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1、 敬請閱讀末頁的重要說明 證券研究報告|行業深度報告 2024 年 01 月 10 日 推薦推薦（維持）（維持）金屬新材料行業深度報告金屬新材料行業深度報告 周期/金屬及材料 本篇報告從電機發展歷史與工作原理出發，闡述了軸向電機相較于傳統徑向電本篇報告從電機發展歷史與工作原理出發，闡述了軸向電機相較于傳統徑向電機在性能等方面的優勢。隨著“雙碳”政策的逐步推進，電機輕量化、高功率機在性能等方面的優勢。隨著“雙碳”政策的逐步推進，電機輕量化、高功率密度等需求趨勢將拉動軸向電機行業的發展。在未來的綠色交通乃至機器人板密度等需求趨勢將拉動軸向電機行業的發展。在未來的綠色交通乃至機器人板塊，軸向電機塊，

2、軸向電機或部分或部分取代徑向取代徑向電機電機，成為主要的驅動裝置組件，成為主要的驅動裝置組件之一之一。歷經百年發展，電機正處于軸向工藝突破的前夜。歷經百年發展，電機正處于軸向工藝突破的前夜。電機又稱電力機械，是以磁場為媒介進行機械能和電能相互轉換的電磁裝置，工作原理即是利用永磁體與電磁鐵之間的同斥異吸，驅動轉子旋轉。電機發展歷史可以分為三個階段：1）理論發展階段（1820-1834）；2）工業實用階段（1834-2008）；3）軸向突破階段（2009-至今）。軸向電機相較于徑向電機的優勢源于軸向磁通拓撲天然帶來的電機構造優軸向電機相較于徑向電機的優勢源于軸向磁通拓撲天然帶來的電機構造優勢。勢。

3、按照磁通路徑方向，電機可分為軸向磁通電機與徑向磁通電機，軸向的磁通方向與電機旋轉軸平行。結構端，軸向電機同樣包含轉子、定子部分。材料端，軸向電機主要由磁鋼、鐵心構成。相較于徑向電機，其優勢主要體現在兩個方面：（1）性能優勢）性能優勢。輕量化輕量化：軸向長度僅為徑向電機的 1/2 左右，即體積與重量比徑向電機小約 50%；高扭矩密度和功率密度高扭矩密度和功率密度：較徑向電機高出約 30%。（2）節能優勢）節能優勢。生產耗材少生產耗材少：生產制造環節所需采用的銅、鐵等金屬材料相比徑向永磁電機減少 50%左右；能耗低能耗低：1%-2%效率優勢，在各個功率級別下均比普通徑向電機節能 15%-25%左右

4、。欠缺之處主要在于軸向電機目前在設計和生產流程端尚未如徑向電機成熟。下游應用于眾多行業，全球軸向電機市場規模未來幾年預計保持高增速下游應用于眾多行業，全球軸向電機市場規模未來幾年預計保持高增速。下游主要應用領域有：（1）新能源新能源汽車汽車，目前在商用車領域已逐步推廣，滲透率約 15%，未來憑借小體積與低理論成本，軸向電機天然適配輪邊、輪轂技術，并搭載于分布式驅動；（2）電動飛機）電動飛機，符合飛機輕巧緊湊、高功率密度等需求，可有效減少航運碳排放；（3）電動船舶）電動船舶，在船舶提效、減排、結構優化方面具備顯著優勢；（4）機器人）機器人，目前已擠入關節零件市場，應用于多項機器人項目。高精端機器

5、人對關節驅動電機的要求包含快速性、起動轉矩慣量比大、體積小、質量小、軸向尺寸短等，完美契合軸向電機優勢。國內外主要軸向磁通電機廠商國內外主要軸向磁通電機廠商。（1）YASA：于交運板塊多方面布局；（2）上海盤轂動力上海盤轂動力：深耕于輪轂、輪邊電機應用，正推廣軸向電機進入乘用車市場；（3）Magnax：無磁軛軸向磁通電機先驅者；（4）深圳小象電動科技）深圳小象電動科技：致力于機器人個性化解決方案。風險提示：風險提示：需求不及預期需求不及預期、新興領域需求增長緩慢新興領域需求增長緩慢、公司經營風險公司經營風險、二級市二級市場波動風險等。場波動風險等。重點公司主要財務指標重點公司主要財務指標 公司

6、簡稱公司簡稱 公司代碼公司代碼 市值市值 22EPS 23EPS 23PE PB 投資評級投資評級 東睦股份 600114.SH 8.3 0.25 0.36 37.3 3.3 強烈推薦 云路股份 688190.SH 7.1 1.89 2.56 25.2 3.4-資料來源：公司數據、招商證券（備注：市值單位為十億元；云路股份為 ifind 一致預期）行業規模行業規模 占比%股票家數（只）225 4.4 總市值（十億元）3508.6 4.7 流通市值（十億元）3200.7 4.9 行業指數行業指數%1m 6m 12m 絕對表現-3.2-14.4-22.2 相對表現-0.0-0.4-4.2 資料來源

7、：公司數據、招商證券 相關相關報告報告 1、有色金屬行業 2024 年度投資策略 底 部 確 立，上 行 開 啟 2023-12-19 2、鋼鐵行業 2024 年度投資策略需求有望邊際改善，鋼企盈利或回升2023-12-04 3、鈦行業深度報告：不止于碧海藍 天，開 啟 手 機 用 鈦 新 紀 元 2023-10-20 劉文平劉文平 S1090517030002 王逸卿王逸卿 研究助理 -30-20-1001020Jan/23May/23Aug/23Dec/23(%)金屬及材料滬深300乘“乘“新能源新能源汽車汽車+機器人”東風，掀軸向磁通電機革命機器人”東風，掀軸向磁通電機革命 敬請閱讀末頁

8、的重要說明 2 行業深度報告 正文正文目錄目錄 一、電機概述.5 1、電機是什么？.5 2、電機工作原理.6 二、軸向磁通電機介紹.8 1、軸向磁通電機基礎知識.8 2、軸向磁通電機與徑向磁通電機的差異&優劣勢.9 3、軸向磁通電機市場規模.12 三、軸向磁通電機下游應用市場.13 1、新能源汽車行業：商用車先行推廣，乘用車仍在試驗.13（1）盤式電機已在商用車領域逐步推廣.13（2）乘用車搭載輪轂輪邊電機技術.14（3）電動汽車或將成為軸向電機技術的下一個增長點.15 2、電動飛機行業：功率密度適配，推動航空碳凈零排放.16 3、電動船舶行業：增強海上動力，優化驅動結構.18 4、機器人行業

9、：擠入關節零件市場，應用于多項機器人項目.19 四、國內外主要軸向磁通電機廠商.22 1、YASA：交運板塊多方面布局.22 2、上海盤轂動力：深耕于輪轂、輪邊電機應用.22 3、Magnax：無磁軛軸向磁通電機先驅者.23 4、深圳小象電動科技：致力于機器人個性化解決方案.24 五、風險提示.25 mXaXpWmZyXdYnX9YzXmOoMmOaQaObRnPnNtRmQjMoOmNfQoPpO6MoPnMwMnNtMNZrQrQ 敬請閱讀末頁的重要說明 3 行業深度報告 圖表圖表目錄目錄 圖 1 電機及其內部結構.5 圖 2 第一臺軸向磁通電機.5 圖 3 電機發展歷程.6 圖 4 電機

10、運作原理.6 圖 5 扭矩示意圖.7 圖 6 徑向&軸向電機磁通路徑對比.8 圖 7 軸向磁通電機分類.8 圖 8 雙定子單轉子 N-N 排列布局.9 圖 9 豎嵌繞組構型及其優點.9 圖 10 盤轂動力軸向電機與徑向、感應電機對比.10 圖 11 YASA 軸向電機與同類型徑向電機扭矩對比.10 圖 12 PCB 無定子軸向磁通電機示意圖.11 圖 13 全球軸向磁通電機市場規模預測（2022-2027）.12 圖 14 全球軸向電機市場汽車板塊規模預測（2021-2027）.12 圖 15 中豪 60KW 重卡用軸向電機.13 圖 16 盤轂四氣囊獨立懸架輪邊驅動系統.13 圖 17 中國

11、商用車新能源銷量預測（2022-2030E）.14 圖 18 驅動電機分類.14 圖 19 輪轂電機與輪邊電機驅動區別.14 圖 20 盤轂動力 ICD150K.15 圖 21 盤轂動力 PDS100K.15 圖 22 全球汽車軸向電機市場預估（2022-2027）.16 圖 23 全球輪轂電機市場預估（2020-2029）.16 圖 24 Emrax 268 電機設計圖.16 圖 25 Alice-純電動貨運飛機.16 圖 26 Spirit of innovation.17 圖 27 2022 年三種快遞運輸方式的碳排放量與業務量.17 圖 28 2019 年溫室氣體排放占全球總排放比例.

