高壓連接器的國(guó)產(chǎn)替代空間有多大?待攻克技術(shù)難點(diǎn)還多嗎?
【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】隨著國(guó)家對(duì)清潔能源的推動(dòng),汽車電動(dòng)化已經(jīng)是必然的趨勢(shì)。高壓連接器作為新能源汽車中比不可少的一個(gè)傳輸零部件,發(fā)展的時(shí)間不長(zhǎng),存在的問題也很多,如高壓大電流發(fā)展后帶來的電池屏蔽、溫升控制問題,以及低成本化、集成化、輕量化問題,本文將從高壓連接器的市場(chǎng)和技術(shù)等方向出發(fā)來解答這些問題。
隨著國(guó)家對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的重視,新能源汽車正處于大規(guī)模推廣應(yīng)用的時(shí)期,不少連接器企業(yè)入局新能源汽車市場(chǎng),布局高壓連接器。高壓連接器的安全性、穩(wěn)定性和抗干擾性等對(duì)新能源汽車至關(guān)重要,要求連接器廠商必須具備較高的生產(chǎn)技術(shù)和工藝能力。在上述背景下,《國(guó)際線纜與連接》記者采訪了多家高壓連接器行業(yè)企業(yè),探討和分析新能源汽車高壓連接器的市場(chǎng)、國(guó)內(nèi)企業(yè)在高壓連接器領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代空間和待攻克關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。
單車價(jià)值高,市場(chǎng)體量不斷增長(zhǎng)
與傳統(tǒng)的燃油汽車相比,新能源汽車以電池驅(qū)動(dòng)整車“工作”,內(nèi)部電路錯(cuò)綜復(fù)雜,尤其是高壓電流的傳輸對(duì)整個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求。據(jù)了解,新能源汽車的工作電壓從傳統(tǒng)汽車的14v躍升至300V-600V,需要對(duì)汽車的電路架構(gòu)進(jìn)行全面的改進(jìn)。
高壓連接器作為傳輸高壓電流的零部件,在新能源汽車中必不可少。
高壓連接器主要應(yīng)用于電池、電機(jī)、電控、高壓控制盒、空調(diào)壓縮機(jī)、車載充電機(jī)、DCDC、PDU、MSD、充電口等場(chǎng)景,單車價(jià)值量在700-3500元之間,具體根據(jù)車型設(shè)計(jì)以及車的造價(jià)而有所不同。新能源汽車主要分為乘用車和商用車,商用車包含多個(gè)電池包,因此商用車高壓連接器單車價(jià)值量會(huì)比乘用車更高。
未來隨著技術(shù)的發(fā)展和配套設(shè)施的完善,新能源汽車會(huì)在私人市場(chǎng)快速普及。
2021年第一季度,新能源汽車市場(chǎng)繼續(xù)保持良好的發(fā)展勢(shì)頭。據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,2月新能源汽車銷量已連續(xù)8個(gè)月刷新當(dāng)月產(chǎn)銷歷史記錄,今年1-2 月,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成31.7 萬輛和28.9 萬輛,同比分別增長(zhǎng)3.9 倍和3.2 倍,其中1月和2月的新能源汽車滲透率分別為7.2%和7.6%,兩個(gè)月累計(jì)滲透率達(dá)到7.3%。
若按照全年7.5%的滲透率計(jì)算,今年新能源汽車銷量將超過180 萬輛,汽車電動(dòng)化已然成為大趨勢(shì)。
根據(jù)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》,到2030 年全國(guó)新能源汽車銷量滲透率達(dá)到20%,預(yù)計(jì)2030 年新能源汽車銷量將超600 萬輛,復(fù)合增長(zhǎng)率超 30%。
新能源汽車市場(chǎng)體量不斷增長(zhǎng),將給國(guó)內(nèi)的高壓連接器帶來較為可觀的增長(zhǎng)空間。TUV南德產(chǎn)品經(jīng)理麻騰認(rèn)為,連接器作為新能源汽車其中一個(gè)關(guān)鍵的部件,新能源汽車對(duì)于連接器市場(chǎng)的拉動(dòng)肯定是非常明顯的,以前關(guān)注傳統(tǒng)連接器的廠家會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向新能源汽車專用連接器。
