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文档简介
1、电子电路连接桥梁,连接器下游应用广泛连接器是电路桥梁,定制化特征突出n 连接器是电子电路设备的沟通桥梁。连接器系电子系统设备之间电流或光信号等传输与交换的电子部件,结构上通常包括接触界面、接触涂层、接触弹性元件及连接器塑胶本体四个部分。连接器作为节点,通过独立或与线缆一起,为器件、组件、设备、子系统之间传输电流或光信号,并保持各系统之间不发生信号失真和能量损失的变化,是构成整个完整系统连接所必需的基础元件,通常可以从电气、机械和环境三大基本性能角度衡量连接器质量。图表 1:连接器结构示意图图表 2:连接器行业产业链线束世界,公开信息整理,图表 3:连接器三大基本性能连接器性能性能要素要素内容机
2、械性能插拔力将连接器插入和拔出设备所需要的力度,插入力小而拔出力大的可保证连接效果的稳定性机械寿命耐久性指标,以一次插入和一次拔出为一个循环,检验特定次循环后连接器是否仍可正常工作电气性能接触电阻衡量连接器与导体或其他电子元器件之间接触的电阻,若接触电阻过大,连接器端容易产生极大热量,导致连接器老化,甚至引起火灾绝缘电阻测量连接器绝缘性能是否符合电路设计要求,绝缘电阻太小可能破坏电路正常工作抗电强度测试连接器在高压冲击作用下绝缘体的抗击穿能力,若绝缘体被击穿则该连接器质量不合格电磁干扰泄漏衰减、特性阻抗、串扰滞等电磁干扰泄漏衰减评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,一般在 100MHz10GHz 频率
3、范围内测试环境性能耐温目前连接器工作温度范围为-65-200,连接器工作时,电流在接触点处产生热量导致温升,一般工作温度应等于环境温度与接点温升之和耐湿恒定湿热试验条件为相对湿度 90-95,温度+40±20,试验时间按产品规定,最少 96h耐盐雾将连接器悬挂在温度受控的试验箱内,形成盐雾大气,其暴露时间至少为 48h振动和冲击检验电连接器机械结构的坚固性和电接触可靠性的重要指标。冲击试验中应规定峰值加速度、以及电气连续性中断的时间来源:线束专家,n 定制化特征明显,不同应用场景技术要求存在差异。连接器行业上游原材料包括有色金属、塑胶原料等,下游包括汽车、通信、计算机等消费电子、工业
4、、交通等领域,根据场景不同,连接器功能特征、技术水平的侧重点存在差异。新能源汽车连接器为例,其电气性能侧重点为高电压、大电流、抗干扰,机械性能为机械寿命长、抗振动冲击,技术难点在于接触电阻设计和材料选择技术。连接器按传输介质不同可分为电连接器、微波连接器、光连接器和流体连接器,各类连接器在设计和制造要求上存在差异。随着电子产品多元化及下游应用场景拓展,连接器种类增多,厂商通常需要和客户同步研发,满足客户需求,行业呈现高定制化特征。图表 4:连接器分类类别性能要求主要功能主要应用电连接器接触良好、工作可靠。大功率电能传输要求接触电阻低、载流高、温升低、电磁兼容性能高;传输高速数据信号时要求电路阻
5、抗连续性好、串扰小、时延低、信号完整性高。用于器件、组件、设备、系统之间的电信号连接,借助电信号和机械力量的作用使电路接通、断开,传输信号或电磁能量,包括大功率电能、数据信号在内的电信号等。广泛应用于通信、航空航天、计算机、汽车、工业等领域微波射频连接器接触可靠,对于阻抗设计与补偿要求严格,需要符合插损、回损、相位和三阶互调等性能要求用于微波传输电路的连接,隶属于高频电连接器,因电气性能要求特殊,行业内企业会将微波射频连接器与电连接器进行区分。主要应用于通信、军事等领域光连接器对于组件的对准精度要求严格,对接触部件的加工精度要求较高,洁净度高,定位准确。用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可
6、以重复使用的无源器件,广泛应用于光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表,光纤对于组件的对准精度要求。广泛应用于传输干线、区域光通讯网、长途电信、光检测等各类光传输网络系统中。流体连接器保证密封性能可靠,内部流道结构设计合理保证连接器流通能力,零件材料需保证连接器耐腐蚀性、耐酸性盐雾、耐湿热等耐环境性能,检测性能指标和试验项目需使用专用设备和平台进行检测液冷散热系统重要元件,保障液体冷却系统环路中各部件间的快速连接和断开。广泛应用于航空、航天等军工防务领域及数据中心、医疗设备等高端制造领域。来源:瑞可达招股书,中航光电官方公众号,图表 5:连接器各应用领域及相应性能要求应用领域性能要求技术
