1.1 驱动电机是新能源产业重要环节，永磁同步电机已占主导

驱动电机是新能源汽车产业链重要环节。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行 结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一，其驱动特性直 接决定汽车行驶的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标，是电动汽车的重要部件。以主流永磁 同步电机为例，电机主要由定子、转子以及机械结构组成，关键部件是定子和转子。

永磁同步电机和交流异步电机已成为乘用车领域主流选择。永磁同步电动机的永磁是指在制造电 机转子时加入了永磁体，使电机的性能得到进一步的提升，这也是永磁同步电机与交流异步电机 的最大区别。所谓同步，就指的是让电机中的转子转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。而 交流异步电动机中由于转子总是在“追赶”定子旋转磁场的转速，并且为了能够切割磁感应线而 产生感应电流，转子的转速总要比定子旋转磁场的转速慢，这也就形成了异步运行，即异步感应 电动机。

永磁同步电机和交流异步电机各有千秋。永磁同步电机本身具有转矩密度、功率密度、效率较高、 调速性能好等优点，再加上自身体积小、重量轻等优势，但它并不是没有缺点，除了原料带来的成本问题外，它会有在高温下磁性衰减的问题，这也是为何中小型纯电动车不能进行长时间的高 速巡航。相对来讲，交流异步电机则具有结构简单、可靠性较高、拥有较好的高速性能以及加速性能等优势；这也是一些以性能标榜的电动跑车以及中大型 SUV 会偏爱它的问题，如特斯拉 model S、model X、蔚来 ES8 等都在使用。不过相对来讲它的缺点则体现在转矩密度、功率密度、效率密度偏低，并且还伴随着体积大、重量沉、发热量大的问题。总体来看，可以理解为搭 载永磁同步电动机的电动车续航相对更好一些，搭载交流感应电动机的电动车加速性能更好。

永磁同步电机在国内驱动电机市场中份额近 95%。永磁同步电机由于我们国家在稀土资源方面的 优势，以及永磁同步电机功率密度大、峰值效率高、尺寸小、质量轻、结构多样化及应用范围广 等特性，永磁同步电机在国内装机量快速提升，2021 年前 11月国内永磁同步电机装机量达 269 万台，装机占比达到 94%，在新能源驱动电机市场中占据绝对主导地位。

1.2 扁线绕组电机优势明显，技术提升潜力大

我们判断驱动电机的一个技术发展趋势是绕组扁线化（Hair-pin 电机）。电机的总体目标是提升 效率和功率密度，减少体积和重量。扁线绕组电机显著特点是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组 做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。通过应用截面积更大的扁铜线，提高电机槽满率，具有高功率/转矩密度、高效率、散热性能更好等优点，同时 更易于实现自动化生产，满足新能源乘用车市场爆发后对产品一致性高的要求。但同时扁线电机 大规模应用也需要克服一些缺点，比如良品率低，转速上不去，标准化难以及专利壁垒等。

扁线具有较高的槽满率，高能量转换效率带来电池成本节约。电机的功率与铜含量成正相关，相 同体积下铜线填充量增加 20-30%，意味着输出转换功率有望提升 20-30%。扁线电机具有高槽满 率，其纯铜槽满率达到 70%，而传统圆线仅 40%左右；电机的能源损耗中 65%来自于铜耗，由 于扁线电机需要的铜线比相同功率的圆线电机更短，绕组电阻降低，铜耗降低，带来了更高的转 换效率。此外，在市区城市拥堵的工况（低转速高扭矩）中，扁线电机工作效率要比圆线高出 10%。高槽满率带来高效率区域面积，车辆路况试验 WLTP 续航增加，在续航里程相同的情况下 减少蓄电池容量，可有效降低整车成本 15%。

扁线散热性好，提升高温动力性。扁线由于导体接触紧密，槽里空隙降低，热量传导和散热系数 提高，高槽满率下绕组间的导热能力是低槽满率的 1.5 倍；交流电阻下降在中低速发热降低，相 对圆线定子温升降低 18%，降低齿槽内热阻，热传导更好；并且槽满率高，具有更强功率扭矩能 力，改善定子槽内散热，降低齿槽内热阻，温升可降低约 8~12%，在更低的温升条件下，整车可 以实现更好的加速性能。

