新能源汽車連接器成本預測
『壹』 新能源汽車電池上的軟連接器是什麼東東
新能源汽車動力電池組是軟連接器應用最廣的領域,電池組中的電芯數量達到上百甚至數千個,軟連接器主要負責電池組的電芯之間的功率連接。
以特斯拉 Model S 的動力電池板為例,其電池板被分為 8 個區域,每個區域安裝 2 個電池模組,每個電池模組由超過 400 節松下 18650 鋰電池組成,整個電池板約有近 7000 節鋰電池,電池模組內部的電芯通過銅質軟連接器連接,16 個電池模組再由中間的主線串聯。
以 Model S 85 的電池包為例,每個電池模組中分為 6 組 74 節並聯的鋰電池,整個電池包中需要用到超過 75 米的軟連接器,用於動力電池的軟連接器單車價值量將超過3000 元,按 Model S 動力電池系統成本 15-25 萬元測算,軟連接器價值量將占動力電池系統總成本的 1.5%-2%左右。
編輯:jshaifei
發布:海菲焊接設備廠家
『貳』 新能源汽車連接器與驅動系統有什麼關系
《中國製造2025》提出「節能與新能源汽車」作為重點發展領域,明確了「繼續支持電動汽車、燃料電池汽車發展,掌握汽車低碳化、信息化、智能化核心技術,提升動力電池、驅動電機、高效內燃機、先進變速器、輕量化材料、智能控制等核心技術的工程化和產業化能力,形成從關鍵零部件到整車的完成工業體系和創新體系,推動自主品牌節能與新能源汽車與國際先進水平接軌。」的發展戰略,為我國節能與新能源汽車產業發展指明了方向。
一、汽車產業是製造強國戰略的必然選擇
從製造強國看,汽車產業以其在國民經濟中的重要地位和對經濟增長的重要貢獻被列為國家的戰略性競爭產業。以汽車為代表的第二次工業革命延續了百餘年,歐美日等製造強國也無一不是汽車強國。當前,以第三次工業革命為背景,全球技術創新與經濟復甦日趨活躍,汽車產業又是第三次工業革命涉及的數字化、網路化、智能化以及新能源、新材料、新裝備等技術創新最全面、大規模的載體與平台,因此再次成為工業革命和工業化水平的代表性產業。
無論是從創新驅動發展,還是國民經濟的可持續健康發展,具有大規模效應與產業關聯帶動作用的汽車產業都應是戰略必爭產業。中國汽車工業增加值佔GDP的比重僅為1.53%,與汽車強國4%的水平存在較大差距,其原因就是我們在產業鏈的低端,是製造而非創造,因此汽車工業做強將為國民經濟發展發揮更重要的作用。同時,汽車工業極強的產業關聯與帶動性,也是中國製造業技術創新水平的集中體現。
二、汽車產業發展面臨的主要問題與制約因素
(一)對汽車產業在製造強國建設和經濟轉型升級中的重要戰略地位認識不足,清晰系統持續的產業發展戰略和頂層設計缺失。近年來我國汽車產業發展迅猛,但汽車產業發展戰略依舊不清晰,缺乏系統完整的汽車強國戰略。汽車產業政策的不持續性,導致國內汽車市場波動大,企業產能要麼難以適應,要麼出現閑置,加劇了國內市場的低水平競爭,產業大而不強。
(二)關鍵核心技術受制於人,自主創新能力偏弱。目前,我國主要汽車集團在乘用車平台技術、發動機系統、新能源電池等領域仍未完全掌握關鍵技術,尚未形成完整工業體系及能力。
(三)缺乏基礎研究共性技術平台與創新體系支撐。目前,我國初步建立官產學研相結合的創新體系,但是由於產業組織結構、企業規模及治理模式等多種因素制約,對基礎共性技術的研究仍偏弱,另外,目前尚無跨行業、跨領域、跨技術的協調管理機制。
(四)傳統汽車產業整體技術水平和研發能力薄弱,供應鏈體系不完整,制約戰略新興產業的快速發展。由於我國傳統汽車及其相關產業的創新能力、研發投入強度相對薄弱,相關產業鏈尚不完善,部分關鍵零部件原材料和關鍵元器件依賴國外,制約了節能與新能源汽車的快速發展。
(五)商業運營模式、人文等軟環境發展滯後,自主品牌培育仍需時日。目前,汽車產業主導的商業模式仍未確定,汽車文化環境建設滯後,同時國產汽車技術水平、產品質量、性能等方面仍與國際先進水平存在差距,缺乏核心競爭力。
三、節能與新能源汽車是汽車製造強國的必由之路
隨著全球汽車保有量的迅速增長,面臨能源、環境和安全的壓力日益加大。從可持續發展看,汽車產業必須解決能源、污染、安全和擁堵全球公認的四大汽車公害,低碳化、信息化與智能化汽車已被認為是最終解決方案。
美日歐等國家都已提出了汽車低碳化、電動化、智能化的發展目標,並通過加強技術創新、跨產業協同融合等規劃,加快推動實現汽車產業在新一代信息技術、清潔能源技術發展大背景下的轉型和變革。
在低碳化方面,主要汽車發達國家基本都提出了乘用車燃料消耗量達到2020年5L/100km,2025年4L/100km左右的目標。
在電動化方面,在各國政府的積極推動和主要汽車製造商努力下,基於動力電池技術進步和成本降低,全球汽車電動化進程不斷加快。2014年全球電動汽車銷量達30萬輛。據國際能源機構預測,到2030年電動汽車將佔世界汽車銷量的30%。
在智能化方面,世界先進國家已將汽車產業的發展藍圖確定為要實現基於網路的設計、製造、服務一體化的數字模型。如,德國工業4.0清晰定義了基於互聯網的智能汽車、設施及製造服務的信息物理融合系統,以及明確了從汽車機電一體化到智能駕駛信息物理融合推進時間表。歐盟計劃2050年形成一體化智能和互通互聯汽車的交通區,互聯汽車將於2015年上市。
2014年中國汽車銷量達2439萬輛,截至2014年底,汽車保有量1.45億輛。近年來,中國石油進口依存度已接近60%,交通領域石油消費佔比接近50%,其中近80%被汽車消耗。同時,城市道路交通矛盾日益突出,汽車成為環境污染排放的重要來源,由此可見,汽車產業肩負改善交通、保護環境、節約能源等的重要責任,中國汽車產業發展節能與新能源汽車,實現低碳化、電動化、智能化發展刻不容緩。從中國汽車產業的現狀看,依據汽車產業的現有基礎、在國家戰略性新興產業與節能減排法規的促進下,經過「十三五」期間的扎實推進與重點突破,有可能在「十四五」形成低碳化、信息化、智能化的節能與新能源汽車優勢領域。
四、推動節能與新能源汽車產業發展的戰略目標
(一)純電動汽車和插電式混合動力汽車
1. 產業化取得重大進展。到2020年,自主品牌純電動和插電式新能源汽車年銷量突破100萬輛;到2025年,與國際先進水平同步的新能源汽車年銷量300萬輛。
2. 產業競爭力顯著提升。到2020年,打造明星車型,進入全球銷量排名前10,新能源客車實現批量出口;到2025年,2家整車企業銷量進入世界前10。海外銷售占總銷量的10%。
3. 配套能力明顯增強。到2020年,動力電池、驅動電機等關鍵系統達到國際先進水平,在國內市場佔有率80%;到2025年,動力電池、驅動電機等關鍵系統實現批量出口。
4. 逐步實現車輛信息化、智能化。到2020年,實現車-車、車-設施之間信息化;到2025年,智能網聯汽車實現區域試點。
(二)燃料電池汽車
1.關鍵材料、零部件逐步國產化。到2020年,實現燃料電池關鍵材料批量化生產的質量控制和保證能力;到2025年,實現高品質關鍵材料、零部件實現國產化和批量供應。
