新能源轿车，在没有内燃机的前提下，其电机尤为重要，因为电机需求把电池发生的能量转为动能。就比如传统轿车的内燃机，其间的电控系统是重中之重。这次为咱们一同剖析电机的电控系统。

  新能源轿车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功用的代替，其功用直接决议了电动轿车的爬坡、加快、最高速度等首要功用指标，电机电控系统其技能、制作水平直接影响整车的功用和本钱。电控和电机占比约为20%至30%，整车制作及其他零部件占到30%以上。一般一辆新能源轿车搭载电机与电控各一个，高达96%的纯电动轿车电机与电控配套供给，电机与电控的配套能够尽可能的完成零部件集成化，未来“三电”配套是职业一致。商场测算2020年我国电驱动系统310亿元需求规划，估计2020年新能源轿车产值到达200万辆水平，其间新能源乘用车占比到达73%、新能源专用车占比14%、新能源客车占比12%。

  国内车用驱动电机多用永磁同步电机，原资料本钱的占比较高，首要包含铁芯叠片、驱动轴体等钢材，钕铁硼等稀土永磁资料，镁铝合金以及铜材等根本金属。永磁电机中心的原资料便是钕铁硼磁材，钕铁硼磁性资料是钕、氧化铁等的合金，2015年全球钕铁硼永磁资料产值为14.3万吨，我国产值占比到达88.8%。

  长期以来国外电机企业在高端电机范畴处于主导地位，包含专业轿车零部件供给商，如采埃孚（ZF）、大陆（Continental）、博世（Bosch）世界轿车供给量巨子。台湾富田电机是特斯拉车用电机的独家供给商，并向宝马MiniE车型供给沟通电机的定子与转子硅钢片。2013年，富田电机共向特斯拉供给驱动电机2.6万台，2015年产值打破5万台，2016年打破8万台，跟着MODEL3的正式发动量产，电机独家供给商富田电机将深度获益。

  电动轿车电机操控器通过对转矩、转速和转向进行操控，一方面能够进步电动轿车的驱动操控水平，确保电动轿车的高效、安稳运转，添加电动轿车的行使路程。在新能源轿车范畴，电机操控系统IGBT运用于逆变器中，占整个操控器本钱的40-50%，是电控中心模块。

  IGBT模块在新能源轿车驱动中作为大功率高频率开关运用，对各项功用指标要求极高，对牢靠性要求更严厉，其本钱能占到新能源整车本钱的10%。大陆现在的IGBT等功率元器材大部分依靠进口，90％首要依靠进口，进口代替空间巨大。日德企业称霸全球，日系方面，三菱及富士等日系企业实力微弱，德系的英飞凌也是全球IGBT龙头企业之一。

  2014至2016年间，我国新能源轿车电机装机数量从7.2万台添加至56.2万台，截止至2016年末，新能源轿车驱动电机供给商198家，较2015年添加52家，但大部分商场参与者规划偏小。电机电控厂商可分为整车厂、传统零部件企业和专业电机电控企业三种。现在首要电机电控厂商布局电机电控系统有三种方法：一是车企自建电机电控，其次是具有其它范畴电机出产经历的企业，最终是专门针对电动车树立的电机企业。

  国内涵电机、电控范畴的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控中心组件如IGBT芯片等仍不具有彻底自主出产才能。从电机转速来看，国内驱动电机能够到达12000rpm，与世界14000-16000rpm仍有必定距离。在高功用立异结构电机的开发上，例如矩形道题、分段道题、定子铁芯嵌入和冷却技能等方面，我国相关企业还处于起步阶段。跟着国内电机电控系统工业链的逐渐完善，电机电控系统的国产化率逐渐进步。

  国产IGBT已构成了IDM形式和集成器材制作代工形式的IGBT完好工业链，并逐渐进入国内车企供给链。中车株洲时代与北汽新能源签署协议，上海先进与比亚迪、国家电网树立工业联盟，为比亚迪IGBT中心供给商，华润上华和华虹宏力IGBT芯片已进入量产。

  虽然新能源轿车开展局势向好，单是2017年上半年，新能源轿车电机板块呈现了营收和净赢利下滑的趋势，即便部分电机企业的赢利没有下滑，其添加快度也没有到达之前预期。现在，新能源电机电控职业陷入了上下游两头揉捏的困境。