扁线电机功率密度更高，整车动力更强劲。扁线电机槽满率高，转矩密度提高，有效体积缩小， 转矩加大，而功率提高，功率密度提高（例如上汽第二代 EDU 高功率 Hair-pin 电机使功率密度提高 20%），电机扭矩输出能力加强，进一步提升功率密度和整车动力性能。圆线电机功率密度约 3.5kw/kg 的水平，已无法满足“十三五”规划中功率密度应满足 4.0kw/kg 的要求，而当前领先企业的扁线电机的功率密度约 5kw/kg，因此扁线电机是未来发展的必然趋势。此外，扁线电机利用 其较大的端部导体间隙优势，冷却油可以直接渗透入绕组端部，吸收每一个导体的热量，将电机 绕组温度降低 68%以上，大大提升了电机的功率密度和转矩密度水平。

扁线电机电磁噪音低，整车更安静。扁线电机导线应力和绕组刚性较大，电枢具备更好的刚度， 弹性模量提高，物体模态发生变化，更有利于阻抗共振的发生，对电枢噪音具有抑制作用。此外， 齿槽转矩是永磁电机的一个固有问题，虽然它不会使电动机平均有效转矩增加或减少，但它会引 起速度波动、电机振动和噪声（NVH）。扁线绕组通过铁芯端部插线，不需要从槽口嵌线，电磁 设计上相对而言较小的槽口尺寸，电机齿槽转矩可降低 19%，NVH 可下降 12%，进一步抑制了 电磁噪音。

扁线小体积带来高集成效率，契合多合一电驱发展趋势。扁线槽满率高，绕线方法更先进，更易 裁剪，绕组端部高度可降低 15%上下，更易压缩，相同功率下电机的体积更小；相对于传统圆线 铜线绕组，扁线铁芯的有效体积下降，轴向可缩短 15%，外径可缩短 10%，铜用量可下降 20% 左右，整体重量可下降 10%，符合当前电机轻量化和小型化的趋势。

1.3 主流车企纷纷换装扁线电机，扁线电机渗透率将快速提升

2020 年新能源汽车销量前 15 名的车型中，仅有欧拉 R1、理想 ONE、蔚来 ES6 等部分车型采用 扁线电机，2020 年扁线电机的渗透率不到 10%，叠加新能源汽车渗透率 5.4%，扁线的综合渗透 率不到 1%。

2021 年来扁线电机渗透率快速提升。2021 来特斯拉、广汽换装扁线电机，比亚迪 DMI 全系采用 扁线电机，上汽、长城的新车型也纷纷转为扁线电机，2021 年前 11 月单月销量前 40 名的车型 中，配套扁线绕组的车型达到了 16 款。我们测算销量前 40 车型的扁线渗透率达到了 31.1%，而 由于 11 月单月销量前 40 车型在当月乘用车总销量的占比达到了 76.6%，预计当前扁线电机渗透 率已超过 23.9%。(销量靠后的高端车型扁线渗透率更高)

后续待上市潜在爆款车型 ET5、ET7、智己、极氪等也均采用扁线电机，考虑到扁线高功率密度、 高能量转换效率、散热性好等优势，预计未来 3-5 年扁线电机渗透率将快速提升。

1.4 双电机配置提升，2025 年全球驱动电机市场有望达到 740 亿元

新能源汽车性能升级在即，双电机布置占比上升。当前中高端车型多配备单电机版本和双电机两 个版本，单驱动电机多见于低配版车型，纯电动车将驱动电机前置或后置，混动车型一般将驱动 电机前置；双驱动电机一般为高配版车型，纯电动、插混和增程式都涉及，前后各部署一个驱动 电机。当前新能源汽车渗透率快速上升，随着电动车在消费端认可度提升，我们认为新能源汽车 在性能方面的升级趋势将带动对四驱双电机、甚至三电机版本的车型需求，双电机车型的市场占 比或将进一步上升。

新能源汽车市场爆发，驱动电机装机量快速增长。得益于国内新能源汽车市场的爆发，近几年国 内新能源驱动电机装机量实现了快速增长，2021 年国内新能源汽车销量超 330 万辆，假设双电机 车型渗透率达 12%，预计 2021 年国内驱动电机装机量将达到约 370 万台，同比增速超 150%。

