新能源车零部件产业链

新能源车零部件产业链
2021-07-07

新能源车零部件

板块介绍

新能源汽车的三大核心零部件包括电池、电机和电控。电池是新能源汽车的能量来源,而电机和电控则构成新能源汽车的驱动系统,是新能源汽车的动力输出单元。电机及控制系统决定了新能源汽车的爬坡、加速、最高速度等动力性能,是新能源汽车的核心构成部分。

行业现状

驱动电机永磁同步电机是国内主流

目前市场上应用最广泛的新能源汽车电机有三类:永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机。

同步和异步电动机的区别在于:转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场速度是否相同(转子和定子,前者是电动机的旋转部分,后者是静止不动、产生旋转磁场的)。速度相同为同步电动机,速度不同则为异步电动机。速度不同的原理是转子通过定子产生磁场的感应作用来专用,因此速度略低于磁场速度,因此异步电机又称为感应电机。而永磁同步电机则是转子上放有永磁体磁极,专门接入直流电讲转子变成一个电磁铁,从而不需要通过切割磁感线来获得电动势,二者保持同速相对静止,即同步电机。

在这三类电机中,交流异步电机的优点是成本较低、结构简单,目前主要用于以特斯拉为代表的欧美系品牌,而缺点则是功率密度相对低;永磁同步电机的特点是效率高、转矩和功率密度大,尺寸小、重量轻,目前主要用于丰田和本田等日系品牌,另外特斯拉Model3也搭载永磁同步电机产品,但由于永磁同步电机需要稀土材料制成的永磁体为原材料,一定程度上受到资源的限制,成本相对较高,结构也相对交流异步电机更为复杂;开关磁阻电机目前应用较少,因为虽然具备简单可靠、系统成本低的优点,但转矩波动大、噪音大的缺点难以避免,因此应用比较受限,目前以商用车的应用居多。

就目前来看,我国由于在稀土资源方面的优势,电机市场主要以永磁同步电机为主流。

电机控制器:IGBT芯片和模块尚未完全形成产业布局,高端产品仍以外资品牌为主

电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元,主要包含硬件部分的IGBT功率半导体模块及其关联电路等,以及软件部分的电机控制算法及逻辑保护等。一般来讲,电机控制器主要包括:电子控制模块,驱动器和功率变换模块。

电控核心零部件IGBT模块,在电控零部件的成本占比最高。我国虽然是世界上最大的功率半导体市场,占世界市场份额50%以上,但中高端IGBT等功率半导体主流器件目前仍被国外企业垄断。

目前来看,国际厂商起步早,研发投入大,专利壁垒高,且国外高端制造业水平较高一定程度上支撑了国际厂商的技术优势。未来在该领域,可能存在进口替代的变化,但也要冷静的认识到,目前IGBT芯片和模块在国内尚未完全形成产业布局,高端市场占有率仍与外资品牌存在较大差异。

产业链细分带来的投资机会

1、电回路:

(1)连接器

与传统汽车相比,电动车还需要高压金属软/硬连接。高压连接器主要用在电控、电池等上,单车价值量3000元左右。发展趋势来看,降本是第一诉求,母排单个产品价值量约40-60元,主机厂降本诉求大,看好模具、设备、大规模生产能力强的企业。行业格局方面,外资品牌主要由住友、矢崎、HASO、TE、德尔福和德尔福等;国内巴斯巴是国内龙头,科达利、科伦特等也进入特斯拉供应链,预计国产替代较快。

(2)继电器:

燃油车汽车继电器广泛应用于控制汽车启动、预热、喇叭、空调、油泵、灯光、雨刮、电动转向、防盗、音响、导航、风扇、冷却、电动车窗、安全气囊、防抱死、悬架控制、仪表盘、故障诊断等领域,单车需求数量与车型相关,传统燃油车中一般40-70只,电压等级一般为12V/48V。

混动(48V中混)解决方案较传统燃油车新增继电器需求动力系统中48V自动启停模块需安装100A-200A的48V大电流继电器;传统12V负载升级为48V负载趋势下,大功率负载如电子油泵、电动动力转向、空调、鼓风机、电子冷却风扇、PTC加热器等需安装10A-40A的48V常规电流继电器。

(3)被动元器件:

被动元件如电容、电阻、电感等是汽车电子的基础。随着汽车电动化进程加速,汽车电子成本占比显著提升,部件电子化、高压化、线控化为被动元件需求带来显著增量;考虑到电动化背景下汽车电子成本占比显著提升,在整车成本不变条件下,纯电动汽车电子成本较中高端车型提升约132%。若假设被动元件成本占比维持稳定,则未来单车需求量有望翻倍。

2、热回路:

(1)阀:竞争格局最好,三花智控一家独大;

(2)泵:国内主要是三花智控银轮股份等;

(3)管路:在R744新冷媒技术应用后,热回路压力将从10bar提高到100bar,电动车管路技术壁垒将会幅提高,尤其是软连接部分的橡胶管。看好腾龙股份(沃尔沃热管理管路供应商)等;

(4)压缩机:电动车热管理相变材料应用趋势越来越清晰,压缩机是相变材料必须用的部件,国内电动压缩机供应商有奥特佳松芝股份等,电装是重要竞争对手

3、通信回路:

