電動汽車電控系統(tǒng)市場競爭格局及產(chǎn)業(yè)機(jī)會

新能源汽車的動力系統(tǒng)包括電驅(qū)動系統(tǒng)與電源系統(tǒng)兩大類。電驅(qū)動系統(tǒng)包含電機(jī)、電控制器、減速箱，是驅(qū)動電動汽車行駛的核心部件；電源系統(tǒng)包含車載充電機(jī)（OBC）、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電盒，是動力電池組進(jìn)行充電、電能轉(zhuǎn)換及分配的核心部件。

新能源汽車動力系統(tǒng)構(gòu)成部件

資料來源：英搏爾2021年年報

電驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器和傳動總成組成。電機(jī)控制器的作用是基于功率半導(dǎo)體的硬件及軟件設(shè)計，對電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制，使其按照需要的方向、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)時間工作，主要由功率組件、控制軟件和傳感器組成。

電驅(qū)動系統(tǒng)組成

資料來源：精進(jìn)電動招股說明書

電機(jī)控制器是新能源驅(qū)動系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵零部件，是電動汽車的“控制中心”。電機(jī)控制器主要由塑料組件、控制板、阻容板、功率板以及散熱組件構(gòu)成。

電機(jī)控制器主要構(gòu)成圖

資料來源：英博爾招股說明書

第三方供應(yīng)商與主機(jī)廠并存，國內(nèi)廠商份額不斷提升

與傳統(tǒng)燃油車不同，新能源汽車市場起步較晚，供應(yīng)商格局尚未穩(wěn)定，因此電控系統(tǒng)市場機(jī)會較多，涌現(xiàn)了大量的參與者。

從市場集中度來看，2022年電控銷量前十的企業(yè)占據(jù)76.39%的市場份額，銷量前三的企業(yè)占45.36%的市場份額，行業(yè)集中度較高。從供應(yīng)商類型來看，銷量前十的企業(yè)中有三家為主機(jī)廠，其中比亞迪旗下弗迪動力市場份額占29.7%，排名第一；特斯拉市場份額8.77%，排名第二；蔚來旗下蔚來驅(qū)動科技市場份額約4.16%，三者市場份額合計42.63%。其余七家均為第三方供應(yīng)商，合計占33.77%的市場份額，份額較為平均。從內(nèi)外資來看，銷量前十的企業(yè)中只有三家外資企業(yè)，分別是特斯拉、日本電產(chǎn)和聯(lián)合電子，三者合計份額約 18.87%；其余七家均為內(nèi)資企業(yè)，合計份額占57.53%。

數(shù)據(jù)來源：NE時代

電控行業(yè)競爭格局激烈，比亞迪旗下的弗迪動力市場份額遙遙領(lǐng)先，部分企業(yè)常駐前十，甚至僅次于主機(jī)廠旗下供應(yīng)商，如匯川聯(lián)合動力、陽光電動力等。

數(shù)據(jù)來源：NE時代

進(jìn)入前十的第三方供應(yīng)商多擁有長期緊密合作的主機(jī)廠，如日本電產(chǎn)與廣汽等，聯(lián)合電子與理想、長城、大眾、通用等，匯川與理想、小鵬等，中車時代電氣與長安、一汽、合創(chuàng)等。

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)動電路板、電機(jī)控制器殼體、電流傳感器、接插件、門驅(qū)動電路、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%。

數(shù)據(jù)來源：旺財電機(jī)與電控

全球 IGBT 模塊市場競爭格局較為集中，國內(nèi)廠商占比較低。據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021 年度 IGBT 模塊的全球市場份額排名中，全球前五大廠商占據(jù) 67%的市場份額，其中英飛凌以 33%的市占率占據(jù)領(lǐng)先地位，國內(nèi)廠商斯達(dá)半導(dǎo)和中車時代電氣分別占據(jù)全球份額的 3%和 2%。

