近期,诸多重磅新车密集亮相。另一边,李一男造车的传闻也尘埃落定,12月15日,其正式跨入造车行列推出“自游家”品牌。与此同时,还有玩家看中B端市场,首次亮相便发布两款新车,计划2023年实现量产。
照理来说,新能源汽车这条赛道有多热闹,上游的产业链公司就有多“滋润”——包括动力电池、锂矿、电池四大材料相关的产业链公司,今年以来大多业绩飚红,股价翻番。
不过这样的火爆景象,并未在驱动电机行业出现。从财务数据来看,即便是份额靠前的头部企业,近来也依然处于营收减速、利润下跌的状况,表现甚至不如前几年。
作为新能源汽车的“动力心脏”,电机可直接决定汽车加速度、最高车速、爬坡等重要性能的水平。但新能源汽车的魔力,为何在电机行业失效了?行业的春天还有多远?
被忽略的电机
“你们这车用的哪家的电池啊?”——这是如今的消费者,在选购新能源汽车的时候,问得最多的问题。要知道,动力电池在三电系统(电池、电机、电控)中是成本占比最高的,并且会直接影响产品的最终性能表现,所以是用户购车考虑的关键因素。
现阶段,无论是自主品牌还是外资品牌,都争相采用中国产的电芯。
据能源市场调研机构SNE Research的数据,今年上半年,宁德时代的市场占有率为29.9%,位居全球第一。LG能源解决方案的市场占有率为24.5%,位列第二。此外,比亚迪位列第四,中航锂电、国轩高科分别排在第七和第八。
在动力电池领域,形成了中日韩争霸的铁三角局面,中国有5家企业上榜,韩国3家,日本2家。其中,中国5家企业的市场份额为43.2%。
但事实上,动力电池只是汽车上的储能单元,驱动车辆最核心的零部件,是电机所在的电驱系统,但它却往往被外界忽视。
电动汽车的电驱动主要由电机、减速器和控制器三部分组成。其中,最重要的零部件就是电机,别看它成本只占汽车成本的约10%,相比之下电控成本约占总成本的11%,电池成本约占总成本超40%。但是车辆的最高车速、加速时间、爬坡能力等整车性能,与驱动电机有着密切的关系。
市面上常用的驱动电机,主要是感应异步电机和永磁同步电机两种。
简单来说,永磁电机能保证更长的续航能力,感应电机则能保证更强的性能表现。所以国内中低端电动车,大部分会选用永磁同步电机,实现更长的续航里程。而偏高端电动车则更乐意选用感应异步电机,来满足更强的动力性能。
但也有一种方案——“前感应异步,后永磁同步”的驱动方案,既保证了长续航,又保证了高性能。在特斯拉Model 3的双电机四驱版上,以及蔚来的中高配车型上都采用了这种“混搭配方”。
可以说,电机和电池的发展多少有些类似。一方面,是两种技术路线共存,动力电池是三元锂电池、磷酸铁锂两分天下,感应异步电机和永磁同步电机也几乎类似。另一方面,是新材料开始逐步推动技术变革,引导产品进步。
石墨烯、硅基材料,成为动力电池迈入下一个时代的关键技术。而在驱动电机上,碳化硅成为能耗、性能、续航等指标上升的关键材料。
好生意,难赚钱?
