汽车电气化行业分析报告.docx

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汽车电气化行业分析报告

汽车电气化行业分析报告

目录

一、渐行渐近的汽车电气化3

二、汽车电气化的产业机会3

1、汽车电气化是强化电机在汽车驱动系统重要性的过程5

2、热敏电阻PTC受益于锂离子电池应用的推广和普及7

3、汽车电气化是薄膜电容器逐渐替代铝电解电容的过程9

4、汽车传统继电器价值增长，高压继电器市场空间巨大11

5、汽车电气化扩大高压线束应用，电气安全性凸显热缩材料价值13

三、汽车电气零配件市场是高壁垒市场17

1、拥有核心技术的专业生产商才能抓住产业发展机会17

2、严苛的评价和认证构建了汽车电气零配件产业的竞争壁垒18

一、渐行渐近的汽车电气化

在传统内燃机汽车（ICE）领域，汽车电气化更多的是体现在汽车电子的发展和繁荣。

2010年，全球汽车电子市场的市值为1,145亿美元，预计2013年的市值将高达1,750亿美元。

在下一阶段的电气化进程中，汽车的内燃机驱动系统将逐渐被电机驱动系统所替代。

我们预计，就我国而言，每100万辆新能源汽车的销售，将为汽车电气化系统带来700~1000亿人民币的市场容量。

二、汽车电气化的产业机会

汽车的电气化，表面上是汽车电子单元的增加，其实对用电单元背后电气系统的影响，是输电功率的增加，由此带来的电气系统电压的改变。

最初的汽车电路中,由于用电单元的功率很小,所以采用的是6V电压。

但是，随着用电单元数量和功率消耗的增加，自1950年左右，汽车电路逐渐替换为12V电压。

据统计，自1990年开始，汽车的用电量每年以5%~8%的比例增加，在传统内燃机汽车领域，随着汽车电子占比的增加，大幅增加了汽车线束中电流量。

由此导致国外一流的整车和零配件生产商开始探索和尝试42V的汽车电路系统。

在新能源汽车中，由于电机参与到了汽车的驱动系统中，对汽车电气系统提出了更新的考验，因为汽车电动机的功率高达几十上百千瓦，所以为此的输电电路电压将超过300V，电流超过200A。

为了降低电气系统开发成本，新能源汽车电气系统一般有两个电压回路。

12V电压电路用于沿袭传统内燃机汽车中的底盘、车身、车载电气系统，该电路系统中的输电功率一般小于10kw。

而在300V以上的高压回路中,增加了大功率二极管、高电压继电器、DC/DC单元等大功率电气元器件，并采用高压线束输电。

1、汽车电气化是强化电机在汽车驱动系统重要性的过程

如同电机在第三次工业革命中被广泛接受的原因，汽车电机较内燃机有更高的能源利用率。

需要强调的是，电机的使用还可以减少内燃机在汽车怠速时的能源消耗。

内燃机的怠速运行,带来了巨大的能源浪费和废气污染排放。

开关磁阻电机已作为第三种重要的电机技术被行业所关注，此种电机对稀土材料的依赖很低，对线圈的设计也较为简单，同时有非常好的高速性能，是当前国外、特别是日本等缺少稀土资源的国家，电机技术的研究热点。

但是由于此类电机技术尚不成熟，控制系统复杂，而且在低速运转时电机扭矩跳幅明显，所以离成熟运用还有较长时间，目前在实际的应用中比例非常小。

汽车高效电机行业的核心竞争在于电机物理结构的设计和加工，以及控制系统的设计和实现。

在实际运行中，电动汽车电机单位质量功率输出高达1.5kw/kg，所以对电机的加工要求非常高。

因此，就要求企业采用强制水冷结构、高电磁负荷、高性能磁钢、高转速和超短端部长度等技术，减少线圈不必要的热释放，并使电机小型轻量化。

而在控制方面，由于起步、高速行驶、爬坡等行驶状态以及路况差异，对电机的扭矩、转速等要求有非常大的跨度。

同时为了保证汽车的安全性灵活性，需要电机控制具备快速的相应能力和稳定持久的处理能力。

市场容量方面，传统燃油汽车中的电机主要应用于内燃机的启动、自动升降车窗、雨刷等方面，以直流有刷电机为主，每辆车的电机成本一般只有几百元到上千元。

而在新能源汽车领域，电机的成本有了大幅度的增加。

以高效电机采购成本600~1000元/kW为基础进行测算，每一辆新能源汽车中的电机新增成本高达1万~3万。

那么每100万辆新能源轿车的销售将为汽车高效电机带来100~300亿的市场容量。

国内的卧龙电气、大洋电机、南车时代等专业的汽车电机生产商已深度参与到了我国新能源汽车电气系统产业的探索中，是国内多家新能源汽车生产商提供驱动电机产品，并与部分整车厂建立技术合作关系。

