中国新能源汽车动力系统行业发展概况

图源：摄图网

新能源汽车的动力系统相当于燃油车的发动机和变速箱，承担着将电能转化为机械能的核心功能，其产品性能对整车的驱动能力、使用寿命、驾驶安全性、舒适性等具有至关重要的影响。动力系统的单车合计价值通常超过 8,000元，是新能源汽车零部件价值量最高的核心部件之一。

1、新能源汽车动力系统市场规模快速增长、行业发展空间广阔

（1）电驱系统行业发展情况

电驱系统决定了电动汽车的加速能力、能量转换效率、驾驶平顺性、动力安全等汽车行驶的主要性能指标，对整车的动力性、经济性、舒适性、安全性等都起到至关重要的作用。从装机规模看，我国新能源乘用车市场中电机与驱动总成的搭载量均保持高速增长态势，自 2020 年以来每年市场规模每年增长率均超过 40%。

根据 NE 时代数据，我国新能源乘用车电机、三合一电驱系统的累计搭载量 2023 年分别达到 833.00 万台、545.40 万台；2024 年 1-6 月电机、三合一电驱系统的搭载总规模同比增长率均大于 40%。其中，相较于独立的电驱、电控和减速器架构，三合一驱动总成具备集成度高、功率密度高和综合成本低等优势，装机量增速明显超过电机和电控的装机量。

（2）电源系统市场发展情况

电源系统影响新能源汽车充电效率、充电速度和充电安全，其中车载充电机为电源系统中的核心零部件。从出货规模看，我国车载充电机行业 2023 年出货量达到 706.00 万台套，2019-2023 年出货量规模复合增速超过 68%，保持高速增长。

2、中国新能源汽车动力系统零部件龙头企业已具备国际竞争力

随着我国新能源汽车的快速产业化，动力系统作为核心零部件之一，经历了国产化替代、技术升级、产业扩张的剧烈变革。市场需求的上升、本土技术的迅猛发展，引领了我国新能源汽车零部件产业的结构优化与产能跃升。

不同于传统燃油车核心部件的技术积累薄弱与自主化进程相对缓慢，我国新能源汽车零部件产业不仅在关键零部件技术上跻身国际前列，而且在产业化规模、市场份额、成本指标、产品性能等多个方面已达到世界先进水平。产业的技术进步和成本的有效管理不仅推动了新能源汽车的功能完善、性能优化、能效提升，也赋予了新能源汽车在经济性、智能化、清洁化等方面超越燃油车的综合优势。

国内新能源汽车自主品牌正依靠技术与市场双重优势向产业链上游纵向拓展，国产一线独立动力系统供应商利用规模效应和技术积累，不断优化和集成动力系统的核心组件，促进产业横向整合。经过多年的技术革新与市场洗礼，我国新能源汽车动力系统行业已涌现出具有国际竞争力的行业领头羊，不仅推动了电驱、电控、电源产品的国产化，也实现了产品的批量出口与全球化，展现了中国新能源汽车核心部件的全球竞争力。

未来，我国新能源汽车零部件产业将步入由技术革新、规模化、模块化理念驱动的新阶段：

①技术创新正促使行业朝着集成化、轻量化、高能效、快充放、低成本、智能化方向发展，满足市场对性能和质量不断提升的需求；

②规模化生产将进一步降低成本，提升新能源汽车的经济性，推动其在全球范围内的普及；

③模块化策略通过灵活的部件及系统配置，加速产品从研发到量产的转换，提供个性化的解决方案。上述理念将巩固我国在全球新能源汽车产业中的核心地位，推动我国新能源汽车动力系统产业成为全球汽车工业转型升级的关键动力。

3、新能源汽车动力系统的未来技术趋势

新能源汽车已成为终端消费者主流选择，但续航里程、充电速度、驾乘体验、性价比等消费者核心诉求仍亟待解决。以用户需求为导向，新能源汽车动力系统供应商通过高集成、高功率密度、高性价比的系统集成方案提升系统效率，增加整车续航里程、降低能耗，并基于高压化平台实现快速充电，通过V2X 的先进理念进一步将新能源汽车有机融入“源网荷储”一体化的现代能源体系中。

根据《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》，新能源汽车电驱系统的行业技术规划主要包括驱动电机及其控制系统、驱动总成两部分。电驱系统领域以提升功率密度与效率、高压化、提升集成度为技术重心，实现性能优化和成本降低为发展重点。新能源汽车电源系统的行业技术规划则主要包含车载充电机与DC/DC 转换器两大部件的技术升级，重点攻关 V2X 双向充放电技术、全球充电协议兼容及电源系统集成技术等难题。随着行业技术在材料、工艺、器件、系统应用等各方面的长期积累，动力系统呈现快速发展、持续迭代的趋势：

（1）效率提升

为了扩展续航里程、降低能源消耗、提升车辆的运行经济性，效率提升已成为新能源汽车动力系统发展的主要方向，控制算法优化、SiC 应用以及电机、减速器、电驱系统设计是提升动力系统效率的关键技术路径。

①算法优化主要通过精细调整电机控制参数和行驶模式来实现效率提升。通过智能化的控制算法，如调整载波频率和优化发波策略，可以最小化能量转换过程中的损耗，从而提升整车动力输出的同时降低电耗；

②SiC 应用在提高系统效率方面起着革命性的作用。SiC 材料可在更高温度和更高电压下工作，显著减少开关损耗，这些特性使得电驱系统在高负载条件下能维持更高的效率；

