2020年 中国新能源汽车电控系统行业概览

2020年新能源汽车电控企业出货量排名TOP10

新能源汽车电控系统是控制汽车驱动电机的装置。在新能源汽车中，由于电力电子技术的应用，其电气系统发生了巨大变化，从传统汽车低功率低压的辅助电气装置转变为新能源汽车的节能环保、高效低噪的电气传动电气装置，已成为传统汽车发动机与变速箱的替代，并直接决定了纯电动汽车爬坡、加速与最高速度等主要性能指标。

新能源汽车电控系统可分为主控制器与辅助控制器：

（1）主控制器：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；

（2）辅助控制器：控制汽车的助力转向泵电机、空调电机、BSG（利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机）电机。

同时，新能源汽车电控系统的设计和标定与电机系统相关程度较高，根绝匹配电机的不同，电控系统需开发不同的技术平台：

（1）早期的直流电机普遍采用脉宽调制（PWM）斩波控制的方式进行控制，控制技术较单一，应用较为局限；

（2）随着交流异步电机与永磁同步电机的广泛应用，电控系统的复杂程度迅速提升，矢量控制技术与直接转矩控制技术成为电控产品的技术主流，此外，纯电动乘用车的普及将逐步提高对驱动电机与电控系统集成程度的需求。

新能源汽车电控系统主要由逆变器、驱动器、电源模块、控制器、保护模块、散热系统信号检测模块等组件组成，其中，逆变器、驱动器与控制器为电控系统的核心部件：（1）逆变器：对驱动电机电流进行控制，主要由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）功率模块组成；（2）启动模块：将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率逆变器的驱动信号，并实现功率信号和控制信号的隔离；（3）控制器：主要包括微处理器及其最小系统，是对电机电流、电压等状态的监测电路、保护电路及控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。

在新能源汽车中，电池是基础能源与动力来源，驱动电机则将此车载能源转化为行驶动力，而电控系统控制整个车辆的运行与动力输出。在车辆行驶过程中，逆变器接收电池输送的直流电电能，并将其逆变为三相交流电给汽车驱动电机提供电源，而控制器接收驱动电机转速、转矩等信号反馈至仪表，当出现加速或制动行为指令时，控制器通过控制变频器频率的升降，从而达到加速或减速的目的。

新能源汽车电控系统需适应频繁启停与加减速、低速时要求高转矩、高速时要求高转矩，具有较大变速范围，而混合动力取车电控系统还需处理驱动电机启动、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有高控制精度、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。

IGBT功率模块作为新能源汽车电控系统的关键技术，在满足整车动力性指标的前提下，还需具备合适的功率电子电路设计选型、功能完整的控制电路架构、可靠的电磁兼容与散热能力等条件，以保证电控系统长时间的稳定运行。

新能源汽车电控系统对IGBT功率模块的需求

与传统内燃机汽车相比，新能源汽车工况较为复杂，导致其电控系统的内部环境较恶劣，内部温升极高。因此，汽车级IGBT功率模块的工作温度范围需达到-40-125℃。IGBT功率模块作为电控系统的主功率变换元器件，长期处于高负荷运转，其内部芯片温度可达50-80℃。目前，在汽车工业领域，IGBT功率模块需通过热循环、热冲击、功率循环等一系列试验及设计验证以保证模块的可靠性与散热性。

IGBT功率模块封装技术分析

随着自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入发展，电控系统装置不断快速发展，且新能源汽车市场的扩张带动汽车电控系统行业兴起。

萌芽期（1930-1947年）：汽车电子技术的第一次出现是20世纪30年代早期安装在乘用车内的真空电子管收音机。但由于电子管收音机具有不抗震、体积大、耗电多等缺点，成为在汽车上推广应用的主要障碍；