2.燃料電池堆和整車性能逐步提升。到2020年,燃料電池堆壽命達到5000小時,功率密度超過2.5千瓦/升,整車耐久性到達15萬公里,續駛里程500公里,加氫時間3分鍾,冷啟動溫度低於-30℃;到2025年,燃料電池堆系統可靠性和經濟性大幅提高,和傳統汽車、電動汽車相比具有一定的市場競爭力,實現批量生產和市場化推廣。
3.燃料電池汽車運行規模進一步擴大。到2020年,生產1000輛燃料電池汽車並進行示範運行;到2025年,制氫、加氫等配套基礎設施基本完善,燃料電池汽車實現區域小規模運行。
(三)節能汽車
到2020年,乘用車(含新能源乘用車)新車整體油耗降至5升/100公里,2025年,降至4升/100公里左右。到2020年,商用車新車油耗接近國際先進水平,到2025年,達到國際先進水平。
(四)智能網聯汽車
到2020年,掌握智能輔助駕駛總體技術及各項關鍵技術,初步建立智能網聯汽車自主研發體系及生產配套體系。到2025年,掌握自動駕駛總體技術及各項關鍵技術,建立較完善的智能網聯汽車自主研發體系、生產配套體系及產業群,基本完成汽車產業轉型升級。
五、推動節能與新能源汽車產業發展的重點領域
(一)純電動汽車和插電式混合動力汽車
純電動汽車是指其動力系統主要由動力蓄電池和驅動電機組成,從電網獲得電力,並通過動力蓄電池向驅動電機提供電能驅動的汽車。 插電式混合動力汽車是一種能從外部電源對其能量存儲裝置進行充電的混合動力汽車,具有純電行駛模式。圍繞純電動汽車和插電式混合動力汽車,將主要在以下重點領域開展工作:
1. 研發一體化純電動平台。開發高集成度的電動一體化底盤產品技術,高度集成電池系統、高效高集成電驅動總成、主動懸架系統、線控轉向/制動系統、集成控制系統,實現整車操縱穩定性、電池組安全防護、底盤系統的輕量化的研究應用。
2. 高性能插電式混合動力總成和增程式器發動機。開發高性能插電式混合動力總成,開展離合器、電機及變速箱集成開發、混合動力系統控制和集成技術開發。重點掌握新型結構發動機、高效高密度發電機的開發,研究高效發動機與發電機的集成的核心關鍵技術,形成增程器系統的自主開發和配套能力。
3. 下一代鋰離子電動力電池和新體系動力電池,高功率密度、高可靠性電驅動系統的研發和產業化,構建自主可控的產業鏈。建立和健全富鋰層氧化物正極材料/硅基合金體系鋰離子電池、全固態鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等下一代鋰離動力電池和新體系動力電池的產業鏈,並推動高功率密度、高效化、輕量化、小型化的驅動電機的研發。
4. 基於大數據系統的智能化汽車產業鏈建設,突破車聯網應用、信息融合、車輛集成控制、信息安全等關鍵技術。建立基於大數據系統的智能網聯汽車自主研發體系和生產配套體系,基本完成汽車產業轉型升級突破環境感知與多感測器信息融合技術、信息支撐平台與協同通信技術、智能決策及智能線控技術、智能網聯汽車的車輛集成技術、智能網聯汽車信息安全技術等關鍵技術。
(二)燃料電池汽車
燃料電池汽車是指利用氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下,在燃料電池中電化學反應產生的電能作為主要動力源的汽車。圍繞燃料電池汽車,將主要在以下重點領域開展工作:
1.燃料電池催化劑、質子交換膜、碳紙、膜電極組件、雙極板等關鍵材料批量生產能力建設和質量控制技術研究。開展高功率密度電堆用的低Pt催化劑、復合膜、擴散層(碳紙、碳布)、高性能及耐受性質子交換膜材料、高可靠性及低鉑擔量的膜電極(MEA)、高性能及高可靠性的金屬雙極板的開發和質量控制技術的研究,形成批量生產能力。
2.燃料電池堆系統可靠性提升和工程化水平的研究。提高催化劑及其載體的抗氧化能力,質子膜的機械和化學穩定性;改進燃料電池材料制備工藝和質量控制,提高電堆設計水平;驗證電堆運行壽命,解決車輛運行條件下的電堆均一性問題;結合車輛動態運行特徵,對系統級運行與操作條件做匹配優化;實現系統級壽命驗證與參數表徵,提高產品級壽命;提高系統零部件的可靠性,開展系統可靠性分析與設計改進。
3.汽車、備用電源、深海潛器等燃料電池通用化技術研究。開展燃料電池通用化技術研究,2020年,實現關鍵技術攻關,研發出新一代的金屬雙極板電堆,2025年,完成商業化產品全產業鏈的建設。
4.燃料電池汽車整車可靠性提升和成本控制技術。開展燃料電池發動機系統集成與優化,實現燃料電池整車可靠性提高;推動燃料電池關鍵材料(膜、炭紙、催化劑、MEA、雙極板等)及系統關鍵部件(空壓機、膜增濕器、電磁閥、車載70MPa氫瓶等)國產化,開發超低鉑,非鉑催化劑,降低材料成本,促進燃料電池系統產品化和工程化,實現燃料電池系統設計模塊化,並改進生產製造工藝。
(三)節能汽車
節能汽車是指以內燃機為主要動力系統,綜合工況燃料消耗量優於下一階段目標值的汽車,主要涵蓋先進汽柴油汽車、替代燃料汽車、混合動力汽車等。圍繞節能汽車,將主要在以下重點領域開展工作:
1.整車輕量化技術、低滾阻輪胎,車身外形優化設計。推廣應用鋁合金、鎂合金、高強度鋼、塑料及非金屬復合材料等整車輕量化材料和車身輕量化、底盤輕量化、動力系統、核心部件輕量化設計。形成低滾阻輪胎開發技術、節能、安全、舒適等性能控制技術、低風阻整車開發技術、整車智能熱管理技術等整車集成技術的開發和產業化能力。
2.柴油機高壓共軌、汽油機缸內直噴、均質燃燒和渦輪增壓等高效率發動機,提高熱動能量轉化效率。促進柴油機高壓共軌技術的自主開發,推動柴油發動機在乘用車上的應用。推動高效汽油發動機的自主開發和產業化,提升熱動能量轉化效率,降低能耗。促進汽油機缸內直噴、均值燃料、廢氣再循環+高壓縮比、可變氣門正時(VVT)、可變氣門升程(VVL)、廢氣渦輪增壓和機械增壓技術等高效燃燒技術的開發與自主供應;低摩擦軸承、低粘度機油、激光珩磨等低摩擦新產品和新工藝的開發;形成電子節溫器、電子水泵、智能發電機等高效附件的開發與商品化能力。
3.商用車自動控制機械變速器、高效變速器、節能空調、起停技術和制動能量回收技術的研究優化。實現雙離合器總成、電液耦合液壓閥體、液力變矩器、高壓靜音油泵核心技術突破與國產化。促進機械變速器自動控制、變速器多檔化、手動變速器平台化、提升變速器效率,與國際趨勢接軌。研究優化節能空調技術、啟停技術、制動能量回收技術和零部件的開發,實現國產化批量供應。
(四)智能網聯汽車
智能網聯汽車是指搭載先進的車載感測器、控制器、執行器等裝置,並融合現代通信與網路技術,具備復雜環境感知、智能化決策、自動化控制功能,使車輛與外部節點間實現信息共享與控制協同,實現「零傷亡、零擁堵」,達到安全、高效、節能行駛的下一代汽車。圍繞智能網聯汽車,將主要在以下重點領域開展工作:
1、基於車聯網的車載智能信息服務系統。在現有的Telmatics系統基礎上,為乘客的安全便利出行提供全方位的信息服務。
2、公交及營運車輛網聯化信息管理系統。全面升級及優化公交、出租及各種運營車輛信息服務及管理系統,為專業駕駛員的安全、綠色與高效出行提供全方位信息服務,同時為營運管理與交通管理部門提供系統的監控、調度和管理服務。
