Анализ рынка двигателей, инверторов и поставщиков для автомобилей на новых источниках энергии
По мере того, как глобальная скорость электрификации автомобилей продолжает расти, индустрия приводных двигателей будет быстро расширяться в целом. В этом процессе сторонние производители электродвигателей с эффектом масштаба и технологическими преимуществами получат возможность быстро увеличить свою долю на рынке и получить значительный рост производительности.
По оценкам, с быстрой электрификацией автомобилей по всему миру рынок электромоторных систем для автомобилей на новых источниках энергии будет быстро расширяться, и ожидается, что объем рынка вырастет с 2,3 млрд. долл. в 2015 году до 31,8 млрд. долл. в 2030 году.
Новая энергетическая автомобильная электроэнергетическая система в основном состоит из двух частей: электродвигателя и инвертора, хотя, как и большинство других автомобильных деталей, эти две части уже давно находятся под давлением снижения цен, но из - за роста общего количества автомобилей с новой энергией промышленность в целом имеет больше возможностей для роста. Мы ожидаем, что к 2030 году среднегодовые темпы роста объема рынка будут составлять около 18 - 20%.
Что касается цены на единицу системы, то общее развитие системы двигателя в направлении высокой мощности также привело к повышению цены сборки.
Согласно оценкам, при нейтральном сценарии продажи электромобилей в 2030 году достигнут 20 миллионов единиц, что составляет около 16 - 18% от общего объема продаж легковых автомобилей в этом году. Тем не менее, при оптимистичном сценарии, когда цены на аккумуляторы резко упадут, а экологическая политика будет более жесткой, темпы роста продаж электромобилей, скорее всего, значительно возрастут, и мы ожидаем, что при оптимистичном сценарии общий годовой объем продаж автомобилей на новых источниках энергии может достичь уровня 30 миллионов, что составляет около 25 - 27% от продаж автомобилей в этом году.
Ожидается, что спрос на мощность одномоторного гибрида составит около 30 кВт (средняя цена около $200 - $300), двухмоторного гибрида около 50 - 100 кВт (средняя цена $800 - $1000), чистого электромобиля около 200 кВт (средняя цена $1000 - $1500).
Мы ожидаем, что к 2030 году продажи электродвигателей (без учета инверторов) будут расти в среднем на 18% в год, а к 2030 году общий объем продаж в отрасли достигнет 19,5 млрд. долл.
Ожидается, что продажи электродвигателей увеличатся с 3,6 миллиона в 2015 году до 49 миллионов в 2030 году, а количество велосипедных двигателей, как ожидается, снизится с 1,8 до 1,4, главным образом из - за увеличения доли продаж чистых электромобилей с одним двигателем.
Но мы ожидаем дальнейшего роста цен на электродвигатели с нынешних $350 до $380, главным образом из - за более широкого применения дорогостоящих мощных двигателей.
С точки зрения доли рынка, Toyota Group намного опережает по данным за 2016 год (основные компании группы, производящие электродвигатели, включают Electric и Aisin), Honda Group занимает второе место, в то время как обе группы также занимают лидирующие позиции в области смешивания. Затем последовали BYD и тайваньский производитель электродвигателей Toyota Electric, который поставлял Tesla.
В долгосрочном развитии электротехнической промышленности рост сторонних поставщиков будет тенденцией времени. Если мы посмотрим на текущую ситуацию в производственной цепочке японской автомобильной промышленности, нетрудно обнаружить, что три ведущих (Toyota, Honda, Nissan), которые занимают лидирующие позиции, склонны поставлять свои собственные электротехнические продукты, которые не только связаны с традиционными генами японских производственных предприятий, но также связаны с этапом развития отрасли.
