1. 电机基本概念
电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁机械装置,主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,其产品种类繁多,广泛应用于国民经济各部门。电机有多种分类方式,按照应用领域可分为驱动电机和控制电机,按照工作电源类型可分为直流电机和交流电机,按照大小可分为大型电机、中小型电机以及微特电机。

从结构上来看,不同类型电机结构虽然不同,但一般都是由三大部分组成,即定子总成部分、转子总成部分和辅助部分。定子总成部分主要由定子铁芯、定子绕组、端盖及底板等具有导磁、导电和支撑固定等功能的部件组合而成,转子总成部分则包括转子铁芯、转子绕组、转轴、转子支架、集电环、换向器和风扇等部件,辅助部分包括轴承、电刷和冷却器等。其中,定子总成、转子总成是决定电机整体性能的核心部件,其质量与性能直接决定了电机的性能、能效以及稳定性等关键指标。总体上,驱动电机是指将电能(包括直流电能、交流电能或其他形式电能)转化为机械能,并通过机械传动系统驱动负载(如车辆、设备、机械等)运动的核心动力装置,其核心功能是作为动力源直接为被驱动对象提供运动所需的扭矩和转速。
2. 驱动电机行业发展概况
2.1 驱动电机应用市场
驱动电机的应用覆盖“电动化”需求的全场景,从工业生产到交通出行,从农业机械到特种装备,核心是替代传统燃油动力(如内燃机)或提升设备自动化水平,广泛应用于交通、工业、家电、机器人、航空航天等领域,其市场发展与下游应用紧密相关。随着全球能源转型和产业升级的加速,驱动电机行业迎来了快速发展的机遇。根据中汽协、Marklines 等机构相关预测,电驱动系统 2025 年全球市场空间超 3,000 亿元,2022 年至 2025 年复合增速约为 30%,中国市场规模约占全球市场规模的62.7%。
2.1.1 工业领域
驱动电机是各类机械设备的“心脏”,在工业领域应用广泛。在工业环境中,驱动电机的价值远不止于“让设备转起来”,其性能的优劣,直接决定了生产效率、能源消耗、产品质量以及自动化程度等关键维度。从精密制造到重型工业,从传统生产线到智能装备,驱动电机的性能直接决定了工业设备的效率、精度与可靠性,其应用覆盖了工业生产的几乎所有核心场景。随着工业自动化、数字化和智能化的不断深入,对驱动电机的精度、效率、可靠性和智能程度的要求将越来越高。根据百谏方略(DI Research)的研究,2025 年全球工业电机市场规模将达到626.42 亿美元,预计2032年达到792.68 亿美元。
A、新能源汽车领域
新能源汽车是驱动电机当前最大的应用市场,驱动电机不仅是新能源汽车的动力执行部件,更是决定车辆核心性能的“三电”(电池、电机、电控)核心之一,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,直接影响车辆动力性、经济性和舒适性。新能源车驱动电机包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。与其他电机相比,永磁同步电机在制造转子时加入永磁体,具有功率密度高、力能指标好、高效节能、结构简单、可靠性高等优势,是我国新能源车最主要的电机类型,主要应用车企包括比亚迪、理想汽车、小鹏汽车、北汽新能源等。根据产业在线数据,2024 年我国永磁同步电机装机量在新能源汽车驱动电机市场中的占比超过 95%,占据绝对主导地位。
近年来,全球新能源汽车市场呈现出爆发式增长态势。在全球碳达峰、碳中和的目标下,各国通过一系列政策推动绿色出行,加大对新能源汽车行业的投资力度。随着补贴政策推动、供给端持续创新以及电动汽车竞争力提升,新能源汽车产销量快速攀升,市场空间进一步扩大。根据研究机构统计数据,2015 年至 2022 年,全球新能源汽车销量由 54 万辆增长至 1052 万辆,年均复合增长率为 52.72%。随着新能源汽车基数增大和渗透率提高,市场竞争加剧,销量增速开始放缓,2022 年至 2024 年,全球新能源汽车销量上升至 1,824 万辆,年均复合增长率为 31.65%。
