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、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。

　　电驱动产业链涉及环节较多，可以概括为零件—总成—系统—整车厂四大层级。上 游零部件包括永磁体、硅钢体、功率模块、电容、传感器等，这一级的玩家对在整车产 业链中属于“供应商”。在零部件基础上进一步设计组装得到电机总成、电控总成与 传动总成，这一级的玩家可以称为车企的“二级供应商”；各个单独总成进一步集成为电 驱动系统供货于车企，这一级玩家为行业“一级供应商”。

　　电驱动系统在新能源汽车成本中占比仅次于电池。电驱动系统（电机、电控、减速 器）是新能源汽车动力总成的关键部件，相当于传统燃油车发动机的作用，直接决定整 车的动力性能。其成本占比仅次电池，占比绝对值因新能源汽车品牌、车型而异。驱动电机主要技术路径聚焦在永磁同步电机&交流异步电机上。永磁同步电机与交 流异步电机的主要区别点在于转子结构，永磁同步电机会在转子上放置永磁体，由磁体 产生磁场；而交流异步电机则是由定子绕组通电产生旋转磁场。功率密度、效率（高效 率区间）是衡量电机性能的关键指标：1）功率密度越大代表着相同功率下的电机体积更 小，有利于节省空间&制造成本；2）效率越高，说明电机端损耗越小，相同电池容量下， 新能源车续航里程更长。

　　永磁同步电机为目前应用最多的电机类型，异步电机在高端车型双电机配置下会有 部分使用。相比交流异步电机，永磁同步电机功率密度更高、高效区间更宽、质量更轻。根据第一电动汽车网统计信息，2022 年 3 月，我国新能源汽车共配套驱动电机 50.97 万 台，其中永磁同步电机为 48.60 万台，占比 95%，适用于大部分主流车型；交流异步电 机配套 2.09 万台，占比为 4%，主要配套包括特斯拉 Model Y、岚图 FREE、蔚来 ES8、 奥迪 e-tron、大众 ID.4 CROZZ 等车型。交流异步电机在高速中应用性能更优，同时具 有成本优势（稀土永磁材料成本较高，同功率的永磁同步电机价格更高），目前配套多以 高端车型、双电机方案为主 (蔚来 ES8 是前永磁同步+后交流异步，特斯拉 Model Y 2021 款采用前感应异步+后永磁同步)。

　　多电机在高端车型中应用有所增加，故单车配套电机数也随高端市场占比而变化。相比单电机，双电机可以显著提高汽车的加速性能与续航能力。同时，双电机多意味着 四驱系统，可以提供更好的附着力，从而提高安全性能。近年来，在高端车型中双电机 的应用不断增加，特斯拉、蔚来、奥迪、大众、奔驰都陆续推出搭载双电机的车型。而 在法拉第 FF91 和荣威 MarvelX 中更是使用了三个电机。

　　扁线：可有效提高电机功率密度，减少铜损耗以提升效率。1）功率密度高：相较于 传统的圆线绕组电机，扁线电机将圆形导线换成矩形导线，因此相同面积的定子线槽可 以塞进更多面积的导线）效率高、损耗小：铜损耗在电机损耗里 占比达 65%，因此为提高电机效率，需采用更合理的定子绕组，从而降低铜耗。此外， 扁线截面更粗使得电阻相对更小，铜导线发热损失的能量也越小。而且扁线mm，从而降低端部绕组铜损耗。3）重量、NVH 等方面也存在优势。

　　发卡电机为应用最广泛的扁线技术，产线投资高，产业化仍处于前期阶段。根据线 圈绕组方式差异，扁线电机可分为集中绕组扁线电机、波绕组扁线电机与 Hairpin（发卡） 扁线电机，其中发卡电机应用最为广泛。相对圆线电机，扁线电机无法进行手工制造、 自动化要求较高——绕组制造过程非常复杂，需要先将导线，制作成发卡的形状，然后 通过自动化插入到定子铁芯槽内，然后进行端部扭头和焊接。高自动化及定制化使得扁 线电机产线投入较高，根据方正电机，2021 年来公司已先后投资 17.42 亿元用于产线建 设，对企业资金实力有较大挑战。

　　雪佛兰和丰田开启扁线电机应用先河，近年来渗透率不断提升。2007 年，雪佛兰 VLOT 采用的电动汽车中就有发卡式扁线电机，其供应商为雷米。2015 年，丰田发行了 装载扁线电机的普锐斯，其电机供应商为 Denso。在扁线电机更高的效率加成下 及内外资电机厂商批量化工艺的成熟，近年来其应用不断增加，2020 年来，保时捷、比 亚迪、特斯拉等车企纷纷推出装载发卡式电机的新车型，渗透率不断增长。根据方正电 机公司年报，2020 年全球新能源汽车行业扁线 年随着各主流车企大规模换装扁线电机，特斯拉换装国产扁线电机，我 国扁线电机渗透率已与全球扁线电机渗透率同步增长至 25%。

　　高压：缩短充电时间、提高电机效率以延长里程的重要措施。纯电乘用车电压通常 在 200-400V 之间，在同等功率下，当电压从 400V 提升到 800V 后，线路中通过的电流 减少一半，产生的功率损耗更小，从而可以提高充电效率、缩短充电时长，进而改善新 能源汽车使用体验。同时，工作电流的减少将降低功率损耗，继而可以进一步降低同样 行驶里程中的电量消耗，从而延长汽车里程数。2021 年为我国 800V 高压快充元年，行 业发展有望加速。2021 年来，比亚迪（e 平台）、理想、小鹏、广汽（埃安）、吉利（极 氪 001）、北汽(极狐)等车企纷纷布局 800V 快充技术，我国 800V 高压快充行业进入发 展加速期。