探索期（1948-1966年）：1948年晶体管的发明与1958年第一块集成电路的出现开创了汽车电子技术的新纪元。从20世纪60年代开始，乘用车中开始使用半导体元器件， 将硅二极管作为功率晶体管取代原有的电压调节器等电磁接触器等元器件，极大的改善了汽车的性能与可靠性；

发展期（1967-1979年）：1967年，集成电路元器件首次应用到汽车中，将电子技术与汽车发动机电气系统相结合，开发出汽车发电机集成电路调压器、集成电路点火器等汽车电子产品。同年，美国克莱斯勒公司在其生产的汽车中配置电子控制的点火装置，而德国博世公司则开发出电子控制的燃油喷射装置，标志着作为传统内燃机汽车辅助电气装置的汽车电控系统开始初步发展；

快速发展期（1980-1999年）：自20世纪80年代中后期起，晶闸管整流装置逐步取代了直流电动机组的水银整流装置，使直流电气传动技术完成了巨大飞跃。同时，控制电路也实现了高度集成化、小型化、高可靠性与低成本，使直流电动机调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大，直流电机调速技术快速发展；

成熟期（2000年至今）：进入21世纪后，随着计算机、微电子技术的发展与新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制策略发生了巨大变化，变频技术与脉宽调制技术发展愈加成熟。此外，永磁材料技术的突破与微电子技术的结合产生了永磁同步电机，并借助其性能优势在汽车领域得到广泛应用，带动电控系统逐步延伸出带有微处理器与传感器的先进控制算法，且全控型功率器件MOSFET与IGBT逐渐成为主流。

四、行业市场综述——产业链

新能源汽车电控系统行业产业链各环节连接紧密，但受上下游挤压较大，行业内竞争较为激烈。中国新能源汽车电控系统行业产业链由上游电子元器件供应商，中游新能源汽车电控系统集成商及下游新能源汽车主机厂组成。

4.1 行业市场综述——产业链上游分析

中国IGBT行业技术与产业化发展较晚，且行业技术门槛较高、资金投入较大，导致目前中国市场IGBT产品约90%依赖进口，中国本土有少量从事中小功率IGBT产品组装企业，但尚未形成规模。在大功率IGBT模块封装技术上，仅由少数企业掌握。而在IGBT芯片技术及后期系统运用方面，中国本土仅有中国中车一家企业全面掌握IGBT芯片技术研发、模块封装测试与系统应用。

在中国国家政策推动及市场牵引下，中国IGBT行业迅速发展，已逐步形成了IDM模式与代工模式的IGBT完整产业链，进一步提升IGBT的国产化进程。

（1）在IGBT芯片技术方面：以中国中车为代表的中国本土领先IGBT供应商已建成全球第二条、中国首条8英寸IGBT芯片专业生产线，具备年产12万片、并配套形成年产100万只IGBT模块的自动化封装测试能力，芯片与模块电压范围实现从650-6,500V的全覆盖，且成功实现首批8英寸1,700V IGBT芯片下线，8英寸3,300V芯片已完成试制与测试。

（2）在IGBT模块技术方面：封装IGBT模块所用芯片仍由英飞凌、ABB等国际供应商提供。

IGBT作为新能源汽车电控系统的核心电子元器件，其成本直接决定了电控系统的总成本下降空间。但由于中国本土IGBT产品发展尚未成熟，导致中游电控系统集成商需从海外采购IGBT产品，议价能力较低。

4.2 行业市场综述——产业链中游分析

新能源汽车电控系统的开发包括软件、硬件设计与集成。核心软件通常由下游整车厂客户进行研发，而硬件与底层驱动软件可由汽车零部件供应商提供。目前，行业竞争者主要由比亚迪、北汽新能源等整车厂与汇川技术、上海电驱动等第三方专业新能源汽车电控系统集成商组成。同时，以比亚迪为代表的整车厂除可实现电控系统的自产自用外，还可满足于其他整车厂的配备需求，且已占据行业约45%的市场份额。