12、17 圖 29 全球飛機用電機市場預測（2022-2027）.18 圖 30 吊艙推進系統.19 敬請閱讀末頁的重要說明 4 行業深度報告 圖 31 Propel S 1 電機.19 圖 32 電動船舶市場規模預測（2023-2028）.19 圖 33 2017-2025 年中國電動船舶行業市場規模預測.19 圖 34 小象機器人.20 圖 35 全球各地區移動機器人零部件市值.21 圖 36 2021-2028 全球人形機器人市場.21 圖 37 Vision-One-Eleven.22 圖 38 EVOA E1 系統.22 圖 39 盤轂動力在軸向磁通電機領域專利數遙遙領先.23 圖 40

13、 盤轂動力電機扭矩密度大幅提升.23 圖 41 Magnax 軸向磁通電機.24 圖 42 Magnax 集成減速器液冷設計.24 圖 43 大型仿生機器人關節電機系統.24 圖 44 SE6K 電機及其性能.24 圖 45 金屬及材料行業歷史 PEBand.26 圖 46 金屬及材料行業歷史 PBBand.26 表 1：軸向電機 V.S 徑向電機.9 表 2：各種電動機基本性能比較.11 表 3：ECM 軸向電機與同功率徑向電機部分參數對比.20 敬請閱讀末頁的重要說明 5 行業深度報告 一、一、電機電機概述概述 1、電機是什么？電機是什么？電機又稱電力機械，是以磁場為媒介進行機械能和電能相

14、互轉換的電磁裝置，例如電動機、發電機、變壓器等。按照電機運作時結構是否旋轉，人們將電機的內部結構分為定子（靜止部分）與轉子（旋轉部分）兩部分。電流通過的線圈，也被稱為繞組，通常會被固定在定子內部，與轉子組件中的磁體遙相呼應。當定子內部繞組間斷開啟時，電機內部會經過方向不斷變化的勵磁電流并形成一個較為穩定的耦合磁場，實現電能的傳遞與轉化。圖圖 1 電機及其內部結構電機及其內部結構 圖圖 2 第一臺軸向磁通電機第一臺軸向磁通電機 資料來源：MercedesBlog、招商證券 資料來源：維基百科、招商證券 電機發展歷史可以分為三個階段：1）理論發展階段（1820-1834）；2）工業實用階段（183

15、4-2008）；3）軸向突破階段（2009-至今）。各階段具體成果如下：1）理論發展階段（1820-1834）：1820 年，丹麥物理學家奧斯特發現“電流的磁效應”，為電磁感應理論的建立奠定基石。隨著法拉第在 1821 年成功制成世界上第一臺軸向磁通電機后，科學家們不斷拓展電機在實際生活中的應用領域。自 1834 年后，技術、材料要求更為簡單且成本更為低廉的徑向磁通電機逐漸占據電機主流。2）工業實用階段（1834-2008）：伴隨著第二次工業革命，以直流發電機為首，電機進入到新的應用階段。1854 年，赫爾特.維爾納兄弟申請了自激式發電機的專利，開啟了“卷”直流發電機性能的新時代。至 19 世

16、紀七十年代末，直流發動機最大可以供應 57.6 千伏，輸出 4650 千瓦功率。但該極限遠達不到人們的實際需求。1888 年，特斯拉根據電磁感應原理發明了交流電動機，這種無需整流的電動機立刻在家用電器與工業器具方面得到了廣泛的應用，并在之后的技術發展與應用中不斷迭代升級。3）軸向突破階段（2009-至今）：隨著徑向電機的性能接近理論上限，自 2009年以來，YASA、Magnax、Emrax 等國外電機廠商逐漸開始將目光投向性能更高的軸向電機及其應用。巴黎峰會后，各國碳排放限制政策逐步落下，節能減排已成定局。加之智慧城市與工業自動化對于機器人和自動化設備的精細操作的需要，電機行業正不可避免地朝

17、著小型化、高效化、輕量化的方向發展。電機行業對軸向產品生產工藝的探究，正不斷回應社會各界對重量更輕、體積更小、效率更高的軸向磁通電機不斷膨脹的需求。敬請閱讀末頁的重要說明 6 行業深度報告 圖圖 3 電機發展歷程電機發展歷程 資料來源：艾普、招商證券整理 2、電機工作原理電機工作原理 利用永磁體與電磁鐵之間的同斥異吸，驅動轉子旋轉。利用永磁體與電磁鐵之間的同斥異吸，驅動轉子旋轉。電機實現電能與機械能之間的相互轉化依賴于定轉子磁場相互作用產生的電磁扭矩。以盤式電機為例，當定子當中的繞組通電時，會形成擁有 N、S 極的電磁鐵。此時，N、S 極相對固定的轉子永磁體根據同性相斥異性相吸的基本原理，會因

18、為轉定子之間磁極角度不一同時受到向異性磁極靠近的吸力與向同性磁極遠離的排斥力，最終按照合力旋轉。如若定子電磁鐵磁極不變，當轉子的異性磁極轉到繞組的對應位置時，作用在轉子磁鐵上的徑向合力為零，轉子將停止位移。因此，為了保證電機中的轉子持續轉動，必須間斷通電不同位置的線圈以不斷改變磁場方向，使轉子在電機運作時一直受到切向吸引合力的影響。圖圖 4 電機運作原理電機運作原理 資料來源：Youtube Lesics、招商證券 電機的穩定運行依賴相對固定的扭矩。電機的穩定運行依賴相對固定的扭矩。電機的輸出功率由轉子的扭矩決定，扭矩的大小又由作用力，轉軸到施力點的徑向向量，以及兩者之間的角度決定。在相同的電

19、機中，轉子受到的徑向向量大小固定不變，因此，定轉子之間的扭矩與定轉子磁場之間拉開的角度相關，角度越大，吸引力越大。通常來說，如若定子磁場的旋轉速度超前于轉子磁場，該電機就處于電動機狀態；反之，則處于發電機機狀態。如若定轉子磁場之間存在速度差，轉子 N 極就必然出現時而與定子 S極對齊相吸，時而與定子 N 極對齊相斥，這會導致切向力的大小與方向都難以固定，扭矩數值就會在電機運作時出現從正到負的波動，使得電機無法平穩輸出功率。敬請閱讀末頁的重要說明 7 行業深度報告 圖圖 5 扭矩示意圖扭矩示意圖 資料來源：YASA 官網、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 8 行業深度報告 二、二、軸向磁通電機介