从国内新能源汽车行业销量情况来看,据中国汽车工业协会数据,2020 年至 2024 年,我国新能源汽车销量从136.70 万辆快速增长至 1286.60 万辆,复合增长率高达 75.15%,渗透率从5.40%大幅提升至 40.93%,中国连续 9 年位居全球新能源汽车产销第一,2024 年全球销量占比超 60%,带动全球新能源汽车渗透率快速提升。新能源汽车产销量大幅增长以及技术创新、市场需求升级等多重因素推动下,作为其核心部件的驱动电机市场规模持续扩张,驱动电机装机量持续攀升。据产业在线统计,2024 年中国新能源汽车驱动电机总装机量达到 1522.90 万台,较2023 年的1084.60 万台增长了约40.40%,行业发展动力强劲,市场规模进一步扩大。

欧洲新能源电动车市场近年来保持快速增长,但受政策、经济和外部因素影响,市场发展呈现波动性。根据中汽数据,2024 年欧洲新能源乘用车总销量达294.50 万辆,渗透率达22.7%,其中纯电动汽车销量 199.30 万辆,渗透率 15.4%,同比小幅回调;受反补贴调查对 BEV 影响及市场竞争加剧,中国自主品牌新能源乘用车 2024 年在欧销量同比下降。欧盟的碳排放要求将在 2025 年收紧,欧盟之外的英国、挪威另设了考核目标,英国要求2024、 2025 年零排放车辆的渗透率目标分别 22%、28%。尽管短期有波动,但长期来看,在欧盟碳中和目标及日益严格的排放法规下,欧盟汽车电动化的总体目标并未发生实质性变化,随着欧洲新能源汽车配套设施逐步完善,终端用户对电动车需求提升,全球车企及零部件供应商均加大了欧洲市场的投资力度及步伐,部分中国车企积极推进在欧本土化市场拓展战略。在美国市场方面,根据Cox Automotive 数据,2024 年美国全年总销量达到130 万辆,同比增长7.3%;其中,第四季度销量创历史新高,共售出36.58 万辆汽车,同比增长15.2%。随着充电基础设施的改善和新车型进入市场,预计美国电动车销量将继续增长,中国汽车装备制造企业在电动车领域的核心技术、制造工艺技术在全球占有一定优势地位,将会为中国新能源汽车装备企业提供进入美国市场的机会。
在广阔前景吸引下,比亚迪、特斯拉、方正电机、宁波双林等企业纷纷入局新能源汽车驱动电机市场。目前,我国新能源汽车驱动电机市场参与者主要分为整车厂自供体系、第三方驱动电机供应商两大阵营。前者产品主要用于自产自销,代表企业有特斯拉、弗迪动力(比亚迪)、蔚来汽车、蜂巢传动等;后者主要包括方正电机、宁波双林、华域电动、NIDEC、联合电子、华为、博格华纳等。其中,弗迪动力凭借强大的技术实力和比亚迪的供应链体系,成为新能源汽车驱动电机市场中的领头企业。
B、其他工业领域
在智能制造领域,驱动电机成为数控加工、工业机器人及电子制造的关键动力源。物流仓储的自动化升级同样离不开驱动电机的赋能,直流电机与无刷直流电机兼顾动力与节能,推动AGV、输送线与立体仓库效率跃升。在新能源装备领域,驱动电机的“高效能”与“高可靠性”成为绿色工业的核心保障,永磁直驱电机、异步电机适配风电、光伏等场景的特殊需求。大型风电机组采用永磁直驱电机省去齿轮箱传动,传动效率大幅提升,减少磨损并降低海上风电运维成本。冶金、矿山、化工等重型工业场景,则依赖高压异步电机、直流电机在高负荷、恶劣环境下提供稳定动力。
随着工业 4.0 与碳中和战略推进,驱动电机正朝着高效化、智能化、集成化方向发展。高效电机逐步替代传统低效电机,能耗可大幅降低;智能化电机集成传感器与通信模块,能实时反馈温度、转速、振动等数据,实现预测性维护;而电机与减速器、控制器的一体化设计,可减少设备体积,提升系统兼容性,进一步适配工业设备的小型化、紧凑化需求。作为工业生产的动力基石,驱动电机应用场景的拓展与性能升级,正持续推动工业领域的自动化、智能化与绿色化转型,成为支撑现代工业体系高质量发展的核心基础部件。
2.1.2 新兴应用领域
A、机器人领域
机器人驱动方式可分为液压驱动、气体驱动和电机驱动三种,其中电机驱动是应用最广泛的方式,具有高精度、实时响应等优势,更适合如今机器人发展趋势。电机的扭矩、功率密度和转速等指标决定了机器人的性能,工业机器人、人形机器人、协作机器人等机器人根据应用场景不同,会选择不同电机。据国际机器人联合会数据,2024 年全球机器人市场规模突破600 亿美元,年增长率达 15%,中国是全球最大的机器人市场。