较好的新能源汽车增长环境下，预计 2025 年全球新能源驱动电机市场规模将达到 740 亿元。在 双积分、碳排放、车型进步等多因素推动下，新能源汽车中长期销量高速增长确定性更强；长期 来看，更长续航将成新能源汽车主流趋势。预计 2022 年全球 925 万辆，中国 530 万辆销量； 2025 年全球超 2200 万辆，中国超 945 万辆；2030 年电动车年度销量渗透率接近 45%。在中长 期过程中，电动车对燃油车替代形成双向反馈，电动车正向反馈，配套更加成熟，使用体验持续 提升；燃油车负面反馈，配套收缩，使用体验持续下降，此背景下，新能源汽车有望加速实现对 燃油车的替代。伴随下游需求提升，叠加未来电机性能升级所带来的双电机占比提升，未来新能 源驱动电机市场有望迎来黄金增长期。（报告来源：未来智库）

2、扁线电机具备多重壁垒，优势企业有望放大竞争优势

2.1 扁线电机具备多重壁垒：生产工艺复杂、设备依赖进口、 原材料要求高

扁线电机生产中最主要的工艺为线圈成型、扭头、焊接等技术。扁铜线电机的绕组根据其扁平线 形状可以分为 I－pin、Hair-pin、Wave-pin 等 3 种，因为不少整车厂对驱动电机的外形尺寸有严 格的要求，而 Hairpin 电机的端部铜线径向排布更紧密，所以目前超过 90%的制造商都选择使用 Hairpin 电机，即先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把“发卡”的 端部焊接起来。以 Hari-pin 为代表的扁线电机在生产工艺、设备及原材料方面都具有较高的壁垒。

2.1.1 扁线电机研发设计难，生产工艺复杂

生产工艺复杂，十几道工序一次成型。扁线电机现多采用第二代轴向绕组技术(如 Hair-pin)，制作 工艺多且复杂、对绕组成型的精度和应力要求极高，关键工序如 hair-pin 成型、自动扭头等技术 难度较大，十几道工序需一次成型，加大难度；且交流阻抗增大，高转速时转换效率降低。同时， 在工艺实操中可能出现“集肤效应”，导致中间面积被浪费，周围电流大，发热明显，效率降低。

系列化设计难。设计方案不统一，定子绕组一旦确定很难改变，系列化难度高。不同车企的设计 方案不一样，而定子是电机设计的核心，定子尺寸定型后，导线的线型、尺寸任意一点发生改变， 都需要定制昂贵的工装模具，兼容性低。

专利壁垒多。扁线电机专利目前主要还是在欧美及日本企业里，中国企业掌握专利较少。当前该 类电机的生产技术、设备和专利，主要由日本、意大利和德国等发达国家所引领，如日本电装为 丰田第四代普锐斯制造的电机，雷米( 2015 年被博格华纳收购) 的 HVH250 系列电机( 高压发卡定 子绕组技术) 于 2007 年便应用于通用雪佛兰的 VOLT，这 2 家公司均为所生产的电机申请了专利。 从2018年开始，国内的深圳市汇川技术有限公司、松正电动汽车技术股份有限公司等电动汽车零 部件供应商也陆续发力，推出了自己的扁铜线电机产品。

2.1.2 扁线电机生产设备要求高，主要依赖进口

扁线电机生产设备要求高，主要依赖进口。扁线电机对产品的一致性要求高，技术难度大，需要 投入精度较高的自动化伺服设备，焊接设备、Hair-Pin 线形成形设备和工装模具等。扁线电机生 产线投资额是圆线的 2-5 倍，一条进口生产线大约 1.2 亿人民币，国内价格也在 2-5 千万。国外已 经形成了较成熟的扁线电机产业链,其中扁线电机主要供应商有美国雷米电机、日本电装、德国舍 弗勒等;扁线电机制造设备供应商主要有意大利 TECNOMATIC、意大利 ATOP、德国 GROB 格劳 博集团、日本小田原机械工程株式会社和奥地利米巴集团等。近几年国内掀起了一股扁线电机研 究开发热潮,但与国外成熟的技术和产业链相比,还存在较大差距。上汽集团旗下零部件公司华域 汽车曾于 2017 年实现了扁线电机部分出货，但国内多数厂家主要依靠国外进口设备解决工艺问 题。