  首先是方针上的改变，国家在2016年末对新能源轿车职业的补助方针进行了调整，本年一季度的商用车根本归于清零状况，因而电机企业的配套也大幅削减。其次是电机原资料价格大幅上涨10%-50%，关于电控，要害组件IGBT依靠进口，导致元器材本钱较高；最终是供给厂商的激增，国外厂商在我国建厂，国内电机职业竞赛将会愈加剧烈。

  未来布局动力总成是降本提效的大趋势，相关厂商只要具有杰出的本钱办理操控才能，才干有较好的开展空间，没有实力的企业会被逐渐筛选。但在全球轿车电动化开展的浪潮下，电机电控企业对未来的开展依然比较达观，职业也将逐渐由当时散乱的状况逐渐会集。

  新能源轿车作为传统燃油轿车的代替品，其首要电气系统即为在传统轿车“三小电”(空调、转向、制动)基础上延伸发生的电动动力总成系统“三大电”——电池、电机、电控。其间，电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功用的代替，其功用直接决议了电动轿车的爬坡、加快、最高速度等首要功用指标。

  一起，新能源轿车电机、电控系统面对的工况相对杂乱：需求能够频频起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速规划；混合动力车还需求处理电机发动、电机发电、制动能量回馈等特别功用。此外，电机的能耗直接决议了固定电池容量情况下的续航路程。因而，电动轿车驱动系统在负载要求、技能功用和工作环境上有特别要求：

  其一，驱动电机要有更高的能量密度，完成轻量化、低本钱，习惯有限的车内空间，一起要具有能量回馈才能，下降整车能耗；

  第二，驱动电机一起具有高速宽调速和低速大扭矩，以供给高发动速度、爬坡功用和高速加快功用；

  第三，电控系统要有高操控精度、高动态呼应速率，并一起供给高安全性和牢靠性。

  电机电控系统作为新能源轿车工业链的重要一环，其技能、制作水平直接影响整车的功用和本钱。现在，国内涵电机、电控范畴的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控中心组件如IGBT芯片等仍不具有彻底自主出产才能，具有系统完好知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。跟着国内电机电控系统工业链的逐渐完善，电机电控系统的国产化率逐渐进步，电机电控商场具有的增速有望超越新能源轿车整车商场的增速。

  此外，跟着整车车体结构轻量化的推进，电池、电机、电控系统在新能源轿车整车中的本钱占比也逐渐上升。依据Argonne国家实验室计算数据，新能源轿车动力总成(电机、电控、变速器)的本钱别离占整车本钱的15.67%(轿车)和13.69%(小型货车)，总成占比仅次于电池和BMS系统。在新能源轿车补助逐渐退坡的方针驱动下，动力总本钱钱、分量下降的压力将逐渐向上传导至电机、电控产品厂商，具有技能、规划优势的供给商将在本钱下降的过程中占有优势。因而，电机电控商场依然在很大程度上影响新能源轿车商场的走向。

  电动机在工业中的运用十分广泛，功率掩盖规划宽，品种也许多。但因为新能源轿车在功率、转矩、体积、质量、散热等方面对驱动电机有更高的要求，因而，比较工业电机，新能源轿车驱动电机有必要具有更优秀的功用，如：小体积以习惯车辆有限的内部空间，工作温度规划宽(-40~1050C)，习惯不安稳的工作环境，高牢靠性以确保车辆和乘员的安全，高功率密度以供给杰出的加快功用(1.0-1.5kW/kg)等，因而驱动电机的品种相对较少，功率掩盖也相对较窄，产品相对会集。

  现在，运用于新能源轿车的驱动电机首要包含直流电机、沟通电机和开关磁阻电机三类，其间在现在乘用车、商用车范畴运用较为广泛的电机包含直流(无刷)电机、沟通感应(异步)电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。其他特别类型的驱动电机包含轮毂/轮边电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量改换器(Dmp-EVT)，现在商场化运用较少，是否能够大规划推行需求更长时刻的车型验证。

