整車企業主導電機控制器市場,第三方供應商技術突破加速追趕

寧洋

新一代汽車,能源,新材料,互聯網

  • 2020-01-03
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電機控制器是控制電動汽車驅動電機的設備,是新能源汽車動力系統的控制中心。構成其結構的5個模塊中,除IGBT半導體模塊依賴進口,其他模塊均已實現國產化,主流市場以比亞迪、北汽等整車企業為主導,在電驅動橋等產品前沿方向則以上海大郡等第三方供應商引領發展。

摘要:電機控制器是控制電動汽車驅動電機的設備,是新能源汽車動力系統的控制中心。構成其結構的5個模塊中,除IGBT半導體模塊依賴進口,其他模塊均已實現國產化,主流市場以比亞迪、北汽等整車企業為主導,在電驅動橋等產品前沿方向則以上海大郡等第三方供應商引領發展。

隨著國內新能源汽車電池技術的快速突破,汽車的動力性能已日益成為業內關注的重點,電機控制器作為新能源汽車動力系統的控制中心,技術水平與整車的動力性能、能效等息息相關。本文簡要介紹了國內電機控制器的產業化情況、市場格局及未來發展方向。

電控分為冷卻等五個模塊,IGBT半導體模塊依賴進口

電機控制器是新能源汽車重要的信號和能量傳遞元件,一方面可以接收來自整車控制器和相關部件(油門、檔位等)的信息,另一方面可以將信息處理,再依據處理結果為驅動電機提供精準的電能。其結構主要由冷卻模塊、功率半導體模塊、控制模塊、驅動模塊、薄膜電容組成,其中控制模塊包含控制芯片和電源電路板。

目前國內產品中功率半導體中IGBT模塊尚未實現國產化,相關產品主要依賴進口Toyota Industries、Mitsubishi、Bosch等企業的車用逆變器,國產化尚有較大提升空間。

  圖1 電機控制器結構組成

  (資料來源:金智創新行業研究中心整理)

整車企業主導市場,第三方供應商市場呈小而散分布

國內新能源汽車電機控制器的供應商主要分為整車企業和第三方電機供應企業,2016年國內電控總裝機量為56.15萬臺,在整車企業中,比亞迪裝機量為14.02萬臺,北汽電機量為5.18萬臺,共占比34.2%,占比較高;第三方供應商中位列前三的是聯合電子、上海電驅動和安徽巨一,裝機量分別為3.93萬臺、1.96萬臺和1.91萬臺,整體市場呈小而散格局分布。

  

圖2 2016年我國新能源汽車電機控制器裝機量市場分布

  (資料來源:金智創新行業研究中心)

電驅動橋將電機等高度整合,是未來電控的發展趨勢

電機控制器的發展路線主要分為電機控制器系統集成其他控制模塊和電機、電控及其他零部件的配套整合兩條,前者是將電機控制器、DC/DC變換器,打氣/轉向泵控制、高壓配電柜、VCU整車控制器等控制器進行集成,使系統空間結構更加緊湊,利于整車布置和安裝;后者也稱為電驅動橋,是將電機、電控、減速器等其他零部件進行配套整合,使一臺設備同時具備多項功能,能在更大程度上減小系統尺寸、重量。

  表1 部分廠商電機控制器集成產品

  (資料來源:各公司官網)

電驅動橋將獨立的電機、功率電子模塊和變速箱等高度集成,具有降本增效、提升EMC性能等優點,目前國內外相關的主要企業均已在布局,如博世推出的電驅動橋產品高度整合了電機、控制逆變器和變速箱,大幅減少了所占用的空間和所用管線,降低了生產成本。

國外除博世外,博格華納、采埃孚、吉凱恩、麥格納等零部件巨頭布局較早,部分企業在近10年前已推出過類似電驅動橋的高集成化產品。國內企業開展相關研究較晚,目前國內電機電控生產企業上海大郡也提出了電機、減速機和電機控制器一體化的集成方案,加速入局電驅動橋。

結語

電機控制器是控制電動汽車驅動電機的設備,是新能源汽車動力系統的控制中心。電控分為冷卻、功率半導體、控制、驅動、薄膜電容五個模塊,其中IGBT半導體模塊依賴進口,其余4個模塊已實現國產化生產。在目前的主流產品市場上,整車企業主導市場,第三方供應商市場呈小而散分布;但在未來的發展方向——電驅動橋的產品前沿方向則以上海大郡等第三方供應商引領發展。


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