2010年以來,中國汽車線束市場規(guī)模整體呈現(xiàn)上升趨勢,2021年中國汽車線束市場規(guī)模達到628億元。據(jù)權(quán)威機構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,2025年新能源整車市場規(guī)模將突破1000萬。
汽車線束是汽車能源、各種信號運輸?shù)妮d體,將中央控制部件和汽車控制單元、電子電器執(zhí)行單元、電器件連接在一起,構(gòu)成汽車的電控系統(tǒng),是汽車的血管和神經(jīng)系統(tǒng)。若根據(jù)在汽車中的布局,線束可以分為:車身總成線束、發(fā)動機線束、儀表板線束、底盤線束、頂棚線束、門線束等。
高壓線束作為電動汽車上動力輸出的主要載體,是整車性能和安全的關(guān)鍵零部件之一。新能源汽車系統(tǒng)包含了低壓線束和高壓線束,其中高壓線束系統(tǒng)是電動化下的全新系統(tǒng),取代了傳統(tǒng)車的發(fā)動機線束,主要包括高壓連接器、高壓線纜、充電插座等。
相關(guān)報告:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國汽車線束行業(yè)市場深度分析及投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》
汽車線束產(chǎn)業(yè)的特點是勞動力密集、上游材料成本占比較高。由于線束包裝難度大,運輸成本高,所以往往線束廠會與汽車制造商產(chǎn)業(yè)集群;汽車線束具有定制化的特點,在車型開發(fā)初期汽車線束廠就會與整車廠協(xié)同開發(fā)。
從原材料成本占比來看,線束主要原材料為導(dǎo)線、護套和端子,導(dǎo)線中銅材占比最高。根據(jù)滬光股份招股書數(shù)據(jù),線束原材料中導(dǎo)線、護套、端子占比分別為32.54%、20.53%和19.90%。
寧波金田電材有限公司成立于1998年,是寧波金田銅業(yè)(集團)股份有限公司的全資子公司,擁有生產(chǎn)車間3萬余平方米,固定資產(chǎn)3.5億元,現(xiàn)有員工730余人。經(jīng)20多年的發(fā)展與沉淀,公司已成為國內(nèi)先進的電工材料加工制造基地,專業(yè)生產(chǎn)各類電工圓銅線產(chǎn)品。
因銅材料具有的優(yōu)良的導(dǎo)電性能,車用高壓線束一般采購銅材料作為導(dǎo)體。(20 ℃環(huán)境下,銅的電阻為0.0185 Ωmm2/m,鋁的電阻為0.0294 Ωmm2/m)。在大電流情況下,銅線的工作溫升更低,一方面可以減少輸電時發(fā)熱損失,另一方面銅材料優(yōu)良的導(dǎo)熱性能也確保了高壓線束的工作溫度穩(wěn)定在安全范圍之內(nèi)。同時,由于導(dǎo)電性優(yōu)良,在相同載荷下,銅導(dǎo)線的截面積可以更小,這可以有效幫助高壓線束的靈活布置,包括更小的拐彎半徑(高壓線束的拐彎半徑一般需要超過線束直徑的5~6倍以上);此外,更細的線束可以降低彎曲應(yīng)力,安裝線束時,接插件插拔力較小,幫助降低安裝維護的難度,提高裝配的穩(wěn)定性和可靠性;而且,更小的截面積可以幫助高壓線束靈活布置于貼合金屬車身的凹槽、夾角,或者緊貼金屬車身布置以有效降低電磁干擾。
除了良好的導(dǎo)電性能,銅材料作為高壓線束導(dǎo)體材料的另一個優(yōu)勢是較好的拉伸強度與彎曲性能。金屬銅具有較好的力學(xué)性能,抗拉強度為200-240 MN/M2,伸長率可達50%,其良好的塑性使其易于加工,具有很高的塑性變形能力,可采用壓延、擠壓和拉伸等壓力加工方法制成各種形狀和尺寸的制品,而用銅材料作為導(dǎo)體的高壓線束在使用過程中可以承受車輛行駛過程中發(fā)生的振動與摩擦,具有較高的可靠性和更長的使用壽命。
銅材料還具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,抗腐蝕性好,且易于焊接。車輛的運行環(huán)境復(fù)雜惡劣,高壓線束和端子接頭不可避免會工作在潮濕、鹽霧等易腐蝕環(huán)境中。而根據(jù)傳統(tǒng)汽車線束的使用經(jīng)驗,在潮濕、高溫和振動的環(huán)境下,如與其他部件發(fā)生摩擦和碰撞,容易出現(xiàn)絕緣體磨損、接頭松動、導(dǎo)線腐蝕等現(xiàn)象,進而導(dǎo)致斷路或短路等故障的發(fā)生。由于高壓線束承載更高的電壓、更大的電流,并在端子和連接器上具有更大的應(yīng)力,所以安全要求更高,需要導(dǎo)體材料具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性。高品質(zhì)的銅材料既能確保端子和連接器長期保持良好的接觸,避免電化學(xué)腐蝕的發(fā)生,也能減緩絕緣層老化或受損后,線束導(dǎo)體受腐蝕的影響。而該領(lǐng)域也是其他材料作為高壓線束導(dǎo)體需要進行全面研究驗證的主要難點之一。
安全性是高壓線束最重要的指標(biāo),高壓線束的安全性設(shè)計主要體現(xiàn)在絕緣、耐壓保護、過載、連接器IP等級、等電位均衡性、高壓線束走線布置等方面。從安全性角度考慮,采用更好導(dǎo)電率和導(dǎo)熱性的材料有利于優(yōu)化高壓線束的能效、降低工作溫升;采用具有更佳抗拉強度與可塑性的材料有助于提升高壓線束在生產(chǎn)裝配和車輛運行中面對振動和摩擦情況下的可靠性,且有利于優(yōu)化線束的空間布置;采用化學(xué)性能更穩(wěn)定的材料可以防止腐蝕的發(fā)生,確保高壓線束端子與連接器的良好接觸,降低由于接觸不良帶來的安全風(fēng)險。
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