3、裝備智能輔助駕駛系統的智能網聯汽車。包括車道偏離預警系統、盲區預警系統、駕駛員疲勞預警系統、自適應巡航控制系統及預測式緊急剎車系統,能提供至少兩種可共同運行的主要控制功能,如自適應巡航控制(ACC)與車道偏離預警的結合,以減輕駕駛人負擔。減少交通事故30%以上,減少交通死亡人數10%以上。
4、裝備自動駕駛系統的智能網聯汽車。包括結構化道路下和各種道路下的自動駕駛系統,可執行完整的安全關鍵駕駛功能,在行駛全程中檢測道路狀況,實現可完全自動駕駛。無人駕駛最高安全車速達到120km/h,綜合能耗較常規汽車降低10%以上,減少排放20%以上。
六、推動節能與新能源汽車產業發展的主要路徑
(一)加強對關鍵核心技術和零部件研發和產業化支持。掌握電池、電機、電控核心技術,加大對燃料電池關鍵材料和零部件的研發支持和產業鏈建設,以及促進傳統能源動力系統應用新一代增壓直噴、混合動力、低摩擦等技術的開發和產業化,形成完整的節能與新能源汽車產業配套體系,推動插電式混合動力、純電動及燃料電池汽車工程化和產業化水平,促進節能產品的應用。
(二)搭建產業共性技術平台,加強優勢技術的共享應用以及通用技術與部件的聯合批量供應。發揮產業創新聯盟的作用,加強統籌協調,開展關鍵共性技術研發與工程化應用,採取多種形式的商業化合作模式,創新供應體系,建立行業共享的汽車產品開發資料庫,全面提升我國汽車工業自出開發能力和整體技術水平。
(三)完善標准法規體系,提升檢測評價能力,加強產品事中事後監管。進一步完善新能源汽車准入管理制度和汽車產品公告制度,嚴格執行准入條件、認證要求;加強新能源汽車安全標準的研究與制定,加快研究制定新能源汽車以及充電、加註技術和設施的相關標准;制定分階段的乘用車、輕型商用車和重型商用車燃料消耗量目標值標准,實施乘用車企業平均燃料消耗量管理和重型商用車燃料消耗量標示制度。
(四)完善政策保障體系。通過稅收、補貼等鼓勵政策,加強混合動力系統的規模應用;推動新能源汽車的推廣應用;完善充電基礎設施保障體系並加快制氫、儲氫、加氫等配套體系建設;加快燃料電池在交通、通訊、能源、航空、船舶等領域的應用,促進產業協同發展。
(五)加強國際合作,強化國際化布局。加強在新技術、新材料、關鍵零部件等方面的合作開發,加強國際化產業布局。積極參與制定國際標准法規的制定,為我國節能與新能源汽車走向國際奠定基礎。
『叄』 新能源汽車電驅動技術發展和產業化趨勢
新能源 汽車 的動力系統包括電驅動系統與電源系統兩大類
電驅動系統包含電機、電控制器、減速箱,是驅動電動 汽車 行駛的核心部件;電源系統包含車載充電機(OBC)、DC-DC 轉換器和高壓配電盒,是動力電池組進行充電、電能轉換及分配的核心部件。
電驅動產業鏈涉及環節較多,可以概括為零件—總成—系統—整車廠四大層級。
上游零部件包括永磁體、硅鋼體、功率模塊、電容、感測器等,這一級的玩家對在整車產業鏈中屬於「三級供應商」。在零部件基礎上進一步設計組裝得到電機總成、電控總成與傳動總成,這一級的玩家可以稱為車企的「二級供應商」;各個單獨總成進一步集成為電驅動系統供貨於車企,這一級玩家為行業「一級供應商」。
1.1. 大三電:電機、電控、減速器
1.1.1. 電機:扁線電機、高壓電機帶來新機遇
電驅動系統在新能源 汽車 成本中佔比僅次於電池。電驅動系統(電機、電控、減速器)是新能源 汽車 動力總成的關鍵部件,相當於傳統燃油車發動機的作用,直接決定整車的動力性能。其成本佔比僅次電池,佔比絕對值因新能源 汽車 品牌、車型而異。
驅動電機主要技術路徑聚焦在永磁同步電機&交流非同步電機上。永磁同步電機與交流非同步電機的主要區別點在於轉子結構,永磁同步電機會在轉子上放置永磁體,由磁體產生磁場;而交流非同步電機則是由定子繞組通電產生旋轉磁場。功率密度、效率(高效率區間)是衡量電機性能的關鍵指標:
1)功率密度越大代表著相同功率下的電機體積更小,有利於節省空間&製造成本;
2)效率越高,說明電機端損耗越小,相同電池容量下,新能源車續航里程更長。
永磁同步電機為目前應用最多的電機類型,非同步電機在高端車型雙電機配置下會有部分使用。相比交流非同步電機,永磁同步電機功率密度更高、高效區間更寬、質量更輕。
根據第一電動 汽車 網統計信息,2022 年 3 月,我國新能源 汽車 共配套驅動電機 50.97 萬台,其中永磁同步電機為 48.60 萬台,佔比 95%,適用於大部分主流車型;交流非同步電機配套 2.09 萬台,佔比為 4%,主要配套包括特斯拉 Model Y、嵐圖 FREE、蔚來 ES8、奧迪 e-tron、大眾 ID.4 CROZZ 等車型。交流非同步電機在高速中應用性能更優,同時具有成本優勢(稀土永磁材料成本較高,同功率的永磁同步電機價格更高),目前配套多以高端車型、雙電機方案為主 (蔚來 ES8 是前永磁同步+後交流非同步,特斯拉 Model Y 2021款採用前感應非同步+後永磁同步)。
多電機在高端車型中應用有所增加,故單車配套電機數也隨高端市場佔比而變化。
相比單電機,雙電機可以顯著提高 汽車 的加速性能與續航能力。同時,雙電機多意味著四驅系統,可以提供更好的附著力,從而提高安全性能。近年來,在高端車型中雙電機的應用不斷增加,特斯拉、蔚來、奧迪、大眾、賓士都陸續推出搭載雙電機的車型。而在法拉第 FF91 和榮威 MarvelX 中更是使用了三個電機。
扁線:可有效提高電機功率密度,減少銅損耗以提升效率。
1)功率密度高:相較於傳統的圓線繞組電機,扁線電機將圓形導線換成矩形導線,因此相同面積的定子線槽可以塞進更多面積的導線,進而提高功率密度。
2)效率高、損耗小:銅損耗在電機損耗里佔比達 65%,因此為提高電機效率,需採用更合理的定子繞組,從而降低銅耗。此外,扁線截面更粗使得電阻相對更小,銅導線發熱損失的能量也越小。而且扁線電機的端部尺寸短 5-10mm,從而降低端部繞組銅損耗。
3)重量、NVH 等方面也存在優勢。
發卡電機為應用最廣泛的扁線技術,產線投資高,產業化仍處於前期階段。根據線圈繞組方式差異,扁線電機可分為集中繞組扁線電機、波繞組扁線電機與 Hairpin(發卡)扁線電機,其中發卡電機應用最為廣泛。相對圓線電機,扁線電機無法進行手工製造、自動化要求較高——繞組製造過程非常復雜,需要先將導線,製作成發卡的形狀,然後通過自動化插入到定子鐵芯槽內,然後進行端部扭頭和焊接。高自動化及定製化使得扁線電機產線投入較高,根據方正電機,2021 年來公司已先後投資 17.42 億元用於產線建設,對企業資金實力有較大挑戰。
雪佛蘭和豐田開啟扁線電機應用先河,近年來滲透率不斷提升。2007 年,雪佛蘭VLOT 採用的電動 汽車 中就有發卡式扁線電機,其供應商為雷米。2015 年,豐田發行了裝載扁線電機的第四代普銳斯,其電機供應商為 Denso。在扁線電機更高的效率加成下及內外資電機廠商批量化工藝的成熟,近年來其應用不斷增加,2020 年來,保時捷、比亞迪、特斯拉等車企紛紛推出裝載發卡式電機的新車型,滲透率不斷增長。根據方正電機公司年報,2020 年全球新能源 汽車 行業扁線電機滲透率為 15%,我國扁線電機滲透率約為 10%。2021 年隨著各主流車企大規模換裝扁線電機,特斯拉換裝國產扁線電機,我國扁線電機滲透率已與全球扁線電機滲透率同步增長至 25%。
