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新能源汽车电控系统
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李卿云·头豹分析师
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行业定义
在新能源汽车中,电池是基础能源与动力来源,驱动电机将车载能源转化为行驶动力,而电控系统负责控制整辆汽车的运行与动力输出,是控制汽车驱动电机的装置。新能源汽车电控系统通常包含整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)、电池管理系统(Battery Management System,BMS)、驱动电机控制器(Motor Control Unit,MCU)三个子控制系统。整车控制器是电控系统的核心部件,负责采集输入信号,输出负载控制信号,协调各个控制系统工作并提供监控检测功能,为整车的正常运行提供完善的控制逻辑。电池管理系统是连接动力电池和汽车的重要纽带,负责管理动力电池,为驱动电机和车载电器电子设备提供电能。电机控制器是控制电源与电机之间能量传输的装置,由逆变器和控制器两部分组成,逆变器接收电池输送过来的直流电能,逆变成三相交流电为汽车提供电源,控制器接收电机转速等信号反馈,当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或减速的目的。
AI访谈
行业分类
根据控制范围,新能源汽车电控系统可分为主控制器与辅助控制器。
AI访谈
行业特征
新能源汽车电控系统行业属于技术高度密集型行业,电控系统需适应频繁启停与加减速、扭矩变换,具有较大变速范围,而混合动力汽车电控系统还需具有处理驱动电机启动、发电、制动能量回馈等特殊功能,电控系统设计、制造难度大,技术壁垒高。新能源汽车电控系统的集成化倾向于模块的“多合一”,通常将变压器、车载充电机、加热器及功率分流模块等进行集成,甚至将VCU、MCU等包含在内,有利于系统整体的降本增效,是未来技术发展的主流。近十余年来,电控系统中的电机控制器体积功率密度持续增长,电控系统的高功率化有助于提升整车经济性并减轻整车重量,增加新能源汽车续航里程,促进新能源汽车应用推广。
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发展历程

新能源汽车电控系统行业

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政策梳理
新能源汽车电控系统行业
相关政策 6篇
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竞争格局
中国新能源汽车电控系统市场目前由本土企业占据主导地位,根据乘联会数据,2022年12月至2023年3月,国内市场电控系统配套量TOP10企业中有8名为本土企业,其余2名为特斯拉与日本电产,合计市场占比在10.2%-25.1%之间波动。中国新能源汽车电控系统行业呈头部集中现象,2022年12月至2023年3月CR10分别为72.2%、82.8%、80.6%、79.6%,其中电控系统配套量TOP1企业弗迪动力市场占比分别为29.8%、39.7%、33.7%、32.7%,市场地位稳固。行业参与者可分为以弗迪动力、蔚然动力等为代表的整车厂商与以汇川技术、上海电驱动等为代表的第三方电控系统集成商,弗迪动力作为比亚迪布局新能源汽车零部件的子公司,在实现电控系统对母公司的批量供应之外,还可满足其他整车厂商的配备需求。
AI访谈数据图表
摘要
在新能源汽车中,电池是基础能源与动力来源,驱动电机将车载能源转化为行驶动力,而电控系统负责控制整辆汽车的运行与动力输出,是控制汽车驱动电机的装置。新能源汽车电控系统行业属于技术高度密集型行业,电控系统需适应频繁启停与加减速、扭矩变换,具有较大变速范围,而混合动力汽车电控系统还需具有处理驱动电机启动、发电、制动能量回馈等特殊功能,电控系统设计、制造难度大,技术壁垒高。新能源汽车电控系统的集成化倾向于模块的“多合一”,通常将变压器、车载充电机、加热器及功率分流模块等进行集成,甚至将VCU、MCU等包含在内,有利于系统整体的降本增效,是未来技术发展的主流。近十余年来,电控系统中的电机控制器体积功率密度持续增长,电控系统的高功率化有助于提升整车经济性并减轻整车重量,增加新能源汽车续航里程,促进新能源汽车应用推广。