  (1)沟通异步电机，也称为感应电机(InductionMotor)，在定子绕组中输入三相沟通电，定子绕组中的励磁电流在定子铁芯中发生旋转磁场，此刻转子绕组中有感应电流通过并推进转子作旋转运动。当转子带有机械负载时，转子电流添加，因为电磁感应效果，定子绕组中的励磁电流也添加。沟通异步电机操控器选用脉宽调制(PWM)方法完成高压直流到三相沟通的电源改换，选用变频器完成电机调速，选用矢量操控或直接转矩操控完成转矩操控的快速呼应，满意负载改变特性的要求。

  沟通异步电机的长处在于结构简略，定子转子无直接触摸，运转牢靠性强，转速高，保护本钱低。不足之处在于能耗高，转子发热快，高速工况下需求额定冷却系统；功率因数低，需求大容量的变频器，造价较高，调速性较差。现在，沟通异步电机首要用于空间要求较低、且速度功用要求不高的电动客车、物流车、商用车等车型中。

  (2)永磁电机(PermanentMagneticMotor)包含永磁同步电机(正弦波)和永磁无刷直流电机(方波)两大类，其转子均由永磁资料制成，定子选用三相绕组，输入调制方波发生旋转磁场带动永磁转子滚动。永磁同步电机的长处在于其较大的转矩和驱动功率，具有高功率密度和宽调速规划，且没有励磁损耗和散热问题，电机结构简略，体积比同功率的异步电机小15%以上；其缺陷在于高速运转时操控杂乱，永磁体退磁问题现在难以解决，电机造价较高。现在，永磁同步电机首要运用于体积小，且速度、操控功用要求较高的电动乘用车范畴，部分中小型客车亦开端测验运用永磁电机作为驱动源。永磁无刷直流电机则一般在小功率电动轿车、低速电动车范畴运用较为广泛。

  (3)开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor)的定子和转子铁芯均由硅钢片叠压而成，运用冲片上的齿槽构成双凸极结构，定子发生歪曲磁场，运用“磁阻最小原理”驱动转子运动。开关磁阻电机结构和操控简略、出力大，牢靠性高，本钱低，起动制动功用好，运转功率高，但电机噪声高，但转矩脉动严峻，非线性严峻，在电动轿车驱动中有利有弊，现在电动轿车运用较少。

  (4)直流电机(DCMotor)通过在定子主磁极上绕制励磁线圈并通以直流电以发生磁场，转子电枢绕组也通以直流电，通电绕组置于磁场中输出电磁转矩拖动负载运转。直流电机操控器一般选用晶闸管脉宽调制方法(PWM)，操控功用好，调速滑润度高，操控简略，技能老练，且本钱较低。直流电机的缺陷是需求独立的电刷和换向器，导致速度提高受限；电刷易损耗，保护本钱较高。直流电机多用于前期的电动轿车驱动系统，现在新研制的车型现已根本不再选用。

  现在，新能源轿车所运用的电机以沟通感应电机和永磁同步电机为主。其间，日韩车系现在多选用永磁电机，转速区间和功率相对都较高，可是需求运用贵重的系统永磁资料钕铁硼；欧美车系则多选用沟通感应电机，首要原因是关于稀土资源匮乏，以及下降电机本钱考虑，其下风则首要是转速区间小，功率低，需求功用更高的调速器以匹配功用。特斯拉公司在其本代车型ModelS和ModelX上均选用的是自行规划的沟通感应电机。

  我国稀土资源丰富，因而电动乘用车多选用功率功用高、体积较小的永磁同步电机。依据我国轿车工业协会计算数据，2016年上半年，我国纯电动轿车产销量别离到达13.4万辆、12.6万辆，同比别离添加160.8%、161.6%。上半年出产纯电动乘用车约70000辆，其间永磁同步电机的装机占比约为65.7%，比15年同期添加21.25个百分点，比15年全年添加了19.99个百分点。

  同期，国产新能源乘用车用沟通异步电机的商场分额在逐渐减小，从2015年上半年的35.1%下滑至2016年上半年年的32.9%；而混合励磁同步电机的占比则从0.03%上升至1.10%，虽然肯定占比仍相对较小，但装机率有望坚持小幅安稳的添加态势，未来有可能在纯电动乘用车范畴首先取得打破性开展。

