新能源車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)行業(yè)報(bào)告

1、行業(yè)深度分析/汽車零部件內(nèi)容目錄1. 電機(jī)電控技術(shù)路徑迭代，高功率密度是發(fā)展方向. 51.1. 新能車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)詳解. 51.2. 扁線化趨勢(shì)明確，雙電機(jī)占比提升. 101.3. IGBT 單管并聯(lián)滲透率有望提高，高壓碳化硅趨勢(shì)明確. 122. 中高端車型比例上升，電驅(qū)動(dòng)行業(yè)規(guī)模加速擴(kuò)張. 172.1. 電動(dòng)化大勢(shì)所趨，中高端車型自主份額提升. 172.2. 混動(dòng)技術(shù)逐步突破，推動(dòng)傳統(tǒng)汽車向新能源過度. 202.3. 市場(chǎng)規(guī)模加速擴(kuò)張，行業(yè)格局逐步清晰. 233. 三方與主機(jī)廠并存，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的全球化. 243.1. 電驅(qū)動(dòng)行業(yè)升級(jí)，市場(chǎng)集中度提升. 243.2. 主機(jī)廠自制與第三方供應(yīng)并存，

2、國(guó)內(nèi)第三方比例持續(xù)提升. 263.3. 三方供應(yīng)商逐步切入國(guó)際客戶，全球化加速. 284. 推薦標(biāo)的. 314.1. 方正電機(jī)：扁線電機(jī)龍頭，產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張. 314.2. 英搏爾：?jiǎn)喂懿⒙?lián)有效降本，集成芯滲透率有望提升. 314.3. 巨一科技：裝備電驅(qū)雙輪驅(qū)動(dòng)，新勢(shì)力客戶拓展順利. 324.4. 臥龍電驅(qū)：客戶持續(xù)擴(kuò)展，新能源業(yè)務(wù)加速. 324.5. 金杯電工：扁線細(xì)分龍頭，產(chǎn)品覆蓋主流車企. 334.6. 精達(dá)股份：深度綁定核心客戶，扁線產(chǎn)能擴(kuò)張迅速. 345. 風(fēng)險(xiǎn)提示. 35圖表目錄圖 1：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成. 5圖 2：新能車電機(jī)的分類. 5圖 3：磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的定轉(zhuǎn)子. 5

3、圖 4：2021 年新能源汽車乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型分布. 6圖 5：永磁同步電機(jī)的構(gòu)成. 7圖 6：永磁同步電機(jī)成本構(gòu)成. 7圖 7：電機(jī)生產(chǎn)工藝流程圖. 7圖 8：電機(jī)控制器硬件構(gòu)成. 8圖 9：電機(jī)控制器成本構(gòu)成. 8圖 10：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成. 9圖 11：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成可以有效降本. 9圖 12：多合一集成技術(shù)迭代. 9圖 13：2021 年單月三合一系統(tǒng)銷量. 10圖 14：三合一電驅(qū)動(dòng)滲透率持續(xù)上升. 10圖 15：圓線繞組和扁線繞組. 10圖 16：扁線電機(jī)綜合性能優(yōu)于圓線電機(jī). 10圖 17：Hairpin 工藝流程圖.11圖 18：Si 基器件和 SiC 器件耐壓程度對(duì)比. 1

4、5圖 19：SiC 功率器件對(duì)比 Si 功率器件優(yōu)勢(shì). 15圖 20：SiC 逆變器通過增加續(xù)航減少成本. 17圖 21：2018-2022Q1 國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷情況（萬輛）. 17本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。2行業(yè)深度分析/汽車零部件圖 22：近六個(gè)月純電動(dòng)和插電混動(dòng)銷量（萬輛）. 17圖 23：近兩年新勢(shì)力車企銷量（單位：萬輛）. 18圖 24：2021 年分價(jià)位新能車銷量及占比（單位：萬輛）. 19圖 25：2022E 分價(jià)位新能車銷量及占比（單位：萬輛）. 19圖 26：2021-2022E 純電動(dòng)車市場(chǎng)份額（單位：萬輛）. 20圖 27：2021-2

5、022E 混動(dòng)車市場(chǎng)份額（單位：萬輛）. 20圖 28：HEV 工作原理. 21圖 29：PHEV 工作原理 . 21圖 30：近五年 BEV、HEV、P HEV 銷量（單位：萬輛） . 23圖 31：新能源汽車銷量預(yù)測(cè)（單位：萬輛）. 24圖 32：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模（單位：億）. 24圖 33：2021 電機(jī)銷量前 10 企業(yè). 24圖 34：2021 電控銷量前 10 企業(yè). 24圖 35：近五年四家公司研發(fā)投入占比. 25圖 36：近五年四家公司電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)毛利率. 25圖 37：扁線電機(jī)的成本構(gòu)成. 25圖 38：釹鐵硼永磁材料價(jià)格上漲（單位：萬元/噸）. 25圖 39：2020

6、年和 2021 年電機(jī)裝機(jī)量 CR10. 26圖 40：2020 年和 2021 年電控裝機(jī)量 CR10. 26圖 41：近三年四家公司的研發(fā)投入（單位：億元）. 27圖 42：近三年四家公司的研發(fā)人員. 27圖 43：2020 和 2021 年電機(jī)裝機(jī)量 TOP10 比例. 28圖 44：2020 和 2021 年電控裝機(jī)量 TOP10 比例. 28圖 45：海外新能源汽車銷量（單位：萬輛）. 29圖 46：2019-2024E 方正電機(jī)營(yíng)業(yè)收入及增速. 31圖 47：2019-2024E 方正電機(jī)歸母凈利潤(rùn)及增速. 31圖 48：2019-2023E 英搏爾營(yíng)業(yè)收入及增速. 32圖 49：

7、2019-2023E 英搏爾歸母凈利潤(rùn)及增速. 32圖 50：2017-2021 巨一科技營(yíng)業(yè)收入及增速. 32圖 51：2017-2021 巨一科技?xì)w母凈利潤(rùn)及增速. 32圖 52：2017-2021 臥龍電驅(qū)營(yíng)業(yè)收入及增速. 33圖 53：2017-2021E 臥龍電驅(qū)歸母凈利潤(rùn)及增速. 33圖 54：2019-2024E 金杯電工營(yíng)業(yè)收入及增速. 34圖 55：2019-2024E 金杯電工歸母凈利潤(rùn)及增速. 34圖 56：2017-2021 精達(dá)股份營(yíng)業(yè)收入及增速. 34圖 57：2017-2021 精達(dá)股份歸母凈利潤(rùn)及增速. 34表 1：永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的比較. 6表 2：

8、Hairpin 工藝的難點(diǎn).11表 3：新能源汽車兼顧加速和高速續(xù)航解決方案.11表 4：同步+異步雙電機(jī)搭配應(yīng)用于中高端車型. 12表 5：2021 我國(guó)新能源車銷量 TOP20 中的雙電機(jī)配臵車型. 12表 6：IGBT 和 MOSFET 性能對(duì)比. 13表 7：IGBT 模塊的發(fā)展趨勢(shì). 13表 8：“集成芯”驅(qū)動(dòng)三合一體積更小. 14本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。3行業(yè)深度分析/汽車零部件表 9：集成芯”驅(qū)動(dòng)總成重量更輕，功率密度更大. 14表 10：影響 IGBT 均流的的因素. 14表 11：整車廠和零件廠 SiC 布局. 16表 12：新勢(shì)力和傳統(tǒng)自