7、难点主要连接器类别汽车电气:高电压、大电流、抗干扰机械:机械寿命长、抗振动冲击强接触电阻设计和材料选择技术,需要满足接触电阻低、工作时温升小的要求具备较强的仿真和失效模式分析能力以电连接器为主,随着汽车智能化、网联化发展,车载射频连接器开始应用。汽车连接器质量要求较为苛刻,相应供应商必须获得 IATF16949 质量体系认证。通信电气:低信号损耗、低驻波比、微波泄漏少阻抗补偿设计、仿真能力、产品预研能力电连接器、射频连接器、光连接器在通信数据中心或服务器侧,高速连接器需求占比较高;在无线基站侧,射频连接器需求占比较高计算机等标准化、小型化,注重规定标准下的成本降信号屏蔽、连接可靠电连接器消费电
8、子低,抗干扰需求上升工业及交通等较好的可靠性和安全性,更长的使用寿命电连接器军事、航空航天等特殊领域存在较强的国家地域限制;航空航天连接器必须经过严格的除气及余磁消除检测;能够承受严峻环境条件考验;轻量化电连接器、射频连接器来源:瑞可达招股书,汽车电子价值量增长,车载连接器高景气n 全球连接器规模稳步增长,中国是全球最大连接器市场。近年来全球连接器市场整体呈稳步增长趋势,Bishop&Associates 数据显示,全球连接器市场规模从 2014 年的 554.02 亿美元增长至 2020 年的 627.27 亿美元,CAGR 为 2.09%,预计在终端市场增长和技术更迭推动下 202
9、3年市场规模超过 900 亿美元。从区域分布来看,北美、欧洲、日本、中国、亚太(不含日本、中国)五大区域占据 90%以上的市场份额,其中中国市场增长强劲,2014-2020 年 CAGR 达 5.13%,2020 年市场规模达 201.84 亿美元,市场占比超过 30%,成为全球最大的连接器市场。图表 6:2014-2020 年全球及中国连接器市场规模及增速图表 7:2020 年全球连接器市场区域分布Bishop&AssociatesBishop&Associatesn 汽车为主要应用场景,下游发展带动市场增长。汽车是目前连接器最大的下游应用领域,根据Bishop&As
10、sociates 数据,2019-2020 年汽车连接器占全球连接器市场比重约 23%-24%。2019 年全球汽车连接器的市场规模增长到152.10 亿美元,2014-2019 年年均复合增长率为5.33%,高于同期全球连接器总规模的增速,预计 2025 年全球汽车连接器市场规模将达到 194.52 亿美元。我国汽车连接器市场规模与全球走势基本趋同,受到下游汽车的产量影响,但随着我国汽车自主品牌的崛起和新能源汽车的快速放量,未来三年我国汽车连接器市场增速将有望显著高于全球增长。图表 8:2019 年全球连接器应用领域分布图表 9:2020 年全球连接器应用领域分布Bishop&Ass
11、ociatesBishop&Associatesn 普通单车使用连接器数量 600-1000 个,单车连接器需求将随着汽车电子价值占比提升而大幅增加。汽车电子一般可分为车身电子控制系统和车载电子系统两类,其中车身电子逐步替代传统机械发挥作用,三电系统电池、电机、电控,车载电子如雷达、摄像头、音响等。汽车电动化、智能化、网联化趋势下,汽车电子应用将从中高端车型向低端车型渗透,在整车制造成本中的占比不断提高,在新能源整车中成本占比达到 45%-65%。汽车连接器作为各个电子系统连接的信号枢纽,广泛应用于动力系统、车身系统、信息控制系统、安全系统、车载设备等方面。新能源汽车电气系统除了增加高
12、压电气系统外,还包括了低压电气系统及 CAN 通讯信息网络系统,同时汽车功能增多将带动相应 ECU、传感器等部件增长,需要低压数据网络以更加可靠安全的方式工作,连接器应用数量增多。图表 10:1950-2030 年汽车电子占整车制造成本比重图表 11:汽车连接器主要应用场景汽车子系统使用连接器的主要设备/机构动力系统油路、汽门机构、排放机构、发动机冷却、发动机控制、点火控制、四轮驱动车身系统配电、保险、车门、车窗、反光镜、加热/空调信息控制系统仪表盘、天线、车辆信息互联、智能交通系统安全系统ABS、安全带系统、安全气囊系统、汽车防撞系统、行人保护系统车载设备车载音响、GPS 导航仪、显示屏、车
