汽车线束行业分析:三大趋势引领汽车线束行业再成长
1 汽车线束类型与组成
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。汽车线束主要由三部分组成,分 别为线缆、包裹材料以及连接器(端子)。具体工艺为:线束厂商讲上游线缆厂商提供的线 缆与由铜材等冲制而成的接触件端子压接后,通过塑压绝缘体或者外加金属壳体等,以线 束捆扎形成连接电路的组件。
1.1 汽车线束分类
按照电压划分: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: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,主要包括: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。
1.2 汽车线束特性要求
汽车线束除了本身的性能要求外,由于其工作运行环境复杂,如发动机线束需要抵御 发动机舱高温震动环境;车门线束需要有足够的弯折次数保证车门部件的正常工作。不同 的环境要求线束拥有不同的特性,主要可以归纳为以下四类特性: 耐热性:根据线束导线的工作环境温度,选用不同耐温等级的电线。乘客舱的电线可 选用耐温等级为 90℃的导线;发动机舱线束可选择耐温等级为 180℃的导线;横穿上述两 个区域的导线应选用耐温等级同时满足两个区域温度要求的导线,可以通过温度场获得该 区域的耐温要求,再从各导线耐温等级确定选用的导线类型。 耐磨性:导线本身就应该具备防止配线部位由于磨损而引起的绝缘体损坏、漏电。 在 设计时,导线应尽量避免与容易发生震动的零件接触,以防止线束发生磨损、断裂。如不 可避免,可采用包裹胶带或者外加波纹管。 阻燃性:阻燃性是指零件在着火后将燃烧时间、范围控制在一定范围内的规定。 弯折性:要求具有弯曲性的零件的反复弯曲性。零件的弯曲程度、允许弯曲次数、环 境温度要根据使用情况来设定。如车门用的胶套要求达到 180°/10 万次/-30~80℃。
1.3 汽车线束的三大组成部分
1.3.1 线缆
汽车线缆为汽车线束最重要组成部分,其可分为常规线缆和特殊线缆。常规线缆主要 包括 PVC 抵押线缆及交联高温线缆,主要区别为绝缘材料,交联高温线缆使用交联聚乙烯 为绝缘材料,拥有更好的耐高温、耐磨损性能。 特殊线缆包括铝线缆、对绞线缆、屏蔽线缆、硅橡胶线缆、多芯护套线缆、同轴线 缆、数据传输线缆、充电线缆等,特殊线缆中的硅橡胶线缆、充电线缆等为主要应用于新 能源汽车的电缆。线缆是汽车线束中占比最高的部分,汽车线束的重量组成 75%-80%是汽 车线缆。
1.3.2 包裹材料
线束布置与车身各个部位,作业环境迥异,所以包裹材料对车辆线束得保护变得尤其 重要。常见得包裹材料包括波纹管、布基胶带、绒布胶带、PVC 套管、海绵条等等。部分 包裹材料由线束厂商完成安装保护,还有部分则是在汽车制造商工厂汽车总装时进行包裹 保护。
1.3.3 连接器
连接器也常被称作为接插件。连接器可以类比为日常生活中的插头与插座,连接器分 公连接器与母连接器。连接器由壳体、固定架、密封件与端子组成。
壳体:主要为塑料材质,汽车连接器的外罩,它为内装的绝缘安装板和插针提供机械 保护,并提供插头和插座插合时的对准,进而将连接器固定到设备上。 固定架:主要为塑料材质,作用是使端子按所需要的位置和间距排列,并保证端子之 间和端子与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘 材料加工成绝缘体的基本要求。 密封件:主要为橡胶材质,可分为密封圈,密封垫等,用来保证接插件内部防水防尘 等要求。现在很多汽车制造商会选择 IP67 要求来确保连接器的密闭性能。
端子:端子安装在线缆末端,线缆在剥开裸露后,通过压接的形式与端子进行固定。 压接可以保证端子与线缆的稳定接触以及拥有足够抗拉强度。安装完端子后的线缆会按照 功能设计,数根为一股一起汇总到相应的连接器上。连接器上一般会有一定数量的孔位, 端子插入相应孔位通过固定架进行固定。公连接器内的端子为刚性零件,其形状为圆柱形 (圆插针)、方柱形(方插针)或扁平形(插片)。端子材料一般由黄铜、磷青铜制成。母 连接器内端子为插孔,依靠弹性机构与插针接触时发生的弹性形变与公连接器端子插针行 车紧密接触。插孔的种类结构有很多有圆筒型(劈槽、缩口)、音叉型、悬臂梁型(纵向开 槽)、折迭型(纵向开槽,9 字形)、盒形(方插孔)以及双曲面线簧插孔等。
2 汽车线束成本构成
2.1 材料成本占成本比重最高,人工成本其次