此外,在高端車型中,搭載扁線電機數量也開始從原來的單電機增加到雙電機。例如,保時捷首款純電動跑車 Taycan 便採用了三電機。
高壓:縮短充電時間、提高電機效率以延長里程的重要措施。純電乘用車電壓通常在 200-400V 之間,在同等功率下,當電壓從 400V 提升到 800V 後,線路中通過的電流減少一半,產生的功率損耗更小,從而可以提高充電效率、縮短充電時長,進而改善新能源 汽車 使用體驗。同時,工作電流的減少將降低功率損耗,繼而可以進一步降低同樣行駛里程中的電量消耗,從而延長 汽車 里程數。2021 年為我國 800V 高壓快充元年,行業發展有望加速。
2021 年來,比亞迪(e 平台)、理想、小鵬、廣汽(埃安)、吉利(極氪 001)、北汽(極狐)等車企紛紛布局 800V 快充技術,我國 800V 高壓快充行業進入發展加速期。
高壓化下對 汽車 電子各環節都將帶來新挑戰,目前應用僅停留在高端車型。新能源 汽車 要實現 800V 及以上高壓平台兼容,除了需要提高電機、電池性能外,PTC、空調、OBC、高壓線束等部件都需要重新適配,此外還面臨更高電壓帶來的安全、熱管理、成本等多方面挑戰。受以上因素影響,目前 800V 高壓平台應用還僅停留在部分高端車型。
油冷:採取合理的電機熱管理設計可以進一步提升功率密度。電機的功率極限能力往往受限於電機溫升極限,因此提高電機冷卻散熱能力可以快速提高功率密度,同時防止永磁體在高溫時發生不可逆的「退磁」。目前常用的冷卻方式為水冷,但其無法直接冷卻熱源,熱量傳遞路徑長、散熱效率低;相較於水冷,油冷的優勢在於油品具有不導電、不導磁、絕緣等性能,因此可以直接接觸熱源,形成更安全的熱交換,提高散熱效率。
故相同的繞組絕緣等級下,油冷電機可以承受更高的繞組電流,長期工作功率更高。
1.1.2. 電機控制器:IGBT 掣肘,單管並聯紓困
電控系統通過電機控制演算法發出信號驅動電機轉動,進而控制整個車輛的動力輸出。電控系統可分為主控制器和輔助控制器:
1)主控制器控制 汽車 的驅動電機;
2)輔助控制器控制 汽車 的轉向電機、制動器、空調等。
我們本文重點討論的電控系統主要指主控制器,主要由控制板(接受整車控制器的信號指令,運行電機控制演算法,發出控制指令給功率板)、功率板(接受控制板指令,頻繁通斷 IGBT/MOSFET,控制電機轉動)、殼體等組成,在控制器中,控制電路板、功率電路板成本主要在於 IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、MOSFET(功率場效應晶體管)、MCU(微控制器)、電源晶元等半導體器件。
電控開發需要從硬體、軟體兩方面協同進步。類似電機,電機控制器的核心指標同樣為功率密度、效率,軟硬體的優化也是圍繞這兩大核心主題展開。
1)硬體角度,功率半導體單管並聯方案將具備高性價比優勢,或成 A 級以下車型主流硬體配置;而模組方案憑借更高可靠性,在中高端車型占據核心地位。器件方面,碳化硅有望逐步滲透。
2)軟體角度,需要在可拓展性、易維護性、功能安全性等方面的不斷提高。
功率半導體 IGBT 占電控成本比重較高,主要參與者為國外功率半導體巨頭。根據蓋世 汽車 數據,2017 年功率板的核心器件 IGBT 模塊,佔到電控總成本高達 37%。根據Yole,2020 年全球 IGBT 行業銷售額 TOP15 公司中共 14 家為國外企業,而英飛凌(Infineon)更是憑借 14.33 億美元的收入連續多年穩居全球第一。
功率半導體在新能源 汽車 中的應用可分為模組&單管並聯這兩種路線,兩者有各自適用的場景。模組為高度集成的功率半導體產品,保證了電控成品的可靠性&良率高,同時降低了系統設計的復雜度。以 IGBT 為例,由於車規級功率半導體主要被英飛凌等外資占據,其往往提供特定參數規格的標准 IGBT 模組,然而模組參數往往不能很好適配具體需求,因此標准模組在不同功率的驅動電機控制系統中容易出現容量受限、結構安裝等問題。若採用多個 IGBT 單管並聯(通過復合母排、冷卻裝置等部件一同封裝),則可以根據不同車型靈活設計冗餘量,並且單管成本顯著低於模塊,在成本要求較高的A 級以下車型使用得更為普遍。但多個 IGBT 單管並聯時,由於各單管參數的分散性、輸出電流的不一致性,可能使系統可靠性較差,整個 IGBT 模組壽命也會縮短,對企業技術、製造能力考驗大,故中高端 B 級以上車型通常使用可靠性更強的模組路線。
碳化硅功率器件可顯著提高電控效率、功率密度等性能。碳化硅材料具有禁帶寬度大、熱導率高、電子飽和遷移速率高等性質,相比硅基 IGBT,碳化硅元器件體積更小、頻率更高、開關損耗更小,可以使電驅動系統在高壓、高溫下保持高速穩定運行(硅基IGBT 只能在 200 以下的環境中工作)。根據意法半導體,在 400V 電壓平台下,相較於硅基 IGBT,碳化硅功率件有 2-4%的效率提升;在 750V 電壓平台下,碳化硅器件有3.5-8%的效率提升。
越來越多的高端車型已採用碳化硅電控。
1)車企角度,2021 年奧迪 e-tron GT 與福特 Mach E、特斯拉 Model S 等新車型也紛紛採用了碳化硅器件。2021 年 10 月,通用 汽車 與 Wolfspeed 簽訂了碳化硅供應協議,在原材料上搶先布局。國內車企也不斷布局碳化硅,比亞迪發布了碳化硅車系平台 e-Platform 3.0,小鵬 G9、蔚來 ET7 等採用碳化硅電控的車型也有望在 2022 年交付。
2)供應商角度,根據精進電動招股說明書,公司採用全 SiC 模塊,可以使控制器的功率提高 20kW 同時使其重量減少 6kg,逆變器尺寸縮小 43%。根據英搏爾,碳化硅電機控制器的損耗下降了 5%,電驅動系統整體 NEDC 平均效率提升 3.6%,整車 NEDC 續航提升 30km、增幅達 5.8%。
除了電機控制器外,碳化硅器件在 OBC、DC/DC、無線充電等「小三電」中也有應用。例如,欣銳 科技 早於 2013 年正式將 Wolfspeed 的碳化硅方案應用於 OBC 產品,2021 年為比亞迪 DMi 車型提供碳化硅電源類產品。目前制約碳化硅器件應用的主要因素為成本,伴隨著未來碳化硅產業鏈的發展完善,相關器件應用滲透率將穩步提升。
軟體:電控的進步體現在可拓展性、易維護性、功能安全性等方面的不斷提高。
1)可拓展性:電控軟體開發通常會使用 AUTOSAR 工具鏈(B 級及以上車把 AUTOSAR 作為「標配」)。AUTOSAR(AUTOmotive Open System Architecture, 汽車 開放系統架構)是由全球各大 汽車 整車廠、汽零供應商、 汽車 電子軟體系統公司聯合建立的一套標准協議,旨在有效地管理日趨復雜的 汽車 電子軟體系統。AUTOSAR 規范的運用使得不同結構的電子控制單元的介面特徵標准化、模塊化,應用軟體具備更好的可擴展性、可移植性,縮短開發周期。
