新能源商用车电驱动系统行业发展现状及未来趋势
思瀚产业研究院    2023-11-28

在混合动力汽车上，电驱动系统起到了平衡发动机功率、部分动力供应和回收制动能量等作用，能够提升动力系统效率、降低燃油消耗；在纯电动汽车和燃料电池汽车上，电驱动系统作为唯一的驱动力来源，保证了车辆行驶的动力性和平顺性，其作用相当于传统燃油车的发动机，同时具备了能量回收功能。

（1）产业链概览

电驱动系统厂商处于产业链中游，上游为原材料供应商，下游系整车厂。

（2）新能源商用车电驱动技术方案

纯电动、插电式混合动力和燃料电池是新能源商用车的三种技术路线，电驱动系统如不区分能量来源，可分为纯电动电驱动系统（含燃料电池）和（插电式）混合动力电驱动系统两种。

（3）新能源商用车电驱动系统的主要构成

新能源商用车电驱动系统由驱动电机、电机控制器和自动变速器构成。

1）驱动电机

新能源汽车的驱动电机替代了传统汽车的发动机，既可以将电能转换为机械能驱动汽车行驶，也可以在制动回收能量中作为发电机将机械能转换为电能，存储在动力电池内。

在新能源汽车轻量化和经济性要求下，驱动电机需要具备体积小、功率密度高、重量轻的特点，相比乘用车，新能源商用车的驱动电机对性能要求更高，要求具备效率高、可靠性强、响应速度快、热管理性能好和高效区广等特点。

2）电机控制器

电机控制器的作用主要是接收整车控制器的扭矩指令，进而控制驱动电机的转速与转动方向，另外，在能量回收过程中电机控制器还要负责将驱动电机负扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池，需要能够在频繁起停、加减速，低速/爬坡时的复杂工况下调节扭矩。

3）自动变速器

自动变速器能改变输出轴和输入轴传动比，从而调整驱动轮转矩和转速。自动变速器可根据加速踏板程度和车速变化，通过电控单元控制自动换挡，自动变速器按照不同技术类别分为液力机械式自动变速器（AT）、机械式无级变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）和双离合自动变速器（DCT）。

自动变速器技术难度高、结构复杂，自动变速器及其控制器与整车的耦合也是商用车电驱动系统的重要技术壁垒。商用车要求传动装置扭矩大、成本低、可靠性高、工况适应性强，AMT 变速器能够满足前述要求，成为目前国内新能源商用车自动变速器的主流解决方案；AT 和 CVT 变速器效率较低，国内产业链亦不成熟；DCT 变速器在商用车领域更多适用于传统燃油车型。

（4）中国新能源商用车电驱动系统市场空间

2021 年，我国新能源商用车销量为 19.72 万辆，根据《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》，2025 年新能源客车销量达到 10-15 万辆，新能源货车销量达到 40-60 万辆。每一辆新能源商用车对应装载一套电驱动系统，因此新能源商用车电驱动系统的出货量与新能源商用车出货量相匹配。伴随新能源商用车销量增长，新能源商用车的电驱动系统市场规模也具有广阔的成长空间。

（5）新能源商用车电驱动系统发展趋势

1）集成化

电驱动系统的各个部件通过整合集成，尺寸和体积得到进一步缩减；与此同时，各部件之间的连接材料因为集成化设计而大幅度减少，系统重量也得到了降低。电驱动系统的集成化趋势，符合主机厂对于降本增效、轻量化、空间优化等方面的诉求。未来随着整车空间性、舒适性、运力等要求的进一步升级，电驱动系统的高度集成化将成为发展方向，如“多合一”或者将驱动电机、电控、变速器与车桥集成形成电驱桥，以及将电驱桥与电池包、车架、悬架等集成为电动化专用底盘等。

2）高效率、可靠性

《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》指出，到 2025 年商用车电驱动系统的总体目标为面向不同应用场景，全面提升动力总成关键部件性能，动力总成装置集成度和效率进一步提升。高效高比功率驱动电机、高效的混合动力专用发动机以及控制技术、高可靠性和长寿命技术等都成为重点攻关方向。高效化的电驱动系统将显著提高整车的经济性、可靠性和平顺性。

3）轻量化

治超限载政策下，商用车对于降低车身自重、提升单车运力的需求更加迫切。随着电驱桥等新结构和铝镁合金等新材料的应用，电驱动系统的轻量化将有助于降低整车总重量。

4）自动变速器专用化

传统变速器的开发主要是针对燃油发动机的特性，其挡位数量、速比参数、离合器特性都是为了解决发动机的短板、实现发动机的高效运行，例如倒挡的设置是因为发动机无法反转，离合器是为解决发动机无法在极低转速下工作，多个挡位设置是因为发动机的高效区较窄。相比之下，电机的特性与发动机差异很大，电机可以正反转，可以在零转速下输出较大扭矩，高效区远大于发动机使得挡位数可以大幅减少。因此，纯电动和混合动力车型对变速器的要求不同于传统燃油车。

对传统燃油车的变速器进行简单改造，很难开发出高性能的新能源车专用变速器。在新能源商用车发展初期，行业普遍采用把传统手动变速器改造成为 AMT 自动变速器的方式快速推出产品。当前新能源商用车行业已进入快速发展期，用户对产品提出越来越高的要求，对于不同车型和应用场景，需要针对用户和整车需求重新进行产品架构设计，开发出高性能水平的专用变速器，例如使用路况较好的卡车可采用电机加 AMT 变速器路线，但由于 AMT 变速器存在换挡动力中断问题，经常爬坡的车型需要采用专用动力不中断变速器。

行业内专用变速器的开发已经逐渐实现。例如，针对混动发动机和电机特性，丰田开发的 E-CVT 混动变速器，打破了传统 AT、AMT 和 DCT 等形式的自动变速器架构，实现了高节油率；比亚迪开发的 DM-i 混动驱动系统，打破了多挡变速器的设计理念，实现了更好的动力性、更高的节油率，深受行业认可。