形成良性竞争的鞭策。这就给了第三方供应商机会,叫求共存。但不管是求生存还是共存,代表着这样的市场正在发生一些我们不太愿意看到的变化,大家想要谋变。我们做了一些提炼,比如寻求技术突破、引领行业方向,说起来容易做起来不容易。我们看到了很多权衡取舍,甚至深入到上游材料行业的Know—how的积累,想办法突破。或者调整商业模式,改变在价值链中的位置。我们交流的两家企业,本土和外资的,两家分别在不同时间做出了战略调整,把自己的重心或者明确或者实质意义上从系统退回到电机层面。一个说我做这个决策之后就没有焦虑了,我知道接下来要实现的核心竞争力在哪里,要怎样把全套体系全部调整到让这个核心竞争优势变得更强更大。另外一个说我们其实早就应该改变了,因为逐渐地发现我们在这个领域当中更多能接触到的还是子部件层面,那就应该更早地构建这样的优势,材料研发、设备研发和生产都要做这样的调整。还有横向和纵向战略联盟,这一两年发生了很多。有很多方法,哪一个方法能够破局,没有一个必然的答案,但是所有人都在思考怎样解决这样的问题。

如果我们把这件事情总结一下可以得出这样的结论,电驱动市场集中度不高,相对分散,意味着激烈的竞争。而这个激烈的竞争来自于电驱动领域的进入壁垒,相对于电气化其他领域比如电池稍微低一些,产品容易同质化,一直吸引着企业逐渐进入。在这样的过程当中进入壁垒不高,比如说结构性进入壁垒就是天然的技术优势并不存在。战略壁垒有一点,行业里面有一些领先企业主动降价绑定客户,形成了一定战略竞争壁垒,但是这个壁垒相当于没有,其他企业也可以做这件事情。车企,也就是最大的下游客户,加强供应链垂直整合,自制比例加大,从系统层面向上游部件蔓延。这样的过程所产生的情况,两句话,玩家众多、竞争激烈。结果就是低价竞争,就是亏损。但是有一个常识性问题:有这么多现实困难,这么多要吐的苦水,但是为什么这么多企业愿意在这个行业里玩?因为我们有非常乐观的前景预期,有庞大的市场规模。就算最终没有以差异化形成竞争体系,但也能够给坚守下去的企业以丰厚的回报,所以大家继续坚守在里面,就是因为未来的乐观预期。

这个预期到底有多少,我们也做了预测。左边是总量的增长,一直到2027年。如果继续保持这样的势头,千万级规模很快就会到来。右边是我们对每一个细分领域预测的可能的渗透率。300—500千瓦占了很大份额,但这里面包含两个类型,单电机和双电机。如果考虑到有很大一部分是用双电机实现的,100—200千瓦将是最大的市场。

一旦市场走到了千万级的规模,再决定这个市场竞争优势就不仅仅是价格,还有高质量的交付能力,也就是整个工业化体系。适合大规模生产、有利于大规模生产,一定是接下来要重点考虑的问题。还有供应体系的变化,原来链状的Tire1、Tire2、Tire3的结构,变成网状结构。有很多Tire1在向材料层面了解,很多主机厂也在想往Tire2、Tire3层面了解关键元器件存在什么变化,这都是大规模生产的情况下产生的供应链格局的调整。

接下来和大家谈一下技术趋势。在节能与技术路线2.0里面,基本上在关键领域已经提前实现了2025的目标,甚至我们看到已经有企业已经实现了2035年的系统功率密度目标。电驱动快速发展的推动,是来自于客户对整车的需求,整车对电驱动的需求,然后电驱动就是要高性能、低成本。高性能、低成本需要一些实现手段,是集成化,做高速化、高效率。但是也不是一贯的,在不同细分市场上也有不同的表现。这两幅图一个是2020年的时候市场上推出的新能源车不同级别车型峰值功率的分布。右边是22年1—8月份,非常清楚地看到B级别车以上有大量车在推出,但是同时我们也看到一个很有趣的现象,B级和C、D级车理论上我们都认为它应该是高功率、高性能,但是这些车当中居然出现了50—100千瓦、100—150千瓦覆盖的空间。

集成化,三合一系统和电驱一样,都是一个高速增长的态势,而且每个月都是同比正增长。累计可以看到相对于去年同期1—8月份已经是136%的增长了,同时看一下渗透率,看起来好像三合一加上多合一的总渗透率和刚刚一样,有所下滑,不像之前那样大趋势增长,21相对于20年三合一渗透率非常高,但是到了22年下滑了一点点,这个原因也是部分来自于特斯拉的出口。有一个很值得大家注意的变化,1%左右的21年多合一渗透率到了22年变成了5%以上,这代表着多合一已经开始要走进市场了,而且基于它自身的特点在180千瓦以下率先应用。不说售后服务、耐久性的问题,这个渗透率已经是不争的事实,明年应该会有更多的提升。集成就是从最简单的结构集成往更深入的集成发展,三合一是不争的主流,但是多合一要不要继续集成,集成哪些,在哪些车型上应用,这是行业在思考的问题。不同企业有不同的需求,比如我们和一家主机厂交流,大家都认为前几年火过了这几年没有人提的轮毂电机和轴向磁通电机,在他们看来是非常有必要需要关注的技术。这个技术的突破有可能会对整车形态带来巨大的变化,作为一家前瞻性的企业,一定要在这个领域有所关注,所以大家在关注是不是到25年的时候一旦轴向磁通电机在工艺上有了进展,或者轮毂电机能够解决现在的痛点问题,就会带来相应的变化。如果一个热点技术提了几年没人提自然有它的原因,但是当有人关注的时候也有它的原因。再往后是怎样的趋势变化,还需要行业里一起共同探讨。