在电机控制方面，南车时代和比亚迪已具备了电机控制系统关键零部件IGBT的设计和生产技术，特别是比亚迪在多款新能源汽车中已经开始使用自己生产的IGBT产品；卧龙电气与国内领先的新能源汽车驱动系统集成商上海大郡进行战略合作，并为青年汽车提供电控总成。

2、热敏电阻PTC受益于锂离子电池应用的推广和普及

PTC通常被称之为“自恢复保险丝”，其含义为高分子聚合物开关，它是近几年出现的新型正温度系数过流过温保护元件，它的特点是当温度达到某定值时，其电阻值会显著增加，呈高阻状态，相当于断开回路，而当使温度降低后，它便自动复位导通，恢复至低阻状态，并且这种断开-自动恢复过程可重复数千次。

高容量锂电池在新能源汽车中的应用，提高了汽车行业对电池安全性的关注，而热敏电阻PTC是电池结构中重要的安全性元器件,所以锂电池应用的推广和普及拉动了热敏电阻PTC在汽车电气系统中的应用。

在每一只锂离子电池中，都有一片PTC热敏电阻，电池使用量越大，PTC使用量随之增加。

另一方面，在汽车电子系统中中使用的PTC可在过压或过流的情况下，起到保护电路板、执行器等的功能。

相对于熔断丝而言，PTC阻断相应时间更快，响应时间是熔断丝的1/5~1/10，且具有可恢复性，可反复多次使用，从而为客户免去了更换熔断丝的麻烦。

瑞侃（美国泰科的子公司）是全球聚合物PTC自复式元件最大的供应商，已开发出若干专门用于保护电池应用的材料平台。

每种材料平台都可提供不同的性能特征，可使工程师得到更大的设计灵活性。

该公司PTC年销售额约2亿美元，产品毛利率高达50%。

排名第二的供应商为台湾上市公司聚鼎科技（国内的工厂是昆山聚达），该公司2012年全球市场占有率为12%，营业额为14亿新台币（约5千万美元），毛利率为45.6%。

在国内，只有长园维安、沃尔核材、上海科特、武进威瑞，等少数公司具备此类PTC产品的技术和生产能力。

特别是长园维安，在2007年100%控股固派电子后，成为国内最大的PTC电路保护元件的生产企业。

该公司PTC产品性能与瑞侃相当，但是成本只有瑞侃的50%左右。

据台湾聚鼎科技公司公布的数据，2012年PTC在电池领域的市场容量为4.05亿美元，贴片式PTC产品（SMD，主要集成于电子电路板中）的市场容量大约为1亿美元，全球PTC市场容量合计大约为6亿美元。

