新能源汽车高压连接器、线束市场调研报告

原标题:新能源汽车高压连接器、线束市场调研报告

在新能源汽车产业领域,高压连接器和线束都是极其重要的部件。

高压连接器在整车、充电设施上均有应用。整车上的主要应用场景有:DC、水暖PTC 充电机、风暖PTC、直流充电口、动力电机、高压线束、维修开关、逆变器、动力电池、高压箱、电动空调、交流充电口等。

线束主要是在汽车电气系统中扮演能量输送和信号传递的作用。在新能源汽车特别是纯电动汽车中,除了12V电路系统以外,还有一个电压超过300V主要用于动力驱动系统的电路系统,该系统中需要采用高压线束来连接各个电路中的单元。

新能源汽车中低压线束与燃油车线束区别不大,主要差别在于高压线束,高压线束从线束材料、生产工艺和设备等都发生较大变化。

连接器是一种借助电信号或光信号和机械力量的作用使电路或光通道接通、断开或转换的功能元件,用作器件、组件、设备、系统之间的电信号或光信号连接,传输信号或电磁能量,并且保持系统与系统之间不发生信号失真和能量损失的变化。

连接器目前己广泛应用于航空、航天、军事装备、交通运输、通讯、计算机、汽车、工业、家用电器等领域。连接器行业对终端应用领域的变化反应灵敏,应用领域产品市场的成长,能有力推动连接器行业的市场发展,同时应用领域技术的先进性和研发投入也将影响连接器行业的技术发展水平。

连接器市场规模

全球连接器市场空间在波动中上升,中国的连接器市场空间一直在稳步提升,2016年全球连接器市场总量为541.63亿美元,中国地区达到了164.64亿美元,超过全球市场30%的份额。虽然2014年之后连接器市场出现暂时性下滑,但随之而来的经济复苏与技术升级必将继续带动这一产业向前快速发展。

图表1 2012-2016年全球连接器市场规模及增长趋势

数据来源:一览众咨询

2011年,中国就已经成为全球连接器销售额最高的地区,并且持续扩大领先优势。2016年中国地区的销售额占全球的30.4%,领先第二名的北美地区9%,优势明显。

图表2 2016年全球连接器区域市场份额

数据来源:一览众咨询

连接器市场格局

一览众咨询统计,就全球连接器市场而言,市场集中度较高,基本被美国、日本、台湾等国家地区所占据,全球前十大连机器产商占比超过60%,泰科一家占比就超20%以上。相对而言中国产商主要定位于中低端产品,本土前十厂商中国市场份额仅18%,行业集中度较国外市场存在较大的差距。未来随着新能源汽车、通信、军工等的迅速发展,中国厂商未来存在较大的进口替代空间,部分领域(如新能源汽车连接器)甚至有望弯道超车。

在国内市场方面,我国连接器制造厂商有1000多家,其中外商投资企业约有300家,本土企业约有700多家。主要集中在长三角和珠三角地区。中国连接器市场发展不平衡,大多企业规模较小,产品种类单一,新产品开发滞后,同质化竞争严重,导致了市场竞争激烈,且生产厂家毛利率呈现下降趋势。

在高压连接器领域,国际企业的产品优势明显,但近几年国内的中高端产品也形成了一定的产业基础,逐渐掌握了先进的工艺技术,初步形成了较强的竞争优势。

高压连接器应用场景

新能源汽车使用大容量锂电池,其工作电压的范围从传统汽车的14V蹿升至400600V,因而需要汽车电子电气架构的全面改进,连接器作为关键零部件首当其冲。

新能源汽车用高压连接器是机电一体化产品,主要由接触件、绝缘体、壳体及附件四部分构成,其中:接触件是连接器完成光、电信号连接的核心部件,通过接触件的插合完成车辆在行车中所需的光、电信号的连接;绝缘体和外壳主要起固定、绝缘和机械保护作用。制造过程集电气性能设计、数控机械加工、冲压工艺技术、塑压工艺技术、精密压铸工艺技术、严格的试验手段等多元技术组合于一体。