③随着电机高速化趋势的发展，电机机械效率损失和铜耗已经成为影响效率的重要因子，通过减小转子拖曳效率损失能够减少机械效率损失；改善铜线在定子槽内的面积可以提升纯铜槽满率，有效降低电机的铜耗和发热，从而提高电机的工作效率；

④减速器传动效率受齿轮啮合、齿轮搅油、轴承摩擦、油封摩擦、油泵功耗等因素影响，通过干腔设计可以降低齿轮浸油深度，减少齿轮搅油损耗，结合精准的油泵控制策略，能够提高减速箱工作在经济转速区间时的传动效率；

⑤电驱系统设计覆盖了从“关键器件、软件算法”到“电控、电机、减速器”到整体系统布局的优化。通过改进调制算法、功率模块回路设计，定子转子拓扑结构设计，电机、电控和减速器的效率优化以及集成一体化冷却系统设计，降低电驱系统整体的能耗。

（2）高压化

随着电动汽车普及，用户对电动汽车的驾驶体验和充电便捷性要求也逐步提升。800V 高压平台可大幅缩短电动汽车充电时间，近年来成为下游众多主机厂竞相发布的新车型宣传亮点和重点发展方向。汽车动力系统的标称供电电压为 400V，提高到 800V 之后对常规电子元器件、机械零部件、基础绝缘材料及结构等提出了更高工艺及设计要求。因此，IGBT 车用模块封装设计、车规级 SiC 功率模块应用、新型绝缘材料与工艺开发、高速轴承电腐蚀抑制设计等创新解决方案成为动力系统行业技术研发和迭代升级的主要方向。

（3）高功率密度

整车轻量化以及长续航里程是未来发展方向，因此对动力系统的高功率密度提出了更高的要求。功率密度是衡量新能源汽车动力系统单位体积/重量功率输出能力和综合性能的关键指标。在最大功率恒定的情况下，提升电机的最高转速可以降低电机的扭矩和矩臂要求，从而减少电机体积和重量，是提升动力系统功率密度的关键技术。

因此，电机高速化成为电驱系统的重点发展方向。通过新型电机转子拓扑设计、高刚度轴系及防护结构等技术，电机转速可提升至 30,000 rpm，甚至更高。扁线绕组、油冷方案、电源集成模组化也成为近年来提升动力系统功率密度的重要技术，扁线绕组电机的特点是定子绕组中采用横截面积更大的扁铜线，可通过绕组的新型结构设计，优化电机端部高度、提高电机槽满率、减少绕组空间并降低驱动电机高速高频下的绕组交流损耗，确保电机体积的减少和功率密度提升；

油冷方案是通过油路优化设计和油量精确分配，可进一步提升电机热管理效率以提高功率密度；电源集成模组化是通过微通道散热、导热粘接和磁路集成等创新技术，缩小零部件体积，将多个发热和散热零部件集成为单一模块，减少空间浪费，提升了整机功率密度。

（4）高集成化

新能源汽车的动力系统正在经历从器件集成到功能集成，再到功率集成的技术演变，最终实现动力域整体的控制集成。这一趋势通常通过共壳体设计、电路复用和器件耦合等方案，使动力系统高度集成化，有助于实现整车轻量化，提高零部件开发和整车生产效率，并有效降低综合成本，逐渐成为主流方案。

在电驱系统中，常见的集成方案是“电机、电控、减速器三合一系统”，而车载电源系统通常采用“OBC（车载充电机）、DC/DC 转换器、PDU（配电单元）三合一系统”。在此基础上，电驱系统和电源系统可以进一步集成为“六合一系统”，甚至与电池管理系统、整车控制器等其他单元集成，形成“八合一”或“十合一”系统。

面对不同客户车型对于产品性能、结构设计、工艺难度、成本控制等方面的差异化需求，新能源汽车动力系统供应商基于模块化开发策略，确保动力系统产品可兼容不同车型的电压平台、功率环境、搭载空间限制等的同时，也能满足客户的定制化需求，以形成灵活的系统集成方案。实现上述集成方案的关键技术包括软件与硬件的共用或复用技术、机电耦合总成拓扑创新、总成构型设计等。

（5）电源系统的全球标准兼容性要求和双向充放电要求

在新能源汽车全球融合发展进程中，由于不同国家或地区的充电接口和充电通信标准尚未统一，电网频率和稳定性亦有不同，新能源汽车电源系统需兼容不同标准充电桩、电网的核心诉求日益凸显。全球各地的充电标准存在差异，例如中国采用 GB/T27930 与 GB/T18487，欧洲和北美则选择联合充电系统（CCS），而日本则是 CHAdeMO 等。

面对该等标准差异，电源系统厂商为提升产品的全球化竞争力，往往通过在产品中搭载全功能的充电通信控制器（EVCC），将多样化的标准转换成统一接口，确保车辆能轻松适应各种充电环境，极大地降低了车企在技术开发上的成本和时间消耗；面对电网不稳定的技术难题，电源系统厂商则需在不同电网标准下均加强充电系统的鲁棒性，提升全球电网自适应充电能力。

随着整车功能与下游消费需求的丰富，新能源汽车不仅是绿色出行的工具，也逐渐承担了分布式移动储能工具的角色，推动电动汽车与智能电网双向的能量互动成为全球新能源汽车电源系统新的技术焦点。

在此背景下，电源系统的重点攻关方向主要包括 V2X 模式下双向充放电、双向实时控制算法、适应全球电网的并网技术等。

文章来源：转载自思瀚产业研究院-研究四部