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受益新能源车,作为“动力心脏”的电机产业链迎来变革,方向在哪?

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-09-07 09:31:45

工业电机是电机应用的关键领域,没有高效的电机系统就无法搭建先进的自动化生产线。此外,面对日益严峻的节能减排压力,大力发展新能源汽车成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。随着电动汽车产业的发展,其对驱动电机的需求也越来越多。

电机作为最主要的机电能源转换装置,降低电机能耗可以有效提高能源利用效率,达到节能减排的政策目标。2023年中国高效节能电机市场规模有望突破450亿元。随着智能化、电动化程度加深以及新能源汽车等应用领域的范围扩大,电机产业链迎来了前所未有的变革性机会,如高性能磁材应用增长、电机企业加速数字化转型等。

向智能化、节能化方向转型

受益新能源车,作为“动力心脏”的电机产业链迎来变革,方向在哪?

今年来全球的相关环保政策均为提高电机及通机的效能指出了明确的政策导向。因此,电动机行业亟需加快现有生产装备的节能改造,推广高效绿色生产工艺,开发新一代节能电机、电机系统及控制产品、测试设备等。完善电动机及系统技术标准体系,着力提升电动机及系统产品的核心竞争力。

在倡导低碳、节能减排政策的推动下,节能机电设备推广应用将出现实质性的进展。随着全球节能减排的积极推行及高效节能电机补贴政策的逐步落实,高效节能电机业将迎来爆发式的增长。

高效节能电机是指通用标准型电动机具有高效率的电机。效率值能到达GB18613-20025标准二级。高效节能电机一般采用新型电机设计、新工艺及新材料,通过降低电磁能、热能和机械能的损耗,提高输出效率。与通用标准型电机相比,高效节能电机的节能效果显著,一般情况下效率可平均提高4%左右。

国外先进企业的冲片生产已广泛使用单片机、可编程逻辑控制器等自动化冲制方式,但国内电机生产企业的冲制过程仍较多采用单片冲制和人工进出料为主。为提高生产效率、降低事故率、降低产品质量控制成本,提高生产线的数字化、信息化水平、实现自动化生产,是电机企业未来不可逆转的趋势。

从世界电机市场的规模分工来看,中国是电机的制造地区,欧美发达国家是电机的技术研发区。以微特电机为例,中国是全球微特电机的第一大生产国,日本、德国、美国等是微特电机研发主导力量,掌控着全球大部分高档、精密、新型微特电机的技术。

未来是稀土永磁电机的春天

受益新能源车,作为“动力心脏”的电机产业链迎来变革,方向在哪?

据统计,电机的用电量平均占世界总用电量的50%以上,占工业用电量的70%以上,与此同时,我国电机系统实际运行效率偏低,比国外先进水平低10%—20%,提升电机系统效率十分迫切。随着电机效能相关计划的提出,国家政策对节能电机的支持,稀土永磁电机受到追捧,渗透率也在不断提高。

稀土永磁电机最显著的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。相对于传统电机来说,稀土永磁电机具有结构简单、可靠性高,体积小、比功率大,效率高且节能,稳压精度高,能延长蓄电池的使用寿命,无线干扰的优势。节能方面,永磁电机比普通电机节能达到20-40%;永磁同步电机达到一级能效,能效在95%以上;永磁同步电机的转子有稀土永磁磁钢,不需要定子提供感应电,比普通电机损耗小。

目前,主要任务是引导企业优先选用高效节能电机,加快淘汰不符合现行国家能效标准要求的落后低效电机,专业人士认为,稀土永磁电机渗透率将大幅提升。过去由于稀土永磁电机的高成本使得使用率相对传统工业电机较低,未来随着国家政策推动,永磁电机普及率将快速提高。我国 2020 年稀土永磁电机渗透率大约为5%,按《电机能效提升计划(2021-2023 年)》预计 2023 渗透率达到20%,2025 达到30%。