2.1.3 升级扁线对上游铜线、涂覆等原材料要求相应提高

升级扁线对上游铜线、涂覆等原材料要求相应提高。漆包扁铜线是扁线电机核心部件，根据功率 的不同，一台驱动电机使用量大约在 7-10kg，约占扁线永磁电机整体价值量的 17%。由圆形导线 升级为扁平矩形截面导线所带来的另一个问题是，处于产业链上游的导线制造技术也需要同步革 新。

扁线质量依赖高质量无氧铜杆。扁线原材料铜杆分为低氧杆和无氧杆，氧含量低于 450PPM 为低 氧铜杆，氧含量低于 20PPM 为无氧铜杆。无氧铜杆的韧性、加工性、电阻率和外观皆优于其他 铜杆。圆线端口可以用接线端子（螺丝或圆环）链接，扁线端口是发卡式，连接的时候需要焊接 （激光焊或者氩弧焊）。焊接时会伴随高温，若铜原料含氧量多，焊接容易出现电弧，导致焊接 效果差、漆膜易受伤。因此高品质扁线对铜杆的无氧含量要明显高于普通漆包线，强大的原材料 供应链是未来大规模供应扁线的重要保障。

扁线涂覆难度增大。铜线必须具有弹性，但折弯后反弹需使得电磁线绝缘层不受损；扁线在绝缘 涂层在烘干后会产生非均匀收缩，容易变形产生四角变薄，影响绝缘性，需要改良在 R 角处更厚 的涂覆厚度；扁平线 R 角处漆膜涂覆难度大，很难保证绝缘层均匀性；且扁线弯折成发卡后，R 角处应力集中，容易导致涂覆层破损，因此对铜线及其涂覆的精度和质量要求很高。

2.2 新一轮技术升级趋势下，优势企业有望放大竞争优势

系统集成化是行业发展趋势，驱动电机核心部件的开发仍将由核心电机企业完成。新能源车电驱 动系统包含驱动电机、控制器、传动三大总成，另外电源总成包含转换器、配电盒、车载充电器 等，由于电驱动及电源总成等众多零部件或功能件集成在一起可以节省空间，且部分零部件可以 公用，因此当前越来越多整车厂在考虑做电驱动三合一，甚至电驱动和电源总成六合一等方式的 集成化。但考虑到整个系统集成起来之后，涉及到电机跟减速器之间的连接、震动等的考验，特 别是要匹配整车传动系统和一些需求，当前行业对于集成的方式仍未形成优质的方案，且因集成 在汽车底盘上，未来系统的集成更可能由具备较强开发能力的头部车企掌控。另外，驱动系统几 大总成产品的持续升级需不断投入较高的研发开支，整车厂难以专注所有零部件的自主开发，因 此集成化趋势下，驱动电机的核心部件定转子的开发仍将由核心电机企业完成。

国内电机市场呈现出整车厂与专业第三方分庭抗礼的局面。整车厂中，比亚迪作为国内首家全面 转型新能源汽车的车企，掌握电池，电机和电控三电核心技术，驱动电机全部为自主配套；此外， 特斯拉、大众汽车、北汽新能源、奇瑞新能源、蔚来汽车也均由电驱系统子公司或部门独立配套。 国内专业第三方主要从其他电机转型而来，依托在原领域的技术积累，迅速开发出适用于车用的 电机系统，成为重要的供应商，如方正电机、宁波双林等；而以精进电动和上海大郡为代表的新 能源驱动电机制造商布局较早，技术较深，也成为主要供应商。此外，海外供应商如联合汽车电 子、博格华纳等也在第三方中占有重要地位。

2021 年前 11 月，市场份额前十中 4 家为整车厂，份额合计占前十中 51%，6 家为专业第三方， 份额合计占前十中 49%，总体来看车企与第三方份额几乎五五开，车企份额较前，但如果考虑以 tier-2 身份接入的第三方电机企业，市场份额分布预计在 3:7，车企仍牢牢把控系统集成层面，但 以更开放的姿态与第三方合作。随着众多新势力品牌车型的量产，专业第三方企业的市场份额仍 将不断提高。