工业机器人指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业,可依靠自身的动力能源和控制能力,实现各种工业加工制造功能。相比于传统的工业设备,工业机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点。随着机器人技术的不断发展,以数字化、网络化、智能化为核心特征的智能制造模式,正成为产业发展和变革的重要方向。根据贝哲斯咨询的调研数据,2024 年全球工业机器人电机市场规模为14.2 亿美元,预计到2029 年其规模将达到27.1亿美元。
协作机器人具有紧凑小型化、轻量化特性,因此选择更加紧凑、高效率的电机方案。协作机器人与传统工业机器人在构造上有一定差异,通常采用整体式的无框电机,只由定子和转子两个部分组成,去除了轴承和外壳,使其体积更小、结构更紧凑,易于维护,并便于被高度集成到协作机器人本体的中空结构内,从而提高其机械性能,协作机器人通常还使用体积小、重量轻的谐波减速机。随着未来机器人小型化的发展,协作机器人关节中狭窄的安装空间和末端力矩的要求显著增高,对无框电机本身性能的挑战也不断提升。
在人形机器人关节驱动方面,无框力矩电机和空心杯电机是当前主流方案。无框力矩电机通过取消外壳设计,将转子和定子直接集成到关节结构中,显著提升扭矩密度和响应速度,已成为特斯拉 Optimus、优必选Walker 等机器人的关节驱动核心;空心杯电机则凭借无铁芯结构带来的高动态响应和轻量化优势,广泛应用于灵巧手抓取系统。根据高工机器人产业研究所(GGI)测算数据,2024 年全球人形机器人市场规模约 10.17 亿美元,到 2030 年全球人形机器人市场规模将达到 150 亿美元,年复合增长率将超过 56%。
B、低空经济领域
作为新质生产力的代表,低空经济也已经成为培育发展新动能的重要方向。从 2024 年起,低空经济连续两年被写入政府工作报告。其以“强链条、广融合、深辐射”的产业特性,逐渐成为全国各地竞逐的新赛道。依托低空空域资源,涵盖载人飞行、物流配送、城市管理等多元应用场景的低空经济,在航空技术、智慧空管等核心支撑下加速崛起,电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为低空经济领域最具革命性潜力的载体,正迎来发展机遇。
一方面,eVTOL 的商业化进程高度依赖动力系统突破,驱动电机作为其分布式电推进系统的核心部件,直接决定了其重量、续航能力以及安全性等核心要素。从 eVTOL 零部件价值量来看,以电机和电控为主要组成部分的动力系统在 eVTOL 核心结构中的集成成本占比最大,根据 Lilium 公司的数据,eVTOL 的动力系统占比约为 40%。相较于新能源汽车驱动电机,eVTOL 电机需适配高空、高动态、高安全冗余的飞行场景,在有限重量下输出更高功率,提升续航与载荷能力并耐受高空极端温湿度、低气压及振动工况,同时还需解决高功率输出下的散热问题,避免磁性能衰减或绝缘失效。
另一方面,eVTOL 电机适航技术壁垒高,认证时间长,国内一些主流新能源汽车电机厂商满足eVTOL 所需的部分技术标准,具备了进入 eVTOL 电机市场的技术基础,开始积极布局电动航空领域,如计划于2026 年实现量产交付的小鹏汇天“飞行汽车”。航空电机的认证周期普遍较长,需要电机供应商与 eVTOL 主机厂深度绑定,共同参与漫长的研发和认证过程,如卧龙电驱与四川沃飞长空成立合资公司,专注于为适航飞行器提供电驱动系统;英搏尔与亿航智能共同设立合资公司,围绕 eVTOL 产品生产制造以及上游零部件产业链展开深入合作等。根据国信证券测算,从未来大规模商业化的潜力来看,测算中期存量国内整机存量销售市场规模超2,500 亿元,中期存量eVTOL动力系统市场空间可达1,000 亿元的水平。
2.2 驱动电机设备行业发展概况