开源证券指出,新能源汽车是未来对高性能钕铁硼永磁材料需求量增长最快的领域,高性能钕铁硼永磁材料主要应用于新能源汽车驱动电机,产业上游主要是稀土矿开采、稀土冶炼行业,中游是钕铁硼材料生产商,下游是消费电子产品、基础工业等传统领域,以及新能源、节能环保等新兴应用领域。

从上游看,稀土供需向好。我国是稀土资源大国,受新能源车销量快速增长的拉动,稀土价格呈上升趋势;需求方面,钕铁硼磁材是稀土下游最具成长潜力的应用领域,新能源车销量高速增长将撬动稀土镨钕需求高速上升。从中游看,高性能磁材产能不足,行业集中度提升。新能源汽车高景气度将推动高性能钕铁硼磁材需求提升,而高性能钕铁硼永磁材料壁垒高,中国钕铁硼行业中具备高端新能源汽车电机原材料供给能力的企业为数不多,仅有少数龙头企业具备一定价格话语权。

电机企业加快数字化转型

受益新能源车,作为“动力心脏”的电机产业链迎来变革,方向在哪?

新能源车时代席卷而来,作为新能源车的“动力心脏”,电机直接决定了新能源汽车爬坡、加速度、最高速等重要指标的性能。受益于电动化加速,电机产业链也迎来了变革性机会。

2020年中国新能源汽车驱动电机装机量为146.3万台,同比增长10.5%,据EVTank预测,2021年中国新能源汽车驱动电机的装机量将在2020年的基础上翻倍,达到298.3万台,2025年中国新能源汽车驱动电机的出货量将超过1000万台。新能源汽车驱动电机增长迅速,且将在未来几年维持30%以上的增长率,主要原因除了下游新能源汽车产销量超预期增长之外,双电机四驱车型的占比逐步提升也将推动驱动电机需求曲线更加陡峭,包括特斯拉Model3/Y、比亚迪汉EV、理想ONE、小鹏P7等车型均推出了采用“双电机四驱”的车型版本。

对于电机企业来说,电机企业数字化转型是顺应时代发展的举措,能够让企业用最少的力气获得最大的利润。数字化转型可以实现业务的在线化,工作交由机器自动完成,不仅可以提高员工的工作效率,还可以减少工作的出错率。另外实现数字化转型,积极发展线上业务,能让企业获取“数字红利”。如今,数字化营销已是一种潮流。当前,世界经济正由工业经济加速向数字经济转变,企业数字化转型已是一个必然趋势。

许多电机企业正在加快数字化转型,积极建设数字化管理、数字化车间等项目。据了解,电机企业中,东方电气集团已建成自身的数字化车间,该车间以天翼云云计算、AI等先进技术为承载,建立了一系列云上应用,实现了产品图像识别质量控制、刷漆温度控制、粉尘控制、有毒气体实时分析和设备状态实时显示等功能,确保产品生产全流程高效率、高质量、高效益、高安全、全程可控。数据显示,目前东方电机生产效率、已提高48%,运营成本降低31.9%,产品研制周期缩短30.7%,产品不良品率降低20%,能源利用率提高57.3%,同时每年能为企业带来超过亿元的直接经济效益。

无独有偶,大洋电机也正在加速自身的业务和管理的数字化工作。企业表示进行数字化转型,是公司加速转变生产方式、优化内部资源配置、推进高质量发展的必然要求。公司正在大力推动业务和管理的数字化工作,目前已逐步实现数字化营销、数字化研发、流程与数字化管理、透明化工厂、数字化供应链、财务共享中心、人力资源共享中心等业务领域数字化,实现信息共享,管理透明,流程闭环。

突出的电机企业盘点

受益新能源车,作为“动力心脏”的电机产业链迎来变革,方向在哪?

