【专家报告第七期】
近年来,汽车的电动化趋势在中国市场得到了进一步发展。根据S&P Global Mobility (原IHS Markit)的预测:2021年,大中华区的轻型车市场产量中12%来自纯电动分类,纯电车型产量达到280万辆。插电混动和非插电全混车型产量也有相应增长,在2021年轻型车产量占比分别为2%和3%。预计在未来几年内,电动化车型产量将持续增长,电机产量预计在2025年达到2300万台。
第二届CWIEME顾问专家委员
杨洁 女士
IHS Markit (现已并入S&P GLobal Mobility),高级分析师
目前担任IHS Markit公司的中国汽车供应链与汽车技术研究团队的高级分析师职位,主要负责动力系统与热管理领域相关技术的市场趋势预测和供应链分析。在加入IHS Markit之前,杨女士服务于戴姆勒中国研发中心,担任动力总成工程师,负责热管理系统的开发工作。杨女士拥有美国南加州大学工程硕士学位。
市场上的电机根据其在动力系统中所处的相对位置,可被分为以下四类:
Engine-mounted电机
主要是指用于轻混和全混架构的皮带式电机,近年来整体产量保持增长,2021年大中华区的产量达到100万台。在S&P Global Mobility的预测数据中,皮带式电机产量将会继续增长, 2025年预估体量上涨到280万台。此类型电机的产量将在2027年左右达到峰值,在之后将会经历逐年的缓慢下降的过程。大中华区在2021年生产的电机中有16%为皮带式电机,市场占比将于2025年下降到12%,2033年预计只有7%的电机产量为皮带电机。
Transmission-connected电机
主要用于插电及非插电全混车型,能为驱动系统提供更多的动力并同时帮助有效降低油耗。在S&P Global Mobility的预测中,此类电机在2021年大中华区范围内产量达到250万台,占电机总产量的36%。预测在未来三年持续增长并在2025年上升到1080万台的产量,占当年电机总量的45%。2033年体量上涨至1600万台,占比为38%。
E-Axle电机分类指直接驱动车辆的P4电机
通常用于插电和非插电全混车型,以及纯电车型。根据S&P Global Mobility的预测数据,此类型电机在2021年的大中华区产量为340万台,占当年电机总产量的49%。随着中国市场对高度电动化车型的接受度进一步提高,消费者对此类车型展现出前所未有的热情,混动和纯电车型预计会在未来几年内高速增长。这一趋势也使得在这几种动力架构中普遍适用的E-Axle电机的预期产量随之上涨,对于纯电车型尤为明显,大中华区的纯电车型在可预见的未来基本全部会使用E-Axle电机,体量在2025年预计达到1020万台,占当年总量的43%。到2033年此分类电机的产量达到2300万台,占比提高至56%。
轮毂电机
可被应用于多种动力架构上,优势在于能够帮助降低系统重量并使传动系统结构更加简单。但是此技术目前仍处于早期阶段,问题较多,在全球范围内只有非常有限数量的车型在使用,在中国市场还未面世。根据我们的预测,在未来十年内,轮毂电机在大中华区不会有可观的占比。预计未来的使用场景包括越野车型,摆渡车以及机场运输车辆。
永磁电机
是目前大中华区市场使用最为广泛的电机类型。除了在Engine-mounted电机分类下,更多的会使用爪极同步电机(多用于轻混车型)。预计未来在大中华区的Transmission-connected电机和E-Axle电机分类下,永磁电机将继续占据市场主流。在S&P Global Mobility的预测中,2025年的电机产量中80%将会是永磁电机,感应电机只占据4%的市场。永磁电机的优势主要在于其更高的效率,使得在同等电池容量下车辆达到更长的续航里程,这点对于纯电车型尤其重要。而永磁电机更紧凑的体积和更轻的重量也是此类型电机更受主机厂青睐的原因。
电机冷却
电机的冷却是电机设计中的一个重点,冷却系统的性能会影响到电机的功率密度和效率。Engine-mounted电机目前多数使用风冷设计,并且在可预见的未来这种冷却方式都会是此分类电机的主流策略。而在Transmission-connected电机分类下,风冷,水冷和油冷策略都会占有一定的份额,油冷技术的占比目前正在经历上升期。对于E-Axle电机来说,水冷仍会是未来的主流,在2021年占比约57%,到2025年占比达到68%。风冷E-Axle电机更多用于微型车上,2021年风冷电机的市场份额为22%,预计到2025年下降到8%。
OEM自产电机的占比从2021年到2033年会经历一定的下滑。外购电机的比例在2021年为52%,自产为47%,只有1%的电机来自主机厂和供应商的合资企业。根据S&P Global Mobility的预测,外购电机的占比将会在2033年达到60%,相对的自产电机降低到38%。大中华区销量前列的纯电车型中,自产比例会在未来有所上升,从2021年的大约一半的占比,在之后几年内上升到60%。
在中国市场的OEM会在未来更多的参与电驱系统的集成,为自家车型提供整体电驱系统,其中一部分会继续选择从供应商处购买电机这一零部件。In-house系统集成在未来十年会逐渐成为主机厂更倾向于选择的路线,预计在2033年,70%的电机产量将会来自于主机厂的In-house集成。
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