新能源汽车动力的现状与趋势分析.docx

新能源汽车动力的现状与趋势分析汽车好不好，关键看动力。无论是内燃机一统天下时代还是电动汽车高歌猛进、燃料电池汽车正在孕育的当前，汽车动力永远当之无愧的占据C位，成为汽车产业发展的基础核心，也是一个国家汽车产业竞争力的标志。在汽车新四化（电气化、网络化、智能化、共享化）大趋势下，以三电为核心的汽车动力新技术新材料迭代更新加快，汽车动力产业发展趋势和竞争格局不断发生变化。一、新能源汽车动力体系的核心当前正处于新能源汽车与传统燃油车并存的时期，汽车动力也呈现出两套体系。一是以动力电池、驱动电机、电控三电为主的新能源汽车动力体系。当前，动力电池作为新能源汽车核心又可分为动力锂电池和氢燃料电池。（新能源汽车动力产业链）锂电纯电动汽车是当前新能源汽车主流，锂电池占整车成本40%左右，核心部件包括正极材料、隔膜、电解液以及负极材料等。电控占整车成本15-20%,而IGBT（绝缘栅双极型晶体管）功率模块占电控成本37%,国内70%以上的IGBT器件市场，尤其是高端市场基本被美日企业占据。电机约占整车成本10%左右，核心零部件包括定子、转子以及轴承等机械结构，而国内驱动电机轴承仍主要依赖进口。（纯电动汽车成本构成以及锂电池成本构成）氢燃料电池车被看作新能源汽车的终极目标，氢燃料电池系统由电堆、供气系统、控制系统等部件共同构成,其中电堆作为核心部件，占系统总成本60%左右，主要包括膜电极、双极板等部件，而膜电极（质子交换膜+催化剂+气体扩散层）又是电堆的核心部件，成本约占电堆总成本36%o目前商用催化剂为铝，其成本约占系统成本的23%,是氢燃料电池成本的主要来源。（氢燃料电池系统成本构成以及电堆成本构成）二是以发动机、变速箱为核心的内燃机动力体系。新能源汽车技术不断革新对燃油车的替代效应逐步显现，但燃油汽车与新能源汽车仍将共存很长一段时间，但颓势无法改变，因此，适应混合动力、提高热效率的小型化、高性能内燃机仍将具有一定市场空间。二.新能源汽车动力发展趋势在汽车新四化大趋势下，伴随新技术不断应用，汽车动力系统也呈现新的发展趋势。一是新能源汽车渗透率逐渐提升，三电动力体系迎来万亿市场空间。2021年传统燃油汽车销售同比下降6%,而新能源汽车同比增长169%,新能源汽车已经成为市场主流；混合动力作为过渡产品，终将被纯电动替代，氢燃料电池汽车仍处于探索阶段。在全球减碳背景下，世界诸多国家以及汽车企业已经明确具体时间禁售燃油汽车,国际能源署提出到2035年，全球大部分国家将禁售燃油汽车，全面进入新能源汽车时代；而英国、德国、荷兰等国家于2030年禁售，长安、北汽等车企将于2025年停售燃油车。中国新能源汽车规划提出：2025年中国新能源汽车新车销量占比将会超过20%；中国新能源发展技术路线图2.0版明确：2035年节能汽车与新能源汽车约各占50%。艾媒咨询预计2025年中国新能源汽车市场规模达23.1千亿元，按50%比例测算，三电动力市场规模超万亿元。动力电池领域，高工产业研究院（GGlI）预测，2025年全球动力电池出货量将达到1550GWh,而中国科学院院士欧阳明高预测，2025年中国动力电池出货量将超过ITWh,产值超过1万亿元。“禁燃”炖区实施时间*W三M乍企实施时间大利罗马2024年柴油车沃尔沃2019年停产停售传我燃油车M2025年汽油/柴油乍大众2026年发布最后代内燃机乍不巴要、9里、推食、«西哥城2025年柴油乍勒2022年停产停售传统燃油车美国加利福利让州2029年燃油公交车宝马未来产A均实现电动化替兰2030年汽油/柴油乘用车通用2025年实现不同程度电气化德国2030年内燃机军丰田2025年停产停售传统燃油乍印度、爱尔兰2030年汽油，柴油车捷豹路虎2020年实现全部产品电气化以色列2030年进口汽/柴油乘用车FCA集团JeeP品牌2021年全部果用电动版本中国海网2030年汽油/柴油车福特林肯品牌2022年停产停售传统燃油车英国犷格兰2032年汽油,柴油车长安2025年停售传统递油乍法国,英国2040年汽油/柴油车海42025年淘汰传统燃油乍西破牙2(MO年汽油/柴油储介动力汽车北汽2025年全国全面停售燃油车加*大不列哥伦比胡省2040年内燃机乍本田2040年全球停仰燃油乍：中2030年停售（全球重点国家/地区以及车企燃油车停售时间）二是固态锂电池成为动力电池研发方向，新材料应用仍然在不断探索。应用新材料、研发新技术新工艺以追求更高密度、更低成本、更高安全性、更长寿命是动力电池永久趋势。锂电池动力领域，三元锂电池和磷酸铁锂电池呈现“二分天下，凭借低成本、安全性，2021年国内磷酸铁锂电池产量对三元电池实现反超，占总产量比重达57.1%,但受磷酸铁锂材料理论比容量（17OmAhg）的限制，LG化学、松下、SKI等日韩企业仍以三元路线为主。未来，固态锂电池有望实现量产的下一代电池技术，成为动力电池颠覆者，也是各巨头的必争高地，而以硅碳复合材料与硅氧复合材料为代表的硅基负极材料有望成为下一代锂电负极材料。氢燃料电池仍将是全球各国终极追求的重点领域之一，但大规模商业化仍然遥远，根据国际氢能委员会的估计，到2050年氢燃料电池汽车将占全球汽车的20%-25%°而成本过高成为其推广的瓶颈所在，燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%,远高于锂离子纯电动汽车的电池成本占比，未来寻求低伯、非钳催化剂等低成本材料降低膜电极、双极板成本是氢燃料电池技术突破点。