电动助力转向(EPS)在乘用车中渗透率基本接近顶峰,当下发展方向是EPS产品的高性能化?
# 撰文 | 萧洋 编审 | 宇傅
01. 概述
根据助力电机的装配位置不同,EPS可以分为四种类型:转向柱助力式(C-EPS)、小齿轮助力式(P-EPS)、齿条助力式(R-EPS)和双小齿轮助力式(DP-EPS)。
从传动效率上 R-EPS 和 DP-EPS >P-EPS > C-EPS。随着中高端智能电动车的快速发展,转向系统逐步从C-EPS向R-EPS和DP-EPS升级。
其中,C-EPS的单车价值约在800-1000元之间,而R-EPS的单车价值约在2000-2700元之间。
项目 | C-EPS | DP-EPS | R-EPS |
助力位置 | 驾驶室内 | 机舱内 | 机舱内 |
特点 | 成本低、工作环境可靠、路感差、噪音大 | 价格适中、路感好模块化程度高 | 传动效率高、齿条力大、工艺难度大 |
适用车型 | 紧凑型、小型、中小型 | 中型、中大型 | 中型、中大型 |
单价 | 低 | 中 | 高 |
整车内布置灵活性 | 中 | 高 | 低 |
NVH | 差 | 好 | 好 |
助力范围 | 5-11KN | 8-12KN | 6-16KN |
电机惯性 | 大 | 小 | 小 |
功能拓展 | 差 | 好 | 好 |
重量 | 低 | 中 | 高 |
开发周期 | 约24个月 | 约30个月 | 约30个月 |
开发费用 | 低 | 中 | 高 |
模块化程度 | 较好 | 较好 | 较好 |
动态响应 | 一般 | 较好 | 很好 |
搭载率 | 高 | 中 | 低 |
■ 各类EPS对比
02. EPS电机
EPS电机作为EPS系统的动力源,根据ECU的指令输出适当的助力转矩,相当于在人手转向力的基础上增加了更大的力量。电机的性能在很大程度上影响着汽车转向时的路感体验。
EPS电机可分为有刷电机和无刷电机,其中无刷电机具有更高的稳定性。有刷电机是传统的EPS技术,其主要优势在于技术成熟和低成本。
然而,有刷电机的缺点是绕组布置在转子侧,随着输出功率增加,电机的惯性力矩也增大,导致整体操作灵敏度降低。
为了克服这些缺点,EPS无刷电机进行了优化。无刷电机将绕组布置在定子侧,将转子侧改为磁体,从而解决了惯性力矩的问题,提高了电机的稳定性。
随着国内无刷电机技术的成熟和成本的降低,预计无刷电机将成为主流。
从具体的终端产品来看,转向柱助力式EPS成本较低,因此得到广泛采用。而齿条助力式EPS具有较小的助力损失、低噪声和低震动,主要应用于高档乘用车和新能源汽车。
有刷电机 | 无刷电机 | |
优点 | 技术成熟,成本低廉 | 绕组位于定子侧,转子侧为磁体,电机稳定性增强 |
缺点 | 绕组布置于转子侧,输出功率增加后导致电机惯性力矩增加,电机操作灵敏度降低 | 结构复杂,成本较高 |
■ EPS有刷和无刷电机比较
03. “壁垒”(技术+资金+客户)
EPS电机行业的进入壁垒主要包括技术、资金和客户方面。
■ 技术壁垒:EPS电机的设计需要考虑扭矩发挥、稳定性、噪音和转速等多个参数,设计过程相对复杂,需要进行大规模的仿真和实物测试实验。此外,EPS电机需要与传感器、ECU和其他零部件等进行良好的集成,因此产品本身及其外延属性对于企业来说需要具备相应的人才和技术储备。
■ 资金壁垒:EPS电机行业需要大量的资金投入。首先,企业需要购置大量高精度的自动化生产设备作为固定资产投入。
其次,在研发和并购过程中也需要大量资金支持。此外,数字化管理等后端投入对于提高生产效率和良率也需要相应的资金投入。整个EPS电机行业是一个高投资行业,需要持续大规模的固定资产和营运资金投入,只有通过规模效应来摊薄成本的企业才能在竞争中更好地生存。
■ 客户壁垒:EPS电机行业存在客户关系稳定的壁垒,中小型供应商较难进入市场。首先,零部件厂商在销售产品时需要通过第三方管理体系认证、成为候选供应商并最终成为合格供应商,这个过程通常需要1-3年的时间。
其次,知名车企和其零部件供应商通常保持长期合作关系,不轻易更换供应商,这给中小型企业进入市场带来了挑战。大型零部件供应商由于业务多元化,不同业务之间存在协同引流效应,与整车制造商保持紧密联系。因此,客户关系稳定也成为中小型企业进入这个市场的难点。
04. 企业案例
制造业属性中,EPS系统中的电机部分属于纯硬件属性,利润空间一般。以电机领域的龙头企业日本电产为例,其在2021年的销售毛利率达到22.65%,EBIT/总收入比例为9.56%。
然而,考虑到国内企业的管理成本较低,我们预计国产EPS电机制造商的毛利率有望超过25%,净利润率超过10%。
公司 | 主要产品 | 简介 | 企业性质 | 主要客户 |
日本电产(Nidec) | EPS电机 | 全球EPS电机绝对龙头 | 外资 | 几乎囊括所有一级供应商 |
博世华域 | EPS系统及相关零部件 | 中国EPS系统龙头 | 中外合资 | 大众、通用、福特等22家整车厂 |
日本精工(NSK) | EPS系统及相关零部件 | EPS系统市占率全球第二 | 外资 | — |
采埃孚(ZF) | EPS系统 | 20FY营收为326亿欧元,零部件基本外采 | 外资 | 长安、长城、吉利、广汽、上海通用等 |
捷太格特(JTEKT) | EPS系统 | 原隶属于丰田汽车,1988年开启EPS系统研发 | 外资 | — |
豫北光洋 | EPS系统 | 1996年成立,隶属中航集团,由JTEKT、豫北转向等合资组建 | 中外合资 | 广汽丰田、东风日产、郑州日产、三菱汽车、马自达、长安汽车、力帆汽车、观致汽车等 |
■ EPS相关合资/外资企业梳理
易力达在国产EPS行业中发挥着引领作用。该公司于2001年率先成功研制出国内首台具有自主知识产权的EPS系统,并在2004年实现了量产。2016年,易力达还实现了无刷系统的批量上市。目前,该公司的EPS系统年产能已达到180万套。
与此同时,易力达的实际控制人还拥有另一家名为东兴昌(湘油泵子公司)的企业,其主营业务涵盖多种新能源汽车零部件。
公司 | 主要产品 | 简介 | 主要客户 |
易力达 | EPS系统及相关零部件 | 国内EPS龙头公司,在国产品牌中占据70%的份额。 | 东风神龙、长安、东风小康、北汽、吉利等 |
东兴昌(湘油泵子公司) | EPS电机 | 2018年成立,国内车规级微电机龙头。 | 蔚来等 |
德尔股份 | EPS电机 | 汽车零部件综合供应商,2021年营收36.64亿元。 | 上汽、格特拉克、广汽等,与豫北转向等转向器厂家达成合作 |
恒隆集团 | EPS系统及相关零部件 | 2011年开始研制EPS电机,2014年开始研制EPS核心器件ECU。 | 菲亚特-克菜斯勒、福特、沃尔沃、日产、吉利、长城、比亚迪、东风、一汽等。 |
■ 国内EPS相关企业
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