怎么理解电驱系统的量、价与利？

大小三电深度集成 N合一，性能提升、成本降低、供应链简化优势突显。

一、量：高端新能源车销量＋单车电机用量

我们不赘述整体新能源汽车渗透率提升的逻辑，侧重于高端车型更有潜力的市场。 C 型车新能源渗透率增长潜力更大。现阶段我国新能源汽车行业正处于需求逐步市场化 的发展阶段，近年来终端车型中 A00 级和 A0 级占比仍然较高。据乘联会，2023 年， A00、A0、A、B、C各级别车型中，新能源车渗透率分别为 100%、57%、23%、39%和 26%。A0级别及以下的车型主攻的是中小型、经济实惠的城市用车需求，相对来说技术 门槛较低，市场竞争者涌入较快，短期将呈现出大厂挤压小厂，渗透率提升空间比较有 限。C 级及以上的乘用车是中大型的车辆，相对来说整体价格偏高，高端和豪华车型偏 多，在动力系统的选择上目前传统能源依然是首选，未来有较大提升空间。

电动汽车的驱动系统被分为单电机集中驱动和多电机分布驱动两类。根据车辆使用的电 机数量及其配置，目前电动汽车的驱动系统被分为单电机集中驱动和多电机分布驱动两 类。单电机集中驱动是最常见的结构，有些电动汽车则采用多电机分布系统，包括双电 机驱动、三电机驱动和四电机驱动。单电机配置的优点是所需部件少，能适应传统的传 动方式，制造成本低，缺点是效率不如多电机系统高。

高端电动车往往配置双电机与四驱。得益于电机小型化、低速大扭矩、响应更快的优势， 搭载双电机的电动车能获得更高效、稳定的动力输出。当燃油车通过增加涡轮增压或排 量提升动力时，电动车通过提升电机的功率扭矩或增加电机数量达成相同目标。许多电 动车的高端车型都会升级为双电机版本，主要因为：1）性能提升：高性能是高端汽车 品牌的核心技术之一，双电机四驱能实现更快、更稳的驾驶体验，让用户获得更多愉悦 驾驶体验。2）品质提升：双电机提供的更强动力、更丰富功能符合大众消费者对高端 品牌的情感认知。3）冗余设计：在一个电机出现故障的情况下，另一个电机仍能保证 车辆行驶至安全区域。同时，在大排量动力加持下，相比两驱，四驱在通过性、循迹性、 加速性方面具有明显优势。

双（多）电机趋势加强，单车电机量持续提升。在 BEV 和 PHEV 的共同爆发下，据 NE 时代数据，2022年包含驱动电机（TM）和发电机（GM）的新能源汽车用电机装机量规 模已接近 900万台。2022年单车电机装机量约 1.32个，高于前两年的 1.15个和 1.24个。 单电机 PHEV 的比重从 2020 年的 65.9%一路降到 2022 年的 11.1%。双电机版 PHEV 份 额稳步上升，2022 年占到 71.3%，原因在于比亚迪 DM-i 车型的火爆。三电机版 PHEV 一般为混动系统+电驱总成的四驱车型，2022 年份额为 17.5%，销量三年增长了 5 倍， 代表品牌理想、问界、岚图销量持续增长。

二、价：迈向“N 合一”的集成化

大小三电深度集成 N合一，性能提升、成本降低、供应链简化优势突显。随着新能源汽 车对于电驱系统的集成度要求不断提高，电驱系统行业内企业也逐步从提供单一产品 （电机、电控、减速器），向提供物理集成的多总成产品、一体化设计深度集成的“三 合一”产品演进。通过多合一深度集成方案，将电机、电控、减速器、电源控制等多个 子部件集成在一起，从而降低成本、减轻重量，简化供应链并提高整车性能和灵活性。 不同的集成方案包括 8in1、7in1、6in1、5in1 和 3in1 等，有些方案甚至朝着芯片级集成、 域控开发方向发展。

三合一电驱系统搭载量高增，成为更多主流车型选择。据 NE 时代数据，2023 年新能源 乘用车三合一电驱系统全年累计搭载量 545.44 万台，同比上涨 51%，占到总配套量的 65.5%。从月度数据来就看，2023 年全年三合一电驱系统的搭载量整体呈上升趋势，12 月搭载量为 66.6 万台，相比 1 月的 19.6 万台有较大提升。2024 年 1~2 月新能源乘用车三合一及多合一电驱系统搭载量为 75.1 万套，同比增长 60.2%，占到总配套量的 61.3%， 预计 2024 年全年有望继续实现较快增长。