(1)镜头:从单车看,汽车视觉智能是性价比最高的自动驾驶方向,龙头是舜宇光学;

(2)CMOS:赛道优质,但车载领域主要是OV、索尼和三星,国内主要是格科微、思比科、比亚迪

(3)毫米波雷达:技术壁垒较高,目前市场份额主要由国外零部件巨头所占据。据OFweek,2018年前五大供应商为博世、大陆、海拉、富士通天、日本电装,合计占有68%市场份额。中国24GHz雷达市场主要由法雷奥、海拉和博世,合计出货量占总出货量的60%以上;77GHz雷达主要由大陆集团、博世和德尔福,合计出货量约占总出货量的80%;近年来毫米波雷达逐渐从高端车型向中低端车型渗透,并且自主品牌车型搭载率有明显的提升。

4、制动系统:

博世、大陆、日本电装等海外龙头具备提供整套制动能量回收解决方案能力。 国内企业自主技术研究获突破,但产业化仍有距离。亚太股份比亚迪、元丰汽车是国内较早开发制动能量回收技术的代表性企业;但自主零部件及制动能量回收系统还没有实现产业化,国内新能源汽车制动能量回收系统仍然被博世、大陆、电装等垄断。

转向助力系统从过去的液压助力转向逐渐转为电动助力(EPS),液压助力系统逐渐被淘汰。 电动助力转向系统:以电池为能源,由电机提供辅助扭矩的动力转向系统,主要由扭矩传感器、车速传感器、伺服电机、减速机构和电子控制单元等组成。 EPS系统优势在于传动效率更高,由系统计算随速可变助力,结构紧凑,可实现自动泊车、道路偏移纠正等功能,成本更低,维护简便;但由于电机功率有限,所以难以应用于较大的客车、货车中(电子液压助力为趋势)。

海外龙头供应商在汽车转向系统领域较为成熟,占据多数市场份额:系统集成:日立,TRW等;ECU:电装、博世等;扭矩传感器:法雷奥、海拉等;国内供应商逐步由部件拓展至系统集成配套。据中国产业网预计,2020年EPS市场超500亿元。据智研咨询,EPS单车价值量约2000元以上,国内乘用车中EPS的装车率最高,超60%,但仍低于欧洲(75%)、日本(90%)等,渗透率有望进一步提升。

5、轻量化:

轻量化主要靠规模效应、模具以及加工工艺。根据国际铝业协会《中国汽车工业用铝量评估报告》预测,到2030年汽车行业铝的总消费量将达到1070万吨,CAGR为8.9%。乘用车是铝的主要市场,2017年的铝消费量为290万吨,占总消费量的74%;新能源汽车的平均铝消耗量估计为141.5千克(纯电动汽车128.4千克,混合动力汽车为179.6千克),预测到2030年纯电动汽车铝的单位消费量将达到283.5千克。

针对镁合金的应用,目前国内单车不到1kg,国外单车约5kg。镁合金相比铝重量再减40%,且近年来镁铝价格持续下降,我国作为产镁第一大国,未来提升空间可期;边际结构上,小型、低端电动车销量占比逐步走低,中高端产品涌不断现,铝镁等新兴金属材料有望提高单车渗透率。

材料方面,目前工艺以铸铝为主,铝合金在新能源汽车上的应用形式主要包括轧制材、挤压材、锻造材、铸造铝合金等。目前各类铝合金在汽车上使用比例大致为:铸铝77%,轧制材10%,挤压材10%,锻压材3%。未来研发方向主要为两块:1)新工艺,完善铝型材、铝板材的加工、成形、连接工艺。2)新品种,目前已开发出了快速凝固铝合金、粉末冶金铝合金、超塑性铝合金、纤维增强型铝合金、泡沫铝材等,另外高强度高韧性铸造铝合金、铝基复合材料等也在研究之中。

6、内外饰:

以内饰件为例,全球内饰巨头包括延锋、弗吉亚、安通林、河西、丰田纺织、李尔等。其中弗吉亚、安通林、李尔等均参与全球车企配套,丰田纺织等日韩供应商主要向日韩品牌的整车厂供货;延锋(华域全资子公司)作为国内龙头,下游客户覆盖了包括上汽大众、上汽通用、一汽大众、长城、吉利等国内主流品牌,此外实力较强的国产厂商还包括宁波华翔、拓普等。整体上,除掉车灯、座椅等功能性较强的品类外,内外饰件行业格局仍较为分散,2016年CR3近24%,同期车灯、汽玻行业CR3为56%、60%。

造成集中度差异的原因主要为汽车饰件单品价值量低,而却因细分品类繁多、配套车型各异导致标准化程度极低,因此技术应用复杂、模具通用性差,导致相对单品价格来说开发成本较高、经济性差(18年头部企业平均毛利)。零部件巨头无意整合甚至剥离相关业务,但也给了国内优秀的内外饰件厂商新的发展机遇。

内外饰整体整车配套价值约7000-18000元左右,区间较广主要系功能件单价差异较大;普通内外饰件受整车降本压力传导,通过提升技术材料通用性、规模效应,有效拓展高端客户的企业有望脱颖而出;功能性饰件技术密集程度高,是区分等级高低的重点领域,其单品价值量与普通内外饰件差异显著且有逐代拉大趋势,成为核心汽零企业角逐重点领域。

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