20、紹軸向磁通電機介紹 1、軸向磁通電機基礎知識、軸向磁通電機基礎知識 按照磁通路徑方向，電機可分為軸向磁通電機與徑向磁通電機，前者的磁通方向按照磁通路徑方向，電機可分為軸向磁通電機與徑向磁通電機，前者的磁通方向與電機旋轉軸平行。與電機旋轉軸平行。由于外形扁平，軸向尺寸短，軸向磁通電機也稱為“盤式電機”。結構端，軸向電機同樣包含轉子、定子部分。結構端，軸向電機同樣包含轉子、定子部分。其中，電機的永磁體被固定于轉子部分，并平行于旋轉軸對齊；定子部分則容納線圈，在通電時與轉子磁鐵磁場發生反應，產生扭矩。從外表上看，軸向磁通電機的定子鐵心和轉子鐵心的外徑與內徑保持一致，軸向長度不同，定子部分與轉子部分軸

21、向方向相對裝配。進一步來說，根據定轉子數量以及定轉子的相對位置，軸向磁通電機可分類為：單定子單轉子結構、雙定子單轉子結構、單定子雙轉子結構及多盤式結構四種。但考慮到盤式結構中定轉子相互吸引的軸向力對電機整體的破壞性，軸向磁通電機一般采用雙定子單轉子的結構，單定子雙轉子、多盤式方案也多有應用。圖圖 6 徑向徑向&軸向電機磁通路徑對比軸向電機磁通路徑對比 圖圖 7 軸向磁通電機分類軸向磁通電機分類 資料來源：Mechanical Jungle、招商證券 資料來源：中國電子科技集團公司第二十一研究所、招商證券 材料端，軸向電機主要由磁鋼、鐵心構成。材料端，軸向電機主要由磁鋼、鐵心構成。其中，磁鋼（一

22、般為鋁鎳鈷合金）作為轉子中永磁體的原料之一，可按照化學成分分為鐵氧體磁鋼和釹鐵硼磁鋼。前者最高工作溫度可達 250，通過合金鋼加工模組一次成型，并被大量應用于永磁電機領域；后者擁有更高的磁性能，且體積小、重量輕，是近幾年新型的磁鋼品種。定子鐵心構成方面，可采用薄硅鋼片、軟磁復合材料、非晶合金等新型材料，并由此衍生出無磁軛等多種結構方案。其中，軟磁復合材料（軟磁復合材料（SMC）是由鐵和鐵基粉末顆粒用介電粘合劑壓制而成。通過高純度的粗粉搭配熱固性樹脂粉以替代疊片式硅鋼片鐵心，SMC 材質鐵心進一步減小了渦流損耗和軸承電流，降低了高頻齒紋波損失。同時，模塊化的結構也使該類定子能夠快速修理或更換，易

23、于回收利用。非晶合金非晶合金是指通過超急冷凝固得到的沒有晶態合金的一種特殊固態合金。低損耗、高磁導率的結構特性使得非晶鐵心損耗相較硅鋼鐵心減少85%-95%，以此成為軸向電機鐵心構成的一種新選擇。軸向電機擁有極高的工藝自由度。軸向電機擁有極高的工藝自由度?？紤]軸向電機的應用目的不同，其定子成分、磁極排列以及繞組內嵌方式均能進行調整。以磁極排列為例，考慮到繞組的利用效率和布局自由度，軸向電機可以將相對兩盤面的磁極布局為雙 N 極。通過克服同一轉子盤上磁極互斥而導致的裝配難題，N-N 排列的軸向電機換取來的是豎嵌繞組所帶來的工藝便利。通過將繞組直接繞過鐵心的上下兩槽，可以進一步縮短環繞定子線圈的端

24、部長度，既有利于提升槽滿率，減小定子內圓的直徑，又有利 敬請閱讀末頁的重要說明 9 行業深度報告 于解決繞組小端之間與繞組大端與機殼之間的誤觸問題。軸向電機通過更為復雜的創新工藝技術，突破了原有的電機結構對性能參數的限制。2、軸向磁通電機與徑向磁通電機的差異、軸向磁通電機與徑向磁通電機的差異&優劣勢優劣勢 軸向與徑向磁通電機的最主要區別在于磁通路徑的方向，而這又導致了兩者在構造的其他方面存有差異。軸向電機磁通路徑與其旋轉軸平行，而徑向電機磁通路徑垂直于旋轉軸。這就意味著在完整磁通路徑同為 N 極-氣隙（定轉子之間的空隙）-定子-氣隙-S 極-轉子鐵心-N 極的前提下，軸向電機磁場可以直接通過氣

25、隙從一個極點到另一個極點，而徑向電機磁場還需要再通過兩個定子齒，磁通路徑更長。又由于磁通路徑平行于旋轉軸，軸向電機的定子與轉子部件在垂直于旋轉軸的方向上相對配對，并且兩者內外徑一致。此外，軸向結構的寬闊空間允許轉子數量大于一個的同時采用定子繞組豎嵌方案，而軸向結構轉定子間產生的吸引力問題又需要通過 2：1 的轉定子比例+均勻氣隙構造的方案來解決。徑向電機平行于旋轉軸的構造，故轉定子的相對位置與數量和軸向電機不同。表表 1：軸向電機：軸向電機 V.S 徑向電機徑向電機 項目項目 軸向磁通電機軸向磁通電機 徑向磁通電機徑向磁通電機 磁通路徑方向 與旋轉軸平行 與旋轉軸垂直 磁通路徑長度 更短 更長

26、 磁鐵與中心軸距離 較大 較小 轉子數量 一個/兩個/多個 一個 定子、轉子的相對位置 相對裝配 定子在轉子外部 轉/定子鐵心外內徑 外、內徑一致 外內徑不同 轉&定子軸向長度 不同 保持一致 磁極排列 N-S 排列 N-S 排列&N-N 排列 繞組內嵌形式 平嵌 平嵌&豎嵌 扭矩重量比 較高 較低 功率密度 較高 較低 能源效率 較高 較低 資料來源：雪花新聞、Linked in、Electronic Design、招商證券整理 圖圖 8 雙定子單轉子雙定子單轉子 N-N 排列布局排列布局 圖圖 9 豎嵌繞組構型及其優點豎嵌繞組構型及其優點 資料來源：軸向磁通永磁電機的閉式解決方案及牽引應用

27、研究、招商證券 資料來源：雪花新聞、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 10 行業深度報告 軸向電機相較于徑向電機的優勢源于軸向磁通拓撲天然帶來的電機構造優勢。軸向電機相較于徑向電機的優勢源于軸向磁通拓撲天然帶來的電機構造優勢。軸向磁通拓撲允許電機轉子定位于定子的側面而非內部，帶來了充足的軸向空間，這增加了轉子直徑尺寸增大的可能性?？紤]到軸向電機轉子薄餅狀的設計，更大的直徑尺寸與更短的軸向長度會導致軸向電機能夠在相同的力作用下輸出更高的扭矩，即軸向磁通電機的扭矩密度更大。此外，由于軸向磁通拓撲所引起的磁通路徑長度更短，這可以使得軸向電機在相同電流輸入的同時擁有更高的輸出功率以及效率。而軸向電機針

28、對軸向磁通拓撲所進行的結構設計最終會引起電機整體體積、重量的下降，這也意味著軸向電機能夠在更加緊湊的封裝中提供更多的功率，擁有更高的功率密度?？偨Y而言，軸向電機的優勢主要體現在兩個方面：軸向電機的優勢主要體現在兩個方面：（1）性能優勢。在輸出同等功率的前提下，與徑向磁通電機相比，軸向電機擁）性能優勢。在輸出同等功率的前提下，與徑向磁通電機相比，軸向電機擁有體積小、重量輕、高扭矩密度與功率密度等多重優勢。有體積小、重量輕、高扭矩密度與功率密度等多重優勢。輕量化：輕量化：在體積方面，軸向磁通電機的外徑與徑向電機基本相當，但軸向長度僅為徑向磁通電機的 1/2 左右，這意味著軸向電機的體積比徑向電機小

