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汽车产业

2024年我国新能源商用车辆电驱动系统行业产业链介绍、市场规模及行业发展趋势研究预测

 

报告发布方:中金企信国际咨询《“制造业单项冠军”占有率:新能源商用车辆电驱动系统行业全球及中国市场占有率专项报告(2024版)

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1、新能源商用车辆电驱动系统行业发展背景

1)新能源汽车市场发展概况

我国拥有全球最大的新能源汽车市场,根据中国汽车工业协会统计,新能源汽车销量自2013年不足2万台增长至2022年的688万台,十年来实现了跨越式发展。在新能源乘用车辆取得巨大成果的背景下,不同领域商用车辆的新能源发展尚处于不同阶段。经过多年发展,我国新能源客车已形成了较为成熟稳定的市场,根据中金企信统计,新能源公交车的渗透率已超过70%。与此同时,我国的卡车以及非道路车辆市场整体空间大、新能源渗透率较低,正快速进入新能源转型发展阶段

2)产业政策加速推动卡车及非道路车辆的新能源转型

应对气候变化、推动能源结构转型已成为世界范围内的共识。“碳达峰、碳中和”是我国的庄严承诺和重要发展目标,国家部委至地方层面相继出台政策落实“双碳”目标。其中,绿色交通是“双碳”目标实现的重要环节,节能减排是“碳中和”政策重点,推广新能源汽车是实现上述重点目标的重要政策途径。

3)新能源商用车辆注重综合经济效益

在产业政策大力支持的同时,经济效益的提升是商用车辆新能源转型的深层推动力。卡车及非道路车辆是国民经济运行中的重要生产资料,以经济效益为目的,追求不断提升运营效率、降低运营成本。因此,作为生产经营主体的终端用户在选择车辆购置方案时,不仅需考虑购入成本,还需综合持续运营支出、维修更换成本、燃油(电耗)经济性、车辆可靠性和使用寿命、资金状况等因素以测算全生命周期经营成本。上述因素决定了新能源商用车辆的商业运营模式和技术发展方向与新能源乘用车辆存在一定差别。

因燃油与用电价格的可观差异,新能源卡车及非道路车辆在运营过程中具有良好的成本优势。随着充电基础设施的持续建设完善、换电模式的逐渐普及,以及混合动力技术的应用发展,新能源卡车及非道路车辆的经济效益逐步显现和放大,进一步推动了商用车辆的新能源发展进程。

4)新能源商用车辆“三电”及智能传动技术不断发展

新能源商用车辆正全面走向技术路线多元化、能源形式多样化的发展方向。包括动力电池、驱动电机、控制系统等三电系统是产业链价值的核心。其中,动力电池作为能量来源,关系到车辆续航里程、使用寿命、驾驶安全等核心痛点;高度集成了驱动电机、传动系统、控制系统的电驱动系统是整车动力系统的核心,其系统方案、布置方案、动力方案、传动方案等设计理念的创新,以及各项先进控制技术的应用,关乎了新能源商用车辆的动力水平、能耗水平、碳排水平、可靠耐久以及全生命周期成本。

2、新能源商用车辆电驱动系统在产业链的地位和作用

电驱动系统是新能源商用车辆的关键零部件,处于产业链的中游,上游主要为原材料供应商,下游系包括新能源客车、新能源卡车及非道路车辆等商用车辆整车厂商等。具体情况如下:

 

3、新能源商用车辆电驱动系统行业的周期性特征

“双碳”目标的推动下,我国新能源汽车产业蓬勃发展,整体销量及渗透率位居全球第一,商用车中的客车新能源渗透率已经超过70%,卡车及非道路车辆也快速迈向新能源转型。电驱动系统是新能源商用车辆的关键零部件,下游行业为新能源商用车辆整车厂商,总体受到国家宏观经济波动、产业政策等因素的周期性影响。

4、新能源商用车辆电驱动系统市场规模

每一辆车对应装载一套电驱动系统,因此电驱动系统市场规模变动情况整体与车辆市场保持一致。新能源客车领域,现阶段,我国已形成了超过50万台新能源公交车辆的保有规模,新能源渗透率超过70%,未来,城市发展及公交更新换代将为客车电驱动系统带来稳定的需求。