装备制造业是为工业生产提供生产工具的行业,是一国国民经济建设和其他行业发展的战略性支柱产业。随着先进制造技术、计算机科学和人工智能技术的融合,生产装备出现柔性化、自动化、智能化和信息化的特点,传统的生产装备升级换代为智能装备,智能制造成为现今制造业发展的主流和方向。近年来,随着新能源技术的发展,在国家政策大力支持下,我国的新能源汽车异军突起,新兴的新能源产业链成为智能装备最重要的增量需求,极大促进了智能装备制造业的发展与进步,其中也包括驱动电机智能设备制造业。
工业领域的智能化改造和节能需求,推动了对高效电机及自动化生产线的投资,而新能源汽车行业的爆发式增长和激烈竞争,则直接促使电机生产设备不断优化升级,以满足产品提升功率密度、降低成本和快速迭代的需求。此外,为满足下游产品技术迭代和定制化需求,对生产设备的精度、自动化程度及柔性生产能力要求不断提高。同时,智能化已成为行业标配,利用机器视觉技术进行高精度定位和质量检测,并通过数据集成互联技术实现远程监控与运维,显著提升了生产效率和产品一致性。
驱动电机生产设备制造行业是驱动电机产业链的上游核心环节,主要为下游驱动电机生产企业提供定子/转子加工设备、铁芯叠压设备、绕组绕制设备、装配检测线等关键生产装备,其技术水平直接决定驱动电机的生产效率、精度与一致性,是支撑驱动电机产业高质量发展的基础保障。随着下游新能源汽车、工业自动化、风电光伏等领域对驱动电机需求的爆发式增长,驱动电机生产设备制造行业迎来快速发展期,形成了“技术迭代引领需求,需求升级推动创新”的良性发展格局。扁线化、油冷化、高速化迭代升级逐渐成为驱动电机智能制造装备需求的主要动力。
扁线电机制造工艺多且复杂,线成型等关键工序技术难度大,需要依靠自动化、集成化、智能化的生产设备进行生产。扁线电机相关智能制造装备技术难度较大,壁垒深厚。随着新能源汽车整体渗透率提升、扁线电机在新能源汽车中的渗透率提升以及单车电机搭载数量从 1 台提升到2 台、3 台甚至 4 台。同时电机相关技术也在不断发生进步和迭代,整体向功率更高、体积更小、成本更低的方向进展。目前主流的 Hair-pin 技术向 X-pin、波绕模式迭代,400V 电机向 800V 电机迭代,都将带来设备商的直接更新换代。
根据中汽协、Marklines 相关预测,扁线电机2022-2025 年的市场规模的复合增长率约为 65%,所以预期设备行业将迎来“设备需求增加”与“技术迭代设备直接更新换代”叠加的爆发周期。同时,国家层面的绿色转型和智能制造战略为行业指明了方向,并提供了政策利好。经过多年积累,国内设备企业在机器视觉、自动化集成等方面已具备较强竞争力,正逐步打破国外垄断。
3. 扁线电机行业发展概况
3.1 扁线电机发展概况
扁线电机也称为条形绕组电机(Bar-woundmotor),扁线电机指电机定子采用扁铜线绕组替代原先的圆铜线绕组,同时根据扁线绕组的特殊结构配备独特的定转子结构优化、冷却方案优化与控制优化等技术。永磁同步电机是新能源车驱动电机的主要技术路线,当扁线工艺应用于永磁同步电机时(当前主流技术路线),相比传统圆线电机实现显著提升。

扁线电机绕组技术通过采用矩形截面导线替代传统圆线,使得电机在相同体积下显著提升电机槽满率,提供更高的功率输出,实现更低铜损和更优散热性能。当前,实践中应用的扁线绕组技术包括 I-pin、Hair-pin、X-pin 和 S-winding 等,其核心差异在于绕组结构、端部设计和制造工艺,而目前应用最多的主流技术为 Hair-pin。


3.2 扁线电机应用发展情况
基于扁线电机在性能及系统方面的优势,国内主流新能源车品牌正加速推进扁线电机,扁线电机渗透率快速提升。2020 年新能源汽车销量前十五名的车型中,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%,而到 2022 年,销售排名前十五的车型中已有超过 2/3 采用扁线电机。根据 NE 时代数据,在比亚迪、特斯拉等厂商带动下,扁线电机总体渗透率快速提升,2022 年已接近50%。此外,在高端车型中为满足对高性能的追求,搭配扁线电机数量也开始由原来的单电机增加到双电机,例如保时捷首款纯电动跑车 Taycan,甚至部分车型会搭配三电机;预计到2025 年,扁线电机渗透率将快速提升至90%。