　　油冷：采取合理的电机热管理设计可以进一步提升功率密度。电机的功率极限能力往往受限于电机温升极限，因此提高电机冷却散热能力可以快速提高功率密度，同时防 止永磁体在高温时发生不可逆的“退磁”。目前常用的冷却方式为水冷，但其无法直接冷 却热源，热量传递路径长、散热效率低；相较于水冷，油冷的优势在于油品具有不导电、 不导磁、绝缘等性能，因此可以直接接触热源，形成更安全的热交换，提高散热效率。故相同的绕组绝缘等级下，油冷电机可以承受更高的绕组电流，长期工作功率更高。

　　电控系统通过电机控制算法发出信号驱动电机转动，进而控制整个车辆的动力输出。电控系统可分为主和辅助：1）主控制汽车的驱动电机；2）辅助控 制器控制汽车的转向电机、制动器、空调等。我们本文重点讨论的电控系统主要指主，主要由控制板（接受整车的 信号指令，运行电机控制算法，发出控制指令给功率板）、功率板（接受控制板指令，频 繁通断 IGBT/MOSFET，控制电机转动）、壳体等组成，在中，控制电路板、功率 电路板成本主要在于 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（功率场效应晶体管）、 MCU（微）、电源芯片等半导体器件。

　　电控开发需要从硬件、软件两方面协同进步。类似电机，电机的核心指标同 样为功率密度、效率，软硬件的优化也是围绕这两大核心主题展开。1）硬件角度，功 率半导体单管并联方案将具备高性价比优势，或成 A 级以下车型主流硬件配置；而模组 方案凭借更高可靠性，在中高端车型占据核心地位。器件方面，碳化硅有望逐步渗透。2）软件角度，需要在可拓展性、易维护性、功能安全性等方面的不断提高。功率半导体 IGBT 占电控成本比重较高，主要参与者为国外功率半导体巨头。根据 盖世汽车数据，2017 年功率板的核心器件 IGBT 模块，占到电控总成本高达 37%。根据 Yole，2020 年全球 IGBT 行业销售额 TOP15 公司 14 家为国外企业，而英飞凌 （Infineon）更是凭借 14.33 亿美元的收入连续多年稳居全球第一。

　　碳化硅功率器件可显著提高电控效率、功率密度等性能。碳化硅材料具有禁带宽度 大、热导率高、电子饱和迁移速率高等性质，相比硅基 IGBT，碳化硅元器件体积更小、 频率更高、开关损耗更小，可以使电驱动系统在高压、高温下保持高速稳定运行（硅基 IGBT 只能在 200℃以下的环境中工作）。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。

　　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%。

　　软件：电控的进步体现在可拓展性、易维护性、功能安全性等方面的不断提高。1） 可拓展性：电控软件开发通常会使用 AUTOSAR 工具链（B 级及以上车把 AUTOSAR 作 为“标配”）。AUTOSAR（AUTOmotive Open System Architecture，汽车开放系统架构） 是由全球各大汽车整车厂、汽零供应商、汽车电子软件系统公司联合建立的一套标准协 议，旨在有效地管理日趋复杂的汽车电子软件系统。AUTOSAR 规范的运用使得不同结 构的电子控制单元的接口特征标准化、模块化，应用软件具备更好的可扩展性、可移植 性，缩短开发周期。2）易维护性：是指在软件后续使用过程中，及时实现远程更新升级 与性能优化。OTA（Over-the-Air）技术可以降低维护成本，创造新的收入来源，目前已 经在汽车行业包括其总成上持续推广。3）安全性，电驱动系统的总成对 新能源汽车的动力输出进行直接的调节控制，是保证安全性的重要一环。在汽车行业逐 步引入 ISO26262 标准之后，基于功能安全的车用软件开发对电控软件提出了新的要求。

　　电机高速化趋势明显，带动减速器向两档减速方向发展。减速器是影响电驱动系统 整体 NVH 性能的关键。按照传动等级分类，减速器可以分为单级减速器、两档减速器 以及两档以上减速器。在电机高速化的趋势下，减速器正在经历从单级到多档的产品演 变过程。目前，丰田普锐斯和特斯拉 Model 3 电机转速均已达到了 17900rpm，国内车企 转速略低，但基本也都达到了 16000rpm，下一步规划便是 18000-20000rpm，电机高速 化性能的提升需要相应的高性能减速器来配套。

　　“小三电”是 OBC、DC/DC、PDU 三大类电源产品，三者一同搭建了汽车内部的 “能源网络”。OBC（充电机）负责将来自电网的交流电转换成直流电给电池充电；汽 车电气电子系统中，不同部件需要的电压等级不尽相同，故需要 DC/DC（直流-直流变 换器）转换电压；PDU（高压配电盒）负责内部“电气能源网架”的互联互通。半导体器件成本占比较高，部分仍依赖进口。根据威迈斯招股说明书，在电源产品 中，半导体器件、电容电阻为主要成本构成，占比分别为 23%和 16%。而由于半导体器 件与部分电容产品国产化水平较低，多数公司仍采用外资供应商为主。例如，威迈斯主 要供应商为 TI、英飞凌、意法半导体、贵弥功等，2016-2018 年公司进口原材料金额占 比分别为 22.30%、19.96%、28.71%，其中 IGBT、MOSFET 海外主要供货商英飞凌占比 最高，2016-2018 年采购金额占比分别为 3.18%、6.61%、7.28%。

　　技术持续演进，集成化趋势同样显。