新能源汽车电控系统集成商生产模式分析

新能源汽车电控系统产品的原材料主要包括IGBT模块、DSP芯片、电解电容、整流桥等电子元器件，及金属材料件、塑胶等各类配件，市场供应较为充足。其中，核心部件IGBT模块平均单价较高，达到约350-450元/个，且上游供应商市场集中度较高，主要依赖进口，是新能源汽车电控系统集成商的主要采购成本支出。

4.3 行业市场综述——产业链下游分析

新能源汽车电控系统行业下游主要涉及比亚迪、北汽新能源等新能源乘用车主机厂与宇通客车、中通客车等商用车主机厂。受宏观经济压力较大、国五燃油车降价挤出效应、相关补贴支持政策退坡等多重因素叠加影响，据中国汽车工业协会数据显示，2019年中国新能源汽车产量遭遇下滑，全年产量为124.2万辆，同比下降2.3%，但新能源乘用车产量仍保持稳定增长。其中，比亚迪凭借全面的产品布局与电池、电机与电控三电技术的优势，在新能源市场领先的优势进一步扩大。

乘用车主机厂与商用车主机厂对电控系统的需求分析

（1）新能源乘用车主机厂领域：

（2）新能源商用车主机厂领域：

五、行业市场综述——市场规模

现阶段，中国政府正逐步将对新能源汽车的政策鼓励转变为市场引导，将有效拉动新能源汽车产量与市场占有率的提升，为中国新能源汽车电控系统行业创造了发展机遇。

中国新能源汽车电控系统行业伴随新能源汽车的兴起而快速发展，其行业市场规模（按销售收入计）由2015年的56.8亿元人民币增长至2019年的154.3亿元人民币，年均复合增长率达到28.4%。2018年开始，由于新能源汽车补贴力度的下滑，资本市场遇冷，中国新能源汽车电控系统行业增速放缓。但“双积分制”的实施将政府补贴政策实现对新能源汽车行业的资金支持，并将政策鼓励转化为市场引导，有效建立了新能源汽车的长期管理机制，将拉动中国中长期新能源汽车产量的提升。同时，中国政府积极推动IGBT等新能源汽车电控系统核心零部件的国产化进程，持续完善电控系统行业产业链布局，为中国新能源汽车电控系统行业创造了发展机遇。预计未来五年中国新能源汽车电控系统行业市场规模将继续保持增长态势，到2024年有望突破219.1亿元人民币，年均复合增长率达到7.3%。

六、中国新能源汽车电控系统行业驱动因素

6.1 充电基础设施快速发展

随着新能源汽车市场的快速发展，充电基础设施建设成为新能源汽车进一步取代传统内燃机汽车、扩大市场占有率的重点。根据中国电动充电基础设施促进联盟发布的电动汽车充电基础设施运行情况显示，截至2019年12月，中国公共类充电基础设施保有量达到51.6万台，同比增加18.1%，并呈现稳定增长态势。

伴随着汽车工业电气化水平的提高，具有较强互联网背景的新兴造车企业开始进入市场，为中国新能源汽车电控系统集成商注入了大量客户资源。

新造车势力快速涌现

以蔚来、小鹏为代表的新造车势力具有较强的互联网背景，但对于整车制造与零部件生产等方面经验与相关储备较为薄弱，因此多选择外购配套电控系统产品或外包动力总成解决方案。现阶段，在新能源乘用车领域，有大批新造车势力进入市场，对第三方新能源汽车电控系统集成商需求强烈，并推动其从单纯的电控系统产品供应商转变为新能源汽车整车厂的动力总成方案解决者，为中国新能源汽车电控系统行业内专业化第三方电控系统集成商创造了新型增长点，推动中国新能源汽车产业通过第三方供应电控系统逐渐成为主流趋势。