29、 50%以上。在電機原材料沒有太大變動的前提下，軸向電機自重通常也僅為徑向電機的 1/2 左右。以盤轂軸向電機為例，在 5.5KW 的輸出參數下，軸向電機僅需 87.5mm 的軸向長度與 11kg 的質量，減少了約 56%的尺寸與 45%的重量。輕量化有利于節約電機的安裝空間，打開設備整體的設計布局的新思路。高扭矩密度與功率密度：高扭矩密度與功率密度：由于“薄餅式”的定轉子構造與一維的軸向磁通路徑，軸向電機相對傳統的徑向電機可以提供 30%的扭矩密度優勢以及 1%-2%的效率優勢。以 YASA 為例，在重量，體積均約為同類型徑向電機 1/2 的情況下，重量為 24KG，體積為 5L 的 YAS

30、A 軸向電機能夠提供 800Nm 的扭矩，扭矩密度高達同類型徑向電機的 4 倍。此外，軸向電機更加自由的部件設計拔高了輸出的功率與效率密度的上限。在定子結構方面，無定子磁軛方案可以使軸向電機在定子鐵質量降低 80%的同時擁有 2-3 倍于徑向電機的功率密度。在定子繞組方面，相較于徑向電機線圈僅為 50%的利用率，軸向電機“集中式繞組”方案通過 100%的繞組運作有效性提升功率密度。更多的繞組銅線+更少的懸垂（單獨散熱的線圈）+更大的金屬端接觸面積，“集中式繞組”方案為簡化設備冷卻系統也有幫助。圖圖 10 盤轂動力軸向電機與徑向、感應電機對比盤轂動力軸向電機與徑向、感應電機對比 圖圖 11 YA

31、SA 軸向電機與同類型徑向電機扭矩對比軸向電機與同類型徑向電機扭矩對比 資料來源：“雙碳”背景下的軸向磁通電機應用發展探討、招商證券 資料來源：YASA 官網、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 11 行業深度報告 表表 2：各種電動機基本性能比較：各種電動機基本性能比較 項目項目 異步電機異步電機 永磁無刷電機永磁無刷電機 開關磁阻電機開關磁阻電機 軸向磁通電機軸向磁通電機 功率密度 中 高 中 最好 轉矩 轉速特性 好 好 好 好 效率（%）79-85 90-92 78-86 91-93 功率因數（%）82-85 90-93 60-65 35-55 調速范圍 1:5 1:2.25 1：3 1

32、:2.25 可靠性 好 一般 優秀 一般 電機重量 重 輕 一般 輕 電機成本（$/kw）8-12 10-15 6-10 12-17 可控性 好 好 好 好 資料來源：雪花新聞、招商證券（2）節能優勢。軸向磁通拓撲引發的緊湊設計思路有利于減少軸向電機的生產節能優勢。軸向磁通拓撲引發的緊湊設計思路有利于減少軸向電機的生產耗材與能耗。耗材與能耗。生產耗材少：生產耗材少：軸向電機結構輕量化、扭矩密度大的優勢連鎖帶來了耗材少的優勢。扭矩密度大，意味著軸向電機可以通過增大轉子直徑而非添加更多永磁體的方式來維持扭矩，有利于降低電機制造材料。輕量化+更加自由的電機設計則從體積角度進一步削減生產耗材。一般情況

33、下，軸向電機生產制造環節所需采用的銅、鐵等金屬材料相比徑向永磁電機減少 50%左右。如若考慮無鐵心 PCB 定子技術，軸向電機的生產耗銅量能降至徑向電機的 34%，定子耗鐵量節省得更多。能耗低：能耗低：自重小、效率高的天然優勢使得軸向磁通電機在實際應用中驅動能力更強，能量消耗更低，有利于實現節能減排。通過增大轉子半徑而非增加轉子轉速的方式來增大電機輸出扭矩，軸向電機的鐵心損耗遠低于徑向電機。由于效率高，軸向磁通電機在各個功率級別下均比普通徑向電機節能15%-25%左右，并能維持更長時間的峰值功率輸出。此外，軸向電機更加直接的磁通路徑允許其以取向電工鋼作為定子磁芯，取向鋼使磁通更容易通過磁芯也會

34、間接減少軸向電機的鐵損量。圖圖 12 PCB 無定子軸向磁通電機示意圖無定子軸向磁通電機示意圖 資料來源：IEEE、招商證券 軸向電機目前在設計和生產流程端尚未如徑向電機成熟。軸向電機目前在設計和生產流程端尚未如徑向電機成熟。軸向電機定轉子軸向相對的結構決定了軸向電機的定轉子之間擁有更大的軸向吸引力。因此，相較于徑向電機，軸向電機的工藝流程需要更多考慮轉速更高時，尤其是連接傳動軸后后端負載的軸向竄動較大時，如何保持轉子定子之間的磁力水平。此外，軸向磁通 敬請閱讀末頁的重要說明 12 行業深度報告 電機中更大面積的氣隙也對定轉子的表面平整程度提出了嚴格的要求，倒逼加工端、裝配端成本升級。軸向電機

35、的高制造難度+軸向安全等問題使其仍有不小的改進空間。3、軸向磁通電機市場規模、軸向磁通電機市場規模 軸向電機市場增長的主要突破口在運輸電動化浪潮帶來的電機革命。軸向電機市場增長的主要突破口在運輸電動化浪潮帶來的電機革命。相較于傳統電機，更高的扭矩與功率密度將會延長裝配軸向電機電動汽車電池的使用壽命，這使得軸向電機的應用在經濟端具有可行性。此外，軸向電機的輕量化優勢將為減輕車輛重量提供更加新穎的設計路線。目前在運輸端，不少公司已經加碼投資布局，例如 OLA 投資了 3.2 億美元用于購買電動滑板車，Uber Technologies 也在日前得到了美國運輸公司 Lime 的投資支持，購買了大量電

36、動自行車和滑板車。據 Industry Arc 預計，軸向磁通電機市場規模將在 2022-2027 年間以 10.8%的CAGR 增長，并在 2027 年達到 8.71 億美元。其中，汽車將占據主導地位，預計到 2027 年，汽車軸向磁通電機市值將從 2021 年的 2.02 億美元上漲到 3.60億美元，并通過 10.82%的 CAGR 成為軸向磁通電機增長最快的細分市場。圖圖 15 全球軸向磁通電機市場規模預測（全球軸向磁通電機市場規模預測（2022-2027）圖圖16 全球軸向電機市場汽車板塊規模預測（全球軸向電機市場汽車板塊規模預測（2021-2027）資料來源：IndustryARC

37、、招商證券 資料來源：IndustryARC、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 13 行業深度報告 三、軸向磁通電機下游應用市場三、軸向磁通電機下游應用市場 徑向電機因其相對較高的功率密度和成本效益，廣泛應用于眾多行業。徑向電機因其相對較高的功率密度和成本效益，廣泛應用于眾多行業。當今道路上的大多數電動汽車均以徑向磁通電機為能源轉換裝置。小到洗衣機、風扇等家用電器，大到風力發電、航空交通、工業機械電機，徑向電機仍然占據市場主流。但是，軸向電機技術的不斷成熟正在逐步蠶食徑向電機原有的應用板塊，尤其是電動汽車領域。當前軸向電機廣泛應用于新能源汽車、航空航天、船舶推進、機器人以及風力發當前軸向電機廣

38、泛應用于新能源汽車、航空航天、船舶推進、機器人以及風力發電等要求高轉矩密度和空間緊湊的場合中。電等要求高轉矩密度和空間緊湊的場合中。在國內，由于軸向電機相對于傳統電機而言是為新的產品，加之傳統客戶在電機替換時存在穩定性顧慮，目前行業汽車板塊終端客戶大多為車企當中的新勢力+部分電車車企。日前，YASA 輪轂軸向磁通電機搭載在奔馳的 vision-one-eleven 樣車，以及 2025 年將在 AMG 純電動汽車平臺投入量產的宣言，引發了乘用車企內部的震動，軸向電機于乘用車的應用也將逐漸滲透。機器人與工業板塊，軸向電機在部分領域已形成布局，部分已有試樣或小批量供貨，距離批量化應用指日可待。1、

