整车企业主导电机控制器市场,第三方供应商技术突破加速追赶

宁洋

新一代汽车,能源,新材料,互联网

  • 2020-01-03
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电机控制器是控制电动汽车驱动电机的设备,是新能源汽车动力系统的控制中心。构成其结构的5个模块中,除IGBT半导体模块依赖进口,其他模块均已实现国产化,主流市场以比亚迪、北汽等整车企业为主导,在电驱动桥等产品前沿方向则以上海大郡等第三方供应商引领发展。

摘要:电机控制器是控制电动汽车驱动电机的设备,是新能源汽车动力系统的控制中心。构成其结构的5个模块中,除IGBT半导体模块依赖进口,其他模块均已实现国产化,主流市场以比亚迪、北汽等整车企业为主导,在电驱动桥等产品前沿方向则以上海大郡等第三方供应商引领发展。

随着国内新能源汽车电池技术的快速突破,汽车的动力性能已日益成为业内关注的重点,电机控制器作为新能源汽车动力系统的控制中心,技术水平与整车的动力性能、能效等息息相关。本文简要介绍了国内电机控制器的产业化情况、市场格局及未来发展方向。

电控分为冷却等五个模块,IGBT半导体模块依赖进口

电机控制器是新能源汽车重要的信号和能量传递元件,一方面可以接收来自整车控制器和相关部件(油门、档位等)的信息,另一方面可以将信息处理,再依据处理结果为驱动电机提供精准的电能。其结构主要由冷却模块、功率半导体模块、控制模块、驱动模块、薄膜电容组成,其中控制模块包含控制芯片和电源电路板。

目前国内产品中功率半导体中IGBT模块尚未实现国产化,相关产品主要依赖进口Toyota Industries、Mitsubishi、Bosch等企业的车用逆变器,国产化尚有较大提升空间。

  图1 电机控制器结构组成

  (资料来源:金智创新行业研究中心整理)

整车企业主导市场,第三方供应商市场呈小而散分布

国内新能源汽车电机控制器的供应商主要分为整车企业和第三方电机供应企业,2016年国内电控总装机量为56.15万台,在整车企业中,比亚迪装机量为14.02万台,北汽电机量为5.18万台,共占比34.2%,占比较高;第三方供应商中位列前三的是联合电子、上海电驱动和安徽巨一,装机量分别为3.93万台、1.96万台和1.91万台,整体市场呈小而散格局分布。

  

图2 2016年我国新能源汽车电机控制器装机量市场分布

  (资料来源:金智创新行业研究中心)

电驱动桥将电机等高度整合,是未来电控的发展趋势

电机控制器的发展路线主要分为电机控制器系统集成其他控制模块和电机、电控及其他零部件的配套整合两条,前者是将电机控制器、DC/DC变换器,打气/转向泵控制、高压配电柜、VCU整车控制器等控制器进行集成,使系统空间结构更加紧凑,利于整车布置和安装;后者也称为电驱动桥,是将电机、电控、减速器等其他零部件进行配套整合,使一台设备同时具备多项功能,能在更大程度上减小系统尺寸、重量。

  表1 部分厂商电机控制器集成产品

  (资料来源:各公司官网)

电驱动桥将独立的电机、功率电子模块和变速箱等高度集成,具有降本增效、提升EMC性能等优点,目前国内外相关的主要企业均已在布局,如博世推出的电驱动桥产品高度整合了电机、控制逆变器和变速箱,大幅减少了所占用的空间和所用管线,降低了生产成本。

国外除博世外,博格华纳、采埃孚、吉凯恩、麦格纳等零部件巨头布局较早,部分企业在近10年前已推出过类似电驱动桥的高集成化产品。国内企业开展相关研究较晚,目前国内电机电控生产企业上海大郡也提出了电机、减速机和电机控制器一体化的集成方案,加速入局电驱动桥。

结语

电机控制器是控制电动汽车驱动电机的设备,是新能源汽车动力系统的控制中心。电控分为冷却、功率半导体、控制、驱动、薄膜电容五个模块,其中IGBT半导体模块依赖进口,其余4个模块已实现国产化生产。在目前的主流产品市场上,整车企业主导市场,第三方供应商市场呈小而散分布;但在未来的发展方向——电驱动桥的产品前沿方向则以上海大郡等第三方供应商引领发展。


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