七、中国新能源汽车电控系统行业风险分析

中国新能源汽车电控系统行业下游新能源汽车行业受政府政策影响较大，近五年来，中国政府对于新能源汽车相关政策补贴力度持续下滑，进而导致新能源整车厂在资本市场预冷，新能源汽车产量首次出现下降。据中国汽车工业协会数据显示，2019年中国新能源汽车产量为124.2万辆，较2018年同比下降2.3%。若未来新能源汽车行业政策再次发生不利调整，将直接影响到新能源汽车电控系统产品市场需求量的减少，从而导致电控系统集成商收入增速与利润规模的下降。

（2）原材料价格波动的风险

现阶段，以比亚迪、北汽新能源为代表的新能源乘用车主机厂借助其资金与研发实力等优势开始自主研发生产旗下车型配套的电控系统产品，外购比例较低，若此类新能源乘用车主机厂持续扩大产能为新能源客车主机厂或低速电动车主机厂等企业提供配套的电控系统产品，将极大挤 压中国新能源汽车电控系统行业内第三方集成商的市场份额，并导致其客户资源的流失与市场需求的下降。

（4）市场竞争加剧的风险

新能源汽车顺应了节能环保的发展趋势，在中国政府的政策扶持下得到快速应用，市场占有率不断提升，进而带动其配套电控系统行业的迅猛发展。

近五年来，中国政府颁布了一系列利好政策扶持新能源汽车电控系统行业发展，主要从以下两个方面体现：

（1）推动中国新能源汽车电控系统行业健康有序成长。《中国制造2025》政策的颁布为中国新能源电控系统行业确定了未来发展方向，推动电控系统产品向高功率密度、高度集成化、高压化等性能指标进行优化升级；

（2）支持新能源汽车产业的培育，扩大新能源汽车电控系统行业的市场需求。中国新版双积分政策、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》与《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》的出台明确了未来中国新能源汽车领域的补贴方案与发展目标，有效促进中国新能源汽车在公共交通、物流配送等场景的大范围应用，从而带动电控产品市场需求量的快速提升。

九、行业发展趋势——集成化发展

随着新能源汽车行业的持续发展，新能源纯电动汽车核心零部件之间的系统集成化趋势愈加明显，电控系统集成方式逐渐成为重要的技术发展趋势。目前，驱动电机控制器与转向助力泵电机控制器、气泵电机控制器、车载DC/DC控制器、车载充电器等多合一电控系统产品，及电空调、电除霜、电加热等高压配电集成产品已开始在电动乘用车与商用车中投入应用。

集成化电控系统优势分析

以英威腾、吉泰科、汇川技术为代表的电控系统集成商已开始向集成化方向发展，并已成功开发出二合一、多合一电控系统产品提供给车企。

电控系统效率的提高，可有效提升整车经济性并减轻整车重量，从而达到增加新能源纯电动汽车续航里程的目的。

续航能力的提升成为新能源汽车相关领域的重要发展方向

由于新能源汽车电控系统行业与中国电动汽车市场同步启动，行业相关标准体系尚未成型，整车厂和第三方供应商各自占据有利位置，市场竞争格局尚未明晰。

中国新能源汽车电控系统行业竞争格局分析

中国新能源汽车电控系统行业内国际企业主要有丰田、西门子、日立、东芝、ENOVA与安川电机等。而行业内中国本土企业主要分为两类：

（1）新能源汽车主机厂：以比亚迪、北汽新能源为代表的新能源汽车主机厂借助其整车及零部件制造积累的经验与资源，已开始自主研发生产旗下车型配套的电控系统；

（2）第三方电控系统集成商：第三方电控系统集成商拥有多年逆变器、伺服电机、工业电机等领域的制造经验，随新能源汽车的兴起快速将业务延伸至新能源汽车电控系统领域，其产品在新能源客车、新造车势力与低速电动车领域已广泛应用。

现阶段，上海电驱动在第三方电控系统集成商中已占据领先地位，并持续对新能源汽车电控系统产业链进行建设，带动行业整体快速发展。

来源：电动新视界