2020-2025年新能源汽車高壓線束市場及企業調研報告







【導語】:新能源汽車高壓線束主要由連接器、端子、電線、覆蓋物等零件組成。新能源汽車高壓線束可以根據不同的電壓等級配置于電動汽車內部及外部線束連接。主要應用配電盒內部線束信號分配,高效優質地傳輸電能,屏蔽外界信號干擾。

一、產業鏈及部件構成

 

汽車線束是車輛電器元件工作的橋梁和紐帶,是車輛的電力和信號傳輸分配的神經系統。汽車線束產品屬于汽車零部件,處于整個汽車產業鏈的中游,其上游產業為銅材、橡膠、塑料、電線線材等,下游則主要為汽車整車制造商及部分零部件配套供應商。

圖表1  汽車線束產業鏈

資料來源:一覽眾咨詢

新能源汽車高壓線束可以根據不同的電壓等級配置于電動汽車內部及外部線束連接。主要應用配電盒內部線束信號分配,高效優質地傳輸電能,屏蔽外界信號干擾。

高壓線束主要由連接器、端子、電線、覆蓋物等零件組成。DC/DC、水暖PTC、充電機、風暖PTC、直流充電口、電機控制器、高壓線束、維修開關、逆變器、動力電池、高壓箱、電動空調、交流充電口等都需要用到連接器。

圖表 2  新能源汽車高壓線束材料及應用部件

資料來源:一覽眾咨詢

二、連接器概述

 

連接器是完成信號轉接、能量傳遞的重要功能元件,在兩個器件、組件、系統相互之間進行光和信號傳遞、電流傳輸時都需要功能與結構相匹配的連接器,因此連接器是構成整個電子裝備所必須的基礎元件。

單從技術上看,連接器有三種基本的劃分辦法:

  • 按外形結構:圓形和矩形(橫截面);
  • 按工作頻率:低頻和高頻(以3MHz為界);
  • 按標準性:應用型和標準型,前者一般需要定制,后者設計固定,應用場景廣泛;
  • 此外,考慮到連接器的技術發展和實際情況,從其通用性和相關的技術標準,連接器可以分為低頻圓形連接器、矩形連接器、印制電路連接器、射頻連接器、光纖連接器。

圖表 3  連接器的分類

連接器的基本性能可分為三大類:即機械性能、電氣性能和環境性能。

圖表 4  連接器的性能

新能源汽車用高壓連接器是機電一體化產品,主要由接觸件、絕緣體、殼體及附件四部分構成,其中:接觸件是連接器完成光、電信號連接的核心部件,通過接觸件的插合完成車輛在行車中所需的光、電信號的連接;絕緣體和外殼主要起固定、絕緣和機械保護作用。制造過程集電氣性能設計、數控機械加工、沖壓工藝技術、塑壓工藝技術、精密壓鑄工藝技術、嚴格的試驗手段等多元技術組合于一體。
由于高壓連接器產品的質量和精度直接影響到連接器的電氣、機械、環境等性能,進而影響電動車輛的行車安全,因此高壓連接器的質量要求和制造精度比較高,屬于連接器領域中附加價值較高的中高端產品。

三、連接器市場特征

 

國際市場上,連接器市場的領導廠商主要被美國、德國、日本、法國四個國家和地區的廠商所占據,基本上己經形成寡頭壟斷的競爭格局。
我國連接器經過多年技術積累,以及在新能源汽車的提前布局,無論是在設計能力還是自動化生產能力,已經滿足新能源汽車連接器所要求的技術水平。在下游廠商國產化和技術能力積累足夠的兩大條件滿足的前提下,國內廠商已經占領新能源汽車連接器的制高點,在這個新的領域實現彎道超車,打破外商在傳統汽車連接器的壟斷地位。
整車廠對高壓連接器的安全性、穩定性、抗干擾性等有著嚴格的考核時間(一般2-3年),一旦雙方合作關系確立,整車廠商通常不會輕易變換其配套零部件供應商,市場份額也較為穩定。
目前國內能批量供貨的高壓連接器廠商有:中航光電、永貴電器、江蘇瑞可達等為數不多的企業,近年來,二線企業也開始成長起來。單從銷售規模來看,國內市場方面中國企業也逐漸崛起。

四、線纜概述

 