盡管隨著電動(dòng)汽車的模塊化以及平臺(tái)化發(fā)展,高壓連接器單車使用量有減少的趨勢(shì),但是這一定程度上也說明了新能源汽車的技術(shù)日益成熟,市場(chǎng)滲透率會(huì)更高,高壓連接器的需求量會(huì)隨之增大,但其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求也比較高。
技術(shù)含量高,國(guó)產(chǎn)替代空間大
高壓連接器相較于傳統(tǒng)的連接器,會(huì)承受較高的電壓和電流,因此需要更高的安全性、可靠性以及耐候性。
據(jù)了解,高壓連接器主流的額定電壓為750V,耐壓3000V,F(xiàn)在連接器廠商基本上按照額定電壓1000V、耐壓5000V去開發(fā),同時(shí)還要保障其過流能力夠強(qiáng)、溫升達(dá)標(biāo)以及防水性夠好,防止耐壓不夠或潮濕令絕緣性降低導(dǎo)致起火。由于新能源汽車的應(yīng)用場(chǎng)景和材料特性,一旦起火,將會(huì)嚴(yán)重威脅到用戶的生命安全。
“高壓連接器相比于傳統(tǒng)的電子連接器結(jié)構(gòu)復(fù)雜很多,一個(gè)連接器會(huì)涉及到幾十個(gè)精密零配件,包括塑料、端子、彈簧、暗扣、內(nèi)外殼等!被葜蓊I(lǐng)越光電技術(shù)有限公司(簡(jiǎn)稱“領(lǐng)越光電”)總經(jīng)理周振方說。領(lǐng)越光電開發(fā)的一款應(yīng)用于商用車的高低壓集成連接器含有60多個(gè)零配件,結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。
新能源汽車高壓連接器可觀的市場(chǎng)前景吸引著國(guó)內(nèi)的連接器企業(yè),分析國(guó)內(nèi)連接器上市企業(yè)的市場(chǎng)布局可知,大部分企業(yè)都有布局新能源汽車高壓連接器市場(chǎng),如中航光電、長(zhǎng)盈精密、勝藍(lán)股份、永貴電器、徠木股份等,且在不斷地在投資和研發(fā),以提高技術(shù)能力。但是,我國(guó)高壓連接器企業(yè)進(jìn)入新能源乘用車市場(chǎng)具有一定的難度。
據(jù)了解,國(guó)內(nèi)新能源乘用車應(yīng)用的高壓連接器主要來自于泰科和安費(fèi)諾,國(guó)內(nèi)的企業(yè)占比僅約10%。而商用車領(lǐng)域,國(guó)外巨頭布局的不多,因此我國(guó)企業(yè)較好涉入這個(gè)領(lǐng)域,目前商務(wù)車高壓連接器我國(guó)企業(yè)的市占比約為90%。
究其原因,主要在于“品牌效應(yīng)”和“畏懼試新”。
新能源汽車內(nèi)部有超過8000個(gè)連接點(diǎn),任何一個(gè)連接點(diǎn)出現(xiàn)問題都有可能引發(fā)不可挽回的事故。因此國(guó)內(nèi)車企在選擇高壓連接器供應(yīng)商時(shí),首先會(huì)衡量公司的規(guī)模和工藝,其次再看公司產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。優(yōu)先會(huì)選擇品牌度更高的企業(yè),而不敢輕易嘗試新的企業(yè)。
“我國(guó)造車的時(shí)間短,與汽車配套的連接器發(fā)展時(shí)間更短。因此與國(guó)外連接器企業(yè)相比,缺少了些時(shí)間和應(yīng)用上的沉淀。同時(shí)我國(guó)的很多傳統(tǒng)汽車是從國(guó)外引進(jìn)的合資,會(huì)傾向于沿用它們已用的外國(guó)連接器品牌!碧K州瑞可達(dá)連接系統(tǒng)股份有限公司(簡(jiǎn)稱“瑞可達(dá)”)市場(chǎng)經(jīng)理黃世彬說。
四川華豐科技股份有限公司(簡(jiǎn)稱“四川華豐”)高級(jí)工程師胡盛也指出,“高壓連接器領(lǐng)域,在國(guó)有車企里國(guó)內(nèi)連接器企業(yè)會(huì)有一定的比例,但很難進(jìn)入外資品牌和合資品牌車企。”
國(guó)內(nèi)主流的車企占有新能源乘用車市場(chǎng)的百分之八九十的份額,在傳統(tǒng)汽車上他們就對(duì)選用的連接器品牌有較多的應(yīng)用體驗(yàn),在新能源汽車上會(huì)繼續(xù)選用回這些國(guó)外品牌,我國(guó)連接器企業(yè)較難涉入。
“從我們專業(yè)的角度看,國(guó)外的高壓連接器不見得一定比國(guó)內(nèi)的好,但它的品牌在那里,是它的一個(gè)有力的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)!敝苷穹秸f。乘用車市場(chǎng)難切入,領(lǐng)越光電另辟蹊徑,從商用車切入新能源領(lǐng)域,將商用車作為“根據(jù)地”,進(jìn)行產(chǎn)品、技術(shù)的積累,樹立品牌效應(yīng)后再拓展乘用車的市場(chǎng)。