9、主品牌 2022 年陸續(xù)推出高端車型. 18表 13：HEV 和 PHEV 比較分析. 21表 14：比亞迪 DM-i 超級(jí)混動(dòng)車型. 21表 15：長(zhǎng)城檸檬 DHT 混動(dòng)系統(tǒng)車型. 22表 16：吉利雷神智擎 HiX 混動(dòng)系統(tǒng). 22表 17：三種具有代表性的國(guó)產(chǎn)混動(dòng)系統(tǒng). 22表 18：國(guó)內(nèi)主要三方供應(yīng)商定點(diǎn)客戶情況. 25表 19：國(guó)內(nèi)電驅(qū)動(dòng)行業(yè)主要參與者對(duì)比. 26表 20：第三方供應(yīng)商產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目. 27表 21：巨一科技新能源汽車新一代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目投資具體安排. 27表 22：國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品參數(shù). 28表 23：國(guó)外驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品參數(shù). 29表 24：國(guó)內(nèi)第三方逐步切入國(guó)際

10、客戶. 29本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。4行業(yè)深度分析/汽車零部件1. 電機(jī)電控技術(shù)路徑迭代，高功率密度是發(fā)展方向1.1. 新能車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)詳解新能源汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成、電機(jī)控制器總成和傳動(dòng)總成組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要功能是為新能源汽車提供動(dòng)力，將電能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，主要構(gòu)成包括定子、轉(zhuǎn)子、結(jié)構(gòu)組件和殼體；電機(jī)控制器總成的作用是基于功率半導(dǎo)體的硬件及軟件設(shè)計(jì)，對(duì)電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使其按照需要的方向、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)時(shí)間工作，主要由功率組件、控制軟件和傳感器組成；傳動(dòng)總成的作用是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低、轉(zhuǎn)矩升高，以保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速滿

11、足車輛需求，主要由減速器、齒輪組、離合器和半軸組成。圖 1：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成資料來源：精進(jìn)電動(dòng)招股說明書，安信證券研究中心新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組可以使用圓線和扁線，功率密度較高，適用于低速、高速切換以及頻繁啟停等復(fù)雜路況，是目前國(guó)內(nèi)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主流技術(shù)路徑。交流異步電機(jī)的定轉(zhuǎn)子均是使用圓線的繞組，適用于高速路況，在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于四驅(qū)車型的輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，高速行駛時(shí)由永磁同步電機(jī)切換成交流異步電機(jī)。圖 2：新能車電機(jī)的分類圖 3：磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的定轉(zhuǎn)子資料來源：蓋世汽車，安信證券研究中心資料來源：蓋世汽車，安信證券

12、研究中心永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)各有優(yōu)勢(shì)。永磁同步電機(jī)的優(yōu)勢(shì)：1）相同重量和體積下，永磁同步電機(jī)能輸出更高的功率和扭矩；2）調(diào)速范圍大，調(diào)整電流與頻率即可在很大范圍內(nèi)調(diào)整電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速；3）采用永磁體激磁，省去了激磁線圈工作時(shí)消耗的電能，提高了效率，延長(zhǎng)續(xù)航里程。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。5行業(yè)深度分析/汽車零部件交流異步電機(jī)的優(yōu)勢(shì)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，抗震動(dòng)性能優(yōu)異；2）永磁同步電機(jī)在高溫下會(huì)有磁性衰減的問題，而交流異步電機(jī)的磁場(chǎng)并不依靠磁鐵產(chǎn)生，不存在磁性衰退，動(dòng)力下降的問題；3）磁場(chǎng)會(huì)根據(jù)輸入電流的變化而變化，這就使得它在空載到滿載的過程中能夠接

13、近恒速變化，加速性能更好；4）效率相對(duì)更高，節(jié)能性更佳。表 1：永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的比較轉(zhuǎn)速范圍（r/min）功率密度峰值功率負(fù)荷效率可靠性 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性 外形尺寸 電機(jī)重量 電機(jī)成本 控制性能交流異步電機(jī)中高90-95%95-97%90-92%85-87%12000-200004000-16000好好好中小中輕較低較高好永磁同步電機(jī)一般最好資料來源：精進(jìn)電動(dòng)招股說明書，安信證券研究中心2021 年國(guó)內(nèi)新能源汽車乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)共裝配 342.5 萬臺(tái)電機(jī)，其中永磁同步電機(jī)占323.3 萬臺(tái)，占比約為 94%，交流異步電機(jī)占比約為 5%，國(guó)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)仍以永磁同步電機(jī)為主，主要原因

14、包括：1）國(guó)內(nèi)稀土資源較為豐富，供應(yīng)鏈資源豐富；2）新能車發(fā)展初期仍以單電機(jī)的車型為主，需要相對(duì)較大的輸出功率和扭矩。純電動(dòng)車型中的雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)版本，配套一臺(tái)異步電機(jī)和一臺(tái)永磁同步電機(jī)的車型較多，隨著雙電機(jī)車型的占比增加，我們認(rèn)為，異步電機(jī)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額仍有一定提升的空間，永磁同步電機(jī)仍是行業(yè)主要的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型。圖 4：2021 年新能源汽車乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型分布交流異步電機(jī),其他電機(jī),169181, 5%22674, 1%永磁同步電機(jī),3233418, 94%永磁同步電機(jī)資料來源：第一電動(dòng)，安信證券研究中心交流異步電機(jī)其他電機(jī)在永磁同步電機(jī)成本中，稀土磁鋼成本占比最高。永磁同步電機(jī)的制造原材

15、料主要有稀土磁鋼、硅鋼片、銅和鋁等，其中稀土磁鋼主要用于制造永磁體，成本構(gòu)成在 30%左右；硅鋼片主要用于制作鐵芯，成本構(gòu)成在 20%左右；銅主要用于制作定子繞組，成本構(gòu)成在 15%左右；鋼主要用于制作電機(jī)軸等結(jié)構(gòu)組件，成本構(gòu)成在 10%左右；鋁主要用于制作電機(jī)殼，成本構(gòu)成在 10%左右。驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)的原材料成本占比較高，占到總成本端的 80%左右，行業(yè)的盈利能力受到原材料價(jià)格的波動(dòng)影響較大，行業(yè)盈利能力的改善主要從幾個(gè)方面：1）規(guī)模效應(yīng)的增加；2）行業(yè)格局的改善，逐步形成成熟的定價(jià)機(jī)制；3）產(chǎn)能利用率的提升，驅(qū)動(dòng)電機(jī)為偏定制化產(chǎn)品，提升行業(yè)產(chǎn)能利用率對(duì)改善盈利能力較為重要；4）成本端的壓力傳

