汽车零部件产业链

1、产业链
汽车零部件的上游为钢铁、塑料、橡胶以及电子元件等原材料,而汽车零部件行业位于汽车产业链中游。下游根据不同的目标客户市场,可以分为整车配套市场以及售后维修市场两大领域。
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传统的汽车零部件包含发动机系统传动系统制动系统转向系统汽车电子底盘系统内外饰等,新能源汽车则不含发动机和变速箱,增加驱动电机电机控制器动力电池系统等核心零部件,根据钜大锂电数据,三电系统(电池、电机、电控)在新能源汽车成本中约占50%。
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2、主要细分环节
(1)制动系统
制动系统由制动器等部件组成。大致可分为行车制动和驻车制动。其中行车制动主要用于行车时降低行车速度或使汽车停止,驻车制动主要用于停车后防止汽车发生滑动。制动系统直接关系到了自动驾驶汽车的安全性能,线控制动是线控底盘技术中难度最高,但也最关键的技术。
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1)线控制动系统
“线控技术”即“电控技术”,用精确的电子传感器和电子执行元件代替传统的机械系统。线控制动将原有的制动踏板用一个模拟发生器替代,用以接受驾驶员的制动意图,模拟发生器产生、传递制动信号给控制和执行机构,并根据一定的算法模拟反馈给驾驶员。主要分为电子液压制动(EHB)系统、电子机械制动(EMB)系统,EHB是发展最为成熟的,已处于量产的阶段。与传统的液压制动系统比,主要有占用空间小,操作方便,踏板的重量轻,驾驶者体验好的优点。
线控制动系统外资/合资企业主要有博世大陆采埃孚万都现代摩比斯等。国内企业有同驭汽车伯特利弗迪动力联创电子等。据佐思汽研数据,2022年前五月,博世线控制动产品占据89.4%的中国乘用车市场份额。据高工智能汽车数据,同驭汽车市场份额为5.63%,排名第3,仅次于博世、采埃孚。
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2)制动器
汽车制动装置有两种,分为盘式刹车和鼓式刹车,鼓刹一般用于载货车上,鼓刹能够合理控制车轮拖滞力矩的潜力,为整车提升续航里程提供很大的帮助。在电动车上,鼓式制动除了在续航里程上有一定优势,在能量回收、安全性能、环境保护方面也是表现出色。而盘刹多用在轿车、SUV等乘用车上,主要优点为散热好。
盘式制动器主要外资/合资企业主要有采埃孚博世日立大陆等。国内企业有亚太机电波鸿集团隆基制动等。据QYResearch数据,2021年ZFTRW、Continental、AkebonoBrake、APG、CBI等,全球前五大厂商共占有超过35%的市场份额。鼓式制动器主要外资/合资企业主要有采埃孚大陆万都等。国内企业有中鼎动力波鸿集团庆兰实业等。鼓式制动器国产化率较低。
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(2)汽车电子
汽车电子涵盖空调等在内的安全舒适系统、照明等车身电子电器、自动驾驶系统以及智能座舱等内容。
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1)驾驶舱热管理(空调)
驾驶舱热管理系统包括PTC加热、空调ECU、热泵系统加热、散热器等主要部件。
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PTC加热:PTC加热器具有恒温发热特性,其原理是PTC加热片加电后自热升温使阻值升高进入跃变区,PTC加热片表面温度将保持恒定值,该温度只与PTC加热片的居里温度和外加电压有关,而与环境温度基本无关。PTC加热器的国产化率较高,主要供应商为银轮股份沃尔核材
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热泵系统加热:热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,也是全世界备受关注的新能源技术。它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备-“泵”;热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,然后再向人们提供可被利用的高品位热能。公众号《 投研锋向 》