中国新能源汽车电控系统市场规模整体呈高速增长趋势,2018年至2021年市场规模年均复合增长率为26.5%,2022年市场规模达765.5亿元,预计2027年市场规模有望达4,062.3亿元,2022年至2027年市场规模年均复合增长率为39.6%。中国新能源汽车电控系统市场目前由本土企业占据主导地位,呈头部集中现象,2022年12月至2023年3月CR10分别为72.2%、82.8%、80.6%、79.6%。行业参与者可分为以弗迪动力、蔚然动力等为代表的整车厂商与以汇川技术、上海电驱动等为代表的第三方电控系统集成商,弗迪动力作为比亚迪布局新能源汽车零部件的子公司,在实现电控系统对母公司的批量供应之外,还可满足其他整车厂商的配备需求。
新能源汽车电控系统行业定义
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新能源汽车电控系统行业常用的定义包括三个方面:1)新能源汽车电控系统是指以电力为主要动力源的汽车的控制系统,包括电机驱动控制系统、电力传动系统、动力电池管理系统和整车控制系统等;2)新能源汽车电控系统是指对电动汽车的电力和机械部件进行控制和管理的系统,包括电池管理系统、充电系统、电机驱动控制系统等;3)新能源汽车电控系统是指电动汽车的电力和机械部件的总体控制系统,包括电力传动系统、能量管理系统和车辆控制系统等。 这三个定义的主要区别在于,第一个定义更加全面,包括了电机驱动控制系统、电力传动系统、动力电池管理系统和整车控制系统等,对新能源汽车电控系统的组成部分进行了详细的描述;第二个定义更加注重对电动汽车电力和机械部件的控制和管理,包括电池管理系统、充电系统、电机驱动控制系统等,侧重于对电动汽车的电力和机械部件进行控制和管理;第三个定义更多地强调对电动汽车的总体控制系统,包括电力传动系统、能量管理系统和车辆控制系统等,对整个电动汽车的控制和管理进行了总体描述。 总的来说,这三个定义虽然存在差异和区别,但都强调了新能源汽车电控系统的重要性和必要性,它们都是电动汽车技术发展的重要组成部分。在实际应用中,根据不同的需求和目的,可以选择不同的定义来对新能源汽车电控系统进行描述和分析。
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在新能源汽车中,电池是基础能源与动力来源,驱动电机将车载能源转化为行驶动力,而电控系统负责控制整辆汽车的运行与动力输出,是控制汽车驱动电机的装置。新能源汽车电控系统通常包含整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)、电池管理系统(Battery Management System,BMS)、驱动电机控制器(Motor Control Unit,MCU)三个子控制系统。整车控制器是电控系统的核心部件,负责采集输入信号,输出负载控制信号,协调各个控制系统工作并提供监控检测功能,为整车的正常运行提供完善的控制逻辑。电池管理系统是连接动力电池和汽车的重要纽带,负责管理动力电池,为驱动电机和车载电器电子设备提供电能。电机控制器是控制电源与电机之间能量传输的装置,由逆变器和控制器两部分组成,逆变器接收电池输送过来的直流电能,逆变成三相交流电为汽车提供电源,控制器接收电机转速等信号反馈,当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或减速的目的。
[1]
1:https://getiot.tech/zh/ev/electric-vehicle-control-system
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2:http://www.cninfo.com.cn/new/disclosure/detail?plate=sse&orgId=9900041562&stockCode=688667&announcementId=1216687527&announcementTime=2023-04-29
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3:菱电电控2022年度报告,头豹研究院,getiot.tech
菱电电控2022年度报告,头豹研究院,getiot.tech
新能源汽车电控系统行业分类