16、導(dǎo)；5）通過平臺(tái)化去攤薄前期開發(fā)費(fèi)用。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。6行業(yè)深度分析/汽車零部件圖 5：永磁同步電機(jī)的構(gòu)成圖 6：永磁同步電機(jī)成本構(gòu)成其他及制造費(fèi)用稀土磁鋼30%15%鋁10%鋼10%硅鋼片20%銅15%稀土磁鋼 硅鋼片銅鋼鋁其他及制造費(fèi)用資料來源：蓋世汽車，安信證券研究中心資料來源：蓋世汽車，安信證券研究中心電機(jī)生產(chǎn)工藝流程主要包括定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的沖壓、疊壓、焊接，定子繞線、嵌線、浸漆，殼體和前后端蓋、變速器殼體的鑄造、數(shù)控機(jī)床精密加工，軸、齒輪的鍛造和數(shù)控精密加工，以及轉(zhuǎn)子組裝，其中定子嵌線和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡是關(guān)鍵步驟。定子嵌線是指將定子線棒嵌入電

17、機(jī)定子槽內(nèi)并固定的過程，轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡是一種改善轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)不至于產(chǎn)生過量不平衡離心力的工序。由于定子嵌線過程的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化，扁線電機(jī)的生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度較高，基本已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)的工藝流程，對(duì)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的優(yōu)化較多，并且增加了產(chǎn)品的一致性。圖 7：電機(jī)生產(chǎn)工藝流程圖資料來源：精進(jìn)電動(dòng)招股說明書，安信證券研究中心電控是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的核心部件。新能源汽車電控通過接受 VCU 指令，控制新能源汽車電機(jī)的電流及電壓，使其按照需要的方向、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)時(shí)間工作，此外在能量回收過程中，新能源汽車電控還起到回充動(dòng)力電池的作用。電控對(duì)新能車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率和功率密度有重要影響，

18、通過 IGBT 芯片的不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以優(yōu)化所占體積，減少物料使用，從而提升電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率密度；通過軟件和硬件端的差異性，可以優(yōu)化總成效率，從而改善續(xù)航里程。電機(jī)控制器主要包括 IGBT 芯片、PCB 板、電容器、傳感器、殼體和控制軟件等，其中傳感器包括溫度傳感器、電流/電壓傳感器、轉(zhuǎn)子位臵傳感器等，控制軟件包括 AUTOSAR 等軟件架構(gòu)。其中電機(jī)控制器根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同又可以分為 IG BT 模塊和 IGBT 單管并聯(lián)兩種技術(shù)路徑，目前兩種方案均有車企批量應(yīng)用，各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。7行業(yè)深度分析/汽車零部件圖 8：電機(jī)控制器硬件構(gòu)成資料來

19、源：英搏爾招股說明書，安信證券研究中心成本端：以 IGBT 模塊的方案來看，電機(jī)控制器的成本可以分解為 IGBT 模組、控制電路板、驅(qū)動(dòng)電路板、電機(jī)控制器殼體、電流傳感器 、接插件、門驅(qū)動(dòng)電路 、電容等組件。其中 IGBT模組是電機(jī)控制器中最主要的零部件，其成本約占電機(jī)控制器總成本的 37%，控制電路板成本約占 16%，驅(qū)動(dòng)電路板成本約占 12%，電機(jī)控制器殼體成本約占 11%，電流傳感器成本約占 5%，接插件、門驅(qū)動(dòng)電路成本約各占 4%，電容成本約占 2%，其他部件以及人力成本約各占 4%。電控的成本主要仍然以 IGBT 芯片為主，IGBT 芯片的價(jià)格波動(dòng)對(duì)電機(jī)控制器的成本端影響較大。圖 9

20、：電機(jī)控制器成本構(gòu)成IGBT模組人力成本電容其他部件4%2%門驅(qū)動(dòng)電路4%4%驅(qū)動(dòng)電路板控制電路板電機(jī)控制器殼體電流傳感器接插件接插件4%IGBT模組37%電流傳感器5%電機(jī)控制器殼體門驅(qū)動(dòng)電路其他部件12%人力成本驅(qū)動(dòng)電路板12%控制電路板16%電容資料來源：旺財(cái)電機(jī)與電控，安信證券研究中心電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化優(yōu)勢(shì)顯著，未來趨勢(shì)明確。電機(jī)、電控和減速器構(gòu)成的三合一驅(qū)動(dòng)總成，以及 PDU、OBC、DC-DC 構(gòu)成的三合一電源總成，是目前主要的集成技術(shù)路徑，相比于獨(dú)立零部件，三合一總成節(jié)省了接插件以及殼體等物料的使用，實(shí)現(xiàn)了重量和體積上的降低，從而在功率密度以及成本上更具優(yōu)勢(shì)。此外，在三合一總成的基

21、礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)更深層次的集成，將三合一驅(qū)動(dòng)總成和電源總成進(jìn)一步集成為六合一電驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品。以英搏爾的六合一總成為例，三合一電源總成較單體零部件可以實(shí)現(xiàn)降本 500 元，六合一總成在三合一總成本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。8行業(yè)深度分析/汽車零部件的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)降本 1000 元，合計(jì)降本 1500 元，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化產(chǎn)品功率密度和成本優(yōu)勢(shì)顯著，未來趨勢(shì)明確。圖 10：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成圖 11：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成可以有效降本資料來源：英搏爾公司公告，安信證券研究中心資料來源：英搏爾公司公告，安信證券研究中心目前主流主機(jī)廠和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商均已實(shí)現(xiàn)三合一驅(qū)動(dòng)總成的量產(chǎn)

22、，其中比亞迪海豚更是實(shí)現(xiàn)了八合一的深度集成。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化趨勢(shì)明顯，主要驅(qū)動(dòng)因素包括：1）減速器和電機(jī)采用直連、電機(jī)與電控直連，減少了傳遞路徑上的能量損耗，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率提升；2）可以減少殼體用料、線束和連接件等，從而減輕重量、降低成本，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度提升；3）電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品均價(jià)更高，盈利能力更強(qiáng)。較獨(dú)立的電機(jī)電控系統(tǒng)，三合一動(dòng)力總成可以優(yōu)化動(dòng)力總成的體積和減少物料的使用，并簡(jiǎn)化三電系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)功率密度的提升以及成本的降低。隨著汽車電子電氣架構(gòu)的升級(jí)，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)下一步的集成化方向是將電源總成集成到三合一驅(qū)動(dòng)總成中，域控制器方案是在多合一方案基礎(chǔ)上進(jìn)一步集成 BMS 和 VC U。英搏爾的

23、六合一總成是將三合一電源總成和三合一動(dòng)力總成進(jìn)行集成，華為的七合一總成是將六合一總成和 BMS 進(jìn)行集成，比亞迪的八合一總成是將六合一總成和 BMS、VCU 進(jìn)行集成。圖 12：多合一集成技術(shù)迭代資料來源：蓋世汽車，安信證券研究中心2020 年新能車乘用車三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滲透率為 35%，2021 年滲透率同比上升 16 個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到 51%。三合一電驅(qū)動(dòng)總成滲透率穩(wěn)步提高，主要驅(qū)動(dòng)因素包括：1）三合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積更小，可以實(shí)現(xiàn)車輛各系統(tǒng)的布局可以更加靈活，增加更大的儲(chǔ)物空間和乘坐空間；2）三合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重量更輕，可以實(shí)現(xiàn)整車重量的下降，增加汽車?yán)m(xù)航里程；3）為主機(jī)廠降低了供應(yīng)商層面的管理成