热泵系统加热由冷媒、四通阀八通阀、汽液分离器、电磁阀、热交换器等部件组成,国产化率高。冷媒的主要供应商包含安徽金天制冷设备有限公司浙江冷王科技有限公司等。四通阀主要供应商有欧盾科技有限公司浙江中天阀门有限公司等。电磁阀主要供应商为东莞市斯凡电子科技有限公司三河平恩康汽车技术有限公司等。气液分离器与热交换器主要供应商分别为嵊州市熠宝工贸有限公司与江苏通顺动力科技有限公司等。
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空调ECU:“ECU是车的大脑”。ECU和普通的电脑一样,由微处理器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。空调ECU国产化率高,主要供应商有上海铭诚锦材料科技有限公司鸿利达精密组件(中山)有限公司等。
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2)自动驾驶系统
自动驾驶系统包括AI芯片以及传感器等。AI芯片负责运算。传感器是一种把被测量转换成可测量的信号转换装置,通常是由敏感元件、转换原件、信号调节与转换电路等其他辅助元件组成。汽车传感器的工作原理是通过把非电信号转换成电信号的方式向汽车计算机提供包括车速、温度、发动机运转等各种工况信息,使汽车实现自动检测和电子控制。汽车传感器对实现高级别自动驾驶尤为重要。
AI芯片:随着自动驾驶从L1-L5升级,汽车E/E架构由分布式走向集中,算力开始集中,集成化的设计可以降低算力冗余要求的同时大幅降低整车线束长度,有效降低成本。当域集中之后,智能化功能升级将从增加传感器数量转为增加算力、算法模型和数据训练,因此对自动驾驶AI芯片算力要求将越来越高。目前常见的AI芯片包括CPU、GPU、FPGA和ASIC。CPU最通用,算力差,能效比最差,但除了运算,还包括控制指令,不可被替代;GPU为通用加速器,算力高,架构较为开放,允许主机厂基于底层架构开发自己的专门算法,能效比较差;FPGA算力一般,可根据客户需求用配置文件更改芯片结构的连线,实现定制电路,适用于小批量应用;ASIC为专用芯片,算力高、能效比优,节约不必要开发资源,规模量产成本最低,但支持算法不够灵活。
从竞争格局来看,全球GPU领域AI龙头英伟达和背靠英特尔的汽车AI芯片龙头Mobileye属于第一阵列。短期来看,Mobileye面向L3级以下市场,产品更加成熟。中长期来看,英伟达面向L3级以上市场在AI领域实力深厚,后发有力,优势会更加突出。高通华为属于1.5阵列,有望快速突围进入第一阵列。高通从智能座舱域切向自动驾驶域,快速打通汽车智能化两大关键环节;华为AI芯片云边端领域全覆盖,技术实力雄厚,面向L2+及以上市场。国内车载AI芯片新锐地平线(对标Mobileye)、云边端全覆盖AI新兴寒武纪、国外传统汽车芯片巨头瑞萨等处于第二阵列。传统汽车电子厂商及其他潜在进入者(如黑芝麻零跑等)处于第三阵列。
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车载摄像头:车载摄像头主要由镜头组、图像传感器、数字图像信号处理组成。能够实现汽车行车记录、倒车影像、泊车环视、智能座舱内行为识别和ADAS辅助驾驶等功能。通过镜头和图像传感器实现图像信息的采集功能,实现360°视觉感知,弥补雷达在物体识别上的缺陷,是最接近人类视觉的传感器。车载摄像头国产率整体较低,海外企业把持传感器、模组等高价值量领域,国内厂商在仅车载镜头领域份额领先。主要供应商外资/合资企业有法雷奥松下大陆集团富士通日立等。国内企业为海康威视德赛西威保隆科技联创电子同致电子等。
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车载激光雷达:车载激光雷达主要由发射机、接收机、测量控制和电源组成。具有测距精度高、可绘制3D环境视图、分辨率高、探测范围广、近全天候工作等优点。激光雷达市场参与者众多,竞争格局较为分散,具有较强竞争力的厂商主要集中在中国、美国和欧洲。VALEO为激光雷达头部企业,占据28%的市场份额,而中国企业速腾聚创大疆图达通华为禾赛科技分别占据10%、7%、3%、3%和3%的市场份额。