不過新能源汽車是個(gè)新興的產(chǎn)業(yè),近年來升起了一批新造車勢(shì)力,“以新對(duì)新”,這一批車企會(huì)更容易也更敢接受國(guó)內(nèi)的高壓連接器廠家,不會(huì)過分依賴于泰科、安費(fèi)諾等國(guó)際品牌。
發(fā)展趨勢(shì)多,精益求精尋新方案
隨著新能源汽車技術(shù)提升和成本優(yōu)化,高壓連接器也隨之呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)難點(diǎn),包括有大電壓、大電流、小溫升、低成本化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、輕量化、小型化、集成化、模塊化等。針對(duì)這些發(fā)展趨勢(shì),行業(yè)專家們給出了他們的解決方案。
(一)低成本化
隨著政策補(bǔ)貼逐漸縮減,新能源汽車的成本也成為了各車企和消費(fèi)者最為關(guān)注的點(diǎn)之一。在同等的性能要求下,要求成本更低,給高壓連接器廠商帶來了更大的壓力。
領(lǐng)越光電主要從設(shè)計(jì)方面去控制成本。比如開發(fā)了一款扁形的大電流端子。傳統(tǒng)的高壓大電流運(yùn)用的都是圓形端子,扁型端子成本約是圓形端子成本的40%。據(jù)了解,大電流端子的成本占了整個(gè)連接器成本在40%-45%之間,若把端子的成本降下來,整個(gè)連接器的成本也會(huì)降下來。
此外周振方認(rèn)為還可以從原材料選材去控制!巴ㄟ^測(cè)試發(fā)現(xiàn),不銹鋼的阻抗值大于40mΩ,鈹銅的阻抗值小于20mΩ,但兩者都低于標(biāo)準(zhǔn)要求的100mΩ!敝苷穹街赋霾讳P鋼的彈性不如鈹銅,以前設(shè)計(jì)空間不夠,但優(yōu)化過后有了足夠的空間就可以運(yùn)用不銹鋼。
黃世彬告訴《國(guó)際線纜與連接》,瑞可達(dá)主要通過改變“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?工藝路線”實(shí)現(xiàn)高壓連接器的降本。比如將大電流的圓形插針插口改成扁形的,再通過高速?zèng)_壓的方式生產(chǎn)出來,一方面提高生產(chǎn)效率,另一方面也降低了材料損耗。
四川華豐則通過提“工藝調(diào)整?生產(chǎn)效率提高”來降低成本!氨热绗F(xiàn)在開模,我們?cè)诒WC質(zhì)量的情況下在模具上增加很多位。以前一模一位的產(chǎn)品價(jià)格在20元,一模多位的產(chǎn)品價(jià)格可能會(huì)降到2元!焙⒄f,一模多位提高生產(chǎn)效率,同時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)和一致性也會(huì)提高。其次胡盛認(rèn)為還可以通過提高自動(dòng)化水平來降低成本。
(二)輕量化和集成化
集成后的高壓連接器,滿足了新能源汽車對(duì)輕量化、小型化、低成本化的要求。
“高壓連接器集成難度很高,集成過程中需要考慮產(chǎn)品的兼容性以及磁場(chǎng)干擾問題,其次要考慮其散熱以及防水的問題!敝苷穹秸f,領(lǐng)越光電開發(fā)了高壓集成連接器以及高低壓集成連接器,其中高低壓集成連接器主要應(yīng)用于商用車,把低壓集中到高壓中去,更加節(jié)省空間。
《國(guó)際線纜與連接》了解到領(lǐng)越光電集成之后的產(chǎn)品包含60多個(gè)配件,比以前單體產(chǎn)品減少了至少20個(gè)配件。
“乘用車也有集成化的要求,但難度更大,涉及到很多問題,這也是目前整個(gè)行業(yè)的一大難題!敝苷穹秸f。
四川華豐致力于實(shí)現(xiàn)高壓連接器減重發(fā)展,研發(fā)了“以鋁代銅”新方案,鋁導(dǎo)線比銅導(dǎo)線重量更輕且成本更低,但導(dǎo)電率和延展性不如銅!败噧(nèi)的線材需要彎曲,銅導(dǎo)線可以直接用手彎曲,但鋁導(dǎo)線相對(duì)銅更粗,彎曲難度較大!焙⒄f,目前四川華豐已經(jīng)研發(fā)出鋁導(dǎo)線,正在試驗(yàn)之中。
(三)小溫升和電磁屏蔽
高壓連接器的大電流和大電壓發(fā)展,會(huì)帶來更大的溫升和電磁干擾問題。
“電流越高,溫升就會(huì)越高!焙⒄f!八拇ㄈA豐根據(jù)高壓連接器的應(yīng)用場(chǎng)景所通電流量來選擇材料,主要選用一些導(dǎo)電性能更好的材質(zhì),保證溫升的合理性!
