1、电机扁线化带来新一轮技术迭代，未来扁线电机渗透率有望快速提升
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。
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。
华域汽车是国内最早量产扁线电机的企业，2017年量产的扁线电机装机到荣威车型，目前已经发展至第三代，绕组技术已经从2层走到了8层，功率密度是第一代圆形电机的三倍，最新发布的上汽ER6里搭载了华域电动8层扁线电机；目前，华域电动已经累计装机了20万台的扁线电机。方正电机引入牛明奎博士后，迅速介入扁线电机研发，成功开发了国内领先的高功率密度扁线电机，从扁线绕组方式、电磁方案、以及结构设计，进行了创新性的设计开发;并且在产品研发阶段，同时与合作伙伴一起进行工艺研发，开发了具有中国完全自主知识产权的扁线电机自动化生产线。此外，天津松正电机，大洋电机，比亚迪等企业也都在扁线电机领域取得了一定的进展，并在部分车型上得到了应用。
扁线电机作为具有极大增长潜力的新兴市场，未来几年内预计市场规模会迅速扩大。在技术升级、门槛提高的背景下，行业或迎来洗牌。提前布局扁线电机的企业将在新市场中具有先发优势，极大提高市占率，通过规模效益摊薄研发等巨大前期投入，规模较小的企业则难以盈利。专业第三方电机市场将被少数企业瓜分，从而集中度提升。此外，扁线电机的技术门槛与资本投入也使车企出于成本及效率等考虑，更倾向于与第三方合作生产或外购电机，预计拥有技术优势的企业将在技术升级趋势下放大竞争优势，不断提升市场份额。
3.1过去电机行业为何难实现盈利？
过去几年驱动电机行业不能盈利主要由于研发费用极高以及没有爆款车型，体现在每开发一款车型都需要单独设计产线，电机企业为单车型支付的平均研发费用约1500万元，如果按照新车周期4年计算，则每年平摊下来的研发费用约375万元。我们通过测算发现，只有当开发的车型年销量达到4万辆以上时，单台电机才能实现盈利，如果考虑到整体销量达到较大规模后其他费用才能得到有效摊薄，实际上开发的单车年销量需达到更高水平才能确保实现盈利。
而2020年之前，国内新能源汽车市场上销量能达到4万的车型数量不到20款，如果扣除特斯拉、比亚迪等自供电机的车企，实际上满足要求的车型数量极少，意味着过去几年并未出现品质较高、销量稳定的爆款车型，因此电机行业呈现市场分散、每家企业营收低、费用率高等状态，同时还伴随一些传统新势力破产重组等带来的坏账计提，驱动电机行业难以出现具备较强盈利能力的公司。
3.2原材料价格飙升，短期驱动电机成本承压
驱动电机原材料占比高。以精进电动为例对永磁同步电机成本进行拆分，其成本构成中直接材料占比最高，接近80%；制造费用占13%左右，高端产品相对略有提高，可达约15%。而直接材料中，永磁体（钕铁硼应用最为广泛）成本占比45%，为占比最高部分，定转子铁芯（主要原材料为硅钢片）占比24%，定子绕组（主要原材料为铜线）占比6%。
驱动电机中占比最高的主要原材料分别是钕铁硼永磁体、硅钢片和漆包线。钕铁硼永磁体具有体积小、重量轻、磁性强等特点，是当前永磁电机中性能最好、应用范围最广的稀土永磁材料。根据行业惯例，内禀矫顽力（kOe）和最大磁能积（MGOe）之和大于60的烧结钕铁硼永磁材料，属于高性能钕铁硼永磁材料，因此当前新能源驱动电机主要使用UH和EH系列高牌号钕铁硼永磁体作为原材料。
根据大地熊招股书，高性能烧结钕铁硼永磁材料的生产工艺流程可划分为烧结工序形成毛坯和产品加工工序两个阶段，烧结钕铁硼永磁体的主要原材料是以稀土金属为主要成本构成的钕铁硼速凝薄带合金片，以稀土金属镨（Pr）、钕（Nd）为主。钕铁硼速凝薄带合金片的定价原则为“稀土金属价格+加工费”，钕铁硼速凝薄带合金片的主要成分为纯铁及镨钕等稀土金属，其中镨钕混合金属占钕铁硼速凝薄带合金片的成本比重约60%左右。2021年因新能源车、风电、工业电机等下游整体需求激增导致镨钕氧化物价格年涨幅超100%，对应高性能钕铁硼价格快速上涨，给下游电机企业带来较大成本压力。
新能源驱动电机定转子的主要原材料主要是高牌号无取向电工钢（硅含量一般大于0.5%），其磁性及力学性能会影响驱动电机服役效果，因此未来新能源车对动力性能和稳定性能要求逐步提升，车用无取向电工钢的要求也在不断提升。车企认证对原材料认证周期较长，壁垒较高，目前国内具备新能源车用硅钢的企业主要有首钢、宝钢和太钢三家企业。