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毫米波雷达:毫米波雷达是ADAS系统的重要组成部分,是实现汽车智能驾驶的重要装置。毫米波雷达将雷达和毫米波融合,通过发送出去的雷达波并接受回波,根据时间差计算位置距离。具有可同时测距测速,在恶劣环境下也可以正常运行的优点。从毫米波雷达的市场格局来看,由海外企业占据核心技术与主要份额。全球市场主要由博世大陆集团天合汽车集团法雷奥海拉德尔福电装奥托立夫富士通等厂商占据。国内企业有森思泰克承泰科技德赛西威保隆科技等。
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超声波雷达:超声波雷达通过超声波发射装置向外发出超声波,通过接收器接收到的时间差来测算距离,在短距离测量中具有非常大的优势,多用在倒车雷达上。具有成本低的优点。主要外资/合资企业有法雷奥博世(BOSCH)、日本村田(Murata)等。国内企业有同致电子奥迪威豪恩汽电等。
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3)智能座舱
智能座舱从车内看,是座舱内饰、座舱电子产品的综合创新、升级和联动。从车外看,智能座舱将通过车联网、无线通信、远程感应、GPS等技术,与车外的各项基础网联设施、联网设备实现V2X联结。感知交通信号、路况、车外娱乐生活场景信号,助力自动驾驶感知层和决策层的工作,进而推动高阶自动驾驶的实现。智能座舱上游环节硬件和软件形成了座舱域控制器(DCU)架构,其中硬件部分主要包括功率半导体、显示面板、PCB以及芯片等。座舱域控制器为座舱域的“大脑”,标准化程度较高。域控制器是为了解决信息安全,以及ECU数量增多、计算能力受限的问题。智能座舱DCU可以集成车载信息娱乐系统、液晶仪表、HUD等系统/功能,接收传感器信号、计算并决策、发送指令给执行端。
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中控屏:中控屏是座舱内最大的车载屏,是车载信息娱乐系统功能的主要端口,主要以悬浮屏、一字屏等方案来表现科技感。车载屏幕显示技术主要有TFT-LCD,OLED,MiniLED和MicroLED。中控屏供应商以国外企业为主,主要国外供应商有大陆电装伟世通博世佛吉亚日本精机马瑞利矢崎安波福等,国内供应商有德赛西威华阳友衷科技等。
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HUD抬头显示:抬头显示简称HUD,又被叫做平视显示系统,是指以车辆驾驶员为中心、盲操作、多功能仪表盘。作用是把时速、导航等重要的行车信息,投影到驾驶员前面的风挡玻璃上,让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。HUD国外厂商抢先参赛,国内供应商仍处于初步阶段。根据头豹研究院数据显示,全球HUD市场中,日本精机大陆电装等国外厂商,合计占据全球市场的80%。从国内市场看,国内HUD创业潮始于2013年左右,主要参与者有怡利电子江苏泽景华阳集团等,其对应市占率较低,整体尚处于起步阶段。
流媒体后视镜:将车内后视镜变成一个实时后方路况显示屏,主要通过高清的外置后视摄像头对车辆后方的实时路况进行拍摄,后视镜以屏幕代替传统镜面将图像呈现出来。现阶段流媒体后视镜市场仍处于培育期,整体渗透率较低。流媒体后视镜设计难度较大,相对传统后视镜成本较高,所以现阶段主要搭载在高端车型上。随着技术成熟,成本降低,未来有望由高端车型向中低端车型加速渗透。流媒体后视镜赛道参与者众多,竞争较为激烈。从市场格局看,国内流媒体后视镜参与厂商较多,竞争较为激烈,包括凌度贝思特华阳集团台北研勤科技360安全科技小蚁科技等。产品质量参差不齐,行业有待规范。
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车载信息娱乐系统:即中控屏+车载信息系统,由传统中控台发展而来,目前发展成为一个综合平台,集成了车载DVD、倒车影像、与智能手机互联的投影模式、多媒体、WIFI、蓝牙、辅助泊车等功能。国内智能座舱由车载娱乐系统逐步转型增加车载信息系统。目前车载信息娱乐系统国内供应商已经上市的有德赛西威华阳集团均胜电子路畅科技索菱股份五家,非上市主要有航盛电子好帮手远特科技博泰车联网车联天下德赛西威航盛电子等一批国内企业已跻身前列,成为国产替代的中坚力量。