由于高压连接器产品的质量和精度直接影响到连接器的电气、机械、环境等性能,进而影响电动车辆的行车安全,因此高压连接器的质量要求和制造精度比较高,属于连接器领域中附加价值较高的中高端产品。

在新能源汽车产业领域,高压连接器是极其重要的元部件,整车、充电设施上均有应用。整车上高压连接器主要应用场景有:DC、水暖PTC充电机、风暖PTC、直流充电口、动力电机、高压线束、维修开关、逆变器、动力电池、高压箱、电动空调、交流充电口等。

图表3 新能源汽车中连接器的应用场景

资料来源:一览众咨询

高压连接器行业标准

电动汽车接口所需满足的要求由于多样性而对连接器性能提出更为严格的要求。高插拔次数、载流能力、耐热性和抗震动性是企业产品开发重点要考虑的因素。随着新能源汽车电驱动单元的功率需求越来越大,对连接器的工作电流和电压提出了越来越高的要求。

新能源汽车高压连接器在选材方面需要采用具备耐高温性能的新材料,加之在密封、屏蔽和防水等要求上也比传统汽车连接器高,因此成本相对而言成本也较一般工业用连接器高。

目前新能源汽车连接器还没有专门的行业技术标准和国家标准,适合的都是其他领域及相关产品类型标准,由此导致高压连接器产品质量良莠不齐。一般大中型企业基本都有自己的生产经验和标准,但也有部分作坊式企业以价格拼市场,品质难以保证,这样会造成连接器的选用及使用存在一些质量及安全隐患。

图表4 中国电动汽车连接器相关标准情况

资料来源:一览众咨询

高压连接器市场规模

产品类型及应用场景不同,连接器价格存在较大差距,据一览众咨询统计一辆普通的混合动力汽车连接器产品的价格在800-1200元左右,一辆纯电动汽车3000-5000元,一辆电动客车连接器价格约为7000-10000元。

2016年,我国新能源汽车高压连接器市场规模达到27.1亿元,一览众咨询预计到2020年,新能源汽车市场空间将超过80亿元(注:只统计新车装配,不包括更新替换的市场规模)。

图表5 新能源汽车高压连接器市场规模(亿元)

数据来源:一览众咨询

高压连接器企业格局

国际市场上,连接器市场的领导厂商主要被美国、德国、日本、法国四个国家和地区的厂商所占据,基本上己经形成寡头垄断的竞争格局。

我国连接器经过多年技术积累,以及在新能源汽车的提前布局,无论是在设计能力还是自动化生产能力,已经满足新能源汽车连接器所要求的技术水平。在下游厂商国产化和技术能力积累足够的两大条件满足的前提下,国内厂商已经占领新能源汽车连接器的制高点,在这个新的领域实现弯道超车,打破外商在传统汽车连接器的垄断地位。

目前国内能批量供货的高压连接器厂商有:中航光电、永贵电器、巴斯巴、江苏瑞可达等为数不多的企业,近年来,二线企业也开始成长起来。单从销售规模来看,国内市场方面中国逐渐企业也逐渐崛起。(详细分析见一览众咨询出版的《2017-2022年中国新能源汽车高压连接器市场及企业调研报告》)

高压连接器技术特征及走势

高压连接器具备高压、高速度、高可靠性等优良性能,工艺技术含量较高。高压连接器生产厂商必须具备较高的生产技术和工艺能力,以及能适应电动汽车运营要求不断变化的新产品研发能力和创新能力。从吸收、学习国内外先进制作工艺和技术,到具备自我研发和创新能力,并得到整车企业的技术认可,需要长期时间积累和丰富的行业经验,本行业有较大的技术壁垒。

从技术专利的角度来看,新能源汽车高压连接器技术特点及走势主要体现在以下几方面:

1、新能源汽车电连接器产业在先后经历萌芽期、波折期、成长期和快速发展期后,现在正处于调整期,经历过这段调整期后,技术将进行优胜劣汰的洗牌,产业发展的重点将会围绕优势的几项技术进行。