24、本、溝通成本，也減少了原有分散采購(gòu)多個(gè)零部件的配套成本；4）有利于車企的平臺(tái)化設(shè)計(jì)，為不同車型搭載同一套系統(tǒng)。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。9行業(yè)深度分析/汽車零部件圖 14：三合一電驅(qū)動(dòng)滲透率持續(xù)上升圖 13：2021 年單月三合一系統(tǒng)銷量其他三合一三合一驅(qū)動(dòng)電機(jī)滲透率100%80%60%40%20%0%605040302010070%60%50%40%30%20%10%0%202020211月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月資料來源：Ne 時(shí)代，安信證券研究中心資料來源：Ne 時(shí)代，安信證券研究中心1.2. 扁線化趨勢(shì)明確，

25、雙電機(jī)占比提升扁線電機(jī)是指定子繞組采用扁銅線的電機(jī)，根據(jù)其扁線形狀可以分為 Hair pin、I pin、Wavepin 三種。目前絕大多數(shù)企業(yè)都使用 Hair pin 電機(jī)，因其繞組形狀與發(fā)卡相似，所以扁線電機(jī)也被稱為發(fā)卡電機(jī)。扁線電機(jī)的優(yōu)勢(shì)主要有：1）效率高：截面設(shè)計(jì)提升槽滿率，扁線電機(jī)截面為方形，空間利用率高，裸銅槽滿率較圓形電機(jī)可提升 20%-30%，能有效降低繞組電阻進(jìn)而降低銅損耗；端部尺寸更短，與圓線電機(jī)繞組相比，扁線電機(jī)端部總高度縮短 5-10mm，可有效降低端部繞組銅耗，進(jìn)一步提升電機(jī)效率；截面設(shè)計(jì)+縮短端部尺寸等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以讓扁線電機(jī)的平均效率較傳統(tǒng)圓線提高 1%以上；2）

26、功率密度高：在相同體積情況下，扁線電機(jī)可以容納更多的定子繞組，即相同損耗下扁線電機(jī)可以輸出更高的功率和扭矩；3）散熱能力強(qiáng)：與圓線電機(jī)相比，扁線電機(jī)的扁線形狀更規(guī)則，在定子槽內(nèi)緊密貼合，與定子鐵芯齒部和軛部接觸面積大，可有效降低槽內(nèi)熱阻，提供熱傳導(dǎo)效率；4）NVH 表現(xiàn)好：一方面，扁線電機(jī)使用的導(dǎo)線及繞組具備更好的剛度，可有效壓制噪音；另一方面，扁線繞組通過鐵芯端部插線而非槽口嵌線，因此電磁設(shè)計(jì)上可以選擇更小的槽口設(shè)計(jì)，能有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。相較于圓線電機(jī)，扁線電機(jī) NVH 下降 12%，電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩減少 81%。5）生產(chǎn)自動(dòng)化程度高：扁線電機(jī)的生產(chǎn)需要先把繞組做成類似發(fā)卡一樣的形狀，穿進(jìn)定

27、子槽內(nèi)，再在另外一端把“發(fā)卡”的端部焊接起來，這個(gè)過程更適合用自動(dòng)化機(jī)器操作，生產(chǎn)效率大大提高。圖 15：圓線繞組和扁線繞組圖 16：扁線電機(jī)綜合性能優(yōu)于圓線電機(jī)資料來源：綠芯之友，安信證券研究中心資料來源：新能源汽車扁線電機(jī)技術(shù)分析，安信證券研究中心扁線電機(jī)與圓線電機(jī)在生產(chǎn)工藝上最大的區(qū)別在于定子的生產(chǎn)，定子是扁線電機(jī)最重要的組本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。10行業(yè)深度分析/汽車零部件成部分。主流的 Hairpin 繞組工藝有以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：1）插紙工序：扁線電機(jī)的定子槽和導(dǎo)體之間設(shè)有絕緣紙，以保障異相導(dǎo)體之間以及導(dǎo)體和定子鐵芯之間的絕緣；2）線圈成型：通過一

28、系列工序?qū)⒕€圈折成發(fā)卡的形狀；3）線圈插入：將線圈插到仿形工裝內(nèi)，再將所有發(fā)卡線圈整體插入到鐵芯中，并壓入到相應(yīng)的設(shè)計(jì)尺寸；4）擴(kuò)口：利用擴(kuò)口機(jī)構(gòu)拉動(dòng)扁線往外移動(dòng)；5）焊接：將繞組插入定子槽后，需要在另外一端把發(fā)卡的端部焊接起來。圖 17：Hairpin 工藝流程圖資料來源：Hairpin 扁線電機(jī)定子工藝方法比較分析，安信證券研究中心隨著定子每槽發(fā)卡層數(shù)的增多，其發(fā)卡線成型的一致性、插入銅線的數(shù)量、扭轉(zhuǎn)的層數(shù)及焊點(diǎn)的數(shù)量都會(huì)對(duì)制造工藝方案提出更高的要求。以 6 層 48 槽產(chǎn)品焊接為例，一個(gè)產(chǎn)品有 100多個(gè)焊點(diǎn)需要焊接，保證每個(gè)焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量、焊接速度及穩(wěn)定性，是業(yè)內(nèi)有挑戰(zhàn)性的一大難題。我

29、們認(rèn)為扁線電機(jī)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)難點(diǎn)多，競(jìng)爭(zhēng)壁壘較高，頭部電機(jī)廠有望放大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。表 2：Hairpin 工藝的難點(diǎn)步驟名稱工藝難點(diǎn)銅線較扁平，在折彎處漆皮容易破損，折彎后銅線會(huì)有反彈，成型時(shí)需要多次調(diào)整折彎參數(shù)以使其反彈后滿足外形尺寸的要求成形扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和扭頭工裝( 扭轉(zhuǎn)桶) 的制造非常難，產(chǎn)品層數(shù)越多，對(duì)于扭轉(zhuǎn)桶加工精度的要求越高，扭轉(zhuǎn)桶為多層套筒結(jié)構(gòu)，相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)容易磨損扭頭焊接涂覆焊接飛濺過大容易形成焊接缺陷，同時(shí)也表示焊接過程不穩(wěn)定扁線 R 角處涂覆難度大，很難保證絕緣層均勻性，且扁線彎折成發(fā)卡后，R 角處應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致涂覆層破損資料來源：Hairpin 扁線電機(jī)定子工藝方法比較分

30、析，安信證券研究中心新能源車加速及爬坡時(shí)需要低轉(zhuǎn)速大扭矩，高速行駛時(shí)需維持高轉(zhuǎn)速，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)工況更為復(fù)雜，調(diào)速范圍更寬。在低速重載、高速輕載等情況下，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率會(huì)比峰值效率下降 2030%，為兼顧加速和高速續(xù)航，通常有如下方案：1）單電機(jī)+單檔變速器；2）單電機(jī)+兩檔變速器；3）永磁同步電機(jī)+交流異步電機(jī)；4）永磁同步電機(jī)+永磁同步電機(jī)。目前主流的雙電機(jī)方案是永磁同步電機(jī)搭配交流異步電機(jī)，其優(yōu)勢(shì)在于增加扭矩和功率，擴(kuò)大系統(tǒng)高效區(qū)，高效能量回收，我們認(rèn)為在未來雙電機(jī)滲透率不斷提升的情況下，此方案將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。表 3：新能源汽車兼顧加速和高速續(xù)航解決方案雙電機(jī)單電機(jī)+單擋變速器單電機(jī)

