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摘要： 电机控制器是电动汽车的“控制中心”。如今的电动汽车电控系统市场，第三方供应商与主机厂并存，国内厂商份额不断提升，涌现出众多产业机会。在电驱动系统集成化趋势下，碳化硅电控成突破方向，电控行业迎来历史性机遇。
电控系统是电动汽车的“控制中心”
新能源汽车的动力系统包括电驱动系统与电源系统两大类。电驱动系统包含电机、电控制器、减速箱，是驱动电动汽车行驶的核心部件；电源系统包含车载充电机（OBC）、DC-DC 转换器和高压配电盒，是动力电池组进行充电、电能转换及分配的核心部件。
新能源汽车动力系统构成部件
资料来源：英搏尔2021年年报
电驱动系统主要由驱动电机、电机控制器和传动总成组成。电机控制器的作用是基于功率半导体的硬件及软件设计，对电机的工作状态进行实时控制，使其按照需要的方向、转速、转矩、响应时间工作，主要由功率组件、控制软件和传感器组成。
电驱动系统组成
资料来源：精进电动招股说明书
电机控制器是新能源驱动系统能量转换的关键零部件，是电动汽车的“控制中心”。电机控制器主要由塑料组件、控制板、阻容板、功率板以及散热组件构成。
电机控制器主要构成图
资料来源：英博尔招股说明书
第三方供应商与主机厂并存，国内厂商份额不断提升
与传统燃油车不同，新能源汽车市场起步较晚，供应商格局尚未稳定，因此电控系统市场机会较多，涌现了大量的参与者。
从市场集中度来看，2022年电控销量前十的企业占据76.39%的市场份额，销量前三的企业占45.36%的市场份额，行业集中度较高。从供应商类型来看，销量前十的企业中有三家为主机厂，其中比亚迪旗下弗迪动力市场份额占29.7%，排名第一；特斯拉市场份额8.77%，排名第二；蔚来旗下蔚来驱动科技市场份额约4.16%，三者市场份额合计42.63%。其余七家均为第三方供应商，合计占33.77%的市场份额，份额较为平均。从内外资来看，销量前十的企业中只有三家外资企业，分别是特斯拉、日本电产和联合电子，三者合计份额约 18.87%；其余七家均为内资企业，合计份额占57.53%。
数据来源：NE时代
电控行业竞争格局激烈，比亚迪旗下的弗迪动力市场份额遥遥领先，部分企业常驻前十，甚至仅次于主机厂旗下供应商，如汇川联合动力、阳光电动力等。
数据来源：NE时代
进入前十的第三方供应商多拥有长期紧密合作的主机厂，如日本电产与广汽等，联合电子与理想、长城、大众、通用等，汇川与理想、小鹏等，中车时代电气与长安、一汽、合创等。
从成本端看电控系统的电子元器件机会
以 IGBT 模块的方案来看，电机控制器的成本可以分解为 IGBT 模组、控制电路板、驱动电路板、电机控制器壳体、电流传感器、接插件、门驱动电路、电容等组件。其中 IGBT模组是电机控制器中最主要的零部件，其成本约占电机控制器总成本的 37%。
数据来源：旺财电机与电控
全球 IGBT 模块市场竞争格局较为集中，国内厂商占比较低。据英飞凌数据统计，2021 年度 IGBT 模块的全球市场份额排名中，全球前五大厂商占据 67%的市场份额，其中英飞凌以 33%的市占率占据领先地位，国内厂商斯达半导和中车时代电气分别占据全球份额的 3%和 2%。
数据来源：英飞凌
通过梳理国内外电驱动厂商的驱动总成产品，横向对比国内几家厂商的驱动总成产品，可以看到，头部企业的驱动总成产品在总成功率密度与效率上已经形成较大的优势，其中英搏尔160kW 集成芯动力总成电驱动系统最高效率均已达到 93.5%，功率密度达到 2.38kW/kg。纵向对比国内和国外的电驱动总成产品，国内电驱动产品在总成功率密度与效率上等性能指标上已经不下于国外同行业产品，甚至部分指标实现了反超，国内电驱动厂商的技术已经实现了对外资电驱动厂商的赶超。
数据来源：英飞凌