39、新能源新能源汽車行業：商汽車行業：商用用車先行推廣，乘用車仍在試驗車先行推廣，乘用車仍在試驗（1）盤式電機已在商用車領域逐步推廣）盤式電機已在商用車領域逐步推廣 當前，軸向電機已在商用車的性能與設計優化中發揮重要作用。當前，軸向電機已在商用車的性能與設計優化中發揮重要作用。憑借軸向電機功率密度大的優勢，浙江中豪 60KW 混動電機在高效節能與尺寸重量方面做出了突破，其效率最高超過 95%并在結構設計中有效解決混動系統縱置空間緊湊的問題。盤轂動力在 2020 年面向公交市場推出的分布式電驅動技術，同樣也利用了軸向電機軸向尺寸更短、重量更輕、功率更大的特性。盤式電機的運用不僅釋放了底盤與車廂內部空

40、間，使得 8 米的巴士擁有傳統 10 米公交車的載客能力；更進一步實現了無障礙全平地板、850mm 超寬后過道、0 附著力 12%坡道平穩起步等顛覆性的功能改善。在不到三年的時間里，盤轂軸向磁通電機技術已運用到超過3000 臺公交車中，在全國 40 余個城市實現批量交付應用，被認為是“公交適老化服務”的最佳選項。圖圖 15 中豪中豪 60KW 重卡用軸向電機重卡用軸向電機 圖圖 16 盤轂四氣囊獨立懸架輪邊驅動系統盤轂四氣囊獨立懸架輪邊驅動系統 資料來源：浙江中豪官網、招商證券 資料來源：“雙碳”背景下的軸向磁通電機應用發展探討、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 14 行業深度報告 商商用車電

41、氣化所需的新能源驅動電機缺口是軸向磁通電機的新藍海。用車電氣化所需的新能源驅動電機缺口是軸向磁通電機的新藍海。從全球范圍來看，中國在新能源商用車推廣上起步最早，且相較其他國家已有一定滲透。截至 2020 年，商用車新能源驅動電機裝機量僅占 4%，兩年后，滲透率總體達到6%左右。2023 年全球商用車關鍵趨勢白皮書認為，中國商用車市場在 2030年前會受到政策、補能體系以及 TCO 打平等因素的影響，總體電氣化進程加速。至 2030 年，中國新能源商用車滲透率預計可達約 34%，實現約 140 萬臺銷量水平，2022-2030 年 CAGR 約 25%。軸向電機功率密度高、輕量化的優勢能夠彌補商

42、用車對新能源驅動電機的性能要求，分享到商用車快速電氣化流程中的蛋糕。圖圖 17 中國商用車新能源銷量預測（中國商用車新能源銷量預測（2022-2030E）資料來源：2023 年全球商用車關鍵趨勢白皮書、招商證券 （2）乘用車搭載輪轂輪邊電機技術乘用車搭載輪轂輪邊電機技術 輪轂、輪邊電機技術是應對分布式驅動浪潮的兩個方向。輪轂、輪邊電機技術是應對分布式驅動浪潮的兩個方向。輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術，最大特點是將動力、傳動和制動裝置全部整合到輪轂內以達成電動車輛機械部分的大規模簡化。輪邊電機技術則是將電機與減速器配套安裝在副車架的車輪邊上，通過傳動電機輸出軸連接到車輪。當前，相較于輪邊電機技

43、術，輪轂電機技術省略了減速器裝置，但電制動性能更弱，散熱性能更差，且大多以四臺電機配套出現。這也導致在輪邊電機已經開始進入產業化的同時，輪轂電機尚在批量應用的前夜。兩種技術均能實現電機單獨驅動輪胎，以使車輛具備高機動性與高可靠性，能夠主動控制自身運行，實現自動駕駛。圖圖 18 驅動電機分類驅動電機分類 圖圖 19 輪轂電機與輪邊電機驅動區別輪轂電機與輪邊電機驅動區別 資料來源：頭豹研究院、招商證券 資料來源：汽車頭條、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 15 行業深度報告 小體積小體積+低理論成本，軸向電機技術有望攻克客車輪邊電機推廣難題。低理論成本，軸向電機技術有望攻克客車輪邊電機推廣難題。在

44、“第三代中央分布式電驅系統”的開發中，盤轂將輪邊徑向電機替換為軸向電機，為輪邊電機在乘用車市場推廣打通了新的思路。相較于傳統集中式單臺電機驅動，分布式驅動需要將電機輔以減速器裝在車輪邊上，這意味著一臺分布式驅動乘用車需要兩臺以上的輪邊電機，成本居高不下。因此，推廣輪邊電機客車化，首先要解決整車電機成本高的問題。利用軸向電機結構緊湊、扁平輕薄的特點，單個盤轂動力 ICD150K 在維持 150KW 峰值功率的同時，減少了 50%體積空間并降低了 45%的重量，單位功率密度超過 6kw/kg。在軸向與徑向電機材料含量差不多的前提下，更高的功率密度意味著批量生產后更少的銅與鋼用量以及更小的磁鐵，材耗

45、與系統成本的雙重下跌讓輪邊電機整體成本相近于集中式單臺徑向電機成為可能。軸向電機在功率密度上的優勢也推開了輪轂電機乘用車批量應用的窗口。軸向電機在功率密度上的優勢也推開了輪轂電機乘用車批量應用的窗口。高度整合使得輪轂電機技術對電機的體積與輸出扭矩均提出了高要求：1）為了提升制動性能，輪轂電機需要提供足夠大的扭矩；2）輕量化，以減少簧下質量并提升電動汽車的操作性能。綜合以上標準，盤式電機成為了輪轂電機的更優選。相較徑向電機，軸向電機的轉子不再被局限在定子當中，擁有更大的扭矩潛力。此外，軸向電機結構趨向車輪，不會過分擠占輪轂的軸向空間，對懸架、剎車、散熱等車輛電氣化的優勢項目布局起到了正向作用。盤

46、轂盤轂 PDS100K 軸向磁通輪轂電驅軸向磁通輪轂電驅動解決方案被譽為“迄今為止最有可能實現量產應用的輪轂電機解決方案”，也動解決方案被譽為“迄今為止最有可能實現量產應用的輪轂電機解決方案”，也證明了軸向電機在推動輪轂電機技術客車應用化的重要地位證明了軸向電機在推動輪轂電機技術客車應用化的重要地位。（3）電動汽車或將成為軸向電機技術的下一個增長點電動汽車或將成為軸向電機技術的下一個增長點 業界認為，分布式驅動系統分布式驅動系統具有車身布置靈活，結構緊湊，易于實現底盤模塊化設計等優點，同時各輪驅動/制動轉矩獨立可控，是未來實現自動智駕汽車的終極解決方案，這也是 2023 年發布的新能源汽車近乎

47、全部搭載分布式驅動電機的原因。在電動汽車電機市場快速擴張的途中，軸向電機與分布式驅動系統的高度適配性將會大幅度加快軸向電機在整體汽車行業的滲透速率。據 global information 預估，截至 2027 年，全球汽車軸向電機市場將從 2022 年 1.35 億美元上漲到 4.97 億美元，CAGR 高達 29.8%。輪轂電機市場，exactitude consultancy就預估其市值將以20%的CAGR增長，并在2029年增至驚人的27.4億美元。圖圖 20 盤轂動力盤轂動力 ICD150K 圖圖 21 盤轂動力盤轂動力 PDS100K 資料來源：盤轂動力官網、招商證券 資料來源：蓋