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驾驶显示系统:驾驶显示系统也就是仪表。传统的驾驶信息显示系统是提供车速、转速、水温等信息。目前发展成全液晶仪表,除了传统需要显示的信息之外,还能显示车辆电量电压、联网情况、导航信息、预警信息等。后续发展将显示更多的安全和娱乐信息,有望与车载信息娱乐系统一体化融合。从驾驶显示系统竞争格局来看,外资巨头合计市场份额超80%,属于第一梯队,包括大陆爱信精机电装伟世通博世马瑞利等。内资企业较海外巨头在技术方面仍有差距,属于第二梯队。内资厂商以德赛西威为代表,除此之外,还有浙江中科先旗科技江苏新通达成都天兴仪表等,正在加速赶超国外巨头。第三梯队供应商数量众多,主要服务于后装市场。
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车载通讯系统:车载通讯模块是车联网的联网接口,车载通信多场景并存,涵盖数据安全、人身安全、导航、娱乐多媒体、内容增值等环节。T-Box,又称TCU(车联网控制单元),指安装在汽车上用于控制跟踪汽车的嵌入式系统,包括GPS单元、移动通讯外部接口电子处理单元、微控制器、移动通讯单元以及存储器。主要用于车辆和后台系统/手机APP通信,实现手机APP的车辆信息显示与控制。可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、远程解锁、远程座椅加热等。车联网(V2X)是指借助新一代信息和通信技术,实现车内、车外的全方位网络连接,提升汽车智能化水平和自动驾驶能力,构建汽车和交通服务新业态,从而提高交通效率,改善汽车驾乘感受。车载通讯系统参与者有华为联友科技德赛西威东软均联智行等。
车内监控:车内监控可分为DMS驾驶员监测系统与OMS乘客监测系统。视觉DMS主流方案是摄像头+红外技术。摄像头拍摄驾驶员眼球运动、面部表情,并传输到芯片板进行视频解码、计算和AI识别,输出定义为疲劳、分心等的动作信号,再通过人机交互途径(语音、声音、仪表警报、安全带收紧)警示驾驶员。OMS监测对象包括乘客、宠物、遗留物等,能够监测乘客年龄、状态、情绪。车内监控参与厂商包含远特敏实博世德赛西威等。
(3)底盘系统
主要由车架、车桥、车轮、悬架等部件构成。主要作用在于减少汽车所受到的振动,使汽车正常行驶以及将传动系所产生的转矩转化为地面对车辆的牵引力。
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1)车轮
车轮包括轮胎与轮毂。轮胎是汽车上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品,通常安装在金属轮辋上。按照组成结构,可分为内胎式轮胎、无内胎轮胎。其主要部件分为趾口、胎侧、胎肩、胎冠。制作材料通常为帘线、橡胶、配合剂等。主要供应商有中国化工米其林(法国)、大连固特异轮胎有限公司(美国)、赛轮轮胎(中国)、佳通轮胎(新加坡)、锦湖轮胎(中国)等公司。轮毂又叫轮圈,是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。轮毂直径、宽度、成型方式、材料不同,种类繁多,国产化率高。主要供应商有中信戴卡万丰奥威今飞立中车轮跃岭股份等。
2)悬架
汽车悬架导向机构可分为麦弗逊、双叉臂、多连杆等。一般由减震器、控制臂、转向节、顶胶-平面轴承等主要部分组成。
控制臂:是汽车悬架系统的主要组成部分,主要包括稳定杆连杆、横拉杆、横臂、纵臂等。主要供应商有拓普集团等。
转向节:转向节是汽车转向桥中的重要零件之一,功能是传递并承受汽车前部载荷,支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。主要供应商有正恒动力南方精工等。
减震器:用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时,虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动,但弹簧自身还会有往复运动,而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。因减震器国产化率仅为中等水平,主要供应商为美国蒙诺萨克斯(欧洲)、日本KYB等,国内公司有倍适登等。
轴承:就安置于减震器顶端,位于弹簧和避震器顶胶之间(一般和顶胶集合购买),它要承受上下的压力还要能够自由转动。汽车减震器平面轴承是由一列钢球(带保持架)、一个轴圈(与轴紧紧配合)和一个座圈(与轴有间隙而与轴承座孔紧配合)组成。平面轴承的国产化率高。主要供应商有蒙诺南方精工金马工业等。
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3)压铸件