目前“N 合一”产品以三合一为主，集成度更高的多合一产品陆续推出。根据 NE 时代 数据，2022 年新能源乘用车搭载的电驱系统中，分体式占比 36.8%（同比+5.5%）、电机 +电控的“二合一”占比为 1.7%（同比-2.8%），“三合一”占比为 54.3%（同比-8.7%）， “多合一”占比为 7.2%（同比+6.0%）。同时，OBC、DC-DC、PDU 等充配电系统集成 产品的应用不断扩大，与电驱系统集成产品相结合，将形成更高集成度的多合一平台。

“九合一”、“十合一”不断问世，行业发展加速创新。东风全新一代马赫 E 十合一电驱 总成 iD3-70 最高效率达 91.9%，是汽车行业首款效率认证突破 91%的电驱总成。iD3-70 电驱总成采用十合一深度集成技术、高效电磁方案、扁线电机设计等关键技术，具有高 效率、高集成、搭载性及拓展性强等特点。江淮钇为 3 的九合一电驱，集成驱动电机、 电机控制器、减速器、高压接线盒、DCDC 电源、DCAC 电源、PTC 控制器、慢充、超 级快充九大功能，在动力、效能、NVH、轻量化等方面全面领先。

比亚迪八合一在体积、重量和成本有巨大优势。以比亚迪 KTZ55X55S-A 为例，集成 BMS、VCU、PDU、OBC、DC/DC 合并为一个单元，电机、电控和减速器为一个单元； 据 Yole数据，相比上一代独立系统，比亚迪八合一预计在硬件成本上节约 18%（还可以 减少 BOM 和装配成本），体积上缩小 25%，重量上减轻 20%。此外，还能增加乘客空间 和集成附加功能，并因能耗下降而增强续航能力，具有行业领先优势。

三、利：技术变革+核心元器件国产替代

1、电机：扁线、油冷与高压

驱动电机总成聚焦在交流异步电机和永磁同步电机。驱动电机主要由定子、转子、壳体、 结构件构成，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。驱动电机总成历经多年发展，主要的技术路径聚焦在交流异步电机和永磁同步电机。 两者核心区别在于永磁同步电机的转子上嵌入了一些永磁体，会产生一个恒定的磁场， 减少了功率损耗，使得更多的输入电能转化为机械能而不浪费在损耗上，更适合应用于 需要高效率和精确控制的应用。从装机量角度看，永磁同步电机一直成为众多主机厂的 选择，占据最高比例。近年来，持续选择交流异步电机技术路径的特斯拉，在其新推出 的 Model 3 车型中，也开始采用永磁同步电机方案。

扁线电机槽满率可达 60%以上，有效提高功率密度和效率。一般圆线电机的槽满率为 40%左右，而扁线电机的槽满率能达到 60%以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前 提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度从而节省空间和成本， 提升性能和里程。同时也降低了直流电阻、铜耗，且定子槽内空隙减小，散热能力更好； 绕组端部铜线间隙较大，更适合油冷电机；扁线电机定子采用平行槽，齿部更宽，可有 效的提升电机的转矩输出能力。

2022 年扁线电机渗透率提升至近 50%。据 NE 时代数据，2022 年新能源乘用车领域扁 线电机渗透率已经达到 47.8%，相比于 2020 年的 16.8%，提升迅速。相较于圆线电机， 扁线电机在 14000 转以下的中低转速区效率更高，更适合中国路况，加上铜耗、高密度、 高性能，适用高电压平台、高槽满率等诸多优势，是电机的重要发展方向之一，未来渗 透率有望进一步增加。

油冷可直接接触驱动电机内部，是首选散热方式。驱动电机冷却系统主要可分为风冷和 液冷两大类。风冷散热采用空气作为冷却介质，通过空气对流散热，其构造简单、成本 低，运行维护方便，但冷却效果一般，主要运用于小功率级别的电动车。液冷散热又可 以分为冷却水和油两种，水冷成本低且无污染，但由于电机内绝缘的需求，水冷只能在 电机壳外壁水套内进行散热；而油冷因为其良好的绝缘性，可以直接在电机内部进行接 触散热，效果更佳，因此也成为驱动电机散热首选。

2022 年油冷电机渗透率提升至超 35%。据 NE 时代数据，2022 年新能源乘用车领域油 冷电机渗透率已经达到 37.3%，相比于 2020 年的 23.9%，提升 13.4%。扁线电机在高速 运转时效率会偏低或者温升偏高，油冷方案可以有效解决“高速时持续功率不足”的问 题，同时随着峰值功率越来越大，对于冷却的要求也越来越高，而油冷作为直接冷却， 在高速电机上效果更佳。“扁线+油冷”成为了驱动电机的关键趋势。