48、世汽車快訊、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 16 行業深度報告 2、電動飛機行業：功率密度適配，推動航空碳凈零排放、電動飛機行業：功率密度適配，推動航空碳凈零排放 輕巧緊湊輕巧緊湊+高功率密度，軸向磁通電機助力航空電氣化。高功率密度，軸向磁通電機助力航空電氣化。由于混動與純電動飛機特有的高電壓環境，相較于傳統飛機電氣系統采用的 115VAC/400Hz 和 270VDC 方案，垂直起飛與懸停期間的電動飛機需要無刷 800VDC 的電機提供高達 20,000 rpm 的速率，對適配電機的體積、重量、功率密度都提出了更嚴格的要求，這與軸向磁通電機的特點完美契合。尺寸與重量縮小為同類徑向電機的1/

49、3，功率密度與扭矩密度相較徑向分別高出 30%與 20%，軸向磁通電機方案提供了電動飛機緊缺的“最佳功率和扭矩密度”，推動了更小更輕的推進系統的設計，以實現電動飛機零碳排放的目標。圖圖 24 Emrax 268 電機設計圖電機設計圖 圖圖 25 Alice-純電動貨運飛機純電動貨運飛機 資料來源：Emrax 官網、招商證券 資料來源：Eviation 官網、招商證券 圖圖 22 全球汽車軸向電機市場預估（全球汽車軸向電機市場預估（2022-2027）圖圖 23 全球輪轂電機市場預估（全球輪轂電機市場預估（2020-2029）資料來源：Global Information、招商證券 資料來源：E

50、xactitude Consultancy、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 17 行業深度報告 圖圖 26 Spirit of innovation 資料來源：Evolito 官網、招商證券 多家軸向電機大廠加速布局，爭先產品凈零排放。多家軸向電機大廠加速布局，爭先產品凈零排放。利用軸向磁通電機獨有的功率/體積優勢，在公司成立的初期，Emrax 與 YASA 旗下的 Evolito 就已經開始布局電動飛機行業。在 2015 年的巴黎航展上，efesto 與 Ashot 等合作推出了第一個適配輕型飛機的并聯混合動力裝置。Emrax268 軸向電機搭配 Rotax914 燃油機足以在純電動飛行中

51、提供 100KW 以上功率的同時減重至 57kg；而超輕型飛機所使用的徑向ROTAX912A2電機重量為55.4kg，僅能提供59.6KW峰值功率。2021年，ACCEL 項目中的“創新精神”橫空出世，創下了 345.4 英里/小時的純電動飛機空速記錄。這款固定翼飛機所搭載的軸向電機，擁有 400KW 的推進功率以及相較其他徑向電機競品 25%的鐵、銅、永磁體消耗量，推動航空產品凈零排放趨勢。圖圖 27 2022 年三種快遞運輸方式的碳排放量與業務量年三種快遞運輸方式的碳排放量與業務量 圖圖 28 2019 年溫室氣體排放占全球總排放比例年溫室氣體排放占全球總排放比例 資料來源：Greenpe

52、ace、招商證券 資料來源：IPCC、招商證券“雙碳”政策落地，飛機電動勢在必行?！半p碳”政策落地，飛機電動勢在必行。為了實現 2050 年航空業務凈零排放的氣候目標，我國政府于 2022 年出臺了“十四五”民航綠色發展專項規劃，提倡“積極選用先進可靠航空脫碳技術裝備”、“有序推動純電動、油電混動飛機在通航領域應用?！睋?IPCC 針對全球碳排放量發表的第六次評估報告，全球航空領域溫室氣體排放占總排放的 1.8%，而中國國內航空客運市場在全球占比已達到 18.9%，目前客運量仍在快速增長。綠色和平發布的中國快遞行業的碳排放 也著重提及了航空運輸碳排放，并認定占據快遞行業總碳排放 40%左右的航

53、空運輸是快遞行業減排的重中之重。減排壓力與政策利好雙管齊下，均證明電動飛機是“雙碳”時代航空行業不可忽視的重要發展方向。工業24%電力和熱力23%農林和其他土地應用22%陸路10%其他能源10%建筑5.6%國際海運1.3%國際航空1.1%其他0.9%國內航空0.7%鐵路0.4%河運0.3%敬請閱讀末頁的重要說明 18 行業深度報告 圖圖 29 全球飛機用電機市場預測（全球飛機用電機市場預測（2022-2027）資料來源：Markets and Markets、招商證券 電動飛機市場飛速增長，軸向電機需求日益廣闊。電動飛機市場飛速增長，軸向電機需求日益廣闊。據 Industry energy 預

54、估，到2035 年，僅城市空中交通市場就將增長到 1000 億美元以上，這將帶動飛機用電機需求的高速增長。據 M&M 預估，飛機用電機市場規模將從 2022 年的 82 億美元增長到 2027 年的 129 億美元，年復合增長率為 9.4%。其中，5-10kW/kg 功率密度的軸向電機將在預測期內占據最大的市場份額。軸向電機在飛機用電機市場的滲透率較低，主要廠商中僅英國的勞斯萊斯公司目前涉足應用，擁有廣闊的增長空間。伴隨著全球航空貨運的增加，已有不少物流公司開始著眼于裝配軸向電機的純電動飛機。2021 年，德國郵政集團航空貨運子公司 DHL Express 訂購了 12 架純電動貨機 Alic

55、e，預計將于 2024 年交付，可運載 1179 公斤貨物航行440 海里。3、電動船舶行業：增強海上動力，優化驅動結構、電動船舶行業：增強海上動力，優化驅動結構 軸向電機在船舶提效、減排、結構優化方面優勢顯著。軸向電機在船舶提效、減排、結構優化方面優勢顯著。天然的高扭矩密度意味著比傳統電機更高的電能轉換效率以及更加緊湊的結構設計，這對于優化船舶推進體系，節省能耗成本至關重要。原先電力推進設計難以在民用商船廣泛應用的重要原因在于全額定航速下整體能量效率低于機械推進系統。軸向電機的運用打破了傳統電機低功效的門檻，允許更高的功率、效率輸出以及更低的能耗，對長時間高功率輸出的貨船和渡輪頗具吸引力。此

56、外，軸向電機扁平圓盤狀的緊湊設計同樣能夠輕松集成到船舶的推進系統中，釋放剩余空間。以吊艙推進系統為例，原先臃腫的徑向電機系統可完全替換為多套盤式電機，在節省空間的同時，為螺旋槳/噴水器提供高水平的效率與扭矩。Saietta 的首款舷外發動機 Propel S1 利用 AFT 140 軸向電機，在達成高達 62%的整體效率的同時，還能將電機及其配套的所有電子設備均改裝在吃水線以上。敬請閱讀末頁的重要說明 19 行業深度報告 圖圖 30 吊艙推進系統吊艙推進系統 圖圖 31 Propel S 1 電機電機 資料來源：IUMI 官網、招商證券 資料來源：Propel 官網、招商證券 政策紅利推動綠色

57、船舶駛入發展快航道。政策紅利推動綠色船舶駛入發展快航道。近年來，國家及地方積極完善電動船舶頂層設計，有效提升細分場景滲透率。2022 年 9 月，工信部等發布關于加快內河船舶綠色智能發展的實施意見，提到要加快發展電池動力船舶，推進高效節能電機研究，重點推動純電池動力技術在中短途內河貨船等應用。隨著地方綠色船舶補貼政策的推進，2023 年 4 月，中法在綠色燃料船舶建設領域展開了新的合作。據 Mordor Intelligence 預估，電動船舶市場規模將在 2028 年達到 114.3億美元，以 12.65%的年復合增長率在 23-28 年之間逐步增長。中國市場方面，2021 年中國電動船舶市

