談及電動汽車,一般繞不開“三電系統(tǒng)”。
所謂“三電”,包括電池、電驅(qū)、電控,幾乎是電動汽車的靈魂所在。
我們常說,“越自主,越強大”。三電系統(tǒng)的自主化程度,決定了電動汽車行業(yè)的強大性與安全性。
最近一段時間,在動力電池領(lǐng)域的“云對壘”頻頻刷屏。寧德時代與比亞迪“針尖對麥芒”,是頭部供應(yīng)商的對戰(zhàn),本質(zhì)上是兩種路線的選擇之爭,并非不可以共生,交給市場,決定一切。但起碼證明,在電池領(lǐng)域,自主力量舉足輕重,不可小覷。
今天,我們先將電池的事情放一放,來看一看電驅(qū)領(lǐng)域的情況。事實上,在這個與電池重要性不相上下的領(lǐng)域,很多事情反而容易被人忽略,也有很多令人意想不到的現(xiàn)象。
目前,車用電機主要分兩類,分別是永磁同步電機和交流異步電機。
永磁同步電機的關(guān)鍵點在于“永磁”,也就是說,勵磁部分采用的是永磁體,磁場旋轉(zhuǎn)的速度和轉(zhuǎn)子的速度保持一致。這樣的話,控制起來也很簡單。只要控制磁場轉(zhuǎn)速,也就可以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速了。
以前,受材料所限,永磁體性能不穩(wěn)定,會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。后來,材料升級為汝鐵硼,提高了磁體的穩(wěn)定性和可靠性,退磁現(xiàn)象幾乎不再發(fā)生了,永磁同步電機開始進入產(chǎn)業(yè)化階段。
交流異步電機也被叫做感應(yīng)電機,原理仍是電與磁的相互轉(zhuǎn)化,也需要勵磁產(chǎn)生磁場,但采用的不是永磁體,而是靠電流生磁??梢韵胍姡捎谝徊糠蛛娏饔糜诋a(chǎn)生磁場,所以交流異步電機的效率會低一點。同時,磁場旋轉(zhuǎn)的速度和轉(zhuǎn)子的速度不一致,這是“異步”的出處。
究竟選擇永磁同步電機,還是交流異步電機,沒有絕對的優(yōu)劣之分,只是技術(shù)路線問題,這要看哪種電機更加符合自家的產(chǎn)品需求。
交流異步電機從結(jié)構(gòu)上看,主要是線圈和轉(zhuǎn)子鐵芯的,制造成本比較低。由于是電流生磁,過載能力比較強,能夠輸出的扭矩比較大,適合于高性能車型。
永磁同步電機的制造成本相對更高,但效率也更優(yōu),對于一直為續(xù)航里程所困的電動車而言,不失為一個合適的路線選擇。
值得注意的是,制造永磁同步電機需要用到稀土資源。從目前探明的礦產(chǎn)資源來看,我國擁有全球70%的稀土資源,汝鐵硼永磁體的產(chǎn)量已經(jīng)達到了全球產(chǎn)量的80%。所以,國內(nèi)車企更傾向于選擇永磁同步電機,也就不足為奇了。
以特斯拉為例,特斯拉Model X和Model S均為電動四驅(qū),采取前永磁同步、后交流異步的驅(qū)動形式,特斯拉Model 3的后驅(qū)版采用了永磁同步電機,但四驅(qū)性能版采用了前永磁同步、后交流異步的驅(qū)動形式。
再參考蔚來汽車,蔚來ES8全系四驅(qū),動力系統(tǒng)布置有兩種形式,新款為前永磁同步、后交流異步,老款前后均為交流異步,蔚來ES6也有兩種布置形式,性能版是前永磁同步、后交流異步,運動版前后均為永磁同步。
同步、異步,各有千秋,混合搭配的情況也很常見。目前,從選擇傾向性來看,永磁同步電機更趨主流。對于國內(nèi)車企而言,選擇永磁同步電機更有得天獨厚的資源優(yōu)勢,供應(yīng)鏈安全性也可以得到保障。
電機生產(chǎn)企業(yè)的電機裝機量,一般與配套車企的新能源車型出貨量深度捆綁。
舉一個典型的例子,2020年4月,特斯拉電機的裝機量躍居榜單第二,完全由國產(chǎn)Model 3的產(chǎn)能所拉動。
通過對比2019年4月與2020年4月電機裝機量排名變化情況,我們可以發(fā)現(xiàn)一些更值得注意的變化趨勢。
