中國新能源電驅動技術發展怎麼樣了?這兒有份液態空間的調查報告

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新技術在哪裡?好公司又在哪裡?……

這些問題,擺在了主機廠的創新部門與投資部門面前。當前的企業創新部門已經不再滿足於自有的供應鏈上的創新能力,要放眼全市場,去發掘產業鏈上成熟企業與初創企業的新技術,甚至高校和科研機構也變成了跟蹤的物件,以免錯過新技術與投資的機會。

深耕中國汽車行業近20年的迅孚公司基於其研究與諮詢經驗,藉助公司開發的“液態空間開放式創新平臺”(下稱“液態空間”),結合客戶的需求展開了深入研究。客戶委託液態空間對產業的三類組織-成熟汽車零部件供應商,初創企業和高校科研機構進行調查研究,研究的目的是發掘中國新能源汽車領域的新技術以及掌握新技術的應用發展情況。

研究簡介

液態空間與客戶對研究的範圍進行了細化,形成了以下的四個研究目標領域,然後從產業鏈構成的角度對每個領域進行細分,識別出領域中的關鍵部件,受制於篇幅不在此不一一展示細分專案。

ü 四個研究領域:

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ü 三類研究物件:

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液態空間初步篩選出大約5000家組織,透過對組織及其產品技術的評價,最終有210家組織符合要求,經過對這些企業的產品技術和企業綜合情況評價,對最終的210家企業進行了推薦分級,大約有1/3的企業是液態空間強烈建議顧客密切關注的。

研究發現

本文作為案例的第一部,主要展示液態空間對電驅動領域組織的掃描,篩選和評價的過程中的發現,此領域最終有34家企業符合要求,分佈見下圖。

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對於調查組織的產品技術路線,有如下的發現,針對每項技術液態空間選取代表性的企業及產品進行簡要的概述:

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ü 熱門的技術-應用第三代半導體材料SiC的電機控制器技術

受益於國家和地方產業政策鼓勵及資本的追逐,功率半導體無疑是電驅動領域的熱門,無論是第二代功率半導體材料應用代表的IGBT還是應用第三代半導體材料SiC的電控,這些企業在資本市場的融資可謂是順風順水。

根據液態空間的調查,在第二代半導體IGBT和第三代半導體材料SiC電控,調查的國內企業產品與國際頭部企業的產品效能存在一定差距,但是液態空間認為,這些初創企業首先解決了自主產品有和無的問題,尤其是在半導體產業被國外技術卡脖子的環境下,這點顯得尤為重要。

液態空間對一家科研團隊來自中科院和清華大學的企業進行了評價,其生產的SiC控制器已經向歐洲OEM供貨。評價分為兩部分:產品與核心技術競爭力評價和企業評價。

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液態空間點評:我們給與這家企業較為高的企業評價得分,對於產品與核心技術競爭力評價,當前SiC控制器處於大規模應用的前期階段(見下圖),還面臨著應用成本高的問題,但是其相對於第二代IGBT控制器所具有的低損耗,耐高溫的特性是毋庸置疑的優勢,因此被替代的風險幾乎很低。對於其產品的技術領先性,液態空間選擇對標的物件是NEV技術路線中的2025和2030技術指標,整體看具有技術領先性。

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ü 常見的技術-電機電控一體化:三合一,N合一

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系統整合大概是創新最容易的路徑,液態空間調查的企業中為數不少的企業採用這樣的整合技術,電機企業和電控企業相互整合對方的產品,存在MCU(電控單元)+DC/DC+OBC(車載充電機)整合和電控+電機+減速器整合兩種路線,最終均是實現降低重量與空間,提升系統效率的目的。

液態空間同樣選取一家企業,此企業以製造電控見長,延伸到電機領域,將電機和其電控產品整合。

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液態空間點評:對於產品和技術,三合一或多合一的技術較為成熟,實施成本低,與中國NEV2025和2030技術指標對比,具有一定的領先性,但是整合技術路線的創新性不高;綜合考察企業的情況,對於融資能力的評估,由於此企業為成熟供應商,所以融資能力一般,其他各項得分較為優秀。

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ü 改進中的技術-扁線電機

2020年中國新能源汽車Top15銷售車型中有3款車採用扁線電機,到2021年已經有6款車,液態空間預測扁線電機將逐漸主流,2021年特斯拉Model Y已經實現10層扁線電機。資料顯示:在 WLTC 工況,扁線電機比傳統圓線電機的轉換效率高 1。12%;在全域平均下, 兩者效率值相差2%;在市區工況(低速大扭矩),兩者效率值相差 10%。

液態空間所調查的企業也有采用此技術的,根據企業新聞,其已採購歐洲生產裝置,投入巨大。

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產品技術方面,其提供的產品具備多種技術,諸如三合一技術,SiC技術,扁線技術,綜合評價得分優秀,僅就實施扁線技術而言,如果是初創企業面臨著製造裝置投入大的實際問題,但是此企業是主流OEM培育的創業企業,資本雄厚。從企業角度看,各維度得分均處於優良的水平,沒有明顯的短板。

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ü 小眾的技術-輪轂電機

儘管集諸多技術優點於一身,但是受制於可靠性和成本等因素,輪轂電機依然沒有在乘用車領域大規模應用。近期賓士收購輪轂電機企業YASA以及法拉利SF90車型使用輪轂電機,讓大家看到未來輪轂電機應用的希望。液態空間調查的企業中有專注於製造輪轂電機的,其產品特性的確較傳統電機優異,下面是液態空間對其的評價。

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液態空間點評:如前所述,輪轂電機的應用還需要克服可靠性,成本高等困難,技術實施成本得分較低。技術特性上,已經超過中國NEV2030對電機的質量密度指標6kw/kg,峰值效率已經達到97。3%,因此技術創新性和技術領先性得分高。整體來看,輪轂電機處於小規模驗證前期,技術成熟度低。

建議以及調查侷限性

首先,液態空間建議OEM的創新部門定期對技術市場掃描與跟蹤,全面的掌握產業技術的發展趨勢。

其次,液態空間分析了專案研究的侷限,有如下需要改進與提升的方面:

-研究物件:儘管專案研究範圍包含電機的永磁材料,矽鋼片,絕緣系統,高速軸承,但是產品屬於傳統產業,其格局已經確定,企業成立的時間很多年,極少存在初創組織,因此產業的創新技術會遺漏。以矽鋼片為例,作為電機的核心材料,技術門檻極高,國內具備高階無取向矽鋼生產能力的企業僅8家鋼鐵企業,而且行業集中度高,目前來看,此行業不可能出現新的企業。

-技術發展趨勢:由於研究物件的限定,會出現行業內頭部企業不在研究範圍內,可能會造成技術發展路線的遺漏。例如電機頭部企業ZF,舍弗勒等的高速電機技術就未在此次調查企業中發現。

-企業產品技術深度:調查企業的詳細的技術特徵引數需要進一步的與企業溝通才能獲得,以便更加詳盡的瞭解產品的技術細節。

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