2、新能源汽车电连接器产业领域专利的首次申请国主要以日本、中国、欧洲、美国和韩国为主,其中日本最多 ,是该领域的技术输出国,而专利布局量最多的国家为中国,此外,美国是该领域其他国家重点布局的目标市场国,其次是中国。

3、从技术构成来看,目前涉及电控器、电机连接器的专利较多,是研发热点,而涉及对充电、电池连接器盲插和接地屏蔽方向的改进相对较少,可作为研究的重点和专利布局方向,在中国,还可以针对充电、电池连接器的外壳结构进行专利布局。

4、不论是在全球还是中国,新能源汽车电连接器领域申请量较大的申请人中,大多数为日本企业,包括住友、矢崎、HASO、丰田、日立、自动联网、日产、东海理化等;中国企业中较强的有巴斯巴和南方电网,美国企业有通用,欧洲企业有博世。

5、中国新能源汽车电连接器产业比较集中在江苏省、浙江省和广东省,而广东省主要集中在深圳市、东莞市和广州市。

6、针对重要申请人的来说,日本企业住友、矢崎、HASO和丰田进入该领域较早,在各个技术分支都占据优势,TE、德尔福、安费诺和巴斯巴,作为该领域的后进者,拥有各自的技术优势。

详细分析见一览众咨询出版的《2017-2022年中国新能源汽车高压连接器市场及企业调研报告》

线束是电气系统的重要部件,主要是在汽车电气系统中扮演能量输送和信号传递的作用。在新能源汽车特别是纯电动汽车中,除了12V电路系统以外,还有一个电压超过300V主要用于动力驱动系统的电路系统,该系统中需要采用高压线束来连接各个电路中的单元。

新能源汽车中低压线束与燃油车线束区别不大,主要差别在于高压线束,高压线束从线束材料、生产工艺和设备等都发生较大变化。

技术及标准

不管是混合动力汽车,纯电动汽车还是燃料电池汽车,都离不开高压电气系统。高压电气系统设计到的零部件包括高压线束(高压线缆和高压接口)和动力配(充电)电系统。纯电动汽车和插电式混合动力汽车采取超过300V的高电压和几百安培大电流。高压线束是高压电气系统的关键零组件,为电动汽车运行的可靠运行和安全提供了保证。

图表6 混合动力汽车高压线束系统典型结构

图表7 纯电动汽车高压线束系统典型结构

高压线束是电动汽车里面的连接器和线缆在整个车运行当中非常关键的连接件,影响高压线束的隐患主要有是过热或燃烧,以及恶劣环境对线束的应还有屏蔽性能、进水进尘的风险等。不同于传统汽车12V线束,高压线束还需要考虑与整车电气系统的磁兼容性。

在实际使用中,电动汽车受到的电磁干扰是传统内燃机汽车的近百倍。电动汽车的高压线束是高效的电磁干扰发射天线和接收天线,是导致电动汽车出现电磁兼容故障及辐射干扰超过法规要求的最重要原因。高压线束生产的磁干扰会影响到汽车信号线路中数据传输的完整性和准确性,严重时会影响到整车的操控和安全性。

所以,在高压线束外边常常采用注胶、包裹屏蔽线等方式来减少对整车的磁干扰。欧盟还对汽车线束中含有的铅、汞、镉等6中物质的含量进行了规定,要求必须通过RoHS认证。

我国在电压高压线束方面一直都没有统一的标准,以前实行的GB/T25085GB/T25087《道路车辆用60-600V低压电缆》脱胎于IS06722,对于额定电压60-600V的单芯或多芯电缆做了规定和要求,但是对于新能源汽车使用的600V以上的高压线缆,则一直存在标准的缺失和空白。由于电动汽车技术发展迅速,大功率电动汽车对更高电压的应用实际是脱稿运行,无标可依,造成市面产品结构繁杂、互换性差。

