1。电机电控技术路径迭代，高功率密度是发展方向

1.1。新能车电驱动系统详解

新能源汽车的电驱动系统主要由驱动电机总成、电机控制器总成和传动总成组成。驱动电机的主要功能是为新能源汽车提供动力，将电能转化为旋转的机械能，主要构成包括定子、转子、结构组件和壳体；电机控制器总成的作用是基于功率半导体的硬件及软件设计，对电机的工作状态进行实时控制，使其按照需要的方向、转速、转矩、响应时间工作，主要由功率组件、控制软件和传感器组成；传动总成的作用是将驱动电机的转速降低、转矩升高，以保证驱动电机的转矩、转速满足车辆需求，主要由减速器、齿轮组、离合器和半轴组成。

新能源汽车的驱动电机主要有永磁同步电机和交流异步电机。永磁同步电机的转子是永磁体，定子绕组可以使用圆线和扁线，功率密度较高，适用于低速、高速切换以及频繁启停等复杂路况，是目前国内新能源汽车驱动电机的主流技术路径。交流异步电机的定转子均是使用圆线的绕组，适用于高速路况，在国内主要应用于四驱车型的辅助驱动系统，高速行驶时由永磁同步电机切换成交流异步电机。

永磁同步电机和交流异步电机各有优势。永磁同步电机的优势：1）相同重量和体积下，永磁同步电机能输出更高的功率和扭矩；2）调速范围大，调整电流与频率即可在很大范围内调整电机的功率和转速；3）采用永磁体激磁，省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了效率，延长续航里程。

交流异步电机的优势：1）结构简单，稳定性好，抗震动性能优异；2）永磁同步电机在高温下会有磁性衰减的问题，而交流异步电机的磁场并不依靠磁铁产生，不存在磁性衰退，动力下降的问题；3）磁场会根据输入电流的变化而变化，这就使得它在空载到满载的过程中能够接近恒速变化，加速性能更好；4）效率相对更高，节能性更佳。

年国内新能源汽车乘用车驱动电机市场共装配.5万台电机，其中永磁同步电机占.3万台，占比约为94%，交流异步电机占比约为5%，国内的驱动电机市场仍以永磁同步电机为主，主要原因包括：1）国内稀土资源较为丰富，供应链资源丰富；2）新能车发展初期仍以单电机的车型为主，需要相对较大的输出功率和扭矩。纯电动车型中的双驱动电机版本，配套一台异步电机和一台永磁同步电机的车型较多，随着双电机车型的占比增加，我们认为，异步电机在国内的市场份额仍有一定提升的空间，永磁同步电机仍是行业主要的驱动电机类型。

在永磁同步电机成本中，稀土磁钢成本占比最高。永磁同步电机的制造原材料主要有稀土磁钢、硅钢片、铜和铝等，其中稀土磁钢主要用于制造永磁体，成本构成在30%左右；硅钢片主要用于制作铁芯，成本构成在20%左右；铜主要用于制作定子绕组，成本构成在15%左右；钢主要用于制作电机轴等结构组件，成本构成在10%左右；铝主要用于制作电机壳，成本构成在10%左右。

电机生产工艺流程主要包括定子铁芯和转子铁芯的冲压、叠压、焊接，定子绕线、嵌线、浸漆，壳体和前后端盖、变速器壳体的铸造、数控机床精密加工，轴、齿轮的锻造和数控精密加工，以及转子组装，其中定子嵌线和转子动平衡是关键步骤。定子嵌线是指将定子线棒嵌入电机定子槽内并固定的过程，转子的动平衡是一种改善转子质量分布，以使转子在旋转时不至于产生过量不平衡离心力的工序。由于定子嵌线过程的相对标准化，扁线电机的生产工艺自动化程度较高，基本已经可以实现全自动化生产的工艺流程，对生产效率和生产成本的优化较多，并且增加了产品的一致性。

电控是电驱动系统中的核心部件。新能源汽车电控通过接受VCU指令，控制新能源汽车电机的电流及电压，使其按照需要的方向、转速、转矩、响应时间工作，此外在能量回收过程中，新能源汽车电控还起到回充动力电池的作用。电控对新能车电驱动系统的效率和功率密度有重要影响，通过IGBT芯片的不同结构设计可以优化所占体积，减少物料使用，从而提升电驱动系统的功率密度；通过软件和硬件端的差异性，可以优化总成效率，从而改善续航里程。

电机控制器主要包括IGBT芯片、PCB板、电容器、传感器、壳体和控制软件等，其中传感器包括温度传感器、电流/电压传感器、转子位臵传感器等，控制软件包括AUTOSAR等软件架构。其中电机控制器根据结构的不同又可以分为IGBT模块和IGBT单管并联两种技术路径，目前两种方案均有车企批量应用，各有优势和劣势。

成本端：以IGBT模块的方案来看，电机控制器的成本可以分解为IGBT模组、控制电路板、驱动电路板、电机控制器壳体、电流传感器、接插件、门驱动电路、电容等组件。其中IGBT模组是电机控制器中最主要的零部件，其成本约占电机控制器总成本的37%，控制电路板成本约占16%，驱动电路板成本约占12%，电机控制器壳体成本约占11%，电流传感器成本约占5%，接插件、门驱动电路成本约各占4%，电容成本约占2%，其他部件以及人力成本约各占4%。电控的成本主要仍然以IGBT芯片为主，IGBT芯片的价格波动对电机控制器的成本端影响较大。