31、+兩擋變速器永磁同步+交流異步永磁同步+永磁同步單個(gè)電機(jī)滿足復(fù)雜工永磁同步與交流異步搭前驅(qū)、后驅(qū)搭配兩個(gè)功率不一特點(diǎn)況，具有高性能和高轉(zhuǎn) 電機(jī)配合兩擋位變速器 配，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí) 樣的電機(jī)，分別兼顧低速與高速范圍要求現(xiàn)“1+12”效果速工況同時(shí)保證高速行駛和低 增加扭矩和功率，擴(kuò)大系 有利于兩個(gè)電機(jī)都保持在高速爬坡的動(dòng)力性需求， 統(tǒng)高效區(qū)，高效能量回收， 效的工作區(qū)間，全方位提高整優(yōu)點(diǎn)制造簡(jiǎn)單，目前為主流三合一方案系統(tǒng)高效區(qū)有一定擴(kuò)大 為主流雙電機(jī)方案車的效率本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。11行業(yè)深度分析/汽車零部件普遍存在換擋沖擊的頓 1）實(shí)現(xiàn)多電機(jī)與變速箱

32、、減速箱的匹配、耦合技術(shù)難；2）缺點(diǎn)系統(tǒng)效率低于其他方案 挫感，甚至導(dǎo)致動(dòng)力中 協(xié)調(diào)兩個(gè)電機(jī)的平衡，多電控技術(shù)要求更高；斷等問題3）成本高于單電機(jī)驅(qū)動(dòng)Model S、蔚來 ES6 等Model 3保時(shí)捷 Taycan比亞迪 唐新能源應(yīng)用兩檔電驅(qū)系統(tǒng)將變速箱、電機(jī)及逆變器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，由于兩個(gè) 雙電機(jī)搭配以分別滿足低速與高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況，并在一定范檔位速比差別比較大， 圍內(nèi)同時(shí)工作提高輸出功率，兼顧低速爬坡和高速續(xù)航，換擋需要的同步時(shí)間較長(zhǎng)。資料來源：各公司官網(wǎng)，汽車之家，安信證券研究中心雙電機(jī)搭配分別滿足低速與高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況，并在一定范圍內(nèi)同時(shí)工作提高輸出功率，兼顧低速爬坡和高速續(xù)航，從根本上改變

33、了新能車機(jī)動(dòng)性能。相比單電機(jī)方案，雙電機(jī)方案具有以下優(yōu)勢(shì)：1）在整個(gè)運(yùn)行過程中動(dòng)力無中斷，連續(xù)無卡頓；2）提升整車系統(tǒng)效率的同時(shí)獲得更大扭矩；3）降低電機(jī)單體的制造難度與開發(fā)成本；4）提高制動(dòng)能量回收的效率。其中不同功率的同步電機(jī)與異步電機(jī)搭配可以做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，被中、高端車型廣泛應(yīng)用，如特斯拉model Y、model X、蔚來 ES6、ET7 等，同步電機(jī)與異步電機(jī)搭配逐漸成為核心配臵。為解決續(xù)航問題同時(shí)滿足高性能的追求，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)在中、高端車型中廣泛應(yīng)用，2021 年銷量前 5 款熱銷車型中有 4 款配有雙電機(jī)升級(jí)版，我們認(rèn)為雙電機(jī)占比有望逐步提升。表 4：同步+異步雙電機(jī)搭配應(yīng)用于中高端

34、車型Model Y 2022 款Model X 2021 款蔚來 ES6 2020 款465KM 性能版蔚來 ET 7 202275kWh款車型長(zhǎng)續(xù)航全輪驅(qū)動(dòng)版雙電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)板電動(dòng)機(jī)總功率(kW) 331電動(dòng)機(jī)總扭矩(Nm ) 559493-400725480850前電動(dòng)機(jī)最大功率(kW)后電動(dòng)機(jī)最大功率(kW)137-180240180300194前感應(yīng)異步+前永磁同步+后交流異步前臵+后臵前永磁同步+后交流異步前臵+后臵前永磁同步+后交流異步前臵+后臵電機(jī)類型后永磁同步電機(jī)布局前臵+后臵價(jià)格（萬元）37.5993.9939.8044.80資料來源：汽車之家，安信證券研究中心表 5：2021

35、 我國(guó)新能源車銷量 TOP20 中的雙電機(jī)配臵車型品牌特斯拉特斯拉理想比亞迪小鵬比亞迪蔚來model y全輪驅(qū)動(dòng)版model 3全輪驅(qū)動(dòng)版車型ONE漢 EVP7 562N 版唐 EVES6最大功率(kW)最大扭矩(Nm )馬力(Ps)33155945053576594863.3342454553336.533.843636804943.927.953166554304.3343806805174.63206104355.60-100Km 加速(s)價(jià)格(萬元)34.8228.41534.717同款車型銷量排名311資料來源：汽車之家，安信證券研究中心1.3. IGBT 單管并聯(lián)滲透率有望提高，

36、高壓碳化硅趨勢(shì)明確新能源汽車電控的功率組件有兩種技術(shù)方案：IGBT 模塊和 IGBT 單管并聯(lián)，兩者主要的區(qū)別是封裝形式的不同，目前 IGBT 的主要技術(shù)路徑是模塊。單管并聯(lián)技術(shù)主要用于 MOS 管，主要應(yīng)用平臺(tái)是低速電動(dòng)車，如 6072V 或者是 96V 等電壓平臺(tái)系統(tǒng)，而涉及高電壓、大本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。12行業(yè)深度分析/汽車零部件電流平臺(tái) IGBT 單管并聯(lián)方案主要的使用者包括特斯拉和英搏爾。表 6：IGBT 和 MOSFET 性能對(duì)比M OSFET100A/500V50kHz高IGBT開關(guān)容量1.2kA/1.6kV20kHz低開關(guān)頻率通態(tài)損耗門柵

37、極驅(qū)動(dòng)功耗控制方式低很低電壓電壓反向電壓阻斷能力正向電流范圍正向?qū)娏髅芏?200-2500V100-400V60 A /cm212-100V6A/cm2資料來源：MOSFET 和 IGBT 性能的比較，安信證券研究中心IGBT 模塊將多個(gè) IGBT 芯片以絕緣方式組裝在金屬基板上，用空心塑殼封裝，用高壓硅脂或者硅脂作為絕緣材料，主要優(yōu)勢(shì)包括：1）溫度一致性更好，IGBT 模塊將多個(gè) IGBT 芯片組裝同一個(gè)金屬基板上，相當(dāng)于在獨(dú)立的散熱器與 IGBT 芯片之間增加了一塊均熱板；2）參數(shù)一致性更好，模塊內(nèi)的多個(gè) IGBT 芯片經(jīng)過了模塊制造商的篩選，參數(shù)一致性比市售分立元件要好。綜合來看，I