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最主流的分类标准是根据电力来源和动力传递方式进行分类。根据电力来源,新能源汽车电控系统可以分为纯电动车和混合动力车两类。根据动力传递方式,新能源汽车电控系统可以分为前驱、后驱和四驱三类。 1. 纯电动车:纯电动车是指车辆通过电池储存的电能驱动电动机进行行驶的车辆。其电控系统主要包括电池管理系统、电动机控制系统、充电系统、辅助电器控制系统等。纯电动车的优点是零排放、无噪音、维护成本低等,但缺点是续航里程短、充电时间长、充电设施不完善等。典型的纯电动车有特斯拉Model S、比亚迪e6等。 2. 混合动力车:混合动力车是指车辆既可以通过内燃机的燃料发动机驱动,也可以通过电池储存的电能驱动电动机进行行驶的车辆。其电控系统主要包括电池管理系统、电动机控制系统、发动机控制系统、能量回收系统等。混合动力车的优点是续航里程较长、加速性能好、节能环保等,但缺点是成本较高、维修难度大等。典型的混合动力车有丰田普锐斯、本田雅阁混动等。 3. 前驱电控系统:前驱电控系统是指电动机驱动前轮的电控系统。其优点是空间利用率高、制动距离短、车身平稳等,但缺点是牵引力不足、对路面条件要求高等。典型的前驱电控车有比亚迪e5、宝马i3等。 4. 后驱电控系统:后驱电控系统是指电动机驱动后轮的电控系统。其优点是牵引力强、车身平稳、路感好等,但缺点是空间利用率低、制动距离长、成本高等。典型的后驱电控车有特斯拉Model S、奔驰SLS AMG Electric Drive等。 5. 四驱电控系统:四驱电控系统是指电动机驱动四个轮子的电控系统。其优点是牵引力强、操控性好、安全性高等,但缺点是成本高、维修难度大等。典型的四驱电控车有特斯拉Model X、保时捷Panamera E-Hybrid等。 综上所述,新能源汽车电控系统行业的分类标准主要有电力来源和动力传递方式两种。根据电力来源可以分为纯电动车和混合动力车两类,根据动力传递方式可以分为前驱、后驱和四驱三类。每种分类都有其典型的车型和特点,消费者可以根据自己的需求选择适合的车型。
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根据控制范围,新能源汽车电控系统可分为主控制器与辅助控制器。
新能源汽车电控系统行业分类(按控制范围分类)
新能源汽车电控系统分类
主控制器
主控制器负责控制汽车的驱动电机,即通过接收整车控制器与制动踏板、油门踏板、换挡机构等控制机构传送的控制信息,对驱动电机的电动机转矩、转速与转向进行控制,并可对动力电池的电压、电流输出进行相应控制。
辅助控制器
辅助控制器负责控制汽车的助力转向泵电机、空调电机、BSG(Belt-Driven Starter Generator,利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机)电机。
[2]
1:头豹研究院
新能源汽车电控系统行业特征
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商业模式、竞争环境、用户画像是中国新能源汽车电控系统行业的三个重要维度。 商业模式 中国新能源汽车电控系统行业的商业模式主要包括传统OEM厂商和新型技术企业两种。传统OEM厂商主要以整车制造为主,通过自主研发或合作开发电控系统,实现产品升级和降本增效。新型技术企业则主要以电控系统研发和销售为主,通过技术创新和解决方案提供实现差异化竞争。 竞争环境 中国新能源汽车电控系统行业的竞争环境主要分为三个方面:供应商、客户和竞争对手。供应商方面,电控系统行业的关键零部件主要来自于电子元器件、电池、传感器等多个领域,供应商数量众多,市场竞争较为激烈。客户方面,主要包括整车厂商和电动车共享平台等,客户数量相对较少,但对产品质量和性能要求较高。竞争对手方面,主要包括传统汽车企业和新型技术企业,传统汽车企业具有品牌和渠道优势,新型技术企业则具有技术优势和创新能力。 用户画像 中国新能源汽车电控系统行业的用户主要分为两个方面:整车厂商和电动车共享平台。整车厂商作为主要用户,其对电控系统的要求主要是产品质量和性能。而电动车共享平台则主要关注电控系统的智能化和可靠性,以提升用户体验和服务质量为主要目标。 数据来源 商业模式、竞争环境和用户画像的数据来源主要来自于相关行业报告和企业公开数据。例如,《2021-2026年中国新能源汽车电控系统市场研究与投资价值分析报告》、《2021-2026年中国新能源汽车整车市场研究与投资价值分析报告》等行业报告,以及各大电控系统企业公开的年度报告和财务数据。 结论 综上所述,商业模式、竞争环境和用户画像是中国新能源汽车电控系统行业的三个重要维度。随着新能源汽车市场的快速发展,电控系统企业需要加强技术创新和解决方案提供,以满足不同客户需求,实现差异化竞争。同时,电控系统企业还需要加强与供应商和整车厂商的合作,提升产品质量和性能,以满足客户要求和市场需求。