20168月,工信部批准发布了汽车行业标准QC/T 1037-2016《道路车辆用高压电缆》,并于201691日正式实施。该标准规定了额定电压AC 1000 V/DC 1500 V 及以下道路车辆用高压电缆的要求、试验方法、检验规则、包装和标记。

新能源汽车行业的快速成长与成熟是高压线束标准快速出台的前提,未来几年是新能源汽车增长的高峰期,一览众咨询预计相关标准将会逐渐出台及完善,高压线束行业将步及良性快速发展的轨道。

详细分析见一览众咨询出版的《2017-2022年中国新能源汽车高压线束市场及企业调研报告》

市场

市场方面,据《2017-2022年新能源汽车高压线束市场及企业调研报告》所示,由于汽车线束是影响整车电气性能的关键性零配件,所以世界上各大生产商与专业的线束生产商通常保持了长久而密切的稳定合作关系。全球汽车线束厂家高度垄断,主要的四家生产商占有了超过75%的市场。其中大多数日本的汽车线缆生产商原本从事于电线线缆的生产,有很好的产品技术传承,同时,住友等公司还掌握上游的矿业资源,成本控制力比较好。

图表8 全球汽车线束主要生产企业及市场占有率

由于我国汽车线束产业起步较晚目前大多数为外资或合资企业,占到我国线束产业的42%,其次是一些民营的较大型的汽车零部件厂商,占有率为37%,而国营汽车线束企业占21%。据一览众咨询统计,目前外商在我国投资的线束企业已达100余家,国际著名的汽车线束企业几乎都在中国建立了合资或独资企业。

图表9 国内线束企业性质分布

数据来源:一览众咨询

在高压线束方面,上世纪80年代,日本的矢崎和住友便开始为日本汽车企业开发专用的高压线束,到了20世纪90年代,美国的德尔福开始为通用开发高压线束产品,韩国的LSLG提供高压线束产品。从技术方面,日本和美国的高压线束已形成了体系,并在实际使用中得到验证和持续的改善,技术领先国内企业20-30年。

国内企业部分是其他汽车电子元器件切入到该领域,一部分是通过收购外资品牌快速进入。如得润电子2012收购了新加坡上市公司CAEG旗下的汽车连接器和线束业务,从而直接和间接控股了天海电器。天海电器是国内最大的汽车线束和连接器生产商,是一汽大众、上汽通用以及众多国内整车厂的线束供应商。

趋势

技术持续进步:高压线束技术的发展还体现在线束加工工艺上。涉及到电池包电压采集和温度采集的线束对压接工艺要求很高,高压线束在大线径部分由于端子材料限制,必须要使用液压设备,不能用传统冲压工艺。在加工有防水要求的部分时必须采用新设备,在订单量较小不值得购进设备时,线束厂一般要求连接器供应商提供已经压接好的半成品线束进行二次加工,以保证品质。

轻量化趋势:为了降低油耗,整车上数量繁多的线束成为企业轻量化的重点目标。当前汽车线束使用的材料以铜为主,所以在减重方面除缩小截面积外,就是采用比铜更轻的铝材料。使用铝导线也是未来发展趋势之一,目前国内线束企业正在研发相关技术。另外,铝的价格相较铜便宜,一旦铝导线能在线束中得到应用,不仅能降低重量,还能有效提升性价比。

总体来看,近两年来,我国部分自主企业在高压线束技术发展上取得了进步,但一些核心技术与装备等仍掌握在外资品牌手中,技术虚空且国内产品价格很高。标准的缺失,缺乏行业监管,导致相关产品质量良莠不齐。核心零部件技术偏弱、国产化率低,这与新能源汽车汽车产业的飞速发展极不协调。然而国内部分企业已开始走在技术及标准的前沿,在市场布局方面已迅速开展。详细分析见一览众咨询出版的《2017-2022年中国新能源汽车高压线束市场及企业调研报告》

《2017-2022年新能源汽车高压连接器市场及企业调研报告》

《2017-2022年新能源汽车高压线束市场及企业调研报告》

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