2)易維護性:是指在軟體後續使用過程中,及時實現遠程更新升級與性能優化。OTA(Over-the-Air)技術可以降低維護成本,創造新的收入來源,目前已經在 汽車 行業包括其控制器總成上持續推廣。3)安全性,電驅動系統的控制器總成對新能源 汽車 的動力輸出進行直接的調節控制,是保證安全性的重要一環。在 汽車 行業逐步引入 ISO26262 標准之後,基於功能安全的車用軟體開發對電控軟體提出了新的要求。
1.1.3. 減速器:單檔路線為主,兩檔減速可以期待
電機高速化趨勢明顯,帶動減速器向兩檔減速方向發展。減速器是影響電驅動系統整體 NVH 性能的關鍵。按照傳動等級分類,減速器可以分為單級減速器、兩檔減速器以及兩檔以上減速器。在電機高速化的趨勢下,減速器正在經歷從單級到多檔的產品演變過程。目前,豐田普銳斯和特斯拉 Model 3 電機轉速均已達到了 17900rpm,國內車企轉速略低,但基本也都達到了 16000rpm,下一步規劃便是 18000-20000rpm,電機高速化性能的提升需要相應的高性能減速器來配套。
單級減速器結構簡單、成本較低、體積小,因此目前仍為主流應用。但在高轉速區間,單檔減速器由於傳動比單一,在最高或最低車速以及低負荷條件下,電驅動效率會下降,浪費電能而減少行駛里程,此外減速器高轉速時會帶來 NVH 等問題。
兩檔減速器在混動車中率先應用,純電動車應用可以期待。相較於單檔減速器,兩檔減速器一方面使驅動電機在更高效的區域運行,從而提升驅動系統效率。另一方面,採用兩檔減速器後,傳動比可以做到更高, 汽車 動力性隨之增加、減少百公里加速時間。
此外,採用兩個檔位後,驅動電機可以更加小型化、低速化,從而降低電機及電控的成本。目前,采埃孚、GKN、麥格納、Taycan 等企業均已推出兩檔減速器產品。
1.2. 小三電:OBC、DC/DC、PDU
「小三電」是 OBC、DC/DC、PDU 三大類電源產品,三者一同搭建了 汽車 內部的「能源網路」。OBC(充電機)負責將來自電網的交流電轉換成直流電給電池充電; 汽車 電氣電子系統中,不同部件需要的電壓等級不盡相同,故需要 DC/DC(直流-直流變換器)轉換電壓;PDU(高壓配電盒)負責內部「電氣能源網架」的互聯互通。
半導體器件成本佔比較高,部分仍依賴進口。根據威邁斯招股說明書,在電源產品中,半導體器件、電容電阻為主要成本構成,佔比分別為 23%和 16%。而由於半導體器件與部分電容產品國產化水平較低,多數公司仍採用外資供應商為主。例如,威邁斯主要供應商為 TI、英飛凌、意法半導體、貴彌功等,2016-2018 年公司進口原材料金額佔比分別為 22.30%、19.96%、28.71%,其中 IGBT、MOSFET 海外主要供貨商英飛凌佔比最高,2016-2018 年采購金額佔比分別為 3.18%、6.61%、7.28%。
技術持續演進,集成化趨勢同樣顯著,軟硬體能力都將迎來考驗。早期車載電源產品主要採用模擬控制技術,產品功能較為單一,配套的軟體只具備檢測功能,不能實現精準控制。之後車載電源產品向數字化技術轉變,能夠實現復雜的控制演算法,實現輸出參數的靈活調整和精準控制,提高了軟體系統的操控性,包括車載電源的診斷、升級和參數調整等應用需求。下一代車載電源產品將向集成化轉變,在硬體、軟體、體積、重量四個維度實現創新突破。硬體上有望將進一步採用更高性能的碳化硅器件;軟體上將開發過程轉換為模型化編程及滿足 AUTOSAR 的介面方式,提升軟體穩定性和靈活性;在體積和重量上實現小型化、輕量化。
1.3. 集成化:1+1+1 3,深度集成方興未艾
1+1+1>3,電驅動由最初「結構集成」向「深度系統集成」演進,集成化「多合一」總成產品成為主流趨勢。以往動力系統的電機、電控、電源多單獨采購,根據其電氣、機械結構進行集成組裝;隨著新能源 汽車 零部件要求不斷提高,「多合一」總成產品通過巧妙設計將電機、電控、減速器、電源「深度集成」,減少彼此間的連接器、冷卻組件、高壓線束等部件。「多合一」集成式系統相比分體式產品的優勢主要體現在以下方面:
1)性能更優:降低了各部件之間連接部位的效率損耗,提高整車的 NVH 性能,從而提高了集成系統的可靠性;
2)成本更低:集成式電驅動系統可以減少車內部的高壓線束、連接器數量,節約線束與連接器成本,從而使集成式系統更具有經濟性。
3)更省空間:集成式產品體積更小、重量更輕,有利於節省車內空間。
集成化電驅動系統滲透率不斷提升。根據 NE 時代新能源,2020 年/2022 年 1-4 月我國新能源乘用車「三合一」電驅動系統搭載量為 50.27/79.26 萬台,滲透率為44.91%/61.63%,目前基本涵蓋大部分 A 級車、B 級以上車型。
現有集成產品以「三合一」為主,集成度更高的「多合一」新產品也在不斷問世。
根據 NE 時代新能源,2022 年 1-4 月新能源乘用車搭載的電驅動系統中,分體式、電機/電控「二合一」合計佔比為 44%,「三合一」佔比為 52%,「多合一」佔比為 4%。同時,OBC、DC-DC、PDU 等充配電系統集成產品應用也不斷增加,結合電驅系統集成產品將形成集成度更高的多合一平台。
華為 DriveOne「七合一」電驅動系統打造多合一集成新標桿,比亞迪和上汽變速器也陸續推出多合一產品。
1)華為七合一系統集成了 MCU、電機。減速器、DC-DC、 OBC、PDU、BCU 七大部件,具有開發簡單、適配簡單、布置簡單、演進簡單等優勢。
相較於「三合一」,該產品體積減少 20%、重量減輕 15%。此外,華為 DriveOne 系統可實現 7dB 的超靜音,並具有 80%NEDC 效率,提升整車駕駛體驗。根據 NE 時代新能源,華為「三合一」電驅動總成已在長安 CS-GXNEV 和賽力斯 SF5 兩款車型中得到應用,但目前其七合一產品還沒有在整車中的應用案例。
2)比亞迪「海豚」八合一系統即成立VCU、BCU、PDU、DC-DC、OBC、MCU、電機、減速器八大部件;
3)上汽變速器&威邁斯的七合一系統集成電機、電控、減速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU 七大部件。
1.4. 總結:千億空間市場廣闊,技術變革推動天花板不斷打開
據前文所述,新能源 汽車 電驅動、電源系統圍繞「高效率區間、高功率密度」等核心性能,其技術迭代仍在演進,而且針對不同車企、不同車型大多需要「量身定製」。
截至 2022 年 4 月,國內電動車銷量結構成「紡錘形」——B 級和 A00 級車型銷量佔比較高。分車型來看電驅動技術,1)A/B 級及以上中高端車型通常因價格較高、可降本空間大,性能要求高,故對「三合一」乃至「六合一/七合一」等更青睞,扁線、碳化硅有 望率先在中高端車型進行滲透。2)A00/A0 級的低端車型對成本要求更高,故傾向於采 購分體式產品,部分也會採用成本低的「三合一」。即使對同一級別車型,不同車企及電動化平台均有各自技術架構,需要電驅動企業去配合設計,故當前定製化水平仍較高。
1)技術變革帶動需求結構變化:在電機技術方向上,扁線電機滲透率有望在未來5 年快速提升,我們假設 2025 年在電驅三合一市場的綜合滲透率將達到 87%;在單車配套電機數量上,雙電機目前仍主要應用於高端車型,我們假設 2025 年雙電機在電驅三合一市場綜合滲透率將達到 5%。在電控方向,由於碳化硅性能優勢較強,近年應用增長較快,考慮其降本速度,我們假設碳化硅電控滲透率穩步提升、2025 年在電驅三合一市場綜合滲透率達到 26%。