从上游行业来看,汽车线束行业生产原材料主要为导线、端子、护套、密封件等物 品,涉及铜材、橡胶、塑料等材质,价格主要由铜材、石油、天然橡胶及其他化工材料等 商品的市场价格决定。根据沪光股份 2021 年年报,直接材料成本占成本比重最高,达到了 76.64%。 汽车线束行业属于典型的劳动密集型产业,在线束制造过程中需要大量人工进行插 植、布线、包胶、轧带等流水线操作。所以线束行业人工成本占比较高,根据沪光股份 2021 年年报,线束的直接人工费用占比为 13.43%。
2.2 线缆成本占比最高,其核心为铜材料
在所有原材料中,线缆(导线)、护套、端子占比分别位列前三。根据沪光股份招股说 明书数据显示,在 2019 年,线缆、护套、端子分别占公司总采购额的 29.70%、18.73%、 18.17%。2017 年度、2018 年度及 2019 年度,沪光股份采购导线、端子、护套合计占总采 购比重为 65.66%、64.78% 及 66.60%,前三大原材料采购比例较为稳定。 线缆的核心材料为铜,故铜材料成本为构成线缆成本的绝对主力,主要为铜杆和铜 丝。同材料占到线缆厂商主营业务成本的 80%以上。根据线缆制造商卡倍亿招股说明书数据,2019 年该公司原材料成本占主营业务成本的 93.69%,其中铜材料成本占比为 86.23%。
3 汽车线束市场格局
3.1 线束行业上下游
汽车线束属于汽车零部件,在整个汽车产业链中处于中游,其上游为铜材、橡胶、化 工产品等,下游为整车制造商及部分零部件配套供应商。线束生产原材料主要为导线、端 子、护套等物品,涉及材料主要为铜材、橡胶、塑料等。 下游主要以国内外汽车整车制造商为主,部分零部件配套供应商为辅。整车厂商在价 格博弈中拥有较强的谈判能力;零部件配套供应商主要为与整车制造商上期合作的一级供 应商。
3.2 线束行业集中度高,国产替代成为趋势
汽车线束传递车辆信号、动力,是汽车整车运行的关键零部件。整车制造商尤其是国 际知名品牌通常实行高标准、严要求的供应商质量管理,所以供应商体系相对来说较为封 闭。
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。
3.3 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。
根据中汽协预测,2025 年,中国汽车销量预计为 3000 万辆。如果按照 2025 年新能源 车 50%渗透率测算,即传统燃油车、新能源车各 1500 万台。假设 2025 年传统燃油车随着 智能化配置提升,低压线束平均单车价值量为 3000 元水平;新能源渗透率提升,新能源高 低压线束平均单车价值量维持 5000 元左右,则 2025 年中国汽车线束市场规模将达到 1200 亿元,其中传统车用低压线束 450 亿元,新能源车用高低压线束 750 亿元。 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。
3.4 线束行业主要玩家
矢崎总业株式会社(YAZAKI Corporation)日本矢崎总业株式会社成立于 1941 年,是 一家生产汽车线束的跨国公司,在全球 35 个国家设有 150 多家分支机构,产品涵盖电气 分配系统、电子元件、仪表、连接件领域,主要客户包括丰田、本田、日产、通用等。
住友电气工业株式会社(Sumitomo)住友电气工业株式会社总部位于日本大阪市,是全 球电线电缆、线束系统、光电子器件产品供应商,在超过 40 个国家开展事业,线束业务客 户包括大众、本田、丰田、日产等。旗下的住友电气波德耐兹欧洲股份公司与上海金亭汽 车线束有限公司成立合资公司苏州波特尼电气系统有限公司,为大众合资品牌供货。 安波福有限公司(Aptiv PLC)安波福有限公司原名德尔福汽车公司(Delphi Automotive PLC),是全球性的汽车零部件制造商,为全球汽车市场提供电子/电器架构、动力总成系 统、保险装置和热工艺解决方案,主要客户包括通用汽车、福特、德国大众等。 莱尼集团(Leoni Corporation)德国莱尼集团总部位于德国纽伦堡,是世界范围内知名 的电气线缆、线束系统供应商之一。德国莱尼集团在汽车线束领域有着丰富的经验,为克 莱斯勒、奥迪、保时捷、德国宝马等国际知名汽车整车厂商提供服务。
李尔(Lear)李尔公司于 1917 年在美国底特律创立,是全球汽车座椅和电子电气技术 供应商。公司拥有全面的座椅纵向整合能力,产品涵盖金属骨架、发泡、织物及皮革面料 等各个座椅组件,为汽车产业提供高品质的座椅。李尔也是全球为数不多的整车电子及电 气系统架构供应商,能够为传统电气架构和高功率及混合动力系统提供完整的配电系统。 其产品及服务覆盖了全球所有的主要汽车制造商,应用于 400 多个品牌的汽车。 古河(Furukawa Electric)日本古河电气工业成立于 1896 年,总部位于日本东京。公司 以“金属”、“塑料”、“光”、“高频电子”这 4 项技术为核心,在信息通信、能源、汽车、 电子零部件、建设和建筑、新事业及开发产品等六个事业领域,开发出丰富多彩的产品。 藤仓(Fujikura)日本藤仓自 1885 年创业以来,利用电线、电缆的研究、开发、创造所 培养出来的连接技术,在能源、信息通信、电子、汽车电装 4 个事业邻域为客户提供高可 靠性的产品和服务。