參考數(shù)據(jù)來源于第一電動網(wǎng)
1. 頭部集中趨勢明顯,比亞迪居于榜首,以2020年4月裝機量為例,比亞迪電機裝機量是第10名方正電機裝機量的5倍;
2. 外資系電機供應(yīng)商進入榜單前列,在2020年4月裝機量榜單中,特斯拉、大眾汽車、日本電產(chǎn)已經(jīng)升至TOP 5;
3. 自主系電機供應(yīng)商排名紛紛下滑,華域汽車、方正電機處于2020年4月裝機量TOP 10榜單后半段,上海電驅(qū)動、精進電機甚至沒有入榜,可能主要受配套車企新能源銷量的影響;
4. 國外汽車品牌一般優(yōu)先選擇自供電機,或者選擇國外電機供應(yīng)商合作,以特斯拉、大眾、寶馬和奔馳為典型;
5. 國內(nèi)汽車品牌完全自供電機的主要有比亞迪、蔚然動力,北汽新能源、奇瑞新能源和長安汽車也在構(gòu)建自己的護城河,長城在將來可能依靠蜂巢動力,上汽系主要靠華域汽車,吉利沒有明確的自營消息,但電機供應(yīng)商比較多,包括精進、方正,之前報道,日本電產(chǎn)也將進入其采購名單。
中國是電機大國,但并非電機強國。而且相比電池對標(biāo)準(zhǔn)化的高度需求,電機反而容易做得更加個性化一些。
在三電系統(tǒng)中,行業(yè)輿論關(guān)注最多的是電池,電驅(qū)和電控反而被忽視了。
對于傳統(tǒng)車企而言,電池基本脫離了機械范疇,直接跨界到了化工行業(yè),更加陌生,挑戰(zhàn)性也更大。完全打通從礦山到電池組供應(yīng)體系的車企暫時還很少見,只是,很多車企都在做類似的布局。比如,長城控股蜂巢,有意滲透到電池原材料領(lǐng)域,寧德時代也與礦業(yè)巨頭嘉能達成鈷供應(yīng)大單。
但是,從目前來看,多數(shù)車企還需要與專門的電池供應(yīng)商合作。值得欣慰的是,自主系電池供應(yīng)商相對比較強大,比如寧德時代、比亞迪。
相對完全跨界的動力電池,電機制造在技術(shù)難度上沒有那么陌生。在傳統(tǒng)汽車時代,內(nèi)燃機,或者說動力總成的制造,對于大廠來說一定會掌握在自己手中?;凇八季S慣性+技術(shù)稟賦”,電機生產(chǎn)制造也必須納入麾下,保持更強的自主性,對供應(yīng)鏈可以更有議價權(quán),也更安全。
當(dāng)全行業(yè)的電驅(qū)動系統(tǒng)體系還沒有完全構(gòu)建,本土電機供應(yīng)商卻有所頹勢,這不是一個好苗頭。在電機這個環(huán)節(jié),車企的方案大部分是自己做總成,但是其中某些零部件找外部供應(yīng)商加工最后再集成,這就讓諸多在上一個5-10年成長起來的自主系電驅(qū)動供應(yīng)商,從過去直接供應(yīng)總成,轉(zhuǎn)而提供部件,相當(dāng)于供應(yīng)層級在下降,對于利潤的分配也有所下降。
對于本土電機供應(yīng)商而言,如果在總成供應(yīng)這個領(lǐng)域不能獲得足夠的回報,它們亟需回到價值鏈更加上游的區(qū)域,那么接下來發(fā)展的出路在哪里?
潛在的方向可能有兩個:
第一是控制。相比電機本體制造,控制的技術(shù)門檻更高,溢價能力更強,為整車廠做供應(yīng)的層級,也可以從協(xié)助試驗標(biāo)定,到合作軟件算法開發(fā),再到控制系統(tǒng)直供。
第二則是前瞻創(chuàng)新。比如“三合一”電驅(qū)系統(tǒng)、集成電橋等走在技術(shù)前沿的東西,更有可能首先由電機供應(yīng)商研發(fā)成功并量產(chǎn)。
我們期待中國新能源行業(yè)蓬勃發(fā)展,在這個過程中,自主品牌成為領(lǐng)軍力量,也帶動著自主系供應(yīng)商一起蓬勃向上。
來源:童濟仁汽車評論
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