新能源汽車高壓直流繼電器技術、市場解讀(歐姆龍泰科松下……)

繼電器是整機電路控制系統中必要的、核心的電控基礎元件,廣泛應用於家電、工控、汽車、通訊、電力、能源、安防、航空航天等領域,主要作用是實現“自動、遠程”控制。


一、技術原理


在傳統汽車領域,繼電器主要應用於電路開合控制,包括:雨刷、車窗、車燈等所有的電器,傳統汽車繼電器應用均為低電壓產品,電壓區間為12-48V。

圖表 1 繼電器的基本結構

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新能源汽車主電路電壓一般都大於200V,遠高於傳統汽車的12-48V,新能源汽車除需要傳統汽車所需的低電壓繼電器以外,還需配備特殊的高壓直流繼電器。高壓直流繼電器主要配置在電動汽車的電池系統和電機控制器之間。

圖表 2 高壓直流繼電器在新能源汽車中的應用

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從應用類型來看,目前新能源汽車高壓直流繼電器應用最多的是真空型充氣型繼電器

真空是理想的絕緣。由於高壓電弧產生於絕緣介質的電離,而真空本身是沒有介質,所以是觸點間有很好的隔離。完全的真空狀態只是理想狀態,實際會殘留一些雜氧,雜氧在有電弧情況下和銅電極生成氧化銅,接觸電阻增大,繼電器有失效風險。

目前主要是應用充氣型繼電器,充氣型繼電器主要滅弧解決方案為氫氣和氮氣。充純氫氣,加偏轉磁鐵輔助滅弧,相比抽真空及充氮氣滅弧效果要好,氫氣的絕緣性能好,難以電離。

圖表 3 高壓直流繼電器滅弧氣體類型比較

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二、基本功能及發展趨勢


作為新能源汽車中關鍵的安全器件,高壓直流繼電器需具備耐高壓、耐負載、抗衝擊、滅弧能力強和分斷能力強的基本功能。具體內容如下表:

圖表 4 新能源汽車高壓直流繼電器基本功能

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除了需具備耐高壓、耐負載、抗衝擊、滅弧能力強和分斷能力強的基本功能之外,新能源汽車將對產品本身的技術提升及成本的下降也提出了更加的要求。綜合來看,高壓直流繼電器將朝著輕量化節能智能化低成本方向發展。

圖表 5 新能源汽車高壓直流繼電器技術發展趨勢

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三、市場現狀及趨勢


高壓直流繼電器是新能源汽車的核心零部件,正在形成一個新的汽車繼電器市場。新能源汽車催生高壓直流繼電器需求,單品價值高,市場增速快且持續,國內產品價低質優,國產替代趨勢正在形成。

根據車型及動力系統的不同,繼電器有汽車上使用的數量及規模也存在較大差。平均而言,每臺新能源汽車需配備5-8只高壓直流繼電器——2個主繼電器、1個預充電器、2個急速充電器、2個普通充電繼電器和1個高壓系統輔助機器繼電器。

新能源汽車高壓直流繼電器行業發展主要受新能源汽車銷量影響,中汽協數據顯示,2018年1-7月新能源汽車產銷量分別為50.4萬輛和49.6萬輛,比上年同期分別增長85%和97.1%;新能源汽車全年銷量呈前低後高趨勢,下半年為銷售旺季,一覽眾諮詢預計2018年新能源汽車產量將超過100萬輛。2018年新能源汽車高壓直流繼電器市場規模將超過20億元。

高壓直流繼電器相比傳統繼電器有著更高的附加值。

每輛車一般使用20只繼電器產品,每個繼電器的價格為3-10元不等,以此計算,傳統汽車單車繼電器價值為60-200元。在新能源汽車中的高壓直流繼電器,單車價格大約在2000-3400元,是傳統汽車的10倍以上。

新能源汽車產銷量快速增長,將托起新能源汽車高壓直流繼電器的廣闊市場。覽眾諮詢《2018-2022年中國新能源汽車高壓繼電器市場前景及投資報告》中預計,到2020年新能源汽車用高壓繼電器市場規模將超過40億元。

“質”與“量”的高速發展。在高壓直流繼電器應用領域中,除了新能源汽車外,在充電設備、高壓插件等領域均有較大的需求空間,市場的潛力隨著行業的發展將逐漸釋放。經過2017年的快速發展,2018-2020年是新能源汽車產品快速增多、市場高速發展階段,對零部件的性能質量要求也將提升。因此未來幾年,新能源汽車用高壓直流繼電器市場將在“質”與“量”均呈現高速發展態勢。


四、企業競爭格局及趨勢


相比傳統繼電器,新能源汽車用高壓直流繼電器技術含量高,生產工藝複雜,從全球市場格局來看,高壓直流繼電器品牌集中度高。該領域產品生產研發主要集中於國外企業,主要外資企業有泰科、松下、歐姆龍、博世等。國內品牌如宏發等企業均已進入新能源汽車高壓直流繼電器市場。

近幾年展現出國產品牌崛起的趨勢。外資品牌中歐姆龍、泰科、松下三家企業具備高壓直流繼電器的製造能力,但是規模化建設投入減弱,產品成本與技術迭代趨弱。我國龍頭企業藉助質量和低價的優勢持續擴張市場,2013年江淮汽車高壓直流繼電器供應商由松下替代為宏發股份,2017年寧德時代與宏發籤署合作協議,取代松下產品。此外,我國的高壓直流繼電器也進入到了特斯拉產業鏈中,未來將會進一步擴大國內外市場份額。

圖表 6 中國新能源汽車繼電器市場份額

新能源汽車高壓直流繼電器技術、市場解讀(歐姆龍泰科松下……)

一覽眾諮詢《2018-2022年中國新能源汽車高壓繼電器市場前景及投資報告》指出,雖然目前歐姆龍、泰科、松下這些外資品牌佔據了傳統汽車繼電器市場70%市場份額,但是這些外資品牌在新能源汽車繼電器市場中的優勢正逐漸被國內企業所替代。

由於新能源汽車主機廠及車型參數的差異性,導致高壓直流繼電器呈現小批量、多品類的需求特性,系列配套模式推升了產品成本,單一產品的規模化優勢被削弱,系列化產品的研發迭代成為產品核心競爭因素。

國外企業以製造標準件為主,新產品線投入成本高,使得國內繼電器製造商佔據了成本優勢。

國產高壓直流繼電器龍頭已進入全球主流新能源車企供應體系,依靠技術與成本的雙重優勢來替代進口,持續擴大產能給下游需求進行配套,未來有望持續提升市場份額。


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