随着新能源车技术的不断更新发展及国家政策的大力支持,新能源车销量及渗透率不断提升,从而带动新能源车驱动电机行业快速扩容。长期来看,更长续航将成新能源汽车主流趋势。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,由此推动扁线电机行业快速发展。
扁线电机的制造从扁线原材料、生产设备、生产流程工艺都需要长时间的投入与测试,通过人工基本不可能实现大规模量产,批量化高效率生产需要依靠精度更高的自动化设备,必须依赖专业的产线设备,因此产线投资额大于传统圆线电机。由于扁线电机的生产工序复杂、精度要求高,产线供应商在工艺理解、机械设计、工程实现等各方面均具有较高标准,才能保证扁线电机产线顺利交付,量产后还需对良品率进行控制,量产难度较大,因此历史渗透率较低。为了提高电机的效率和功率密度,扁线绕组的层数逐渐增加,线形设计也随着层数升级多样化,客户对定制设备的自动化程度要求随之增加。
从市场格局来看,国际上智能化生产已具备相当规模,国外先进的电机制造企业生产流水线及加工中心生产自动化程度高于我国,国外已经形成了较成熟的扁线电机产业链,因而过去扁线电机产线设备主要依赖进口。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 ATOP、德国 GROB、德国博世集团等,技术实力处于一流水平,具有先发优势。然而,国外厂商单线价格昂贵,一条进口生产线平均超过 1 亿元。
近年来,随着新能源汽车快速兴起以及国内厂商竞争愈发激烈,为在激烈竞争中取得优势,部分国产产线设备需求也随之快速成长。目前国内新兴企业与传统圆线设备制造商已经攻破了扁线设备制造的技术瓶颈,市场上具备竞争力的一些企业也都具有外资背景和产线设备研发经验。近两年,随着国产厂商交付案例的逐渐丰富,以及头部国产厂商技术能力的逐渐提升,国产厂商的扁线电机产线订单快速增长。
在目前扁线电机替代圆线电机的明显趋势下,各大整车厂以及电驱系统厂商都开始对扁线电机自动化生产设备提出了愈来愈多的采购需求。新能源渗透率提高、单车配备电机数量上升以及扁线技术快速覆盖将为整个扁线电机市场带来广阔市场空间,扁线电机市场需求的增加、整车厂自建扁线电机产线的倾向以及扁线电机产线智能化发展的趋势有利于扁线电机产线设备市场的发展。根据产业在线、NE 时代、盖世汽车等数据测算,2025 年至 2027 年预计累计释放近 100 亿元市场。
4. 行业竞争格局
新能源汽车是驱动电机的主要应用领域之一,随着新能源汽车市场的快速发展和技术的不断进步,对驱动电机的性能和质量要求也越来越高。驱动电机行业的竞争主体主要包括传统汽车厂商、新能源汽车制造商以及专业的电驱系统供应商,全球范围内汽车驱动电机核心厂商主要包括特斯拉、比亚迪、采埃孚、博世、西门子、尼得科、方正电机等,一些具有技术优势和创新能力的新兴企业也在逐渐崭露头角。
在国内市场,以弗迪动力(比亚迪)为代表的垂直整合型企业在技术协同与规模效应加持下占据市场主导地位,而特斯拉、尼得科等外资品牌与汇川联合动力、方正电机、大洋电机、卧龙电驱等本土第三方企业则通过差异化技术路线争夺细分市场份额;行业整体集中度仍处于动态优化阶段,头部企业凭借永磁同步电机技术优势及供应链资源加速整合,聚焦扁线电机、油冷技术等创新方向以构建技术护城河。未来伴随多合一电驱平台普及与碳化硅材料应用深化,具备全域研发能力与生态协同优势的龙头企业将进一步扩大领先优势,中小型供应商则需通过专业化分工或跨界技术融合寻求突围机遇。
在新能源汽车动力系统核心部件生产设备制造领域,国外已经形成了较成熟的产业链,设备供应商主要有意大利ATOP、德国GROB、德国博世集团等,技术实力处于一流水平,具有先发优势。国内铭纳阳股份同行业可比公司主要包括豪森智能(688529)、博众精工(688097)、尚水智能、无锡跃科、巨力自动化等。电机是新能源汽车核心零部件,行业竞争聚焦于新能源汽车乘用车/商用车应用场景,核心竞争要素包括精密制造工艺、新能源汽车客户资源、产能规模等,当前国内市场参与者主要有方正电机(002196)、大洋电机(002249)等。
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