受上游涨价影响，短期驱动电机成本承压。以当前主流160-200kw驱动电机为例，使用的主要原材料中电工钢重量大约是60-70公斤，永磁体重量约3-4公斤，扁铜线约9-12kg，受到2021年上游稀土、铜、钢等原材料价格上涨影响，驱动电机材料成本大幅上涨，按照近期报价，硅钢、永磁体、铜线等主要原材料合计成本已达到2100元，叠加其他材料及制造、人工费用等其他成本，驱动电机整体成本达到3049元，已经远高于电机售价，在这种原材料价格体系下驱动电机成本压力极大。为应对成本压力，电机企业已开始通过与上游锁价锁量的形式来保障主要上游原材料的供应，同时开始调整产品价格，往终端车企传导成本压力，我们预计2022年驱动电机企业盈利将迎来明显改善。
3.3驱动电机盈利拐点已至，拥有先发优势的专业电机企业有望强者恒强
2020年来随着特斯拉、比亚迪及蔚小理等品牌的陆续崛起，行业规模效应开始显现。随着2022年原材料涨价趋势放缓，部分企业已通过顺价机制传导成本压力，叠加规模效应带来整体费用率快速下降，我们认为在技术和客户端拥有先发优势的第三方电机企业有望快速提升营收规模并率先实现扭亏为盈，并通过与优质车企的合作进一步巩固在技术和成本上的优势，拓展更多市场份额。
3.4重点公司分析
方正电机——第三方驱动电机龙头
公司前身丽水方正，主营缝纫机电机，2006年拓展汽车座椅电机，进入宝马奔驰和特斯拉等知名主机厂。2012年成立新能源电驱事业部，转型大动力驱动电机，2015年连续并购高科润，上海海能和杭州德沃仕，配套商用车电机并研发乘用车驱动电机。2018年引入德国知名汽车零部件企业舍弗勒技术专家牛名奎博士，发力乘用车驱动电机，聚焦驱动电机和电机定转子，做主机厂和系统供应商可靠信赖的电机及电机核心部件的紧密合作伙伴。目前公司驱动电机产品陆续进入上汽通用五菱，小鹏汽车，吉利汽车、蔚来汽车和东风汽车供应链体系，成为宏光mini和小鹏P7主供。同时，新拓展客户有望在未来2年陆续释放型号配套。
驱动电机供应商龙头，公司快速切入爆款车型供应链！当前电机行业出货前三分别是特斯拉、比亚迪和公司，考虑比亚迪和特斯拉自供电机，公司已经成为第三方电机龙头，在第三方电机市场份额已超30%。公司最早通过供应五菱miniEV放量，同时2021年已稳定供应宝骏、小鹏P7、奇瑞、吉利等车型，2022年开始将批量供货蔚来ET7等销量有望爆款的新车型，公司在手订单饱满。
卧龙电驱——国内工业电机龙头，EV电机快速增长
卧龙电驱是国内工业电机制造的龙头企业，EV电机领域战略绑定采埃孚并开始主动发力。公司产品覆盖低压电机、高压电机、微特电机和EV电机等多个领域。公司最早从低压电机起步，主要应用小功率领域；高压电机领域通过一系列收购整合，业务已涵盖水泵，风机，压缩机等，已成长为高压电机领域全球龙头；微特电机业务发展较早，在2005年与松下合资、后收购海尔电机业务，主要应用消费类，包括3C，家电，车用电机（雨刷，雨刮，空调等），客户主要集中海外高端市场大金、日立、三菱等。在EV电机领域，公司2019年开始与采埃孚签定点函，为其提供定转子，后双方成立新能源汽车电机合资公司，形成战略绑定。在乘用车领域，公司依靠采埃孚已成功落地奔驰EVA平台(纯电)、宝马和保时捷(插电混动)项目，并在2020年开始主动发力，不断获得德国纬湃、吉利、上汽通用五菱、小鹏等订单，产品线和客户不断丰富，未来公司在EV电机领域有望取得更大进展。
精进电动——专业的第三方驱动电机企业
公司以驱动电机总成生产与研发为基础，在业内较早实现了驱动电机总成、控制器总成、传动总成的完整产业布局。公司在2015年推出电磁齿嵌式离合器（传动核心技术领域），2016年推出减速器产品（传动总成领域），同年推出控制器产品（控制器总成领域），并于2019年1月首次推出三合一电驱动系统（三大总成领域），并集“驱动电机总成+控制器总成+传动总成”为一体的电驱动系统解决方案。
电机规模化与性能化趋势已到，随着新能源汽车快速上量，销量有望快速实现从百万辆级到千万辆级，伴随行业市场空间打开，终端车型产品升级使得驱动电机门槛快速提升，未来电机将往双电机及扁线化方向发展，聚焦电机的第三方企业有望持续扩大竞争优势，获取更高市场份额。随着原材料成本下降及电机产品价格上涨，叠加规模效应带来的整体费用下降，驱动电机行业盈利拐点已至，我们认为拥有先发优势的第三方电机企业有望率先实现盈利，同时在盈利、技术、客户、规模等多方面建立护城河，未来驱动电机行业有望强者恒强！