黃世彬認(rèn)為小溫升需要提高接觸技術(shù)、降低接觸電阻、實(shí)現(xiàn)更大的接觸面積和更大的散熱,同時(shí)在基礎(chǔ)研究方面不斷探索一些高導(dǎo)電合金材料。
而電磁屏蔽主要靠高壓連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。黃世彬認(rèn)為需要在插頭插座連接處以及電纜與連接器的連接處形成一個(gè)360°全方位的屏蔽層,防止電磁泄露,其次要選擇些導(dǎo)電率比較高的材料。
“目前電磁屏蔽目前最常用的是使用屏蔽層,但后續(xù)可以嘗試采用電鍍的方式!焙⒄J(rèn)為可以從電鍍方面入手,在塑料外殼上鍍一層金屬,具有減重、小型化的優(yōu)點(diǎn),但是目前電鍍金屬價(jià)格偏高。
(四)老化問題
新能源汽車是一個(gè)新興的行業(yè),高壓連接器缺乏評(píng)估使用壽命的系統(tǒng)方法,是當(dāng)下很多連接器廠家一直想解決和探索的問題。
特別是一些新進(jìn)入高壓連接器行業(yè)的廠家,對(duì)產(chǎn)品生命周期的研究和評(píng)估幾乎是空白,關(guān)注僅停留在產(chǎn)品的質(zhì)量上。
黃世彬認(rèn)為“通過一個(gè)加速老化壽命的測(cè)試模型,來評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品真正的生命周期”是目前新能源高壓連接器行業(yè)繼續(xù)攻克的一個(gè)問題,需要整個(gè)行業(yè)共同去努力。
(五)原材料問題
隨著新能源汽車的電壓的提升,高壓連接器往電壓1000V以上,電流250A發(fā)展,要求連接器材料必須具備優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度、折彎性能、導(dǎo)電率與熱應(yīng)力松弛性能等。博威合金董秘王永生談到,汽車連接器材料的使用壽命設(shè)計(jì)時(shí)間是15年,可靠性和穩(wěn)定性要比消費(fèi)電子高5倍以上,要求材料強(qiáng)度非常強(qiáng)和結(jié)構(gòu)也非常穩(wěn)定。
但據(jù)了解,在高壓連接器的選材上,關(guān)鍵性的材料大多來自于國(guó)外,尤其是塑料、橡膠。東莞市連大精密制品有限公司總經(jīng)理呂鎮(zhèn)源說:“合金類材料會(huì)選用國(guó)內(nèi)的,但塑膠料都來自國(guó)外!
受訪者告訴《國(guó)際線纜與連接》,雖然國(guó)內(nèi)材料在交期以及價(jià)格上優(yōu)于國(guó)外材料,但國(guó)外的品牌在穩(wěn)定性、耐候性以及抗老化性方面表現(xiàn)更佳。
可見,在高壓連接器領(lǐng)域,我國(guó)不僅在技術(shù)方面受限,在材料方面也同樣受限,若想改變這種現(xiàn)狀,需要從高壓連接器基礎(chǔ)技術(shù)及材料研究方面入手,要依靠整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。
總結(jié)
隨著新能源汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,新能源汽車已經(jīng)逐步從“造成”層面進(jìn)入“升級(jí)”層面,市場(chǎng)滲透率不斷提高,高壓連接器的市場(chǎng)潛力巨大。但目前乘用車高壓連接器市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)空間巨大,國(guó)內(nèi)連接器企業(yè)話語權(quán)低,只有不斷提高技術(shù)能力,才能在高壓連接器領(lǐng)域占有一席之位,進(jìn)而助力我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
本文為嗶哥嗶特資訊原創(chuàng)文章,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖那白⒚鱽碓?/p>
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