2)規模化帶動價格下降:電機方面,扁線電機廠家近年產能擴展迅猛,我們預計規模化將帶動價格快速下降,同時隨著扁線電機滲透率提升,與圓線電機價格差異持續縮小,經濟性更為突出;電控方面,碳化硅同樣持續降本。
3)集成化佔比提高:我們將電驅動&電源市場分為分布式、二合一、三合一(含少量「多合一」),我們假設「三合一」滲透率不斷提升、2025 年達到 59%(基本覆蓋 A 級及以上的車型)
行業參與者可分為「三大陣營」:整車廠自供體系、動力系統集成商、第三方電驅動供應商。
1)整車廠自供體系(in-house):出於供應鏈安全、成本控制等考慮,整車廠多設立子公司或合資公司自供電驅動、電源產品,代表公司有特斯拉、比亞迪旗下的弗迪動力、蔚來旗下的蔚然動力、長城旗下的蜂巢能源等。
2)動力系統集成商(Tier1):通常為海外 汽車 零部件巨頭,如聯合電子、日電產、博世、大陸、博格華納等,憑借深厚的技術、工藝等積淀拓展至新能源 汽車 領域,本身產品力強、產能規模大,且具備全球主流車企客戶資源。
3)第三方電驅動供應商:近年來快速崛起,獨立第三方根據業務側重點可以分為電控為主、電機為主的廠商,但是在集成化的趨勢下,企業通常會同時布局電機、電控、電源與「多合一」系統。根據公司業務結構差異,又可分為以下幾類:
1) 整車廠自製 VS 向第三方外采:
我們認為,未來 5-10 年仍將是自主品牌與新勢力車企崛起的機遇期。一方面由於新能源 汽車 更新換代速度要高於傳統燃油車,相比外資品牌,自主品牌的「包袱」更小,能夠更加快速地進行變革。另一方面,新能源 汽車 紮根本土,對消費者需求有更深刻的認知,可以敏銳捕捉到消費者需求變化並快速響應。
上述核心車企采購邏輯(自製 or 開放供應鏈)影響了第三方可觸及的市場空間。
對於前述的「中高端、中端、中低端」市場,車企通常有各自的采購偏好:
2021 年/2025 年第三方供應商總體銷量份額為 40%/60%。整車廠前期因新能車出貨量相對不大,部分車企選擇自製電驅動/電源系統,但後期隨新能源車年銷量過百萬輛、車型品類豐富等,對自製體系的成本控制能力、快速研發能力、產能等都提出較大挑戰。屆時,我們預計第三方憑借技術平台完備,以標准化促定製化開發,疊加定點車型銷量較大,規模效應強勁,在成本、開發速度、產能方面均具備更強競爭優勢。不同於燃油車,電池、電驅作為新能源 汽車 中最重要的板塊,如果全部外包給第三方供應商,那麼留給車企的參與環節將大幅減少,這將不斷降低產業壁壘,縮小盈利空間,因此從整車廠的經營戰略來考慮,部分車企未來仍會堅持「部分自供」。綜上,我們預計多數整車廠在性能要求苛刻的中高端平台(B 級及以上)部分採用自供體系、部分外供,中端、中低端市場的車型開放供應鏈給第三方。結合上一節不同品牌車的銷量佔比數據,我們測算 2021 年第三方供應商總體銷量份額約 39.96%,至 2025 年份額有望提升至 60.38%。
2) 第三方供應商競爭焦點(第三方 VS 第三方):
國內主流廠家在技術上和海外 Tier1 的差異在逐步縮小。海外 Tier1 在傳統車零部件研發生產上走在世界前列,但是近年來我國電驅動供應商在技術上不斷實現突破,與國外先進水平差距逐步縮小,核心性能基本與海外 Tier1 相差不大,在新技術路線的布局方面也處於同一起跑線甚至領先一步。
高壓化(基於碳化硅的電驅動產品):在電機方面,方正電機基於 800V 碳化硅平台的驅動電機目前已完成客戶項目定點,有望於 2022Q3 量產。在電控方面,日立為保時捷 Taycna 提供了基於 Si-IGBT 技術的 800V 的逆變器。在電驅動總成方面,匯川技術、臻驅 科技 、中車時代等都已推出了應用碳化硅的驅動集成產品,其中匯川的第四代動力總成已在小鵬 800V 高壓平台車型中實現量產。
扁線電機:方正電機、大洋電機、華域電動等生產的扁線電機均已得到應用,例如方正電機產品已量產配套蔚來 ET7,大洋電機已量產配套北汽 48V BSG。
『肆』 汽車電子連接器價格貴不貴
(報告出品方/作者:華安證券,胡楊)
一、價:電動化、智能化趨勢下的車載連接器價值增量
1.1 汽車連接器成為最大細分領域
根據Bishop & Associates,2020年全球連接器市場銷售規模627.3億元,2010~2020年CAGR為2.7%,預計2023年將超過900億美元。2019年,汽車領域超越通信成為最大的細分市場,佔比23.7%。分領域來看,新能源汽車放量為汽車連接器增長提供持續動能。根據Bishop & Associates預測,2025年全球汽車連接器市場規模將達到194.5億美元(141.5億美元,2020年)。
1.2 電動化、智能化熱潮引領車載連接器
汽車電動化、智能化趨勢使得汽車的動力系統、電子電氣架構、智能駕駛系統、娛樂影音系統都發生了變革,車載連接器的使用量和要求同步提高。
目前適應新能源汽車的連接器分為2類:1)高壓連接器,主要運用於車內高壓電流迴路,與動力電機、配電盒、逆變器和電驅動單元有關,也包括充電/換電系統;2)高速連接器,包括射頻連接器和乙太網連接器,主要用於輔助駕駛系統內感測器、攝像頭的數據傳輸以及娛樂終端。傳統低壓線束連接器負責剎車系統,車門線束,變速和轉向系統等其他車身控制領域。
傳統汽車連接器以低壓為主,單車價值量約1,000元,新能源車電動化、智能化帶來了對高壓連接器和射頻連接器的需求,單車價值量將增加至3,000~5,000元。
1.3 高壓連接器:應運而生的連接器解決方案
新能源汽車使用大容量鋰電池,其工作電壓的范圍從傳統汽車的14V 躥升至400~600V,且電驅單元、電氣設備數量大量增加,對連接器的可靠性、體積和電氣性能提出了更高要求。
高壓連接器主要使用在新能源車整車高壓電流迴路(包括充電系統和整車系統),同導電線纜同時作用,將能量通過不同的電氣迴路,輸送到整車系統中各高壓部件,如電池包、電機/電機控制器、PDU、充電系統、DCDC轉換器、空調壓縮機、PTC加熱器等車身單元。新能源車高壓連接器單車價值量達1,000~3,000元。
1.4 高壓連接器:充電樁供不應求
根據Bishop網站披露的數據,單台新能源汽車充電樁的均價為2萬元,而其中連接器的造價大約為3500元,充電樁連接器價值佔比較大。充電聯盟數據,截止201年9月,聯盟內成員單位總計上報公共類充電樁104.4萬台。如果算上私人充電樁數量,截止今年9月份,全國充電基礎設施(公共+私人)累計數量為222.3萬台,同比增加56.8%。
截至2021年9月,中國新能源汽車保有量為678萬輛,目前車樁比為3.05:1。在新能源汽車保有量加速攀升的情況下,想要達到充電配置合理的1:1車樁比,市場空間非常廣闊。
1.5 高壓連接器:換電模式催生的新需求
受制於當前技術水平,純電動汽車連續行駛里程有限,換電模式彌補了這一缺陷。當前主流純電車型電池容量以70kWh居多,單次充電續航里程約500公里,但充電時間較長,直流快充也在30min以上(充至80%)。而蔚來換電站更換電池僅需5分鍾。