38、G BT 模塊的方案相對(duì)較為成熟，穩(wěn)定性相對(duì)較高，新能車電控中滲透率較高。但是 IGBT 模塊作為標(biāo)準(zhǔn)模塊，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)中存在不同功率應(yīng)用時(shí)容易出現(xiàn)容量受限及結(jié)構(gòu)安裝等問題。表 7：IGBT 模塊的發(fā)展趨勢(shì)指標(biāo)發(fā)展趨勢(shì)經(jīng)過持續(xù)不斷的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和工藝提高，現(xiàn)在的高壓 IGBT 模塊最高允許結(jié)溫已經(jīng)提高到175 ，最高允許運(yùn)行結(jié)溫提高到 150，逼近到了 Si 材料的理論極限，要想進(jìn)一步提高允許運(yùn)行結(jié)溫，只能尋找新的芯片材料。運(yùn)行結(jié)溫IGB T 模塊內(nèi)部通常包含多個(gè)芯片，尤其是高壓 IGBT 模塊，是由很多功率半導(dǎo)體芯片并聯(lián)構(gòu)成的。目前，受材料特性和熱性能限制，單一芯片所能承載的額定電

39、流是有限，進(jìn)一步提高單一芯片的電流承載能力，提高功率密度，從而減小封裝尺寸和體積，是高壓 IGBT 模塊的發(fā)展趨勢(shì)之一功率密度更高的集成度意味著更高的智能化，這也是功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展方向之一。智能功率模塊是集成化和智能化的典型產(chǎn)品。智能功率模塊( IPM)是將 IGBT 和反向恢復(fù)二極管芯片與驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)和保護(hù)等功能集成在一起的功率模塊，具有短路、過溫、欠電壓等保護(hù)功能，目前已經(jīng)在電動(dòng)汽車低壓領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用集成度直接散熱和雙面散熱是 IGBT 模塊散熱技術(shù)的發(fā)展方向，汽車用 IGBT 模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了直接散熱散熱能力資料來源：大功率 IGBT 模塊及驅(qū)動(dòng)電路綜述，安信證券研究中心IGBT 單

40、管并聯(lián)是指將 IGBT 分離器件按照 PEBB 的理念制作功率模塊進(jìn)行工藝布局，這種設(shè)計(jì)方法可以針對(duì)不同客戶的多樣化需求，在生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)不變的前提下，進(jìn)行功率單元排列組合和積木式搭配，然后在底層控制程序?qū)幋a器、油門、汽車通訊、控制器內(nèi)核等針對(duì)性處理，實(shí)現(xiàn)客戶定制化、動(dòng)態(tài)化需求。目前，主要有特斯拉和英搏爾使用 IGBT 單管并聯(lián)技術(shù)，以英搏爾為例，我們對(duì)比了英搏爾的“集成芯”驅(qū)動(dòng)總成和傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)總成，總結(jié)出幾點(diǎn)使用 IG BT 單管并聯(lián)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)總成的優(yōu)勢(shì)：優(yōu)勢(shì)一：體積更小。在“集成芯”驅(qū)動(dòng)總成中，英搏爾用 IGBT 單管并聯(lián)方案替代傳統(tǒng)的 IGBT模塊方案，使電機(jī)和電機(jī)控制器的一體化程度更高，

41、進(jìn)而使“集成芯”的體積更小?！凹尚?” 的 X 軸 /Y 軸 /Z 軸 長(zhǎng) 度 為 438mm/483mm/283mm, 與 傳 統(tǒng) 驅(qū) 動(dòng) 總 成 的526mm/483mm/429mm 相比，X 軸長(zhǎng)度和 Z 軸長(zhǎng)度分別減小了 88mm 和 146mm，體積有明顯的減小。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。13行業(yè)深度分析/汽車零部件表 8：“集成芯”驅(qū)動(dòng)三合一體積更小傳 統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)三合一“集成芯”驅(qū)動(dòng)三合一X 軸長(zhǎng)度（） 526Y 軸長(zhǎng)度（） 483Z 軸長(zhǎng)度（） 429438483283資料來源：英搏爾公司公告，安信證券研究中心優(yōu)勢(shì)二：重量更輕。在“集成芯”產(chǎn)品中

42、，由于實(shí)現(xiàn)了電機(jī)和電機(jī)控制器的高度一體化，這就可以省略裝電機(jī)控制器的模塊與外部結(jié)構(gòu)件，重量得以下降，“集成芯”的重量是 67kg，與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)總成的 83kg 相比，重量下降了 16kg，即下降了 20%左右。優(yōu)勢(shì)三：功率密度更大。與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)總成相比，“集成芯”的體積更小，重量更輕，但系統(tǒng)功率同樣是 160kW，在功率密度上更有優(yōu)勢(shì)，“集成芯”的功率密度達(dá)到了 2.38kW/kg，相比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)總成的 1.92kW/kg，大了 0.46kW/kg。表 9：集成芯”驅(qū)動(dòng)總成重量更輕，功率密度更大指標(biāo)傳 統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)三合一“集成芯”驅(qū)動(dòng)三合一電驅(qū)總重量（kg）8367功 率 密度（kW/kg） 1.922

43、.38資料來源：英搏爾公司公告，安信證券研究中心優(yōu)勢(shì)四：成本更低。與功率器件相比，模塊的價(jià)格更高。使用 IGBT 單管并聯(lián)方案時(shí)，英搏爾不需要購(gòu)買 IGBT 模塊，只需要購(gòu)買 IGBT 單管進(jìn)行并聯(lián)，因此降低了成本。以 160kW 的模塊為例，使用 IGBT 模塊方案成本約為 1500 元，而使用單管并聯(lián)解決方案成本大約降低40%。IGBT 并聯(lián)方案技術(shù)壁壘較高：1）電流一致性問題，需要使得每一個(gè) IGBT 單管通過的電流完全相同，因?yàn)橹灰幸粋€(gè)單管出現(xiàn)問題，就會(huì)加劇其他管子的工作負(fù)荷，甚至失控；2）溫度一致性問題，由于每個(gè)單管布臵位臵和參數(shù)一致性等問題，會(huì)導(dǎo)致單管溫度不一致從而影響性能發(fā)揮。

44、我們認(rèn)為，兩種方案在未來仍將處于共存的狀態(tài)，但是 IG BT 單管并聯(lián)的方案滲透率有望逐步提升。IG BT 單管并聯(lián)方案的優(yōu)勢(shì)明顯，但是峰值輸出功率越大，并聯(lián)的IGBT 芯片數(shù)量越多，一致性的控制難度越高；IGBT 模塊的方案功率密度和效率相對(duì)較低，但是可靠性相對(duì)較高，并且已經(jīng)在大部分新能車上批量使用。表 10：影響 IGBT 均流的的因素影響因素重要性重要重要重要重要一般回路寄生參數(shù)器件參數(shù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作結(jié)溫柵極寄生參數(shù)資料來源：大功率 IGBT 器件并聯(lián)均流研究，安信證券研究中心在工作過程中，電機(jī)控制器會(huì)在直流母線電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生電壓浮動(dòng)。因此，在 450V 直流母線電壓下，IGBT 模塊承受

45、的最大電壓應(yīng)在 650V 左右，若直流母線電壓提升到 800V 以上，對(duì)應(yīng)的功率器件耐壓水平則需提高至 1200V 左右。目前主流 Si 基 IGBT 在 800V 高電壓平臺(tái)上存在著損耗高、效率低的缺點(diǎn)。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。14行業(yè)深度分析/汽車零部件圖 18：Si 基器件和 SiC 器件耐壓程度對(duì)比資料來源：ROHM，安信證券研究中心SiC 功率器件不僅在耐壓和損耗水平上都能滿足 800V 電壓平臺(tái)的需求，還具備進(jìn)一步拓展至 1200V 電壓平臺(tái)的潛力，SiC MOSFET 功率半導(dǎo)體正被逐步運(yùn)用到高電壓平臺(tái)上?？傮w上，對(duì)比硅基器件，SiC 功率器件