三是永磁同步电机市占率超90%,电机电控一体化、集成化成为新趋势。小型轻量化、高速、高密度、高效、低振动噪音、低成本是新能源驱动电机发展方向。伴随技术不断发展，永磁同步电机逐渐成为新能源汽车应用主流，市占率超过90%,而交流异步感应电机和开关磁阻电机主要应用于新能源商用车,特别是新能源客车，而采用扁线绕组、油冷冷却以提升能量密度、工作功率成为未来趋势。伴随新材料、新技术应用，混合励磁型、轮毂型、双定子型、记忆型等新型永磁无刷电机、更高性能的非晶电机成为研发新方向。在小型轻量化趋势下，电机电控一体化趋势明显，从“二合一”（电机+减速器）、“三合一”（电机+减速器+电控）到“多合一”（电机+减速器+电控+OBC+DCDC+高压分线盒+部分VCU）,集成化成为实现高效、小型、轻量化、低成本重要路径，由此也出现了驱动系统安装在车轮内的轮毂电机、磁性齿轮永磁无刷复合电机等新产品。15,"金三A.*F1蜂力Dnvn比一30ll*- Mc （控彩元）、电机,*aXy 雳. DCOC <*ai*h obc %©充 ORT,； pn； T："4 七 1L：电机,电控WMLOeCOCDU电）、PDU （¾>5HE,元）.BCU （电 c' nPOU. VCU. BMS到8»»元）丽城夕 20%.1%性能较上一代功*密度it升IW少了外,Mi 10%, tt>®20%. 机MlQ停职分别降低 度升了 37¾. *1TT 15¼. 体效隼15% , 20»T 5，, S下了 17.（卬*r<75410MoOe33045455M50，姓率ags功（NV）H隼99389%LXMSOfl3处IXMW （离功率IIH无*n. tngJ00Q240W _*C385（市场部分多合一电机电控产品）三、新能源汽车动力市场竞争格局凭借庞大的新能源汽车整车应用带动，我国新能源汽车三电动力已经处于全球领先地位，国内企业装机量位居全球第一，但核心部件依然依赖于欧美等行业巨头。国内主要依赖汽车产业基础分布于东部地区，宁德时代、比亚迪等巨头分散化布局，长三角区域最为集中。一是三电动力中国处全球领先，但部分关键零部件仍依赖进口。动力电池领域仅剩中日韩企业，中国三元锂电池、磷酸铁锂电池的系统能量密度处于国际领先水平,负极材料全球市场占有率达到90%,隔膜材料自主供给率超过90%,动力电池标准出台数量占全球比重超过40%。SNEReSearCh数据显示，装机量全球TOPlo合计市场份额90.5%,6家中国企业合计占56.4%,国外企业仅剩韩国LG新能源、SKon、三星SDI以及日本松下；TOP20企业中，有15家是中国企业。驱动电机电控领域，国内凭借新能源汽车优势，其市场份额全球领先，总集成及技术水平与国外差距不大,但核心零部件仍依赖进口，如电机高速轴承主要由日本NSK、瑞典SKF等企业供应，扁线电机主要由联电、博世、博格华纳等供应；电控核心部件高端IGBT基本被欧美日垄断，MCUlGBT主要由英飞凌（德）、安森美（美）、三菱（日）、意法半导体（意/法）等国际巨头所掌控；BMS电压采集芯片主要由美信（美）、Tl（美）、NXP（荷兰）等垄断。氢燃料电池国内与国外先进技术相差3-5年，产品价格高昂，其中日本专利申请量占全球燃料电池专利总申请量的30.87%,位居全球第一，中美韩位居其后，但与排名第一的日本专利申请量差距较大,高端催化剂和膜电极等材料以及储氢瓶等产品主要依赖进口。持名公司2021.1-620221-6同比增长2021年份“2022年伊S1宁德时代32970.9115.60«2860«3482IG新能源27.329.269(M238014.40*3比亚迪7.924206.20»68(M11.80K4松下17.319.512.50%15«9605SKOn6.213.2114.40*530K6.50K6三星SDl6.61050.605.80»490»7中航锂电3.38.4152.70»290«4.10»8国轩高科2.25.8165%190«290»9欣旺达0.43.1663.3OH040«1.50«10蝶修能源12.6147.10»090*1.30（全球动力电池累计装机量单位：GWh）二是国内主要分布于东部地区，长三角最为集聚。从国内产业布局来看，动力电池、电机、电控涉及上游原材料、中游零部件到下游终端产品，产业链较长，全国各地均有布局，如宁德时代在国内9个城市布局制造基地，但以长三角、珠三角以及京津冀为主的东部地区依托丰富的科研机构以及庞大的汽车制造、应用市场，企业较为集中，尤以长三角地区最为集聚。中国汽车技术研究中心报告显示，汽车动力关键零部件供应商中，位于长三角的企业占比均接近或超过50%o动力电池领域，江苏省落户企业超过30家，尤其常州正成为全球动力电池中心，形成世界看中国，中国看常州之称，已建、在建产能超260GWh,装机量全球占比近20%,产量占全国1/3,位列全国第一；电控核心部件IGBT领域，国内仅有比亚迪半导体、斯达半导、中车时代、士兰微、翠展微电子等企业设计生产，除中车时代外均在长三角布局。（中国大陆新能源动力电池企业全景图）（中国大陆新能源汽车电机企业全景图）四、上海新能源动力车发展现状上