Если сравнить с историей развития индустрии ПК и мобильных телефонов, нетрудно обнаружить, что эти две отрасли изначально были высоко интегрированы в производство вверх и вниз по течению, будь то HP, Apple, Silicon Tup, или Nokia и Motorola в индустрии мобильных телефонов, все они очень интегрированы в производственную цепочку, потому что на начальном этапе обновление продукта быстрее, требуется, чтобы поставщики компонентов вверх по течению быстро реагировали друг на друга, поэтому модель интегрированного производства имеет более высокую рентабельность;
Тем не менее, к середине и концу развития отрасли, из - за расширения всего рынка, в то время как скорость обновления продукта не должна быть такой же быстрой, как первоначально, в это время сторонние поставщики, ориентированные на весь рынок в качестве клиента, проявляют эффект масштаба, что также привело к росту ряда сторонних поставщиков, таких как Foxconn, Micron и Hynix.
Новая энергетическая автомобильная и электроэнергетическая промышленность не является исключением, с текущей точки зрения Honda объявила, что будет сотрудничать с Японией в производстве электродвигателей. На конференции инвесторов Nissan также упомянул, что в будущем может начаться внешняя добыча электродвигателей.
В октябре 2017 года Mitsubishi Electric объявила, что поставит двигатели и инверторы для Daimler Mercedes. С распространением высокоэффективных и недорогих продуктов сторонних производителей двигателей, передача доли рынка электротехники от центрального завода к сторонним предприятиям является тенденцией времени.
В настоящее время японские электроэнергетические компании начали реагировать на изменения в тенденциях, вызванные электрификацией. Мы ожидаем, что электромобили и EXING сначала воспользуются своими существующими преимуществами масштаба, чтобы занять свою долю рынка с более низкими затратами, в то время как производство электроэнергии и открытые дома, которые следуют за ними, быстро последуют.
В настоящее время средняя валовая процентная ставка в электротехнической промышленности составляет около 30%, а размер производства является одним из основных факторов, определяющих уровень валовой процентной ставки.
Мы прогнозируем, что индустрия инверторов также будет расти высокими темпами, и, по оценкам, объем продаж на рынке инверторов увеличится с 1,2 млрд. долл. в 2015 году до 13,3 млрд. долл. в 2030 году.
С точки зрения продаж, поскольку соотношение инверторов и двигателей составляет 1: 1, ожидается, что общий объем продаж вырастет с 3,6 миллиона в 2015 году до 49 миллионов в 2030 году.
При этом стоимость комплектации велосипеда снизится с $300 - $400 до $200 - $300, в основном из - за эффекта масштаба затрат после верхнего объема.
Как и в области электродвигателей, Toyota Group в настоящее время также занимает лидирующие позиции в инверторной промышленности. В то же время, подразделение Toyota Group Electric Group в настоящее время значительно расширяет своих клиентов инверторов. После Toyota, Mitsubishi Electric также занимает значительную долю рынка.
С точки зрения классификации двигателей, в основном есть постоянный ток, индукция переменного тока, синхронизация с постоянным магнитом и переключательное магнитное сопротивление четырех видов, новые энергетические автомобильные двигатели в основном используются в последних трех.
В настоящее время синхронизация с постоянным магнитом из - за ее лучшей производительности является основным типом двигателя. Асинхронные двигатели переменного тока умеренны по цене, но производительность немного хуже, некоторые производители используют в США и Китае. Основным преимуществом выключателя магнитного сопротивления является его низкая цена, но в то же время существуют технические проблемы шума и вибрации, если эти проблемы могут быть решены, переключатель магнитного сопротивления будет иметь большой рынок.
Асинхронный двигатель переменного тока: хотя в настоящее время асинхронный двигатель переменного тока (номинальная мощность около 79 - 85) не имеет преимуществ по сравнению с мощностью синхронизации с постоянным магнитом, но его стоимость намного ниже, чем синхронный двигатель с постоянным магнитом. С точки зрения объема асинхронный двигатель переменного тока больше, чем синхронный двигатель с постоянным магнитом, главным образом из - за ограничений конструкции.