汽車線束用線纜類型受線束所處的環境和功能的影響。例如:發動機、動力電池等周圍環境溫度高,腐蝕性氣體和液體也很多。因此,一定要使用耐高溫、耐油、耐振動、耐摩擦導線;行李廂蓋上的導線要在低溫下保持其彈性,所以要選用冷彈性導線保證其正常工作;自動變速器上的導線一定要耐高溫、耐液壓油,其溫度穩定性要好;弱信號傳感器要用屏蔽導線,例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等;門內線耐彎曲性要求高等。
汽車線束常用的導線通常使用多股絞介銅導線,絕緣皮為PVC絕緣材料。線束用導線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。
目前自主汽車品牌使用導線種類主要包括日標導線和德標導線。日標導線使用的種類主要包括:AV、AVSS、AVSSX、AVX、AEX;德標導線使用的種類主要包括:FLRY-B、FLR9Y-B。
傳統汽車是以汽油發動機為動力,傳統汽車導線作用是傳輸控制信號,承受的電流和電壓都很小,故電線直徑較小,結構上也僅是導體外加絕緣,很簡單。但根據電動汽車高壓電纜的使用要求,高壓電線主要起傳輸能量的作用,需把電池的能量傳輸到各個子系統,因此所設計的電動汽車高壓線束必須滿足高壓大電流傳輸。電動汽車高壓電纜承受的電壓較高(額定電壓最高600 V),電流較大(額定電流最高600 A),電磁輻射較強,故電纜的直徑明顯增大,同時為了避免電磁輻射對周圍電子設備產生強烈電磁干擾,影響其他電子設備正常運行,電纜還設計了抗電磁干擾屏蔽結構,即采用同軸結構,利用內導體和外導體(屏蔽)共同作用,電纜內的磁場成同心圓分布,而電場從內導體指向并止于外導體,使電纜周圍外部的電磁場為零,亦即屏蔽了電磁輻射,從而確保電動車正常運行。
早期汽車線纜用絕緣材料主要是PVC(聚氯乙烯),但PVC中含有鉛,對人體有害,近些年來逐漸被LSZH(低煙無鹵材料)TPE(熱塑性彈性體)、XLPE(交聯聚乙烯)、硅橡膠等材料替代。由于電動汽車高壓電纜在滿足高壓大電流、抗電磁干擾的同時還要滿足耐磨和阻燃等要求,因此對這些材料性能進行了對比:
1)LSZH可分為PO(聚烯烴)類和EPR(乙丙橡膠)類兩大類,其中以PO類電纜料為主流。PO類LSZH阻燃電纜料的配方中有大量的Al(OH)3、Mg(OH)2無機阻燃劑,從而使該電纜料具有較好的阻燃、低煙、無鹵、低毒等特性,但同時也使其在物理機械性能、電氣性能以及擠出工藝性能等方面與其他非阻燃材料及含鹵阻燃材料存在差異。
2)TPE是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性的高分子材料,在常溫下顯示橡膠的高彈性,在高溫下又能塑化成型,但該材料不耐磨,不能滿足電動汽車高壓線束的使用要求。
3)XLPE是由耐溫等級為75℃的普通PE(聚乙烯)材料經過輻照交聯后制得的,其耐溫等級可達到1500C,并具有優良的物理機械性能、抗過載能力及長壽命等特點,但不阻燃。
4)硅橡膠的擊穿電壓高,故具有耐電弧性、耐漏電痕跡性、耐臭氧性,其同時具有良好的耐高低溫性,耐高溫可達2000C,絕緣性能良好,在高溫高濕條件下性能穩定、阻燃。在對比上述材料性能后,硅橡膠因具有物理機械性能良好、使用壽命長、價格低廉等優點而成為了電動乘用車高壓電纜絕緣材料的首選。

五、線纜市場特征

車內高壓線纜主要選用交聯聚乙烯絕緣電纜XLPE或硅橡膠電纜。國內廠商XLPE為主成本低、國外廠商硅膠線為主性能好。

 

(高壓交聯XLPE與硅膠電纜圖例)

由于汽車高壓線纜才起步不久,國內生產廠商還處于向國外產商學習摸索的階段,目前用量還較小,價格偏高,后期規?;a后價格和成本都會回落。
由于XLPE工藝較成熟,生產廠商可以添加交聯母粒子直接生產,成本及工期都較低,目前國內車廠主要選擇使用XLPE,主流廠商有鑫宏業、亨通光電、寶興電纜、奧美格、科寶光電等。
而硅橡膠線纜高度的耐高溫性(-50℃-180℃)與柔軟性,非常有助于車內布線,國外廠商主要選擇硅橡膠線纜,如科洛普、萊尼、住電、Kroschu。國內廠商也在嘗試硅橡膠線纜的開發,主要難點在于硅橡膠材料的合成比例及工藝的優化,目前國內硅膠線主要是進口,國內涉及到該領域的有鑫宏業、亨通、華澄、卡倍億。

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2020年7月29日 10:45
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