从世界电机市场的规模分工来看,中国是电机的制造地区,欧美发达国家是电机的技术研发区。以微特电机为例,中国是全球微特电机的第一大生产国,日本、德国、美国等是微特电机研发主导力量,掌控着全球大部分高档、精密、新型微特电机的技术。目前全球电机行业市场参与者中,在低碳领域拔得头筹的有ABB、西门子电机、RoshX、三菱电机、GE等。

ABB

ABB始终致力于推动绿色低碳经济的发展,并在清洁能源利用、能源效率优化和电气化效率提升等领域不断深耕。在关注了轨道交通市场的痛点和需求后,ABB将其聚焦为三个方面,即:运维智慧化,管理高效化和设备的环保化。ABB提供的方案旨在通过预测性维护,实现从被动预防到主动预测的转变依托对开关设备的优化和在线监测装置的使用,实现了对设备状态的实时感知和掌握采用新的环保绝缘介质取代传统的SF6,实现了大幅降低对大气环境影响。

西门子电机

作为世界级资源节约型技术供应商之一,西门子在海上风机建设、燃气轮机和蒸汽轮机发电、输电解决方案、基础设施解决方案、工业自动化、驱动和软件解决方案,以及医疗成像设备和实验室诊断等领域占据地位。一直以来,西门子电机坚守资源节约型和环境友好型工厂的发展理念,并积极采用绿色生产工艺技术,同时也计划推行实施EMS能源管理系统、光伏发电及智能监控系统等等,打造数字化的“绿色工厂”。不仅如此,西门子电机还有效开展绿色环保相关培训和宣传,鼓励全员参与清洁生产环境建设,确保将卓越高效“绿色制造”的理念传递给每一位员工。

RoshX

早在20年前,RoshX就已经转型绿色环保产业,并投入巨资进行研究和开发,探索绿色环保技术的应用。如今,RoshX不仅成为了客户信赖的品牌,也为环保事业做出了积极的贡献。RoshX自成立以来,在一百多年的漫长历史中,不断革新环境和能源技术,并逐渐形成了以工业自动化领域产品的研发、生产和销售为主要业务,并为中高端设备制造商提供优质产品的技术型企业。客户涉及化工、食品饮料、钢铁、制药、水处理、矿产、能源、电子、汽车制造及其他机械制造业。RoshX热衷于深入洞悉客户所在的市场,无论是汽车工业、运输业还是能源和新能源领域,RoshX都依靠着对品质的坚持和深厚的专业技能,针对客户面临的挑战开发创新解决方案。为了以高标准帮助企业获得成功,RoshX紧跟时代发展趋势,不断勇于创新开发面向未来的新技术,“创新环保”是其一直坚持的承诺和座右铭。

三菱电机

三菱电机践行低碳环保,正在持续研发有助于未来社会可持续发展的基础设施的相关技术,如有助于实现智慧城市/楼宇的电梯和自动扶梯,以及因环保性能而再次受到关注的铁路系统等,并培养及养成公司员工的环保意识。三菱电机充分发挥综合电机制造商的优势,引进了各类高效设备,其中包括提高能耗效率的楼宇用空调、通过节能换气降低空调负荷的换气系统(Lossnay)、兼顾节能与舒适的LED照明、充分使用电力避免浪费的直流配电系统(D-SMiree)、借助高效电机与再生能源实现节能的电梯等。

GE

GE成立于1892年,曾是美国市值最高的企业。如今,在掌舵者几经更迭后,这家百年制造业巨头正在努力重塑辉煌。通用电气公司(GE)集全球智慧和经验,致力于能源转型,大力发展燃气机轮发电、抽水蓄能等新能源领域,为实现更美好的生活和社会的发展做贡献作为自身的使命。GE利用技术去帮助用户提高效率,大量可再生能源进入电网后,其间歇性和不稳定性会给电网带来挑战,所以需要大量灵活电源去支撑并提高调节能力,燃气轮机就具备这样的特性。同时GE还可以通过技术改造把这些特性进一步加强,帮助燃气电厂用户在电力辅助服务中谋取更大的营收。GE正携手全球合作伙伴,聚焦燃气机轮发电、抽水蓄能等领域,在发展技术革新的同时,以低碳环保为宗旨,致力于高碳排放产业的低碳转型。