Синхронный двигатель с постоянным магнитом: внутри двигателя есть ротор, завернутый в постоянный магнит, общая система имеет большую мощность (около 90 - 92) и меньший размер. Более высокая стоимость, главным образом из - за более высоких цен на материалы с постоянным магнитом. В настоящее время ведутся исследования по снижению использования постоянных магнитов, а также по повышению выходной эффективности магнитов. Электродвигатель с постоянным магнитом является наиболее широко используемым типом двигателя в современной электротехнической промышленности.
Двигатель с переключающим магнитным сопротивлением: переключающий магниторезистор имеет очень конкурентоспособную цену, главным образом потому, что в его роторе нет дорогостоящего постоянного магнита, а его мощность умеренна (номинальная мощность около 80 - 86). Поскольку тяга статора и ротора используется для питания, вибрация и шум, вызванные этим процессом, являются его основными проблемами. Поскольку электромобили в настоящее время находятся в состоянии быстрого роста, мы считаем, что повышение спроса ускорит инновационную замену технологий.
Изучая тенденции технологической эволюции электродвигателей за последние 20 лет, мы обнаружили, что есть много возможностей для дальнейшего совершенствования электротехники. Во - первых, рассмотрим толщину стальной конструкции. Для статоров и роторов он в основном состоит из суперпозиции тонкой электромагнитной стали, первое поколение Toyota Prius в 1997 году использовало стальной слой 0,35 мм, затем уменьшилось до 0,3 мм, а в 2016 году до 0,25 мм. В целом, улучшение слоя тонкой стали может повысить эффективность двигателя, но также помогает контролировать температуру двигателя.
В настоящее время производство тонкой стали является серьезной технической проблемой в отрасли. Основная трудность заключается в управлении отскоком в литье под давлением и поддержании согласованности стальных материалов. В нынешней ситуации технология ротационной ковки из - за ее преимуществ с точки зрения затрат и эффективности производства будет все чаще становиться основным способом производства в отрасли.
Во - вторых, с точки зрения плотности намотки, количество намотки в статоре в целом является важным фактором, определяющим размер мощности двигателя. Количество обмотки определяется главным образом количеством кругов, вокруг которых медная проволока может вращаться в ограниченном пространстве. Текущее использование вставных устройств из - за их пригодности для высокомощной обработки статоров и имеет тенденцию постепенно становиться отраслевым производственным стандартом.
Типы катушек, в основном квадратные и круглые два вида, в настоящее время основные производители используют круглую форму, но квадратная технология из - за высокого использования пространства постепенно заменяет круг в качестве основного направления отрасли, в то время как Toyota и Honda в настоящее время начали массовое использование технологии квадратной обмотки. На стороне других производителей, Anchuan Electric начала разрабатывать технологию электронной обмотки, чтобы улучшить управление и эффективность (Mazda уже начала экспериментировать).
Наконец, что касается системы охлаждения, то делитель и инвертор являются двумя частями: электродвигатель, поскольку магнитная сила двигателя с постоянным магнитом уменьшается по мере повышения температуры двигателя, эффективность системы охлаждения имеет решающее значение для работы двигателя на высокой мощности.
Судя по тенденциям технологической эволюции, основная технология охлаждения развилась от воздушного охлаждения и водяного охлаждения до нынешней стадии нефтяного охлаждения. Основным техническим средством является погружение двигателя в масляную камеру для достижения цели охлаждения. Хотя некоторые эксперты считают, что трение с маслом снижает эффективность двигателя, но, учитывая все аспекты ситуации, масляное охлаждение остается наиболее эффективным режимом охлаждения в современных технических условиях.
С точки зрения инверторов, система охлаждения не менее важна для производительности инвертора, Nissan недавно заявил, что в новой модели Search 2017, опираясь на подъем системы охлаждения инвертора, чтобы увеличить выходную мощность двигателя с 80 кВт до 110 кВт, в то время как остальные части двигателя такие же, как и предыдущее поколение.
Это свидетельствует о важности системы охлаждения инвертора. В то время как использование карбида кремния повысит термостойкость и сопротивление давлению двигателя, его более высокая стоимость, время его массового применения может быть трудно в краткосрочной перспективе.