通过梳理国内外电驱动厂商的驱动总成产品，横向对比国内几家厂商的驱动总成产品，可以看到，头部企业的驱动总成产品在总成功率密度与效率上已经形成较大的优势，其中英搏尔160kW 集成芯动力总成电驱动系统最高效率均已达到 93.5%，功率密度达到 2.38kW/kg。纵向对比国内和国外的电驱动总成产品，国内电驱动产品在总成功率密度与效率上等性能指标上已经不下于国外同行业产品，甚至部分指标实现了反超，国内电驱动厂商的技术已经实现了对外资电驱动厂商的赶超。
资料来源：各企业官网及公开资料
资料来源：公司公告
目前国内第三方供应商陆续开展全球化业务。其中精进电动海外客户覆盖 Stellantis、MAN、斯堪尼亚、大众商用车，同时仍在积极拓展海外新能源汽车新势力；巨一科技电驱动系统业务现有客户覆盖广汽本田、东风本田以及海外造车新势力 VINFAST，根据 2021 年公司年报，公司已成功拓展日本本田、韩国 MSA 等国际客户。国内第三方逐步切入国际客户，未来发展可期。
资料来源：各公司公告
电驱动系统集成化趋势下，碳化硅电控成突破方向
电驱动系统集成化优势显著，未来趋势明确。电机、电控和减速器构成的三合一驱动总成，以及 PDU、OBC、DC-DC 构成的三合一电源总成，是目前主要的集成技术路径，相比于独立零部件，三合一总成节省了接插件以及壳体等物料的使用，实现了重量和体积上的降低，从而在功率密度以及成本上更具优势。此外，在三合一总成的基础上可以实现进更深层次的集成，将三合一驱动总成和电源总成进一步集成为六合一电驱动总成产品。以英搏尔的六合一总成为例，三合一电源总成较单体零部件可以实现降本 500 元，六合一总成在三合一总成的基础上可以实现降本 1000 元，合计降本 1500 元，电驱动系统集成化产品功率密度和成本优势显著，未来趋势明确。
电驱动系统集成可以有效降本
资料来源：英搏尔公司公告
目前主流主机厂和电驱动系统供应商均已实现三合一驱动总成的量产。随着汽车电子电气架构的升级，电驱动系统下一步的集成化方向是将电源总成集成到三合一驱动总成中，域控制器方案是在多合一方案基础上进一步集成 BMS 和 VCU。英搏尔的六合一总成是将三合一电源总成和三合一动力总成进行集成；华为的七合一总成是将六合一总成和 BMS 进行集成；比亚迪海豚更是实现了八合一的深度集成，将六合一总成和 BMS、VCU 进行集成。
多合一集成技术迭代
资料来源：盖世汽车
随着新能源汽车行业对电驱动系统的技术要求飞速提升，材料的迭代为重要突破方向。电机控制器的一大技术进步方向为硅基 IGBT 向碳化硅 MOS 迭代，与硅基器件相比，碳化硅器件具有体积小、功率大、频率高、能耗低、损耗小、耐高压等优点。根据意法半导体，在 400V 电压平台下，相较于硅基 IGBT，碳化硅功率件有 2-4%的效率提升；在 750V 电压平台下，碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。
碳化硅与硅基电子元器件性能对比
资料来源：ROHM
数据来源：IDTechEx
事实上，越来越多的高端车型已采用碳化硅电控。1）车企角度，2021 年奥迪 e-tron GT 与福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新车型也纷纷采用了碳化硅器件。2021 年 10 月，通用汽车与 Wolfspeed 签订了碳化硅供应协议，在原材料上抢先布局。国内车企也不断布局碳化硅，比亚迪发布了碳化硅车系平台 e-Platform 3.0，小鹏 G9、蔚来 ET7 等采用碳化硅电控的车型也有望在 2022 年交付。2）供应商角度，根据精进电动招股说明书，公司采用全 SiC 模块，可以使控制器的功率提高 20kW 同时使其重量减少 6kg，逆变器尺寸缩小 43%。根据英搏尔，碳化硅电机控制器的损耗下降了5%，电驱动系统整体 NEDC 平均效率提升 3.6%，整车 NEDC 续航提升 30km、增幅达 5.8%。
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