新能源卡车领域,随着“双碳”政策的深入及新能源技术的发展,新能源卡车迎来了对传统燃油卡车的加速替代,卡车电驱动市场呈现高速增长。根据中金企信统计,2022年,我国新能源卡车销量为25.85万辆,同比增幅达239%,新能源渗透率为8.9%;预计至2025年,我国新能源卡车销量有望达到70万台,渗透率至17.5%,至2030年,我国新能源卡车销量有望达到260万台,渗透率达52%。其中,新能源重卡自2020年以来逐渐进入快速发展阶段,根据中金企信统计,2020年-2022年,我国新能源重卡的销量从0.26万辆上升至2.51万辆,新能源渗透率从0.2%上升至3.7%,预计至2025年,我国新能源重卡销量有望达到20万台,渗透率至16%;至2030年,新能源重卡市场将达到65万台,新能源渗透率达40.6%。

5、新能源商用车辆电驱动系统行业发展趋势

整体看来,在新能源多技术路线发展背景下,新能源商用车辆电驱动系统需要不断适应新的技术路线、新的能源形式,实现对下游的快速配套;在技术创新层面,我国电驱动系统在新构型设计、核心零部件、控制技术、材料工艺、制造工艺等方面尚有提升空间。未来的发展将主要围绕以下几个趋势:

1)零部件供应专业化

随着技术路线的多样化发展,电驱动系统配套能力的持续提升成为关键。不同于乘用车简单、通用的产品设计,新能源商用车辆种类众多、能源选择多样、应用场景广泛,因此电驱动系统设计复杂、构型丰富,研发及生产制造投入成本大,整车厂自主研发全谱系商用车辆电驱动产品将面临较大的研发和投资压力。

专业电驱动系统供应商因其深厚的技术储备、前瞻性的研发理念及丰富的产品谱系,而具备强大的系统配套能力。面向新应用领域,专业供应商能够快速进行方案设计及产品配套,助力整车厂高效完成终端车辆销售;同时,长期的技术及经验积累推升了产业技术壁垒,取得一定先发优势的供应商能够凭借技术优势、产品优势、成本优势及服务体系优势进一步扩大市场份额,保持市场领先地位。

2)系统轻量化

续航里程有限是当前新能源汽车推广的瓶颈之一。整车及零部件轻量化,可以降低车辆能耗,有效提升续航里程,提升运营效率。电驱动系统作为整车的动力输出核心零部件,亦需要在提升性能的基础上,不断减轻自身重量,以更好地满足整车轻量化的需求。

3)结构及功能一体化

电驱动系统中的核心部件和控制系统逐步走向高度一体化,包括结构一体化与功能一体化。结构一体化可通过机电耦合使得系统内部结构更加紧凑、优化,能够降低系统成本,减轻系统重量,缩减系统尺寸,实现轻量化,更有利于整车布置;功能一体化可以使得不同部件实现性能协同,提高系统的功率密度,减少能量在各个环节的损耗以提高能效。

4)核心零部件技术创新

传动系统、驱动电机、控制系统等核心零部件不断以创新设计及更加先进的制造工艺,推动着电驱动系统各项性能的持续提升。具体情况如下:

1)自动变速箱的专用化

与传统燃油车的变速箱不同,新能源车辆的变速箱需要考虑到电动机和发动机之间、电动机与电动机之间等多动力源输入的协调控制,以及适应不同的行驶工况和动力需求。在新能源商用车辆发展初期,行业通常采用将传统手动变速箱改造成为AMT自动变速箱的方式以快速推出产品,存在换挡动力中断、可靠性不足的问题。因此,针对不同的车型和应用场景开发出换挡动力不中断的高性能变速箱,需要针对动力性、换挡平顺性、可靠性等方面进行专业设计,以满足用户高性能和可靠性的需求。

2)驱动电机的技术升级

驱动电机逐步采用包括扁线绕组技术、高转速技术、油冷技术等先进技术。扁线相比圆线具有槽满率高的特点,扁线电机功率密度大、整体重量低、动力性能提升显著;高转速技术则具有传动效率高、NVH性能佳、动态响应快等优势,复杂工况下电机能持续大功率输出;油冷技术相较于传统的水冷技术,冷却能力大幅度提升,能够为高功率密度电机提供持续高效散热,极大增强了驱动电机的可靠性。

3)新材料推动电控硬件的发展

电机控制器是新能源汽车中电池电能转换机械能的控制部分,功率控制模块是电机控制器中核心电能转换器件。当前技术路线逐步由传统Si基IGBT向SiC基MOSFET发展。相比Si基IGBT,SiC基MOSFET具有耐高温高压、小型化、轻量化、低损耗以及高频率的优势,可以使电驱动系统在高压、高温下保持高速稳定运行。

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