數(shù)據(jù)來源：英飛凌

通過梳理國內(nèi)外電驅(qū)動廠商的驅(qū)動總成產(chǎn)品，橫向?qū)Ρ葒鴥?nèi)幾家廠商的驅(qū)動總成產(chǎn)品，可以看到，頭部企業(yè)的驅(qū)動總成產(chǎn)品在總成功率密度與效率上已經(jīng)形成較大的優(yōu)勢，其中英搏爾160kW 集成芯動力總成電驅(qū)動系統(tǒng)最高效率均已達(dá)到 93.5%，功率密度達(dá)到 2.38kW/kg。縱向?qū)Ρ葒鴥?nèi)和國外的電驅(qū)動總成產(chǎn)品，國內(nèi)電驅(qū)動產(chǎn)品在總成功率密度與效率上等性能指標(biāo)上已經(jīng)不下于國外同行業(yè)產(chǎn)品，甚至部分指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了反超，國內(nèi)電驅(qū)動廠商的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對外資電驅(qū)動廠商的趕超。

資料來源：各企業(yè)官網(wǎng)及公開資料

資料來源：公司公告

目前國內(nèi)第三方供應(yīng)商陸續(xù)開展全球化業(yè)務(wù)。其中精進(jìn)電動海外客戶覆蓋 Stellantis、MAN、斯堪尼亞、大眾商用車，同時仍在積極拓展海外新能源汽車新勢力；巨一科技電驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù)現(xiàn)有客戶覆蓋廣汽本田、東風(fēng)本田以及海外造車新勢力 VINFAST，根據(jù) 2021 年公司年報，公司已成功拓展日本本田、韓國 MSA 等國際客戶。國內(nèi)第三方逐步切入國際客戶，未來發(fā)展可期。

資料來源：各公司公告

電驅(qū)動系統(tǒng)集成化優(yōu)勢顯著，未來趨勢明確。電機(jī)、電控和減速器構(gòu)成的三合一驅(qū)動總成，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。此外，在三合一總成的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)更深層次的集成，將三合一驅(qū)動總成和電源總成進(jìn)一步集成為六合一電驅(qū)動總成產(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的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)降本 1000 元，合計降本 1500 元，電驅(qū)動系統(tǒng)集成化產(chǎn)品功率密度和成本優(yōu)勢顯著，未來趨勢明確。

電驅(qū)動系統(tǒng)集成可以有效降本

資料來源：英搏爾公司公告

目前主流主機(jī)廠和電驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)商均已實(shí)現(xiàn)三合一驅(qū)動總成的量產(chǎn)。隨著汽車電子電氣架構(gòu)的升級，電驅(qū)動系統(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 VCU。英搏爾的六合一總成是將三合一電源總成和三合一動力總成進(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；比亞迪海豚更是實(shí)現(xiàn)了八合一的深度集成，將六合一總成和 BMS、VCU 進(jìn)行集成。

多合一集成技術(shù)迭代

資料來源：蓋世汽車

隨著新能源汽車行業(yè)對電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求飛速提升，材料的迭代為重要突破方向。電機(jī)控制器的一大技術(shù)進(jìn)步方向?yàn)楣杌?IGBT 向碳化硅 MOS 迭代，與硅基器件相比，碳化硅器件具有體積小、功率大、頻率高、能耗低、損耗小、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)意法半導(dǎo)體，在 400V 電壓平臺下，相較于硅基 IGBT，碳化硅功率件有 2-4%的效率提升；在 750V 電壓平臺下，碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。

碳化硅與硅基電子元器件性能對比

資料來源：ROHM

數(shù)據(jù)來源：IDTechEx

事實(shí)上，越來越多的高端車型已采用碳化硅電控。1）車企角度，2021 年奧迪 e-tron GT 與福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新車型也紛紛采用了碳化硅器件。2021 年 10 月，通用汽車與 Wolfspeed 簽訂了碳化硅供應(yīng)協(xié)議，在原材料上搶先布局。國內(nèi)車企也不斷布局碳化硅，比亞迪發(fā)布了碳化硅車系平臺 e-Platform 3.0，小鵬 G9、蔚來 ET7 等采用碳化硅電控的車型也有望在 2022 年交付。2）供應(yīng)商角度，根據(jù)精進(jìn)電動招股說明書，公司采用全 SiC 模塊，可以使控制器的功率提高 20kW 同時使其重量減少 6kg，逆變器尺寸縮小 43%。根據(jù)英搏爾，碳化硅電機(jī)控制器的損耗下降了5%，電驅(qū)動系統(tǒng)整體 NEDC 平均效率提升 3.6%，整車 NEDC 續(xù)航提升 30km、增幅達(dá) 5.8%。