“我们希望通过十年的努力,中国每三辆汽车里面,有一辆是用我们的产品;通过二十年的努力,全球每三辆车里面,有一辆是用我们的产品。”
2017年时,张敏曾公开吐露其市场目标,野心直指市场份额的1/3。在汽车微特电机方面,张敏完全不必担心,方正电机已有多年积累,产品早已打入多家巨头车企的供应链。
需要进一步打开市场的,在于驱动电机业务,两三年前公司才刚刚具备批量生产能力。2017年数据显示,在乘用车驱动电机市场,方正电机份额排名第九,仅有2.7%。
2010年决定大规模投入驱动电机后,此后几年时间,方正电机一直在做前期的产品研发、样件制造、装车实验等工作,直到2014年才有了一些眉目。
这一年,方正电机一方面加大自有产品的开发和市场推广,一方面利用资本市场进行投资并购,接连完成了对上海海能和杭州德沃仕100%股权的收购。其新能源汽车电机业务由此获得较快增长,并开始了部分产品的批量生产。
不过,这一时期新能源汽车尚处于爆发前夕,渗透率不高,下游整车厂商的电动车销量也多不尽人意。
直到在2019年的年度报告中,方正电机才首次披露和驱动电机相关的销量,“乘用车驱动电机出货量六万多台,按出货量计算排名国内第四”。其中,上汽通用五菱功不可没,根据财报,方正电机是宝骏E200车型平台唯一驱动集成系统供应商。
但这些销量显然不足以撑起张敏的野心。
2020年,五菱宏光MINI EV以及小鹏P7的上市及热销,才让方正电机借上了东风。公司进入满产状态,从下半年开始将月产量从不到1万台提升到超过3万台,年产能达到35万台,成功在这一年挤入驱动电机出货量市场前三。
这让方正电机在营收上开始回暖。Wind数据显示,2021年前三季度,公司营收13.02亿元,这个数据已经超过了2019和2020年全年。不过毛利率较低,近四个季度以来都在15%以内。因此方正电机的赚钱能力并不出色,今年二三季度都处于亏损状态。
林波双林、精进电动等头部供应商也面临类似的问题。
这两家公司也在2020 年中国新能源电机市场份额TOP10之列,分别排在第五和第九。但根据Wind数据,两家公司的毛利率也不高,2020年,精进电动的毛利率仅在个位数,双林股份也低于20%。
精进电动在招股书中表示,“由于疫情影响、部分已配套客户的车型销量远低于预期、以及部分已配套车型引入竞争性供应商导致公司新能源汽车电驱动系统产销量下滑”,使得其单位直接人工和单位制造费用显著上升,2020年新能源汽车电驱动系统产品毛利率大幅下降且为负。
净利润方面,精进电动今年前三季度亏损3.78亿元,双林股份虽然在今年前三季度实现了盈利,但数额也不高,9200万元的净利润,还不足其2017年时的一半。
不过随着新能源汽车加速发展,规模效应进一步显现,相关公司的毛利率或有望得到改善。
新能源汽车驱动电机发展趋势
1、行业快速扩容,双电机车型占比有望提升
新能源车销量、渗透率持续提升,驱动电机行业高速增长。随着新能源车技术的不断更新发展及国家政策的大力支持,新能源车销量及渗透率不 断提升,2016-2020年我国新能源车销量CAGR达27.5%,带动新能源车驱动电机行业快速扩容,2021H1我国新能源车驱动电机装机量达115.4 万台,已接近去年全年装机量146.3万台。
双电机车型占比提升将带来更大装机量。B级和C级以上电动车的驱动功率一般在180kw以上,需要配置两台及以上电机,近年来伴随“双电机” 电动车的占比提升,单车电机搭载量从2018年的1.05提升至2020年的1.07,我们认为,随着双积分政策推行、消费升级及双电机优势显现,电 机装机量将进一步增长。
2、高功率、小型化,油冷、扁线成为发展方向
高功率密度、小型化是新能源车电机的重要发展方向,可以减少新能源车电量损耗进而提升续航里程。 高功率密度:功率密度为单位体积电机的输出功率,与转矩和转速成正比,电机高功率密度的实现方式包括:1)高速化:相对于外永磁转子电 机,内转子永磁电机具有转子半径小及可靠性强的优点,成为高速电机的首选。在高速化的过程中,电机散热能力要求提升,冷却方式倾向于采 用油冷;2)高转矩密度:有提高磁阻转矩比例、谐波注入、提高单位体积内的磁场能量(扁线电机)等方式。 小型化:主要考虑相同功率下电机的体积更小及缩小对电机做工没有贡献的线圈体积,可以通过增加线圈的槽满率和缩短线圈末端两种方式实现, 具体应用中,扁线的槽满率高、更易压缩,是实现电机小型化的最佳途径。