58、場規模達到 94.8 億元，同比增長 12.9%，預計 2025 年市場規模達 168.7 億，2021-2025 年 CAGR 約為 15.50%?？焖侔l展的電動船舶將為軸向電機在船舶電驅動系統的同類置換提供絕佳的介入背景。圖圖 32 電動船舶市場規模預測（電動船舶市場規模預測（2023-2028）圖圖 33 2017-2025 年中國電動船舶行業市場規模預測年中國電動船舶行業市場規模預測 資料來源：Mordor Intelligence、招商證券 資料來源：觀研天下、招商證券 4、機器人行業：擠入關節零件市場，應用于多項機器人項、機器人行業：擠入關節零件市場，應用于多項機器人項目目 機器人

59、關節的性能要求倒逼電機更新換代。機器人關節的性能要求倒逼電機更新換代。目前，高精端機器人對關節驅動電機有如下要求：（1）快速性。電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態的時間應短；（2）起動轉矩慣量比大。在驅動負載的情況下，要求機器人關節電機的起動轉矩大，轉動慣量??；（3）體積小、質量小、軸向尺寸短；（4）能經受得起苛刻的運行條件，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內承受過載。在毫米級別厚度的前提下提供較高的峰值扭矩和高響應速度的 敬請閱讀末頁的重要說明 20 行業深度報告 大功率推力，徑向電機難以實現的性能要求精準命中了軸向電機的舒適區間，以軸向電機為主導的機器人電機研發

60、因此已被多家公司提上日程。日前，軸向電機已經開始在多個機器人項目中得到應用研究。日前，軸向電機已經開始在多個機器人項目中得到應用研究。在機器狗的關節驅動中，小象電動采用 SETZ90 系列軸向電機方案，在節省了 50%以上的重量之余提供了更大的推力和更高的響應速度。單關節模組 1.2kg 重，192Nm 峰值扭矩足以支持其短時負載 60KG。協同機器人方面，ECM 也將軸向電機技術集成到工業機器人關節的驅動組件中，高功率密度+減少一半的軸向長度不僅完成了以前不可能實現的輕型緊湊機器人設計，還延長了機器人電池壽命，降低能源成本。Genesis Robotics 運用 LiveDrive 軸向電機

61、方案的厚度緊湊性（2cm 厚度）來減緩機器人腳與地面接觸時關節收到的地面沖擊力，取得良好效果。服務機器人方面，日本 NIDEC DRIVE TECHNOLOGY 利用軸向電機 21mm 厚度與 170W的高輸出支撐起動力輔助服關節，防止經過狹窄通道時因為關節過大而使使用者受傷。圖圖 34 小象機器人小象機器人 資料來源：小象電動官網、招商證券 表表 3：ECM 軸向電機與同功率徑向電機部分參數對比軸向電機與同功率徑向電機部分參數對比 集成執行器集成執行器&驅動器驅動器 同功率徑向電機同功率徑向電機 ECM 執行器/驅動器類型 空心軸 空心軸 波動齒輪裝置尺寸 17 17 減速比 100:1 1

62、00:1 電機 Brushless Servo：200100VAC,DC24V PCB Stator:200100VAC,12-72V DC 額定扭矩（Nm）24 24 峰值扭矩（Nm）57 57 峰值轉速 4,800 4,800 軸向長度 78 39.9 外徑尺寸 128 13.4 內徑尺寸 18 18 最大徑向負載（kN）2.9 5.1 最大軸向負載（kN）9.8 16.3 力矩負載（Nm）188 205 重量（KG）2.5 1.25 資料來源：PCB 定子科技、招商證券整理 機器人市場正進入擴張快車道。機器人市場正進入擴張快車道。據 Interact Analysis 統計，移動機器人零

63、部件市值預計將在自 2022 年開始以 44.8%的 CAGR 高速增長，在 2027 年達到 74 億美元。其中，中國占據零部件市場 40%以上的份額，并于 2025 年在銷量方面超過美國。此外，根據 Stratistics Market Research Consulting 的數據，全球人形機器人市場市值將從 2021 年的 15.11 億美元急劇擴張到 2028 年的 264.29 億美 敬請閱讀末頁的重要說明 21 行業深度報告 元，CAGR 達到 50.5%。機器人終端的快速放量對上游的電機供應量提出了更高的要求。機器人終端的快速放量對上游的電機供應量提出了更高的要求。日前工信部發

64、布的“機器人+”應用行動實施方案鼓勵廠商研發高轉矩密度伺服電機核心技術，這一號召進一步拉高了軸向電機替代伺服徑向電機的可能性。伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，通過轉化電壓信號為轉矩和轉速以驅動控制對象。軸向電機高扭矩密度+更快的響應速度足以更好地發揮伺服系統的優勢，未來，伴隨著軸向電機成為伺服電機主流的趨勢，其市值或將隨著機器人尤其是人形機器人的發展呈現井噴態勢。圖圖 35 全球各地區移動機器人零部件市值全球各地區移動機器人零部件市值 圖圖 36 2021-2028 全球人形機器人市場全球人形機器人市場 資料來源：Interact Analysis、招商證券 資料來源：Str

65、atistics Market Research Consulting、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 22 行業深度報告 四、四、國內外主要軸向磁通電機廠商國內外主要軸向磁通電機廠商 1、YASA：交運板塊多方面布局：交運板塊多方面布局 自自 2009 年成立以來，年成立以來，YASA 公司不斷優化軸向電機生產技術，拓寬軸向電機在公司不斷優化軸向電機生產技術，拓寬軸向電機在交通運輸板塊的應用。交通運輸板塊的應用。十數年來，YASA 在軸向磁通技術板塊已經形成了全面的知識產權布局，僅在中國，YASA 就申請了 145 項軸向電機發明專利，在發明專利數量方面排名第一。目前主推的YASA 750

66、和YASA P400兩款產品以無磁軛、分塊電樞、直接油冷等技術優勢在牽引、發電、液壓交換等應用中嶄露鋒芒，而其新研制的輪轂軸向電機已經被搭載在梅賽德斯-奔馳的 vision-one-eleven 中，并有望占據整個奔馳 AMG.EA 純電動汽車市場。在搶占汽車電動化的浪潮之余，YASA還將視野拓展到電動飛機與電動輪船板塊。早在被奔馳收購之前，YASA 旗下的 Evolito 公司就已經與電動飛機市場的主要參與者勞斯萊斯合作，通過供應先進的航空電力推進解決方案參與到“創新精神”的構建中。通過較同類產品最高的功率密度、效率的優勢，Evolito 已經著眼于城市空中交通等電動飛機的子應用市場。此外，

67、YASA 同樣參與了高性能船舶電力推進體系 EVOA E1 系列的架構，以軸向磁通電機為核心，YASA 有望通過聯合推出 25GTe 電動概念船舶來搶占船舶電動化的風口。圖圖 37 Vision-One-Eleven 圖圖 38 EVOA E1 系統系統 資料來源：奔馳官網、招商證券 資料來源：YASA 官網、招商證券 2、上海盤轂動力：深耕于輪轂、輪邊電機應用上海盤轂動力：深耕于輪轂、輪邊電機應用 盤轂動力目前著力于為客戶提供節能、高效的電驅動解決方案，在技術端遙遙領盤轂動力目前著力于為客戶提供節能、高效的電驅動解決方案，在技術端遙遙領先。先。以軸向電機為核心，集成優化減速箱、控制器等相關零

68、件，盤轂動力電驅解決方案已廣泛應用于新能源汽車，公交、載貨等商用車，電動摩托以及工程機械領域。截至 2023 年年初，盤轂動力在 6 年時間里累計申報各類專利 1178 件，在軸向磁通電機領域處于全球一流水平。行業領先的技術端成就了盤轂動力產品端的優異性能。盤轂動力的軸向電機產品可分為 PCB、ICS、ICD、9TFA 四大板塊，覆蓋 63W 到 600KW 不同動力需求的多個領域。相較于同類競品，盤轂動力車用驅動電機功率密度達 8.17kW/kg，超過了美國能源部發布的電機發展規劃中 2025 年標準；扭矩密度則超過中國工信部發布的節能與新能源汽車技術路線圖 2.0中商用車驅動電機 2035