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新能源汽车电控系统行业属于技术高度密集型行业,电控系统需适应频繁启停与加减速、扭矩变换,具有较大变速范围,而混合动力汽车电控系统还需具有处理驱动电机启动、发电、制动能量回馈等特殊功能,电控系统设计、制造难度大,技术壁垒高。新能源汽车电控系统的集成化倾向于模块的“多合一”,通常将变压器、车载充电机、加热器及功率分流模块等进行集成,甚至将VCU、MCU等包含在内,有利于系统整体的降本增效,是未来技术发展的主流。近十余年来,电控系统中的电机控制器体积功率密度持续增长,电控系统的高功率化有助于提升整车经济性并减轻整车重量,增加新能源汽车续航里程,促进新能源汽车应用推广。
1
技术壁垒高
新能源汽车电控系统行业属于技术高度密集型行业,电控系统设计、制造难度大,技术壁垒高。
新能源汽车电控系统需适应频繁启停与加减速、扭矩变换,具有较大变速范围,而混合动力汽车电控系统还需具有处理驱动电机启动、发电、制动能量回馈等特殊功能。因此,新能源汽车电控系统需具备高控制精度、高动态响应速率,并提供高安全性与可靠性,且其技术与制造水平直接影响整车的性能。电控系统中的电机控制器被喻为新能源汽车动力系统的“大脑”,作为新能源汽车驱动总成电能转换单元,其控制单元电子元器件数量及复杂程度远高于传统燃油车,需要进行硬件开发与软件、电力电子设计、控制算法优化等,实现对电机转速、转向、角度、响应时间的精确控制,是驱动总成开发难度最大的模块产品。
2
集成化发展
新能源汽车电控系统的集成化是未来技术发展的主流。
新能源汽车电控系统的集成化倾向于模块的“多合一”,通常将变压器、车载充电机、加热器及功率分流模块等进行集成,甚至将VCU、MCU等包含在内。国内的北汽新能源、长安新能源、中车时代等开发了多种形式的多合一总成,其中以北汽EMD(E-Motion Drive)3.0动力总成系统为代表的纯电多合一动力总成已搭载在EU5系列车型上。新能源汽车电控系统的集成化发展带来的效益显著,不仅可减少系统体积与质量,提升整车布置的便利性,增加车内乘坐空间,系统间的能量损耗也有望进一步降低,整体效率大幅提升,且由于壳体、连接件的省略,系统成本与价格将会显著下降。此外,动力系统集成化也有利于模块化标准供货,缩短研发周期与匹配周期。
3
高功率化发展
新能源汽车电控系统的高功率化是未来技术发展的主流。
新能源汽车市场竞争激烈,各整车厂商与其零部件供应商积极推进产品迭代优化,高功率密度成为汽车各部件的主要发展趋势。电控系统中的电机控制器负责将动力电池的直流电能转换成三相交流电,根据整车控制指令来控制驱动电机的运转,其核心指标是体积功率密度,近十余年来电机控制器体积功率密度持续增长,从2010年的基于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)的11KW/L,提升至2017年基于IGBT的22KW/L,再提升至2022年基于SiC(Silicon Carbide,碳化硅)的60KW/L。电控系统效率的提高有助于提升整车经济性并减轻整车重量,增加新能源汽车续航里程,促进新能源汽车应用推广。
[3]
1:http://www.cninfo.com.cn/new/disclosure/detail?plate=szse&orgId=9900032601&stockCode=300681&announcementId=1216493407&announcementTime=2023-04-21
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2:http://www.21jingji.com/article/20221128/herald/24c2f6adfb6a63d0ad3468ecb96cce4b.html
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3:英搏尔2022年年度报告,头豹研究院,王丁才《新能源汽车“三电”系统发展现状及未来趋势》,21经济网
英搏尔2022年年度报告,头豹研究院,王丁才《新能源汽车“三电”系统发展现状及未来趋势》,21经济网
“新能源汽车电控系统已关联1篇产业链
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