困难和机遇并存
新能源汽车的销量正在迅速提升。中国电动车百人会副理事长欧阳明高预计,2021年中国新能源汽车市场销量将达330万辆,2022年达500万辆,市场渗透率超过20%。
正因为新能源汽车的市场火爆,在产业结构方面,驱动电机也因此受到上下游的挤压,影响了其利润。
以应用最广泛的永磁同步电机为例,成本构成中绝大部分为材料占据,稀土材料、铜材等材料价格的波动都对其有直接影响,而永磁体(钕铁硼)作为其最主要的材料,成本占比更是超过了45%。
根据开源证券,目前新能源车领域的钕铁硼需求占比已达17.6%,仅次于燃油车。燃油车上也有多个组建需要用到钕铁硼永磁体。
爆发的需求让高端磁性材料已经处于供不应求的状况。
此外,永磁体也同样面临低端产能过剩、高端产能不足的情况。低端永磁体生产玩家多、利润低。高性能钕铁硼永磁材料则产能受限,行业龙头企业集中,掌握着价格话语权。
背后的原因在于,高性能钕铁硼永磁体产能极高的建设门槛。不仅投资高、认证周期长,一般需要3-5年时间,而且在工艺、规模等方面也有较高要求。根据开源证券,投建1000 吨高性能钕铁硼磁材项目对应的资金在1-2亿元,对应的建设周期也需要2年左右。
一面是龙头集中的上游,另一面是电机企业高度依赖的下游整车厂。
从方正电机、双林股份等企业的发展就可以看出,其驱动电机销量和下游客户的发展有密切关系。方正电机的驱动电机近年来借助上汽通用五菱开始放量,双林股份同样是凭借五菱宏光mini EV的爆火,才走进市场排名前列。
根据双林股份2020年年报,其新能源电驱动项目与五菱的合作于2019年初启动,目前有多个项目在开展,主要供货车型为E50、E100、E200。
而在驱动电机量产前,本身还要和整车厂进行长时间的产品开发、测试,产品之间高度绑定,押注某一厂商,甚至某一款车型,都将对电机公司未来一段的销量有直接影响。
另外,未来扁线电机的大规模应用,或将在一定程度上改善电机公司的行业地位。和圆线电机相比,扁线电机具有更高的功率密度和更好的热导性能,而且还能在成本上进一步压低。根据开源证券,扁线加工的毛利率约为60%,普通电磁线毛利则是不到10%,相差巨大。
目前,特斯拉 Model Y、欧拉R1、蔚来ES6和EC6等车型都已经采用了扁线,扁线电机的渗透率正在快速提升。
相比圆线电机,扁线电机的生产投入更大、技术壁垒也较高,目前仅有少量企业具备相关产能,市场红利还在逐步释放。
扁线电机行业需求迎来爆发
预计2025年扁线电机渗透率超过90%。国内主流新能源车品牌正加速推进扁线电机,2017年上汽在国内首先使用扁线电机,2021年特斯拉 Model 3/Y、比亚迪DM-i、比亚迪秦PLUS EV等车型纷纷搭载扁线电机,有望引领行业装配扁线电机的潮流。2021年1-10月前15名新能源车型中有5款搭载扁线电机,渗透率达27.08%,而2020年扁线电机在前15名新能源车中渗透率仅为17.59%,我们 认为随着中游制造商扩产加快、各主流车企切换扁线电机意向明确,扁线电机渗透率有望加速提升,预计2025年渗透率超过90%。
预计2025年全球新能源车扁线电机市场空间约708亿元,国内市场空间约342亿元。我们做出如下核心假设:
1)假设全球新能源车销量及渗透率稳步提升,2025年中国、欧洲、美国的新能源车渗透率分别为33%、38%、20%;
2)假设随着电机轻量化、高功率密度的发展趋势,2025年我国及全球扁线电机渗透率提升至90%;
3)据我们测算,2020年我国每台新能源车装载1.07个电机,假设随着消费升级及双电机车型占比提升,这一数值每年增加0.005;
4)假设伴随新能源车驱动电机集成化的发展趋势,扁线单车用量每年增加0.5kg。
根据以上假设,我们预计2025年全球、中国的扁线电机需求量分别为2024万个、978万个,对应市场空间为708亿元、342亿元;2025年全球、 中国的扁线需求量分别为21.25万吨、10.26万吨,对应市场空间为134亿元、65亿元。