69、 年標準，產品性能達到國際領先水平。深耕輪邊、輪轂電機解決方案構成，推廣軸向電機進入乘用車市場。深耕輪邊、輪轂電機解決方案構成，推廣軸向電機進入乘用車市場。盤轂動力日 敬請閱讀末頁的重要說明 23 行業深度報告 前參展的 ICS120K、ICD150K 以及 PDS100K 等軸向電機及其電驅動解決方案完整地展現了公司舊至普通電動車中央集成，新達乘用車電驅動輪轂方案等在乘用車端的技術整合。其中，ICS120K 電機作為成熟的輪邊電機驅動方案，已經在公交車領域得到廣泛的應用（推廣應用超 8000 套）。地鐵巴士等成功的輪邊電機應用案例是盤轂電機在商用車輪邊電機市場領先水平的體現。此外，不論是IC

70、D150K 在布置方案上的因地制宜進步拆分+電子差速控制應用，還是PDS100K 方案進一步減少簧下質量與占用空間+增大最大輸出轉矩至滿足乘用車的工況需求，盤轂動力均展現出率先搶占乘用車輪邊、輪轂兩方向電機布局的研發熱情與動力。圖圖 39 盤轂動力在軸向磁通電機領域專利數遙遙領先盤轂動力在軸向磁通電機領域專利數遙遙領先 圖圖 40 盤轂動力電機扭矩密度大幅提升盤轂動力電機扭矩密度大幅提升 資料來源：盤轂動力官網、招商證券 資料來源：盤轂動力官網、招商證券 3、Magnax：無磁軛軸向磁通電機先驅者：無磁軛軸向磁通電機先驅者 Magnax 自自 2015 年開始一直在優化無磁軛軸向磁通電機的設計

71、方案。年開始一直在優化無磁軛軸向磁通電機的設計方案。通過將業務拆分為 Traxy 與 Axyal，Magnax 對無磁磁軛軸向磁通技術在地面交通與航天推進領域的應用進行價值評估和商業化，并以開發出功率密度、效率、可靠性方面表現出色的無磁軛軸向電機解決方案為己任。在該方案中，Magnax 在工藝領域擁有多方面突破：（1）采用矩形截面電線，提升同等尺寸銅料填充率至 90%；（2）在定子鐵心的生產中使用晶粒取向鋼，在略微增加效率的同時降低鐵心損耗至原15%水準；（3）采用空氣、水-乙二醇和油等多種冷卻劑混合冷卻方案，并通過層壓散熱器，使其與繞組緊密接觸。這也使得 Magnax 的最終成品 AXF22

72、5 軸向磁通電機在重量僅為 13KG 的情況下能夠輸出 220KW 的峰值功率，峰值扭矩與三倍于其重量的 HSM 徑向電機（寶馬 i3 電機）相近。敬請閱讀末頁的重要說明 24 行業深度報告 圖圖 41 Magnax 軸向磁通電機軸向磁通電機 圖圖 42 Magnax 集成減速器液冷設計集成減速器液冷設計 資料來源：white paperHigh Efficiency Axial Flux Machines、招商證券 資料來源：Axyal、招商證券 4、深圳小象電動科技：致力于機器人個性化解決方案深圳小象電動科技：致力于機器人個性化解決方案 深圳小象電動科技自成立伊始就著力于聚能磁高能電機技術

73、研發以及驅動解決方案供應，目前擁有國內領先的盤式電機生產與控制技藝。截至 2023 年，小象可生產 10KW/Kg 功率密度+20Nm/Kg 扭矩密度+效率=97%的軸向磁通電機，峰值功率平鋪 1.5KW-100KW，且產品質量與體積僅為常規電機產品的 1/3 到 1/2左右。深圳小象產品應用下游深圳小象產品應用下游涉及多個涉及多個機器人驅動裝置項目。機器人驅動裝置項目。截至目前，深圳小象的SEmotor1K與SEmotor6K軸向電機已經分別參與小型四足仿生機器人與大型仿生機器人關節電機系統項目，并取得了良好的成果。圖圖 43 大型仿生機器人關節電機系統大型仿生機器人關節電機系統 圖圖 44

74、 SE6K 電機及其性能電機及其性能 資料來源：小象電動官網、招商證券 資料來源：小象電動官網、招商證券 敬請閱讀末頁的重要說明 25 行業深度報告 五、風險提示五、風險提示 1、下游增長不及預期風險 下游新能源汽車、機器人均屬于高速增長板塊，下游增速的放緩會影響對上游產品的需求。2、產品滲透率增長緩慢 產品沒有得到客戶的廣泛認可，技術攻關、成本控制難度大，導致產品滲透率低。3、公司新擴建項目投產不及預期風險 主要標的公司均有在建或規劃擴建項目。投產進度不及預期，一方面拖累公司利潤兌現，另外，或許會影響公司在下游企業供應鏈的開拓。4、二級市場劇烈波動風險 敬請閱讀末頁的重要說明 26 行業深度

75、報告 圖圖 45 金屬及材料金屬及材料行業歷史行業歷史 PEBand 圖圖 46 金屬及材料金屬及材料行業歷史行業歷史 PBBand 資料來源：公司數據、招商證券 資料來源：公司數據、招商證券 參考報告：參考報告：1、有色金屬行業 2024 年度投資策略底部確立，上行開啟2023-12-19 2、鋼鐵行業 2024 年度投資策略需求有望邊際改善，鋼企盈利或回升2023-12-04 3、鈦行業深度報告：不止于碧海藍天，開啟手機用鈦新紀元2023-10-20 10 x15x20 x30 x05001000150020002500300035004000Jan/22Jul/22Jan/23Jul/2

76、31.7x2.3x2.9x3.5x4.1x0500100015002000250030003500Jan/22Jul/22Jan/23Jul/23 敬請閱讀末頁的重要說明 27 行業深度報告 分析師分析師承諾承諾 負責本研究報告的每一位證券分析師，在此申明，本報告清晰、準確地反映了分析師本人的研究觀點。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與，未來也將不會與本報告中的具體推薦或觀點直接或間接相關。評級評級說明說明 報告中所涉及的投資評級采用相對評級體系，基于報告發布日后 6-12 個月內公司股價（或行業指數）相對同期當地市場基準指數的市場表現預期。其中，A 股市場以滬深 300 指數為基準；香港

77、市場以恒生指數為基準；美國市場以標普 500 指數為基準。具體標準如下：股票評級股票評級 強烈推薦：預期公司股價漲幅超越基準指數 20%以上 增持：預期公司股價漲幅超越基準指數 5-20%之間 中性：預期公司股價變動幅度相對基準指數介于 5%之間 減持：預期公司股價表現弱于基準指數 5%以上 行業評級行業評級 推薦：行業基本面向好，預期行業指數超越基準指數 中性：行業基本面穩定，預期行業指數跟隨基準指數 回避：行業基本面轉弱，預期行業指數弱于基準指數 重要重要聲明聲明 本報告由招商證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）編制。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告基于合法取得的信

78、息，但本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。本報告所包含的分析基于各種假設，不同假設可能導致分析結果出現重大不同。報告中的內容和意見僅供參考，并不構成對所述證券買賣的出價，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。除法律或規則規定必須承擔的責任外，本公司及其雇員不對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失負任何責任。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務服務?？蛻魬斂紤]到本公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突。本報告版權歸本公司所有。本公司保留所有權利。未經本公司事先書面許可，任何機構和個人均不得以任何形式翻版、復制、引用或轉載，否則，本公司將保留隨時追究其法律責任的權利。