压铸件行业内竞争激烈,一体化压铸优势明显。一体化压铸有别于冲压、焊装等汽车制造传统工艺,通过将原本设计中需要组装的多个独立零件重新设计,并使用超大型压铸机一次压铸成型。最早由特斯拉于2019年提出。一体化压铸后底板可将下车体总成重量降低30%,制造成本下降40%。一体化压铸技术是对传统汽车制造工艺的革新,可以让车身轻量化,节省人力成本,提高生产和回收效率,缩短整车的制造和运输时间,提升制造规模,同时安全性也更好。
相比传统的汽车制造,一体化压铸在设备、材料和工艺上有较高的壁垒。我国主要的一体化压铸企业包括广东鸿图爱柯迪文灿股份旭升股份泉峰汽车等,目前各企业都在加快一体化压铸布局。
(4)转向系统
转向系统的发展经历了机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统以及线控转向系统。转向系统零部件包括方向盘、转向直拉杆、横拉杆、摇臂、转向轴和转向管柱等。线控转向是转向系统发展趋势。
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1)电子助力转向系统(EPS)
电动助力转向系统由转向柱、转向传统轴、转向机、助力电机、转向拉杆、减速机构等组成,通过扭矩传感器接收方向盘转向和扭矩信号,通过ECU转化为电信号并传输给助力电机,实现转向控制。按照助力电机位置不同,电动助力转向系统可分为管柱式电动助力、小齿轮式电动助力、双小齿轮式电动助力、齿条式电动助力,电机越靠近转向拉杆,可提供的转向助力越强,可配套更重的车型。据高工智能汽车数据,2021年中国前装市场电子助力转向系统国产率约为20%。主要外资/合资企业有日本精工捷太格特博世耐世特等。国内企业有易力达恒隆豫北光洋浙江世宝等。
电子控制单元ECU:电子助力转向系统中ECU是EPS的核心部件,其接收各传感器的数据,进行分析计算后,控制助力电机的工作。ECU由用于控制的微控制器、用于监测的集成电路(有时为微控制器)、电机的驱动电路(驱动电路和转换电路)、通断电机路径及电源路径的继电器、接收外部信号的接口电路等构成。电子助力转向系统国产化率低,主要供应商外资/合资企业有上海联电、博世、美国德尔福、日本电装、德国大陆等。国内企业有菱电电控、威孚集团、豫北转向等。
扭矩传感器:扭矩传感器是检测驾驶者转向操作扭矩的传感器,是检测EPS所需基本信息的重要装置。扭矩传感器的国产化率低,主要外资/合资企业有美国(FUTEK)、美国精量电子、德国Burster等。国内企业有海伯森、中航泰隆、兰菱机电等。
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2)线控转向系统
线控转向系统彻底取消方向盘与转向轮之间的传统机械连接,摆脱了传统转向系统的限制,主要由路感反馈、转向执行、控制器及相关传感器等部分组成。体积小,安全性高,驾驶姿势更舒适。路感反馈主要包括方向盘、路感电机、减速器和扭矩转角传感器,功能是驱动路感电机实现反馈力矩指令,从而对驾驶员施加合适的路感。转向执行主要由转向电机、转向器和转向拉杆等组成。功能是驱动转向电机执行控制器给出的转向角度指令,实现车辆转向功能。控制器及传感器功能是根据驾驶意图、车辆状况与路况,实时输出路感反馈力矩指令及车轮转向角指令。
当前绝大部分线控转向产品仍处于研发或小批量应用阶段,国内外主机厂和线控转向的零部件厂商已有布局,为高阶自动驾驶汽车的落地做技术储备。外资线控转向产品开发相对较早,成熟度要高于国内自主企业的产品,我国线控转向国产化率较低,主要外资/合资企业有博世采埃孚舍弗勒耐世特捷太格特等。国内企业有长城汽车联创电子浙江世宝等。
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(5)内外饰件
汽车内饰件通常是指汽车内部装饰所用的一些产品,种类很多,包括门内护板、顶棚、地毯、方向盘、座椅系统等。汽车内饰件并非仅仅起到装饰作用,还需要兼顾功能性、安全性以及节能、环保等方面的要求。汽车外饰件是用于汽车车身外面,用于保护车身和美化车体的一些外观件,要求防护与美观兼顾,如前后保险杠、扰流板、格栅、饰条、侧裙、挡泥板等。
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(6)三电系统
1)电池系统
电池系统作为新能源车的能量来源至关重要,关系到汽车单次充电的行驶里程。