PTC在传统18650电池中每片成本大约为0.5元。

在加上PTC在汽车电子产品中的应用，以此测算，每100万辆新能源汽车的销售将为PTC带来5~10亿人民币的市场容量。

受益于智能手机、笔记本电脑等电子消费品对电池需求的拉动，以及汽车电气化对电池需求量的提升，预计PTC市场将保持10~20%的增长率

3、汽车电气化是薄膜电容器逐渐替代铝电解电容的过程

随着汽车电气化的加剧，汽车电路系统的电压和输出功率有了大幅度的提升，关键部件对电子元器件的耐压耐冲击能力要求更为严格。

从而为薄膜电容在汽车电气系统中的应用提供了空间。

例如，丰田普锐斯第二代产品就将原有的铝电解电容器替换成为薄膜电容器。

一方面是因为薄膜电容的耐压耐冲击特性使它非常适合在新能源汽车的电气环境下使用。

另一方面，在过去多年的发展中，薄膜电容器的体系和重量减少了3~4倍，同时改进了金属化的分割技术，从而极大的帮助了薄膜电容的发展。

目前，薄膜电容能够比电解电容更加经济性的覆盖600VDC~1200VDC之间的电压范围。

在新能源汽车中，薄膜电容器常见于电机驱动电路、DC/DC转换电路、DC/AC转换电路、电池管理系统等。

例如，电机驱动电路中，由于IGBT关闭时的反向脉冲电压，一般会并联三只800VDC的薄膜电容器作为直流滤波电容。

在电池管理系统的电源滤波电路中，一般会有两个用于高频滤波的薄膜电容，等等。

在全球薄膜电容市场中，松下电工和Kemet依然是最大的生产商。

但是，在过去的几年里以法拉电子为代表的国内薄膜生产商凭借优质的客户服务和具有竞争力的价格在逐渐蚕食他们的市场。

同时，铝电解电容器龙头企业江海股份也发现了薄膜电容未来广阔的市场空间，投资近2亿元进行布局。

市场容量方面，2011年铝电解电容器全球的市场规模为35.21亿美元，以5%应用于汽车领域测算，汽车中的铝电解电容器的市场规模为11亿人民币，此部分市场中，未来将部分被薄膜电容所取代。

同时，在DC/DC、电机控制系统、电池管理系统等高压电气单元中，薄膜电容的使用量也会随着新能源汽车的推广和普及而上升。

据调查，新能源汽车中的薄膜电容售价最高可达1000元/只，以每辆汽车薄膜电容价值为2000元估算，每100万辆新能源汽车将会为薄膜电容带来20亿人民币的市场空间。

4、汽车传统继电器价值增长，高压继电器市场空间巨大

汽车继电器在传统内燃机汽车中，汽车传统继电器广泛用于控制汽车启动、预热、空调、灯光、雨刮、电喷、油泵、防盗、音响、导航、电动风扇、冷却风扇、电动门窗、安全气囊、ABS、悬架控制以及汽车电子仪表和故障诊断等系统中，它是仅次于传感器在汽车上应用最多的汽车电子元器件之一。

据统计，汽车档次的不同，继电器在汽车中的使用量从20只至70只不等。

每只汽车继电器的成本为4~5元，那么在传统汽车中继电器的产品价值为每辆100~300元人民币，在高端汽车中，由于继电器控制的电路功率、功能复杂程度增加等，汽车继电器的产品价值高达1500元。

继电器的结构中，如何防止触点熔焊、快速熄灭电弧，是影响产品性能的关键因素点。

而在高压大电流环境下，对于这两点的控制将更加复杂。

所以，高压继电器较传统汽车继电器有更高的价值。

在纯电动汽车中央配电盒中，一般情况下需要使用4只较大尺寸的和2只较小尺寸的高压继电器串并联来控制从动力电池到驱动电机的电路系统。

这样一套高压继电器的价格进口产品为5000元，而国产价格为2000~3000元。

2012年全球汽车销量大约为6000万辆，以每辆汽车继电器价值为30~40元美元测算，全球汽车继电器市场容量大约为20~25亿美元。

与此同时，由于高压继电器的应用，预计未来每销售100万辆新能源汽车，将新增4~5亿美元的汽车继电器市场容量。

全球范围内汽车继电器市场主要由欧姆龙、泰科、松下、海拉等产业跨国公司占领。

被国内各家汽车生产商广泛信赖的国产继电器品牌包括厦门宏发、上海松川、上海沪工、贵州天义等，陕西群力在军品领域有广泛的认可度。

厦门宏发是国内规模最大的继电器生产商，2012年继电器年产值达30亿人民币。

特别在大功率继电器领域，宏发的具有显著的技术领先优势，其产品已进入江淮新能源汽车供应链体系，替代了松下的高压产品，并逐渐在开发Tesla、大众等世界性汽车生产商。

5、汽车电气化扩大高压线束应用，电气安全性凸显热缩材料价值

汽车中的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。

传统内燃机汽车中有长达2km的导线，2000多个线头，一些高端车型的导线长达4km，触点超过4000个。

在传统汽车中，高压线束主要应用于内燃机的点火系统中，使用量一般都很少。

但是在新能源汽车中，超过300V的高压回路需要连接更多的电气元器件，所以高压线束在新能源汽车电气系统中的重要性将越来越高。

在汽车线束性能要求方面，汽车线束负责将汽车中的各个电气部件连接起来，所以在产品性能上，关注的重点是线束的电压降和电磁兼容性。

需要强调的是，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。

而在高压线束方面，需要非常关注其电磁兼容性。

据重庆长安汽车工程研究院，