46、主要有三大優(yōu)勢(shì)：（1）耐高溫、高壓：SiC 功率器件的工作溫度理論上可達(dá) 600以上，是同等 Si 基器件的4 倍，耐壓能力是同等 Si 基器件的 10 倍，可承受更加極端的工作環(huán)境；（2）器件小型化和輕量化 ：SiC 器件擁有更高的熱導(dǎo)率和功率密度，能夠簡(jiǎn)化散熱系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)器件的小型化和輕量化，SiC 器件體積可減小至 IGBT 整機(jī)的 1/3-1/5，重量可減小至40-60%；（3）低損耗、高頻 率：SiC 器件的工作頻率可達(dá) Si 基器件的 10 倍，且效率不隨工作頻率的升高而降低，可降低近 50%的能量損耗，同時(shí)因頻率的提升減少了電感、變壓器等外圍組件體積，從而降低了組成系統(tǒng)后的體積

47、及其他組件成本。圖 19：SiC 功率器件對(duì)比 Si 功率器件優(yōu)勢(shì)資料來源：電子發(fā)燒友，安信證券研究中心本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。15行業(yè)深度分析/汽車零部件具體從新能源汽車上看，SiC 功率器件憑借其優(yōu)勢(shì)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)、OBC、充電樁和 DC/DC 中發(fā)揮著重要的作用：（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)：SiC 功率器件可提升控制器效率、功率密度以及開關(guān)頻率，通過降低開關(guān)損耗和簡(jiǎn)化電路的熱處理系統(tǒng)來降低成本、重量、大小及功率逆變器的復(fù)雜性；（2）OBC 和充電樁：SiC 功率器件可提高電池充電器的工作頻率，實(shí)現(xiàn)充電系統(tǒng)的高效化、小型化，并提升充電系統(tǒng)的可靠性。充電模塊的工作環(huán)境具有

48、高頻、高壓和高溫的特點(diǎn)，與Si 基器件相比，SiC 器件更適于此類工作環(huán)境；（3）DC/DC：SiC 功率器件可縮小電路的尺寸，降低重量，減少無源器件的成本，在滿足冷卻系統(tǒng)的需求的同時(shí)大大降低整個(gè)系統(tǒng)的重量和體積。零部件及整車企業(yè)紛紛布局 SiC 器件：2018 年，特斯拉 Model 3 成為全球首個(gè)將 SiCMOSFET 器件應(yīng)用于主驅(qū)動(dòng)逆變器的車型；2019 年，華為旗下哈勃投資入股第三代半導(dǎo)體材料碳化硅制造商山東天岳；2020 年，意法半導(dǎo)體推出從 SiC 功率器件到逆變器系統(tǒng)的完整解決方案；2020 年，比亞迪漢 EV 搭載其自主研發(fā)、制造的 SiC MOSFET，使其零百加速達(dá) 3

49、.9s。2021 年 4 月，比亞迪 e 平臺(tái) 3.0 將搭載全新一代 SiC 電控系統(tǒng)，功率密度提升30%，最高效率 99.7%。據(jù)比亞迪官網(wǎng)，預(yù)計(jì)到 2023 年，比亞迪將在旗下的電動(dòng)車中，實(shí)現(xiàn) SiC 基車用功率半導(dǎo)體對(duì)硅基 IGBT 的全面替代。表 11：整車廠和零件廠 SiC 布局年份企業(yè)事件2014豐田、電裝正式發(fā)布基于 SiC 器件的零部件一應(yīng) 用于新能源汽車的功率控制單元(PCU)比亞迪半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出適合于新能源汽車使用的兩款碳化硅功率 MOS 器件BF930N120SNU (1200V/30A) 和 BF960N120SNU (1200V/60A)，并同步研制開發(fā)120

50、0V/200A 和 1200V/400A 全 SiC MOS 模塊2017比亞迪20182019201920192020特斯拉德爾福采埃字華為特斯拉 Model3 成為全球首個(gè)將 SiC MOSFET 器件應(yīng)用于主驅(qū)動(dòng)逆變器的車型德爾福于法蘭克福車展推出 800V 碳化硅逆變器采埃孚首次采用 SiC 技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)用于法國(guó) Venturi 的電動(dòng)賽車華為旗下哈勃投資入股 10%第三代半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC) 的制造商山東天岳.意法半導(dǎo)體推出從 SIC 功率器件到逆變器系統(tǒng)的完整解決方案比亞迪自主研發(fā)、制造的 SiC MOSFET 搭載在漢 EV 四驅(qū)高性能版上，功率密度提升一倍，百公里

51、加速達(dá) 3.9 秒2020比亞迪資料來源：搜狐汽車，安信證券研究中心SiC 價(jià)格逐年下降，性價(jià)比拐點(diǎn)有望于 2022-2023 年到來。從 SiC 模塊價(jià)格上看，據(jù) CASAResearch，2019 年 1200V 的 SiC 器件為 Si 基器件的 5-6 倍。隨著產(chǎn)能擴(kuò)張攤薄固定成本、技術(shù)進(jìn)步提高良率、拉速及有效長(zhǎng)度，預(yù)計(jì)其成本將繼續(xù)快速下降，其性價(jià)比拐點(diǎn)有望在2022-2023 年到來；從高壓部件成本上看，SiC 可以提高 3%-5%的逆變器效率，開關(guān)損耗可降低 80%，并降低電池容量、尺寸及成本，而由于 SiC 的熱性能，制造商還可以降低冷卻動(dòng)力總成部件的成本，對(duì)電動(dòng)汽車的重量和成本

52、產(chǎn)生積極的影響。據(jù)科銳（Cree）預(yù)測(cè)，電動(dòng)汽車上的 SiC 逆變器能通過增加 5%-10%的續(xù)航節(jié)省 400-800 美元的電池成本（80kWh 電池，102 美元/kWh），與新增 200 美元的 SiC 器件成本抵消后，能夠?qū)崿F(xiàn)至少 200 美元的單車成本下降；從整車成本看，當(dāng) SiC 模塊成本下降至當(dāng)前 Si-IGBT 成本的 2 倍時(shí)，應(yīng)用 SiC器件的整車成本應(yīng)不高于搭載 Si-IGBT 的整車成本。本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。16行業(yè)深度分析/汽車零部件圖 20：SiC 逆變器通過增加續(xù)航減少成本資料來源：科瑞官網(wǎng)，安信證券研究中心2. 中高端車型

53、比例上升，電驅(qū)動(dòng)行業(yè)規(guī)模加速擴(kuò)張2.1. 電動(dòng)化大勢(shì)所趨，中高端車型自主份額提升2021 年新能源汽車全年銷量達(dá) 350.7 萬輛，同比增長(zhǎng) 166%，行業(yè)滲透率已達(dá) 13%；2022年 Q1 新能源汽車銷量達(dá) 125.7 萬輛，同比增長(zhǎng) 144%，滲透率約為 19%，在新能車的強(qiáng)產(chǎn)品周期背景下，國(guó)內(nèi)新能源汽車滲透率加速提升。2022 年國(guó)內(nèi)自主品牌和新勢(shì)力車企在10-20 萬元級(jí)別新車型加速推出，疊加油價(jià)的大幅上漲，燃油車使用成本明顯提升，新能源汽車供銷兩旺，滲透率有望繼續(xù)提升，全年銷量的同比增速有望保持高增長(zhǎng)。圖 21：2018-2022Q1 國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷情況（萬輛）圖 22：近六個(gè)