800V 高压平台提高充电效率、缩短充电时间。根据功率=电压*电流，若提高充电功率， 仅能提高充电的电压或电流，这也是目前高功率快充的两种技术路线。新能源车充电电 压存在 400V 和 800V，针对 400V 架构，提高充电功率只能提高电流，特斯拉就是典型 代表，采用大电流路线。而高电压 800V 技术，同样功率情况下，电流可以减少一半， 意味着更低的电阻损耗和更小的热损耗，从而降低了充电系统的能量消耗。这种改变可 以显著提高充电效率，并且缩短了充电时长，使得新能源汽车的充电过程更为高效快捷。 大电流路线对充电桩硬件设备以及线材都有极高的要求，而大电压可以很好的缓解以上 的问题，但同时对车辆的元器件又有很高的要求。

当前电压平台以 400V 为主，部分高端车型 800V 开始初步应用。目前 400~600V 的主要 车型包括比亚迪 e 平台 3.0 车型、Aion V、红旗 E-HS9/E-QM5 等；600~800V 的主要车 型包括小鹏 G9、阿维塔 11、比亚迪 e 平台 2.0 的部分车型。未来一段时间内，大部分车 企的 800V 平台和 400V 平台还处于共存阶段。大部分车企均有 800V 平台的相应规划， 但不同企业对应用 800V的平台策略有一定差别，最为积极的车企将用 800V平台迭代现 有平台，据 NE 时代数据，奥迪一汽、小米、小鹏到 2028 年 800V 平台的渗透率将达到 100%，其他 OEM 则相对较为稳健，会在部分高端车型上逐步应用 800V 平台。

800V 电压下，换装 SiC 技术有助于功率密度和效率的提升。在高压平台下，更高的开 关频率和更高的电压摆幅率（dv/dt）降低了电机的谐波损耗，提高了系统效率。但当前 SiC成本仍然较高，比同功率的 Si IGBT模块高出 3000元左右(150kW，500Arms为例)。 随着成本下降和产能提升，据 NE 时代数据，我国新能源乘用车市场的 SiC 渗透率预计 将在 2028 年达到 40%，同时专为 SiC 开发的封装形式将逐渐成熟，传统 HPD 封装份额 可能逐渐下滑，晶圆也从完全依赖海外到本土产品开始有所应用。从产品结构来看，增 长最快的将是 800V SiC，其次是主要用于 800V 四驱车辆的辅驱 800V IGBT，400V SiC 的份额将先有所增加，然后开始下降。

2、电控：功率器件向三代半导体碳化硅时代迈进

IGBT 模块是决定电控性能和成本核心硬件。电控由功率组件、PCBA、传感器、控制 软件和结构件构成，是连接车载动力电池与电机的电能转换单元。电控核心器件为 IGBT、MOSFET、MCU，围绕其进行硬件开发与软件设计，实现对电机转速、转向、 角度、响应时间的精确控制。只有具备较强的电力电子设计能力、控制算法优化能力， 方能满足这些要求。根据 EDC 电驱未来的拆解数据，功率板的核心器件 IGBT 模块，占 到电控总成本高达 45%。

IGBT 从连接、封装、散热结构等多维度降本增效。电控系统要有高控制精度、高动态 响应速率，并同时具备高安全性和高可靠性，目前电控系统在 130-180 千瓦之间市场竞 争最激烈，未来趋势有二，即基于 IGBT 产品进一步降本以及基于碳化硅提高运行效率。 目前 IGBT 晶圆层面技术以博世、ST、罗姆等外国厂商为主，国产厂商未来预计在封装 上进行降本增效，降低电控成本。

SiC 功率模块应用于电控能够提升效率、增加峰值输出功率。目前采用硅 IGBT 技术的 功率模块在电动汽车应用中占主导地位，然而，由于碳化硅宽禁带、高击穿电场、高热 导率以及高工作温度的材料属性，使得它具有比硅基半导体器件更高的最大结温、更小 的损耗，以及更小的材料热阻系数等，已成为功率器件中硅的替代材料。碳化硅技术应 用于电控的主要系统优势，是在于效率的提升，以及峰值输出功率的增加。前者可以提 升续航里程或减少电池安装数量，后者可以给整车带来更大的百公里加速度。根据 ROMH 的测试，用了碳化硅功率模块的电控无论是在最高效率、最低效率，还是高效区 都有了显著的提升。尤其是在低扭矩的轻载情况下，碳化硅的效率优势极为明显。

3、减速器：单级路线为主，向两档减速方向发展

电机高速化带动减速器向多档演变。传动总成，核心组件包括减速器、齿轮组、高速轴 承等。电驱系统的整体 NVH 性能，很大程度上取决于传动总成中减速器组件的设计加 工装配的能力。减速器的小型化、轻量化也是电驱系统减小体积、降低重量的重要环节。 电机高速化性能的提升需要相应的高性能减速器来配套，目前减速器组件正在经历从单 级到多档的产品演变过程。单级减速器的结构简单、成本低廉、体积小但仅能减速到一 定范围内。两档减速器可以在降低电机转速的同时，充分利用电机的高效区间，有效降 低了电机电控的百公里电耗，能有效增加续驶里程，提高电机使用寿命。