裕罗(Yura Corporation)裕罗公司作为制造汽车配线系统的汽车线束公司,是一家设 计开发 ICU 等各种电器控制产品的专门电器产品企业。自 2002 年挺进中国市场之后,裕 罗公司打开了全球经营的篇章。发展的脚步踏遍了欧洲,北美,亚洲等世界各国。现在在 国内外 14 个国家拥有 20 个法人企业 46 座工厂。 科仑伯格舒伯特公司(Kromberg & Schuber Group)科仑伯格舒伯特公司是德国专业生 产线束和汽车连接器的制造商之一,经营时间超过 110 年,在全球拥有 40 多处分支机构及 超过 48,000 名员工。科仑伯格舒伯特公司在东亚的子公司 Kromberg Schubert Eastern Asia AG 在中国与深圳市得润电子股份有限公司、科博达技术股份有限公司分别成立合资公 司,为国内汽车市场提供线束产品及服务。
德科斯米尔集团(Draxlmaier Group)德科斯米尔集团总部位于德国菲尔斯比堡镇,在 全球 20 多个国家设有 60 多处分支机构,从事现代汽车线束系统、品牌专属内饰产品以及 电子元件的研发和生产,并始终专注于高档汽车领域,主要客户有奥迪、宝马、奔驰、保 时捷、大众等。 上海金亭汽车线束有限公司 上海金亭汽车线束有限公司成立于 1997 年,是一家具有研 发、生产、试验、检测及销售等综合能力的汽车线束生产企业,主要客户包括上汽通用、 上汽大众、沃尔沃等汽车厂商以及康明斯、延峰江森、伟世通等汽车零部件厂商,2015 年 7 月被江苏永鼎股份有限公司收购,成为其全资子公司。2017 年上海金亭实现营业收入为 10.27 亿元。
河南天海电器有限公司 河南天海电器有限公司始建于 1969 年成立的鹤壁市汽车电器 厂。河南天海电器有限公司主要从事汽车连接器、汽车线束、汽车电子产品的研发、生产 及销售,主要客户包括比亚迪、北汽福田、东风汽车等。
4 新趋势驱动线束行业新发展
4.1 电动化趋势,驱动高压线束需求提升
4.1.1 新能源汽车扩张,高压线束为新能源汽车关键部件
从 2009 年国内推出“十城千辆”计划,展开新能源汽车试点工作至今,中国新能源产 业经过十余年发展,从无到有,从弱到强。新能源汽车帮助中国汽车工业对世界汽车工业 强国实现弯道超车。根据中汽协数据,2022 年全年,新能源汽车产销分别达到 705.8 万辆 和 688.7 万辆,同比增长 96.9%和 93.4%,市场占有率达到 25.6%。产销量连续八年保持世 界第一。
汽车电动化成为汽车未来发展主流的同时,也将助力能源高压线束的发展。无论纯电 动新能源汽车还是混合动力新能源汽车,新能源汽车都需要各类高压线束。有别于传统燃 油车使用的 12V 电压,新能源汽车动力电池的工作电压可达到 400V 甚至更高的 600V、 800V,所以需要有高压线束将动力电池的电力传向用电设备。从具体应用来看,高压线束 一般分为动力电池高压线束、电机控制器高压线束、快充插座线束、慢充插座线束、空调 系统线束及充电高压线束五大类。随着新能源汽车的不断渗透,市场对于高压线束的需求 不断提升。
4.1.2 高压线束相比低压线束,要求高且结构复杂
高压线束由于其运行特殊性,对线缆要求较高,具有高电压、高密封、高耐热、抗干 扰、高耐久等要求。
4.1.3 800V 高压平台处于发展前夜
消费者对于电动汽车“里程焦虑”的本质是对电动汽车充电慢、充电不方便等诸多使 用不便的情感外化体现。提高快充充电功率的方式有两种:加大充电电流和提高充电电 压。 大电流方案已到瓶颈,对于直流快充桩而言,在不适用冷却装置的前提下,一般的极 限电流为 250A,在 400V 电压平台下,对应的极限功率为 100kW。若要进一步提升电流则 需要设计冷却装置以控制充电中大电流造成的发热问题。目前特斯拉 V3 超级充电桩,要 实现 250kW 的功率,充电电流高达 600A,但也仅仅在 5%-27%的小范围实现了全功率充 电,因此,大电流方案目前已经达到了技术瓶颈。
2022 年为 800V 高压技术元年。目前比亚迪 E3.0 平台、保时捷 Tycan 以及小鹏 G9 等 车型已经搭载 800V 平台。此外广汽埃安、长城汽车、阿维塔、理想、零跑等车企都在布 局 800V 高压充电技术。 800V 平台将需要汽车连接器技术升级。随着 400V 向 800V 的逐渐切换,高压连接器 面临重新选型。电压提升对连接器的机械性能、电气性能以及环境性能方面提出了更高的 可靠性要求。国内整车 800V 平台发展迅速,将为国产供应商替代带来机遇。