在新能源汽車換電模式的應用上,換電連接器是電池包唯一的電介面,需要同時提供高壓、低壓、通信及接地的混裝連接;在快速換電過程中,電池與整車配合存在誤差,換電連接器需要具備浮動補償能力; 此外,因為更換電池頻率較高,換電連接器還需要滿足高壽命、 低維護成本的要求。換電連接器單套價值量較高,千元左右,以蔚來為例,需要汽車內1套連接器,換電站10套+以實現功能。換電得到政策大力支持,車企和換電運營商推出換電站建設計劃,2025年預計國內換電站規模超1.5萬座(截至2021年9月,全國890座)。
1.6 射頻連接器:深度受益ADAS和汽車智能化
汽車智能化趨勢下,ADAS(智能駕駛輔助系統)的滲透率快速提升,車載感測器用量增加,數據傳輸要求(高速高頻大數據量)相應提高,車載射頻連接器使用量也隨之增長。車載射頻連接器包括FAKRA和HSD連接器,FAKRA連接器源自羅森博格,經過二十餘年的發展,FAKRA已成為汽車行業通用的標准射頻連接器,被業界廣泛應用。羅森伯格作為領導者深度挖掘市場需求,對FAKRA連接器升級迭代,目前主流包括FAKRA、HSD、mini FAKRA,單車價值量達到1,000元。
1.7 乙太網連接器:新時代的高速車載網路架構
隨著汽車處理器運算能力和硬體的高速發展,汽車電子產品在整車中佔比與日俱增,連接ECU的網路帶寬需求也相應的增大,這一需求將遠遠超出CAN(FlexRay)等傳統車載網路的容量極限。此外,伴隨著車輛網聯化、智能化的推進,雲和大數據的運用,以及高級駕駛輔助系統(ADAS)的普及,構築新電子網路匯流排平台已經成為新一代汽車的必然任務。
相比於傳統的匯流排技術,車載乙太網不僅可以滿足汽車製造商對帶寬的需求同時降低車內網路成本,是未來整車網路架構設計的趨勢。車載乙太網系統的出現,大大縮減了連接器和線束的使用數量和重量,但也對連接器的性能提出了更高的要求。目前羅森博格以及國內的電連技術,立訊精密都相繼推出了自己的乙太網連接器產品,根據電連技術的統計數據,乙太網連接器的單車價值量將達到1000元左右。目前車載乙太網主要用在ECU診斷更新、車載娛樂系統以及駕駛輔助系統(視頻、雷達數據),以及基於域的主幹網。
二、量:乘新能源汽車東風,連接器成長曲線換軌加速
2021年1~10月,國內新能源汽車銷量為254.2萬輛,同比增長182.1%,其中乘用車241.3萬輛。10月單月,新能源汽車產銷量為39.7/38.3萬輛,同比增長133.2%/134.9%,再次刷新單月歷史紀錄。(報告來源:未來智庫)
滲透率來看,2021年1~10月,國內新能源車銷量佔比突破兩位數,達到12.1%,其中乘用車達到14.3%。10月新能源汽車整體市場滲透率繼續維持歷史高位,為16.4%,新能源乘用車市場滲透率達到18.2%。
預計,2021年全年國內新能源車銷量將突破300萬輛,2022年提前達到新能源車佔比20%(約500萬輛)的目標。
ADAS L2及以上滲透率未來5年將提升至接近50%。GGII數據,2021年1~6月,國內新車前裝ADAS(L2)搭載率15.38%,其中新能源品牌Tesla和理想搭載率100%,小鵬77.69%。根據羅蘭貝格預測,2025年全球L2級別滲透率達到36%(10%,2020),L3級別及以上滲透率10%。因此,未來L2及以上的智能駕駛系統搭載將是主流,合計佔比46%。汽車高速連接器需求將隨ADAS系統的滲透率提升而增加。
三、競爭格局:內資企業加速追趕
國內連接器市場規模全球最大,佔比30%以上。2020年中國連接器市場規模為202億美元,佔全球比重為32.2%,相比2019年提升1.8個百分點,預計未來國內市場仍將維持全球最大的規模佔比。
中國連接器市場自2011年的118億美元增長至202億美元,2011~2020的CAGR為6.2%,遠高於全球水平2.3%。考慮到下游新能源汽車、物聯網發展迅速,未來將持續推動汽車連接器、通信連接器市場規模不斷擴大。
盡管國內需求在全球佔比最大,但供給端主要份額仍被海外製造商占據,且行業集中度高。全球前十大連接器製造商的市佔率從1980年38%提升至2020年的61%,且在2015年後長期保持60%的佔比,頭部集中格局穩固。
行業CR3 > 35%。前三大巨頭泰科電子、安費諾和莫仕市佔率超過35%,形成了較為穩定的全球龍頭地位。日本矢崎(Yazaki)、JAE(航空電子)、JST(壓著端子)等也是領先的製造商,帶領著行業技術潮流,並在高端市場具有壟斷地位。
過去40年,全球前十大連接器廠商經歷過並購變遷後,美國廠商的數量下降,台系鴻海精密及中國大陸的立訊精密成為全球前十大規模的連接器製造商。這歸因於大量EMS廠商興起,亞洲的供應鏈、勞動力成本、消費量都體現出了明顯的優勢。但立訊精密的全球市佔率也僅4.6%,同海外巨頭存在較大差距。
中國作為最大的需求市場,占據三分之一的全球連接器需求份額,而供給端同海外差距明顯,巨大的供需差距成為廠商實現國產替代的空間。中國連接器行業起步較晚,以中小企業為主,市場集中度偏低,且以中低端產品為主。在中國政策積極的引導以及下游汽車、通訊等領域的需求促進下,中國連接器行業整體技術水平有了大幅提高,正處於快速追趕中。
國內連接器廠商以通信/消費電子類產品為主,這同手機等終端產品產業鏈向亞洲轉移存在密切關系。醫療、工業、汽車等高端領域被海外企業占據市場份額,盡管汽車電子布局較多,但規模及技術剛處於起步階段。如2020年,泰科電子汽車類收入49.03億美元,安費諾14.62億美元,而國內汽車連接器規模較大的得潤電子汽車業務收入36.45億元,多數企業不超過10億元規模,營收體量同海外企業存在較大差距。
報告節選:
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
精選報告來源:【未來智庫】。
『伍』 未來幾年,中國的連接器市場前景會怎麼樣呢
全球連接器行業處於穩步上升期,總體市場規模基本保持著穩定增長的態勢。從全球連接器應用領域來看,目前汽車為下游最大市場,其次為通信行業;從區域發展格局來看,中國為全球連接器規模最大市場,但美國的廠商在市場競爭中尤其是高端產品市場占據領導地位,以全球大型廠商泰科電子、莫仕和安費諾為主要代表。
市場規模穩定增長
全球連接器行業處於穩步上升期,隨著下游產業的發展和連接器產業本身的進步,連接器已經成為設備中能量、信息穩定流通的橋梁,總體市場規模基本保持著穩定增長的態勢。根據Bishop&Associate的統計,2019年全球連接器市場規模達722億美元,較2018年提升了8.2%。前瞻估算2020年全球連接器市場規模在767億美元左右。
——以上數據來源於前瞻產業研究院《中國連接器製造行業市場需求與投資戰略規劃分析報告》
『陸』 新能源車的維修成本高嗎
新能源汽車在國內政策的助力下最近幾年是可謂風生水起,新能源汽車不僅能夠享受稅費優惠、停車優惠、政府補貼等,還具有不限行不限購等等優勢。因此很多人會選擇新能源汽車,如果選擇新能源汽車應該具備哪些條件呢?新能源汽車的維修保養成本是多少呢?