  电机操控器在传统轿车的车载电机中已有运用，通过功率半导体、微处理器等电力电子器材，选用中低压变频等方法完成对车用空调压缩机、转向助力泵电机等进行调控的功用。电动轿车电机操控器作为操控电动轿车驱动电机的设备，通过接纳整车操控器和操控组织(制动踏板、油门踏板、换挡组织)传送的操控信息，对驱动电机转速、转矩和转向进行操控，并可一起对动力电池的输出进行相应操控。

  现在，部分“多合一”的电控产品现已在电动轿车中投入运用，一起集成了传统轿车分立的空调压缩机、转向助力泵电机、气泵电机操控器，以及混合动力车型中选用的BSG/ISG电机等。跟着微芯片在整车及总成操控中的运用逐渐广泛，多合一电控产品的本钱有望进一步下降，单一操控器将逐渐被集成化“车辆中心操控器”所替代。

  电控系统的规划和标定与电机系统相关程度较高，依据匹配电机的不同，电控系统需求开发不同技能渠道。前期的直流电机一般选用脉宽调制(PWM)斩波操控的方法进行操控，操控手法相对单一，运用也有局限性。跟着感应电机和永磁电机的很多运用，电控系统的杂乱程度敏捷上升，矢量操控技能和直接转矩操控技能成为电控产品的技能干流，电动乘用车的遍及关于电机和电控系统的集成程度要求也越来越高。能够预见的是，未来电机与电控企业的事务穿插程度将逐渐进步，可供给电机电控一体化动力总成产品的企业将有助

  作为新能源轿车“三大电”之二，比较动力电池职业的快速开展以及高重视度，国内电机电控职业则相对“低沉”。咱们以为，电机电控职业受商场重视度低于电池首要是两方面原因：其一，新能源轿车电机电控工业根本与国内电动轿车商场同步发动，整车企业关于电动轿车的研制、收购、出产和出售等流程都处于探究和完善阶段，关于电机电控配套职业的规范和系统也没有成型；

  其二，锂电池在3C等范畴运用有近20年前史，职业构成了相对完好的技能规范和产品系统，转用为动力电池有必定的参阅和学习，而新能源轿车电机与工业电机技能道路和要求不同较大，专业企业中很大一部分仍为10年以内的创业型企业，职业没有构成明晰安稳的商场格式。现在，新能源轿车驱动电机的厂商首要包含两类：第一类是具有电机电控供给链的电动轿车整车企业，由其自有出产才能或相关供给链企业向其供给悉数或部分电机电控产品，部分整车厂的电机电控产品也少数外销。这类企业一般为传统轿车制作企业，通过多年堆集，具有完好的零部件出产才能。现在国内的主机厂中，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有自主供给电机电控产品的才能。

  第二类是专业从事轿车零部件供给或专业从事电机电控产品供给的企业，其间包含专业轿车零部件供给商，如采埃孚(ZF)、大陆(Continental)、博世(Bosch)、日立(Hitachi)、现代摩比斯(Mobis)等世界轿车供给量巨子；以及国内外新式的专业电机电操控作企业，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、变频器等出产企业也依靠在研制、出产上的技能堆集，活跃转型介入新能源轿车电机电控相关产品的供给，如汇川技能、英威腾、卧龙电气、方正电机、江特电机等。

  依据职业计算，2016年1-7月国内出产的超越18万辆纯电动轿车中，整车厂自行供给和第三方电机企业供给的电机装机占比别离为55.4%和44.6%，整车厂自行供给和第三方电控企业供给的电控装机占比别离为56.2%和43.8%，份额根本相等。

  依据职业计算，2016年1-7月国内出产的超越18万辆纯电动轿车中，整车厂自行供给和第三方电机企业供给的电机装机占比别离为55.4%和44.6%，整车厂自行供给和第三方电控企业供给的电控装机占比别离为56.2%和43.8%，份额根本相等。

  依据中机中心发布的新能源轿车装机数据计算，2016年1-7月，第三方电机企业到达92家，第三方电控企业到达98家，别离供给了44.6%和43.8%的装机量。第三方电机、电控企业，在第三方商场中的最高市占率仅别离为14.5%和18.4%，在全体电机、电控商场的市占率更是仅为6.48%和8.07%。整个电机、电控商场仍处于未定型的竞赛格式，尚无任何企业对商场构成控制性优势，转型企业、新式企业均有机会在商场中锋芒毕露，敏捷取得较大的商场份额。

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