[Анализ SMM] Анализ структуры затрат на сырье для двигателей НЭТ и механизма сотрудничества в цепочке поставок

I. Доля затрат на основное сырье: магнитные материалы доминируют, металлические материалы дополняют

Структура затрат на двигатели для электромобилей (ЭМ) в значительной степени сосредоточена на четырех основных материалах: постоянные магниты NdFeB, электротехническая сталь, эмалированная проволока (медь/алюминий) и алюминиевые сплавы для конструкционных элементов. Согласно отраслевым данным, распределение затрат для двигателей с постоянными магнитами (составляющих более 80% моделей ЭМ) следующее:

Постоянные магниты NdFeB: Занимают 30%-45% затрат на сырье, что делает их крупнейшей статьей расходов. Высокопроизводительные магниты NdFeB (например, внутренняя коэрцитивная сила Hcj > 20 кОэ) являются ключевым источником магнитного поля ротора, с использованием 4-6 кг на двигатель. Затраты значительно зависят от колебаний цен на прасеодим-неодим. Значительное повышение цен на прасеодим-неодим влияет на структуру затрат производителей двигателей.

Электротехническая сталь: Занимает 15%-20% затрат на сырье. Холоднокатаная неориентированная электротехническая сталь (марка 50W350) используется для формирования сердечников статора и ротора, с использованием 80-120 кг на единицу. Её стоимость зависит от цен на железную руду и легирующие элементы. Высококачественная электротехническая сталь (низкие потери на гистерезис, высокая магнитная проницаемость) может быть на 20% дороже обычных марок.

Эмалированная проволока: Занимает 15%-25% затрат на сырье. Медная эмалированная проволока (проводимость 5,96×10⁷ С/м) является основным выбором для обмоток статора, с использованием 25-40 кг на единицу. Колебания цен на медь напрямую влияют на затраты, также как и на двигатели ЭМ.

Алюминиевые сплавы: Занимают 10%-15% затрат на сырье. Используются для корпусов двигателей, торцевых крышек и других конструкционных элементов, спрос на легкие решения способствует их увеличенному использованию. Новые редкоземельные алюминиевые сплавы (с добавлением лантана) на 30% дешевле традиционного литого алюминия, с пределом прочности на растяжение 265 МПа, и уже применяются в некоторых моделях автомобилей.

II. Правила торговли: автопроизводители ведут разработку, индивидуальные магнитные материалы стимулируют цепочку поставок

Сотрудничество в цепочке поставок для двигателей ЭМ следует трехуровневой модели индивидуального заказа «автопроизводитель → производитель двигателей → поставщик магнитных материалов», с основной логикой дифференцированного распределения технических порогов и веса затрат:

Автопроизводители определяют технические спецификации: Автомобильные компании (такие как BYD, Tesla) устанавливают параметры производительности двигателей (например, пиковая мощность 150 кВт, максимальная скорость 16 000 об/мин) на основе позиционирования модели автомобиля (запас хода, мощность, NVH), и передают план разработки производителю двигателей.

Производители двигателей разделяют требования к материалам:

Материалы с высоким порогом передаются на аутсорсинг: Магниты NdFeB, из-за использования редкоземельных формул (например, содержание диспрозия и тербия) и процессов покрытия (антикоррозийное) и других патентованных технологий, производятся по индивидуальному заказу поставщиком магнитных материалов на основе чертежей ротора, предоставленных производителем двигателей.

​​Самостоятельное хранение материалов с низким порогом​​: Стандартизированные материалы, такие как эмалированная проволока и алюминиевый сплав, обычно хранятся в виде запасов безопасности (примерно 2-4 недели использования) на заводах двигателей, но крупные закупки все еще осуществляются на основе заказов.

​​Специализированное производство заводами магнитных материалов​​: Заводы магнитных материалов (например, Ningbo Yunsheng и Innuovo) корректируют соотношение редкоземельных элементов и оптимизируют ориентационное магнитное поле в соответствии с чертежами заводов двигателей, предоставляя отдельные линии для индивидуального производства для отдельных моделей автомобилей. Цикл поставки магнитов составляет 60-90 дней (включая спекание и намагничивание), что требует строгой синхронизации с конвейером сборки двигателей.

III. Фокус переговоров по стоимости: Незаменимость магнитных материалов и гибкая замена базовых материалов​​

Путь оптимизации затрат на сырье поляризован из-за технологических барьеров:

​​Жесткие ограничения NdFeB​​: В настоящее время нет крупномасштабной альтернативы редкоземельным постоянным магнитам. Двигатели без магнитов (например, индукционные двигатели) используются только в некоторых начальных моделях автомобилей из-за их низкой эффективности (<94%) и большого размера. Основная причина высокой доли затрат на магнитные материалы заключается в сильной связи между производительностью и стоимостью: NdFeB с высокой коэрцитивной силой (устойчивый к 150℃) стоит на 25% дороже обычных моделей, но может увеличить плотность мощности двигателя на 20%. Производители вынуждены балансировать между производительностью и стоимостью.

​​Гибкая замена меди/алюминия/стали​​:

​​Медь на алюминий​​: Алюминиевая эмалированная проволока на 40% дешевле, но требует увеличения площади сечения на 30%, чтобы компенсировать потери сопротивления, что приводит к уменьшению фактора заполнения паза. Это возможно только для микродвигателей (＜50 кВт).

Переход от электротехнической стали к аморфному материалу: Аморфная лента снижает потери железа на 70% (например, продукты Yunlu), но её стоимость в 1,5 раза выше, чем у электротехнической стали, и обработка затруднена. Она используется только в премиальных моделях автомобилей (GAC Hyptec с увеличенным запасом хода +150 км), с долей применения менее 5%.

Облегчение конструкционных элементов: Редкоземельный алюминиевый сплав (с добавлением 0,15% лантана) дешевле литого алюминия на 30% и постепенно заменяет традиционные медные сердечники.

IV. Будущие тенденции: инновации в материалах меняют соотношение затрат

Технологическая эволюция изменяет структуру затрат:

1. Революция в снижении использования магнитных материалов:

Технология диффузии по границам зерен: концентрация диспрозия и тербия на поверхности магнита (слой проникновения ＜10 мкм), что постепенно снижает использование редкоземельных элементов.

Создание систем переработки: К 2030 году уровень переработки NdFeB будет продолжать расти, Министерство промышленности и информационных технологий продвигает стандартизированную разборку вышедших из строя двигателей.

2. Распространение петлевых двигателей: Медные провода с нестандартным сечением непрерывно повышают коэффициент заполнения пазов, что способствует снижению затрат.

3. Применение сверхпроводящих материалов: Некоторые производители используют сверхпроводящие материалы для снижения использования магнитных материалов.