动力电池:通常指为汽车提供动力的电池,是新能源汽车(电动汽车)不可或缺的核心部件,直接关系着整车性能。新能源车的动力电池通常由电芯、电池组、电池管理系统、冷却系统、高低压线束、保护外壳和其他结构件组成,其中电芯组是电池的关键。
动力电池行业集中度高。根据SNEResearch数据,2021年全球动力电池装机量厂商份额前三名分别为宁德时代LG松下。国内方面,根据NE时代数据,2021年国内动力电池装机量厂商份额前三位分别为宁德时代、弗迪电池(比亚迪旗下)、中创新航,相较全球,国内市场份额更为集中。国内厂商方面,宁德时代在全球/中国市场份额皆居首位,优势明显;弗迪电池/中创新航稳居二、三位。预计未来国内厂商将进一步巩固国内市场份额,并稳步扩大全球市场份额。
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BMS(电池管理系统):是连接动力电池和新能源整车的重要纽带,通过监测电芯的状态参数,如电压、电流和温度等,来估算整个电池系统的状态,并根据计算得到的电池状态对动力电池系统进行相应的控制调整和策略实施,实现对动力电池系统及各单体电芯的充放电管理以保证动力电池系统安全稳定地运行。
BMS竞争相对激烈。BMS市场参与企业主要为三类,分别为整车厂商、动力电池厂商、独立BMS生产商。整车厂和电池厂以自主研发或与BMS供应商合作开发的形式开展业务,比亚迪宁德时代国轩高科中航锂电等国内动力电池领军企业大多采用BMS+PACK模式布局,提供电池组和BMS配套。独立BMS生产商目前参与者众多,BMS产品线可供应多个行业。根据NE时代数据,2021年国内动力电池装机量前三厂商分别为弗迪电池、宁德时代、特斯拉,都为整车厂和电池厂;前十厂商总共占据74%份额,各家独立BMS生产商所占份额相对较低。目前国内BMS市场较为集中,第三方厂商众多,整车厂和电池厂加速布局,预计未来动力电池BMS行业竞争或将更加激烈。未来整车厂自供BMS、电池厂配套出货BMS,其市场份额将逐步提升;只有掌握核心技术和拥有较强研发实力的第三方厂商才能获得市场认可,与部分整车厂和电池厂绑定,稳定市场份额。公众号《 投研锋向 》
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热管理系统:电池的工作温度范围在10-30℃之间,所以伴随不同的气温环境和工作场景,对于动力电池系统的热管理衍生出制热、冷却和温度一致性的需求。制热方式主要依靠PTC或热泵,冷却方式的技术路线主要历经风冷、液冷和直冷即热量通过电池或者模组与板型铝质器件表面接触的方式传递,最终被水冷板(或称液冷板)内部流道中通过的冷却液带走。
在竞争格局方面,法雷奥是欧洲热管理龙头,热管理产品包括电池冷却系统等。韩国翰昂2019年收购麦格纳相关业务,产品涵盖热泵、电池散热系统等。国内水冷板/液冷板主要供应商为银轮股份三花智控纳川股份等。
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DC/DC直流变换器:电动车使用高压动力电池,但整车用电器的额定电压是低压。DC/DC为电压变换装置,将高压直流电转为低压直流电,保持整车用电平衡。DC/DC的国产化率高,国外厂商有科世达艾默生德尔福等。国内包含欣锐科技英搏尔动力源等公司。
2)电控系统
电控系统通过电机控制算法发出信号驱动电机转动,进而控制整个车辆的动力输出。电控系统可分为主控制器和辅助控制器。主要由控制板(接受整车控制器的信号指令,运行电机控制算法,发出控制指令给功率板)、功率板(接受控制板指令,频繁通断IGBT/MOSFET,控制电机转动)、壳体等组成,在控制器中,控制电路板、功率电路板成本主要在于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(功率场效应晶体管)、MCU(微控制器)、电源芯片等半导体器件。
电机控制器:根据档位、油门、刹车等指令,将动力电池的直流电转换成驱动电机的交流电来控制车辆。电机控制器主要由控制器硬件(IGBT模块、控制电路板、驱动电路板、电流传感器)、控制器软件、以及结构件等关键部件组成,其本质是集成电路,包含了大量的控制理论、PID控制器、传感器理论等核心技术。
电机控制器因与下游整车厂不同车型绑定,市场较为分散。比亚迪特斯拉两大新能源龙头车企电机控制器自供,弗迪动力、特斯拉2022年上半年合计市占率达36.2%,整体而言,由于下游各整车厂依据不同车型分别挑选不同的供应商,电机控制器市场较为分散。IGBT模块国产化率高,主要供应商有浙江天毅半导体科技有限公司龙腾半导体股份有限公司等。