至於選擇燃油車還是新能源,在一定程度上還是取決於自身用途,目前在一些發達的城市充電設施還是比較齊全的,有些地方的計程車和公交車已經逐步替換成新能源汽車了,所以新能源汽車在城區的充電問題是不會太大的,目前主要是偏遠的郊區等區域充電還受到一定的制約。
『柒』 陳虹:未來上汽新能源汽車的成本要降五成
9月17日,上汽集團股份有限公司董事長陳虹在談及集團轉型發展時表示,基於自主研發的實力,為了推動新能源汽車的發展,未來SAIC新能源汽車的成本至少要降低50%。上海汽車集團有限公司董事長陳紅據SAIC相關人士介紹,陳紅的話來源於集團在新能源汽車研發方面的「努力」。截至2013年,SAIC已投資60多億元用於新能源汽車及其零部件的開發和產業化。下一步,SAIC將進一步開發和推廣新能源汽車核心技術。據SAIC榮威4S店介紹,隨著國家陸續出台新能源汽車優惠政策,特別是車輛購置稅免徵政策發布後,到店咨詢榮威550PLUG-IN的人數翻了一番。據了解,上海嘉定、閔行、浦東新區均啟動了新能源汽車推廣試點。在這三個地區工作或生活的新能源汽車消費者只要符合條件,除了國家和上海市的補貼外,還可以獲得區政府1.5萬至2萬元的額外補貼。未來,除了國家和地方政府的利好政策,隨著技術的發展,汽車成本的降低才是消費者最大的受益。
『捌』 新能源車的底盤部分的總成本佔比
在純電動汽車中,由電池、電機和電控構成的動力總成系統占總成本的50%(其中電池佔38%,電機佔7%,電控佔6%),內飾、底盤、汽車電子和車身分別占總成本的15%、14%、7%、5%。
在氫燃料電池汽車的成本構成中,由電堆、電池和電驅構成的動力總成系統占總成本的74%(其中電堆佔64%、電驅佔7%,電池佔3%),車身佔23%,其他佔3%。
目前新能源汽車續航里程可達500-700公里,續航里程與燃油車相當;新能源每公里成本約5分錢,而燃油車是0.5元左右,低成本也是新能源汽車一大優勢。
電機和電機控制器為新能源汽車關鍵部件,成本佔比約15-20%。
新能源汽車電機和電機控制器為新能源汽車的驅動系統。新能源汽車成本結構中最重要的三大部分分別是電池、電機和電控。目前,電池成本佔新能源汽車成本比約40-50%,而電機電控系統約佔全車成本15-20%。新能源汽車整車電氣化程度較高,車身&底盤約占成本16-18%,配飾約佔13-15%。
2019全年我國新能源汽車配套驅動電機裝機量為1241015台,同比下降7%。2020年1-9月,新能源汽車配套驅動電機裝機量為76.29萬台,同比下降13.6%。
『玖』 汽車連接器產品開發的降低成本方案有哪些
答案是:汽車線束設計階段降成本的研究與應用
從前文 談談線束材料成本佔比比重 我們已經了解到, 線束物料成本占線束總成本比率約65%。在設計階段, 主要可以通過優化線束設計來降低線束成本。後期主要通過優化線束供應商製造工藝,比價等方式來降低線束成本。
曾有研究表明, 產品成本的80%在設計階段就決定了, 因此很多企業都投入大量的精力關注著這80%的既定成本, 在研發產品進入量產前的環節, 探求進一步的降成本方法。因此在汽車線束設計階段進行降成本研究與應用, 進一步優化線束成本, 具有重大意義。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
本文線束工程師之家詳細介紹了平台化和標准化設計、架構優化和控制器集成、線束布置優化、線束技術革新、物料一對多和國產化以及VAVE 降成本6 種線束設計階段降成本方法, 並應用於整車開發項目中, 降本效果顯著。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
1平台化和標准化設計
為降低產品成本, 縮短開發周期, 平台化設計已成為汽車企業重要降本措施之一。通過線束連接, 可推進用電器的線束介面和孔位定義平台化。不斷推進線束物料和設計方案平台化, 線束零部件的統一化和結構簡化, 提高了設計的標准化, 降低了工程師設計的隨意性, 不同車型盡量共用線束二級零部件。建立線束零部件資料庫, 盡量選用現有的平台零部件, 避免專用新零部件開發。線束零部件的統一可使需求量集中, 有利於零部件的采購、提高議價籌碼。經過不斷地平台化優化設計, 前艙電器盒、儀錶板電器盒、線束線連接器及線束附件的通用化率達到了100%。零部件連接器方面, 零部件共312 類, 平台化208 類, 平台化率提升至67%。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
優化前如PFB 電器盒共5 種類型, 其中4 種平鋪式, 1 種側掛式, 優化後只有3 種類型。以下為某平台項目PFB 電器盒平台化設計優化案例, 由3 種合並優化為1 種PFB 電器盒如圖3 所示。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
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2架構優化和控制器集成
對汽車架構進行不斷優化, 不僅可提高汽車的性能, 還可降低生產成本。推進電氣架構優化, 可有效簡化線束結構。電器件數量越多, 線束越長。推進電器件集成, 可減少連接器和線束分支數量。以某電動車項目為例實現高壓電氣架構優化,高壓線束成本和質量大幅下降。汽車架構優化後高壓線束長度由22 m下降到9 m, 質量由13.5 kg下降到4.8 kg, 高壓線束成本大幅下降了41%, 如圖4 和圖5 所示。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
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3線束布置優化
由於大量電器件的應用及車內布線空間小, 不斷提高了線束布置難度。汽車線束設計布置中要做到線束安全穩定, 節約材料, 節省空間, 易於裝配和維護。進一步提高用電器布置統一性, 減少固定物料種類, 減少和簡化護板的使用, 避開熱源, 減少隔熱材料應用可使線束走向和布置更優化。優化電器件的布置位置, 可縮短和簡化線束路徑, 某項目線束布置優化前後如圖6 和圖7 所示。A 零部件布置位置保持不變, 本體旋轉180°。天線介面連接器由2 個2PIN 連接器更改為4 個1PIN的連接器, 其中3 個1PIN 的連接器直接與A 零部件連接, 另外一個與線束連接。線束減少3 個與A 零部件連接的3 個天線迴路小線物料, 長度約1m, 線束饋線減短, 此次布置優化總降成本約28元。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
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4線束技術革新
通過引入線束物料、設計及工藝等方面的新技術, 可實現線束輕量化和成本降低。例如應用繼電器和保險絲小型化技術, 電器盒總降成本約29.5 元。再比如在同等阻抗條件下,鋁導線與銅導線相比, 質量更小( 見表1)。通過選用鋁導線和外徑更小、質量更輕的細線徑導線, 可為汽車線束減重也可降低成本。導線成本在汽車線束成本中所佔比率較大, 推廣0.13 mm2 合金導線甚至更低的小平方導線, 應用0.13 mm2 的合金導線對於整車輕量化具有重大意義。某項目48 V 電池線束優化前用35 mm2 銅導線, 優化後用50 mm2 鋁導線替代,長度約4 m, 減重224 g/ m, 一共減重896 g, 降成本約30 元,如圖8 所示。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
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5物料一對多和國產化
從過往技術方案對應一種二三級物料轉變為採用同一種物料一對多模式, 向一級供應商提供「 選型資源庫」, 外資線束廠和本土線束廠根據自身采購體系, 選用成本低的物料, 增強線束供應商的議價能力, 提升供應鏈穩定性。已在推行接地端子、熱縮管、保險片、波紋管及普通導線等一對多的方案, 以某項目的布基袖套為例, 同一管徑的布基袖套, 可3 種不同品牌產品供選擇互換見表2。提高二三級物料國產化率, 降低物料成本已成為很多零部件降本的主要措施。隨著國內連接器智能化程度的不斷提高, 國內連接器廠家通過不斷革新技術, 國產連接器質量越來越好。因為進口的連接器一般價格昂貴、供貨周期長, 國內連接器品牌受到更多的關注, 在保障質量的同時, 很多車型項目的線束在用國產的連接器替代部分外資的連接器, 降低線束物料成本, 提升供應鏈供貨穩定性。某項目中部分連接器及其配件, 在用國產品牌胡連、奧海等替換見表3。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
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6VAVE 降成本
目前汽車企業的VAVE 降本意識越來越強, VAVE 降本活動可以有效地降低線束成本, 提高產品的性價比優勢。由於量產後VAVE 要推進實施更難, 代價更高, 現在更加關注在設計階段的VAVE 應用 。目前充分利用了項目組例會的機制, 各個相關部門均全部參與到VAVE 活動中來, 讓每個部門的相關工程師都清晰VAVE 方案的具體措施和內容, 並積極配合線束有效提案的推進和實施。線束VAVE 的提出與實施也離不開線束供應商的積極參與和配合, 線束設計部門定期和線束供應商召開項目例會, 交流VAVE 方案和跟進進度, 有效促進了VAVE 方案的落地實施。文章源自線束工程師之家-https://www.suncve.com/research-and-application-of-cost-rection-in-automobile-harness-design/
線束設計部門制定了VAVE 記錄表, 確保VAVE 方案平面展開。各個項目, 根據VAVE 記錄表編制了項目自身的VAVEcheck list, 每個閥門根據VAVE check list 對圖紙進行審核,VAVE 表中優化類型共12 種類型。以某車型為例, 通過設計階段的VAVE 持續優化, 整車線束物料降成本比例約11%。以此車型的車身線束和頂棚線束合二為一為例, VAVE 優化前原有線束的方案頂棚線束與車身線束分開, 通過兩對線束inline 對接, 為兩條獨立的線束, 零部件分開管理、分開裝配, 從成本、質量角度出發並不是最優的設計方案。在現有布置條件下, 經過VAVE 分析, 綜合各方面考慮, 可將頂棚線束集成到車身線束上, 集成後無頂棚線束零部件, 可少管理一個零部件並減少工裝費。VAVE 後將頂棚線束合並到車身線束上後, 不存在頂棚線束如圖9 和圖10 所示。通過VAVE 優化, 成本減少16 元/ 台, 質量減少0. 1 kg/ 台, 工裝合並後, 工裝成本降低約3 萬元。