如果将汽车比作一个生命体,那么汽车内部的线束就是汽车的神经与血管。汽车线束是汽车的重要组成部分,承载着汽车动力与信号的传输。
汽车线束的分类
按照电压划分,汽车线速可分为高压线束和低压线束,高压线束电压在 300V 及以上,主要用于新能源车辆的驱动电力传输,低压线束电压在 60V 以下,一般车用电压为 12V,主要用于整车信号的传递。按照组成划分,汽车线束可分为发动机线束、仪表线束、照明线束、空调线束以及辅助电器线束等。
按照标准划分,汽车线束根据导线标准分为国标、日标、德标、美标等。其中德标是德国工业标准的简称,主要包DIN72550、DIN72551、DIN76772。德标导线绝缘皮薄,柔韧性好。由于我国汽车行业的历史特殊性,我国各汽车公司主要参考的还是德标。
按照用途划分,可分为普通导线、双绞线和屏蔽线等。双绞线原理是:若外界电磁信号在两条导线上产生的干扰大小相等且相位相反,这个干扰信号就会相互抵消。双绞线是消除干扰最简单的一种方式,在一些要求不是很严格的情况下可以使用双绞线,但在重要的地方,比如安全气囊传感器回路等需要用到屏蔽线。
线束行业市场规模将破千亿
新能源普及,线束单车价值量提升,市场规模将破千亿。线束价格方面,传统燃油车主要搭载低压线束。在低档汽车、中档汽车、高档汽车线束平均价格分别为 2500 元、3500元以及 5000 元左右;新能源车由于新增高压线束,目前线束平均价格 5000 元左右。
新能源车载连接器长期增量空间广阔。国外每辆车用到的连接器成本大约在在 125 美元-150 美元,而国内每辆汽车平均用到的连接器成本仅有几百元,随着中国新能源汽车发展,中国汽车连接器市场还有较大的增长空间。预计未来受到新能源汽车不断发展的影响,市场规模将保持增长,2021 年新能源汽车连接器市场规模达 98 亿元,2025 年将达484 亿元。
线束行业集中度高,国产替代成为趋势
少数外资及合资汽车线束企业长时间占据了绝大部分的市场份额,形成了汽车线束行业寡头竞争的局面,主要以德国的莱尼、德科斯米尔、科络普,日本的矢崎、住友电气、古河、藤仓以及美国的李尔、安波福等知名汽车零部件企业及其合资厂商为代表。2021 年全球汽车线束行业 CR3 为 71%,前三大分别为矢崎、住友以及安波福。
就国内市场而言,大型自主品牌车厂大多拥有稳定配套生产的本土线束厂。随着自主品牌崛起,国内也涌现了一批如沪光股份、上海金亭、河南天海等自主线束企业。这些优质的本土企业通过长期积累的产品技术和同步开发经验,整体实力显著增强。自主品牌近年来逐渐蚕食传统合资车企市场份额,驱使合资品牌对于成本控制的愈发重视,国产线束企业逐渐进入合资汽车品牌供应商体系,我们预计汽车线束的国产替代趋势将快速到来。
高压线束重要程度日益提升,核心为铜材料
与传统汽车相比,动力电池高压电缆、电机控制器电缆、快充线束等是新能源汽车上新增加的高压线束应用。现阶段车用高压线束主要采用铜材料作为导体(参见QC/T 1037-2016),包括裸圆铜线和镀锡软圆铜线绞合而成。铜材料具有优良的导电性能(20℃环境下,铜的电阻为0.0185Ωmm2/m,铝的电阻为0.0294Ωmm2/m)。在大电流情况下,其工作温升更低,一方面可以减少输电时发热损失,另一方面铜材料优良的导热性能也确保了高压线束的工作温度稳定在安全范围之内。除了良好的导电性能,铜材料作为高压线束的导体材料的另一个优势是较好的拉伸强度与弯曲性能。
铜材料还具有较好的化学稳定性,抗腐蚀性好,且易于焊接。车辆的运行环境复杂恶劣,高压线束和端子接头不可避免会工作在潮湿、盐雾等易腐蚀环境中。而根据传统汽车线束的使用经验,在潮湿、高温、和振动的环境下,如与其他部件发生摩擦和碰撞,容易出现绝缘体磨损、接头松动、导线腐蚀等现象,进而导致断路或短路等故障的发生。由于高压线束承载更高的电压、更大的电流、并在端子和连接器上具有更大的应力,所以安全要求更高,需要导体材料具有更好的化学稳定性。高品质的铜材料既能确保端子和连接器长期保持良好的接触,避免电化学腐蚀的发生,也能减缓绝缘层老化或受损后,线束导体受腐蚀的影响。而该领域也是其他材料作为高压线束导体需要进行全面研究验证的主要难点之一。
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