再看一下高转速,可以看到14000—16000是当前的主流,绝大部分细分领域渗透率都是最高。我们也看到大于16000以上甚至18000—20000的应用。这样的高转速应用有前提,因为在有些地方达到了突破,就像今天首钢专家提到的高强度硅钢片的突破。但是要面临一些问题,有电磁领域的问题,也有机械和控制的问题。行业里都有解决方案,最终还是要能够落地才能真正解决问题。

可以看到扁线和油冷的渗透率逐步提升。扁线在中低速有一定优势,效率更高。但是到了高速领域就没有优势了,主要是交流效应导致发热更高,与高速化有一点相悖了,但是也有解决方案,就是油冷,高速的时候用油冷带走更多热量,解决高速和持续功率不足的问题,高速+扁线+油冷,这是非常合理的组合,是电机领域不争的趋势。再加上扁线电机相比圆线电机,适合大规模生产、自动化生产。

效率优化,是全局的优化。比如说高压油冷电机,绝缘纸出现了障碍,耐高压的不耐油,耐油的又不耐高压,怎么办?原材料层面的突破可能是接下来电机能够实现有效突破的很重要的思路。有企业提出了新方案,同时解决耐油和耐高压的问题。

高压并不是电驱动提出来的,而是快充领域有这样的需求。之前特斯拉走的是大电流的路线,国内倾向于高压路线,同等功率下电流可以下降一半,导线可以更轻,对轻量化也有帮助。当高压快充需求蔓延到整车平台,对应地提出来电驱动也需要适应这样的需求,带来了刚才讲的绝缘、耐压领域的更多要求。电驱动在主动拥抱这个需求。我们定义今天在800V应用的前夜。400V还是目前主流。每个车企对800V的看法并不一样。基本上分成三类,左边是比较积极推进的,一些造车新势力,积极推进800V,完成对400V平台的迭代。中间的车企稳健地应用,推出同时兼容800和400V的平台,要么做高低配差异,要么做不同级别车型的配合,这是大多数车企的主流方案。我们还看到一些800V领域目前还没有很多动作的,但是也不会完全没有,更多的是技术储备。这是我们交流的一部分车企对这个事情的看法。800V理论上来说,就是未来已来。

正好在功率器件上。原先400V领域IGBT已经很成熟了,但是到了800V领域IGBT有效率的损失。三电平拓扑结构的逆变器,降低对功率模块的耐压要求,可以让IGBT继续应用,或者让氮化镓应用。不只是这一个好处,还有其他的提升效率的优势。但目前行业认为,三电平会带来更复杂的拓扑结构以及控制方案,还在预研或者方案论证的过程当中。碳化硅在当前情况下有一些400V的应用,为什么800V下效果更好却用在400V呢?核心原因是在于有些车企有着非常高的热安全要求,导致了电池的成组效率没有那么高,整车搭载的电量不多,续航里程达不到设计目标,可能就差几十公里。400V的平台不变,用了碳化硅,这几十公里就到了,但是成本肯定会上升一些。对于有这样需求的车型来说,本身在成本的敏感性上就要更低一些,这是导致400V碳化硅应用的很大一部分原因。但是碳化硅的潜力是来自于800V下更高的开关频率和电压压摆率,降低电机的谐波损耗提升效率,最终还是要走到800V。我们基于行业研究,对未来几种形态做了预测。400V IGBT会逐渐减少。400V碳化硅,一开始有应用,但是逐渐碳化硅会回归到800V。800V的IGBT也会有所应用,核心原因在于应用于800V碳化硅的车型很多时候都是四驱高性能车型,辅驱上可能考虑用800V IGBT已经满足要求了。大家也在和上游产业链合作,究竟碳化硅什么时候迎来大规模量产,这是我们的预测,供大家做个参考。

最后,我们做了一个简单的产品未来形态预测,接下来几年可能在集成度、电机绕组形式、冷却方式,功率器件、减速器上,会分不同的车型级别和功率段搭载,每一个细分市场对电驱动产品的要求也不一样,具体形态和参数都值得去探讨。包括,关于主驱和辅驱技术路线怎么演变。早期,像蔚来在主驱用大功率的异步,辅驱用了小功率的永磁,我们也看到有一些车企主辅驱都用永磁,实现规模效益,降低成本。我们也看到行业慢慢达成了一个共识,主驱用永磁,辅驱用异步。

上面主要是我们对市场和技术趋势的分享。

第三部分,新趋势下的挑战和机遇。如果我们说未来是有巨大市场规模的,怎么抓住它,到底怎样的核心竞争力能抓住它,刚才举了一些改变在产业链中位置的企业的看法。年产量达到百万台问题更多爆发出来,怎样保供,怎样在质量管理的阶段能够让良品率更高,这就意味着更低的成本。如何应对车企垂直整合不断深入上游产业链。如何应对产品同质、低价竞争、降本压力等诸多问题。还有,多方混战有没有其他的突围路径?

这些问题都没有标准答案,我们提供了一些分享,相信这两天论坛大家肯定也会有一些不一样的感受、启发或者联想。NE时代希望和行业里所有企业以及上下游一起提出一些更好的、多方共赢的方案,和大家共同解决和面对这些问题。

以上就是我今天的分享。感谢大家。

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