蓋世汽車研究院：電控趨向多合一及深度系統(tǒng)集成發(fā)展

電機控制器作為整個制動系統(tǒng)的控制中心起著非常重要的作用，隨著電動汽車技術的不斷進步和應用的廣泛推廣，新能源汽車電機控制器也面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇，為進一步解決新能源汽車補能時間以及里程焦慮問題，通過提高電機控制器的效率來進一步提升整車功率尤為重要。

基于此背景，蓋世汽車研究院從電機控制器的行業(yè)現(xiàn)狀、市場分析及發(fā)展趨勢三個維度對電機控制器產(chǎn)業(yè)進行研究分析。本報告部分內(nèi)容如下：

電機控制器主要功能有：能量轉換（將三相交流電和直流電互相轉換）、正負扭矩執(zhí)行、CAN通訊、放電以及安全保護功能，最主要的作用就是對驅動電機進行控制。電機控制器主要由功率變換模塊（IGBT模組）、控制電路板、驅動電路板、電流傳感器以及殼體等組成；從成本構成上來看，電機控制器約占整車生產(chǎn)成本的9%，其中IGBT模塊占電機控制器成本達37%。

電機控制器主流的結構類型有單電機控制器及二合一、??三合一、多合一三大類產(chǎn)品形態(tài)，目前三合一為主流，正向多合一趨勢發(fā)展，多合一動力系統(tǒng)的典型代表為比亞迪推出的八合一動力總成，集成了電機、電控、減速器、OBC、DC-DC、配電箱、整車控制器、BMS，實現(xiàn)軟、硬件端云深度融合。

在EV市場，IGBT在各個級別的電動汽車上均有批量配套，2023年1-8月SiC功率模塊在B級車型配套量占比最多，達53%，低壓Mos管占A00級功率模塊裝機量的61.35%；隨著對續(xù)航及補能時間的訴求提高，各大車企都開始趨向SiC模塊的應用。

電機控制器的技術路線發(fā)展是由功率模塊主導，當前IGBT模塊仍然是電控領域的主流應用，其已發(fā)展至第七代，第五、六、七代均是在第四代技術基礎上針對大功率、高開關頻率等需求進行的設計優(yōu)化，目前國內(nèi)多數(shù)廠家已經(jīng)發(fā)展到了等同英飛凌的第四代和第五代技術，第四、五代 IGBT 是車規(guī) IGBT 應用的主流技術?，F(xiàn)階段車用功率模塊已從IGBT逐步進入以SiC Mosfet為核心的發(fā)展階段，但受限于成本及技術難度等因素，目前只有少部分車型搭載SiC模塊。目前市面上汽車IGBT模塊主要封裝類型分為6類，其中以HP1全橋封裝和HPD全橋封裝居多，HP1全橋封裝散熱性好，引腳間距大，便于安裝連接，可減少電感影響，多用于中小功率車型上，包括部分A級車、絕大部分的A0、A00車，劣勢是該封裝類型尺寸及重量較大，制造工藝復雜導致成本較高；HPD全橋封裝有高功率承載能力、散熱性好、可靠性高，電氣性能好（如導通壓降、低開關損耗等），多用于中大功率型車上，包括大部分A級車及以上，與HP1全橋封裝有同樣的劣勢。

從電機控制器的產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游IGBT行業(yè)集中度較高，TOP5企業(yè)市場占比84%，其中國內(nèi)企業(yè)占比50%；技術層面主要還是由國外主導，全球英飛凌處于領先，斯達半導體為國內(nèi)領軍企業(yè)。

中游為電機控制器的制造商，市場玩家分為整車廠、第三方以及初創(chuàng)企業(yè)三類， 其中以特斯拉、比亞迪為代表的主機廠和以匯川聯(lián)合為代表的第三方占據(jù)市場主導。

下游應用主要為新能源汽車、家用電器及工業(yè)控制等，其中新能源汽車占據(jù)重要市場。

從電機控制器的市場來看，行業(yè)集中度較高，TOP10市場占比76.6%， 前十企業(yè)旗下產(chǎn)品形式大多趨于三合一及以上集成化，其中已有八家應用SiC功率半導體，但SiC功率半導體行業(yè)集中度也較高，TOP5企業(yè)市場占比90.4%且業(yè)務模式均為IDM，除比亞迪與中車時代，目前其他企業(yè)還是采用英飛凌、意法半導體、安森美等全球領軍企業(yè)的產(chǎn)品；但國內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)鏈布局也逐步趨向完善，據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年國內(nèi)SiC項目投資總計金額超476億，建設內(nèi)容涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈。

從SiC應用端來看，截至2023年上半年，搭載SiC模塊的車型接近40款，銷量占比平均5.7%，特斯拉 Model Y銷量最高，占比35.3%。

從電機控制器未來發(fā)展趨勢來看：硬件技術上應用雙面水冷結構時功率密度較應用單面水冷結構時可提升88%，且同等條件采用雙面水冷散熱，輸出功率能夠增加30%以上；在材料應用方面，利用SiC技術一方面可通過提高效率來提升續(xù)航，另一方面可以通過提高峰值輸出功率來提高整車百公里加速；從產(chǎn)品形態(tài)來看，隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，新能源汽車動力系統(tǒng)核心零部件呈現(xiàn)集成化、輕量化、智能化的發(fā)展趨勢，多合一深度集成可以提高電機系統(tǒng)效率，降低能耗損失。

市場預測趨勢：2022年三合一系統(tǒng)搭載量達428萬套，同比增長139%；由于集成化的需求，預計隨著集成化產(chǎn)品滲透率不斷提升，2025年新能源車電機控制器、電驅動系統(tǒng)市場空間分別將達到135、1195億元，2021-2025年兩大產(chǎn)品年均復合增速分別為20%、37%。