54、月純電動(dòng)和插電混動(dòng)銷量（萬輛）純電動(dòng)插電混動(dòng)新能源汽車銷量滲透率純電動(dòng)YOY插電混動(dòng)YOY45403530252015105400%350%300%250%200%150%100%50%4003503002502001501005025%20%15%10%5%00%00%20182019202020212022Q12021.10 2021.11 2021.12 2022.1 2022.2 2022.3資料來源：中汽協(xié)，安信證券研究中心資料來源：中汽協(xié)，安信證券研究中心新能源汽車產(chǎn)品力提升，行業(yè)持續(xù)高增長(zhǎng)，主要原因有：1）續(xù)航里程逐步增加，能量密度提升和純電動(dòng)平臺(tái)的陸續(xù)推出，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程提

55、升；2）充電樁加速普及，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截止 2021 年底國(guó)內(nèi)累計(jì)建成充電站 7.5 萬座，充電樁 261.7 萬個(gè)，換電站 1298個(gè)，公共充電樁新增 34 萬臺(tái)，同比上漲 90%；隨車配建充電樁新增 59.7 萬臺(tái)，同比上升324%；3）新能源汽車新產(chǎn)品周期驅(qū)動(dòng)，10-20 萬價(jià)格區(qū)間的新能車產(chǎn)品數(shù)量加速推出，是新能車滲透率加速提升的關(guān)鍵，20 萬以上的中高端自主品牌和新勢(shì)力車型新產(chǎn)品周期是驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品線高端化的關(guān)鍵；4）燃油車使用成本的上升，油價(jià)大幅上漲，并保持高位；5）智能化驅(qū)動(dòng)電動(dòng)化滲透率提升。國(guó)內(nèi)和國(guó)外的傳統(tǒng)車企加速電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，純電動(dòng)+混動(dòng)新車型加速推出，產(chǎn)品線將覆蓋中高低端車型，使

56、得消費(fèi)者在新能源汽車中的選擇更加豐富，相比燃油車的優(yōu)勢(shì)也更加明顯。2022本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。17行業(yè)深度分析/汽車零部件年 3 月，比亞迪根據(jù)自身發(fā)展戰(zhàn)略需求，開始停止燃油汽車的整車生產(chǎn)，成為全球首家 100%去燃油化的傳統(tǒng)車企，另外包括如大眾、戴姆勒等外資車企也已公布新能車的銷量占比規(guī)劃和逐步替代燃油車的計(jì)劃，以及國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)車企包括上汽、北汽等也已經(jīng)規(guī)劃自身新能車銷量的占比計(jì)劃。在新勢(shì)力車企的驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)車企的加速轉(zhuǎn)型，將加速電動(dòng)化新產(chǎn)品周期的到來，滲透率有望加速提升。傳統(tǒng)自主品牌和新勢(shì)力高端化加速。隨著國(guó)內(nèi)新勢(shì)力車企和自主車企的品牌力和新能車的產(chǎn)品

57、力加速崛起，國(guó)內(nèi)車企高端化趨勢(shì)確定性強(qiáng)。2021 年蔚來、小鵬和理想合計(jì)銷售車型約38 萬輛，同比增速超過 250%，其中蔚來車型主要包括 EC6、ES6 和 ES8，價(jià)格區(qū)間在 4060萬元；理想 ONE 的價(jià)格約 35 萬元；小鵬主要車型有 P7，價(jià)格在 20 萬元以上。自主品牌中，比亞迪漢、極氪 001 等車型定價(jià)也均在 20 萬元以上，經(jīng)過 5 年的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)車企的新能車車型迎來高端化的契機(jī)，隨著產(chǎn)品力和消費(fèi)者偏好的變化，國(guó)內(nèi)車企的中高端新能車占比有望持續(xù)提升。圖 23：近兩年新勢(shì)力車企銷量（單位：萬輛）蔚來理想小鵬1210864202020年2021年2022年Q1資料來源：汽車

58、之家，安信證券研究中心我們梳理了 2022 年即將上市的傳統(tǒng)自主和新勢(shì)力車企的中高端車型，蔚來將推出 ES7、ET7和 ET5，進(jìn)一步補(bǔ)充產(chǎn)品線分布；理想將推出 L9，小鵬將在 Q3 推出 G9 旗艦 SUV 車型，高合和威馬也有新車型陸續(xù)推出。自主品牌也將陸續(xù)推出 B 級(jí)車和 C 級(jí)車的新能車車型，相比于外資車企的部分油改電平臺(tái)車型，國(guó)內(nèi)新勢(shì)力和自主品牌的純電動(dòng)車型優(yōu)勢(shì)較為明顯，主要包括：1）油改電平臺(tái)的電池容量較小，電池形狀不規(guī)則；2）輕量化應(yīng)用更多，節(jié)能性較好；3）車身重量分配更好，操控感受更好；4）純電平臺(tái)延展性更好，電氣架構(gòu)更適合高智能的駕駛方案。表 12：新勢(shì)力和傳統(tǒng)自主品牌 20

59、22 年陸續(xù)推出高端車型車企類型品牌型號(hào)ET5ET7ES7L9類型轎車轎車SUVSUV級(jí)別B上市/交付時(shí)間2022 年 9 月交付2022 年 3 月 28 日交付2022 年 4 月中旬上市2022 年 4 月 16 日發(fā)布2022 年內(nèi)蔚來CCDCCCB新勢(shì)力理想小鵬威馬高合G9SUV轎車轎車轎車M72022 年內(nèi)HiPhi Z海豹海獅2022 年內(nèi)2022 年 Q1 上市2022 年 Q3 上市2022 年 Q4 上市2022 年 Q4 上市2022 年 Q3 上市2022 年 1 月 5 日上市SUV轎車SUVMPVSUVB比亞迪驅(qū)逐艦 07B自主巡洋艦 07B登陸艦 07B廣汽埃安A

60、 ION LX PLUSB本報(bào)告版權(quán)屬于安信證券股份有限公司。各項(xiàng)聲明請(qǐng)參見報(bào)告尾頁(yè)。18行業(yè)深度分析/汽車零部件吉利紅旗長(zhǎng)安智己北汽長(zhǎng)城東風(fēng)極氪 EF1EMPVCDCCCBC2022 年下半年發(fā)布2022 年內(nèi)LS7SUVSUV轎車轎車阿維塔 E112022 年 Q1 上市2022 年 3 月 29 日2022 年 6 月份2022 年內(nèi)L7極狐阿爾法 S HI 版沙鐵機(jī)甲龍嵐圖夢(mèng)想家轎車MPV2022 年內(nèi)資料來源：汽車之家，安信證券研究中心2021 年 ，10 萬元以下的純電動(dòng)車銷量約 108 萬輛，占新能車總銷量的份額最大，接近 34%，其次是20萬以上的車型，約占27%，20萬以上和