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3)电驱系统
电驱系统是新能源汽车的“心脏”。电驱动系统发挥了燃油汽车中“发动机+ECU电控单元+变速箱”的作用,对新能源汽车整车使用性能的动力性、经济性、舒适性、安全性等核心指标具有较大影响。电驱动系统包括三大总成:驱动电机总成(将动力电池的电能转化为旋转的机械能,是输出动力的来源)、控制器总成(基于功率半导体的硬件及软件设计,对驱动电机的工作状态进行实时控制,并持续丰富其他控制功能)、传动总成(通过齿轮组降低输出转速提高输出扭矩,以保证电驱动系统持续运行在高效区间)。新能源汽车的电驱动系统,在高温、高湿、振动的复杂工作环境下,基于实时响应的软件算法,高频精确地控制电力电子元器件的功率输出特性,实现对驱动电机的控制,最终通过精密机械零部件对外传输动力。
驱动电机:利用电磁感应原理驱动车辆行驶。驱动电机主要由定子组件、转子组件、端盖和辅助标准件组成,而定子绕组中又由铁芯、铜线绕组、引出线、绝缘材料等组成。定子组件是决定电机性能的关键,驱动电机利用通电线圈(定子绕组)产生旋转磁场并作用转子形成磁电动力旋转扭矩。
对于我国驱动电机市场来说,约73%的驱动电机用于乘用车,12%客车,15%用于专用车。我国驱动电机市场呈现主机厂和第三方电机企业共同竞争的格局。国内具备电驱动系统整体集成设计能力的整车厂包括比亚迪特斯拉北汽新能源宇通客车等;第三方外供企业国际供应商有日本电装博格华纳博世等;国内企业有从传统电机行业拓展过来的如方正电机大洋电机等,以及专注于新能源汽车电机制造的精进电动、深圳大地和等。
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4)连接器和线束
高压连接器:是传输高压电流的零部件,主要应用于电池、电机、电控、高压控制盒、空调压缩机、车载充电机、DCDC、PDU、MSD、充电口等场景。高压连接器的国产化程度处于中等偏低(乘用车领域低,商用车领域高)水平。国外厂商主要有泰科安波福安费诺等。国内厂商包括中航光电瑞可达长盈精密等。
高压线束与低压线束:电动汽车输出动力的主要载体。可以根据不同的电压等级装配于汽车的内外部,可以高效传输动能,屏蔽外部的信号干扰。低压线束是汽车电路的网络主体、存在的载体,车辆电器元件工作的桥梁和纽带,分配和传输电力和信号。连接各个电气设备之间的电线一般呈现出捆扎的状态,并且是以束状的形态存在,所以称之为电线束。高压线束与低压线束国产化程度均为低水平,国外厂商主要有藤仓住友电工矢崎等。国内厂商包含沪光股份天海集团等公司。
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(7)传动系统
传动系统由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等部分组成。传动系主要是将发动机所产生的动力传输给驱动车轮的系统。可按能量传递方式的不同,划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动,而对于具有不同驱动形式的汽车,虽然其传动系统内部的部件组合结构不完全相同,但是动力传输机制大致相同,基本的控制路径为:发动机-离合器-变速器-传动轴-差速器-半轴-驱动轮。
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1)差速器
差速器是可以调整左右轮转速差的装置,它是能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。主要供应商有博格华纳汽车零部件(武汉)有限公司舍弗勒(中国)有限公司等。
2)变速器
变速器是汽车变更转速比和运动方向的装置。用来按不同工作条件改变由主动轴传到从动轴上的扭矩、转速和运动方向。齿轮传动的变速器一般由箱壳和若干齿轮对组成。变速器的国产化率目前较低,主要供应商有采埃孚(中国)投资有限公司爱信精机(中国)投资有限公司等。
3)传动轴
传动轴是一个高转速、少支承的旋转体,因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验,并在平衡机上进行了调整。对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴,它可以是好几节的,节与节之间可以由万向节连接。主要供应商有冠盛股份杭州四通传动件有限公司等。

来源:投研锋向