13、载电脑来源:前瞻产业研究院,鼎通科技招股书图表 12:新能源汽车连接器应用分布瑞可达招股书,苏州远野官网,立讯精密公告,汽车电动化驱动高压与换电连接器需求电动车三电系统新增高压连接器需求n 电动化驱动高压连接器需求。与传统燃油车相比,新能源汽车采用电力驱动电机的原理,电气设备数量需求增长,为达到较大的扭矩和扭力,需要提供大功率的驱动能量,即相应的高电压和大电流,因此对于新能源高压连接器一般根据场景不同需要提供 60V-380V 甚至更高的电压等级传输,以及提供 10A-300A 甚至更高的电流等级传输。高压连接器主要用于新能源汽车大三电(动力电池、电机、电控)和小三电(DC/DC转换器、车载充
14、电机、PDU)系统,和导电线缆同时作用,将电池包的能量通过不同的电气回路,输送到整车系统中各部件,如电池包、电机控制器、DC/DC 转换器、充电机、充电接口/充电枪座等车身用电单元。图表 13:新能源汽车高压连接器分布泰科官网,n 高压指标要求升级,技术壁垒增加。新能源汽车用连接器与传统低压汽车连接器相比,安全性要求有所提高:不限于具有高电压、大电流性能,能在各种工况下实现等级较高的防护功能(高温、震动、碰撞冲击、防尘防水等),具备可安装性,良好的电磁屏蔽性能,成本低且耐用。汽车高压连接器与电动汽车发展几乎同步进行,目前经历了四代更迭,在电气、机械、环境性能上实现不断提升优化。高压连接器主要由
15、 4 大基本结构组成,分别为接触器、绝缘体、塑壳和附件,按照是否带有屏蔽功能,接插针脚的数量等分为不同的类型。目前高压连接器主要有三种标准体系,分别为 LV 标准插件、USCAR 标准插件、和日标插件,其中以 LV在国内市场流通性最大,工艺标准最完善。新能源车高压连接器单车价值较高, 乘用车单车价值 1000-3000 元, 商用车单车价值可达 4000-10000 元。单车价值根据不同整车品牌技术要求、电机数量、电池组数量和技术架构有不同。图表 14:高压连接器发展历程代际特征图例第一代由工业连接器改款而来,以金属连壳体为主,无高压互锁功能,防误插入效果较差第二代在一代基础上增加高压互锁功能
16、,连接器外壳逐渐由金属变为塑料第三代塑料+屏蔽功能+高压互锁,通过操作顺序实现部分二级解锁功能,不是直接机械式结构第四代塑料+屏蔽功能+高压互锁+二级解锁,通过机械结构实现二级解锁功能,更加安全未来一代可能在四代基础上考虑冷却方式,如配合大功率充电带液冷、风冷的方式,有效提高传输能量密度,降低质量,提高产品综合性能来源:线束专家,图表 15:高压连接器组装过程来源:线束世界n 高压线束总成,线端连接是难点。连接器通常有接触不良、绝缘不良和固定脱落三种主要故障模式。接触连接技术主要考察的是接触面积和接触力,包括端子与导线的接触连接,端子与端子的接触连接。触件的可靠性是决定系统可靠性的重要因素,也
17、是整个高压线束总成的重要组成部分。由于部分端子、导线和连接器的工作环境恶劣,端子与导线的连接、端子与端子的连接容易发生各种各样的故障,如腐蚀、老化以及在振动作用下松脱等问题,由于接触件的损坏、松脱、脱落、失效所导致的电气线束故障占整个电气系统故障的 50%以上。端子与导线的连接,目前压接工艺和超声波焊接工艺被普遍使用在高压线束中,各有优劣势。n 高压连接器模块化、集成化趋势。出于降低制造成本、提高用户体验的角度,新能源汽车三电呈现集成化、模块化趋势,应用在三电系统中的高压连接器将由分散逐步趋于小型化、轻量化、一体化,以大众 ID.3 MEB平台为例,其采用高低压集成的面板连接器,即在电池端部将
18、低压通讯连接器、压力阀、分线口、2 个高压连接器全部集中到一个面板连接器并采用面板一体式密封,高压连接器取消了高压互锁线和EMC 屏蔽层,改用硬件滤波,从而降低连接器尺寸,结构更紧凑。此外,大众采用了线上分线器的形式实现高压配电,取代了传统的 JBOX 设计,从而最大程度地实现模块化。车内结构紧凑后各部件之间温度和噪声可能会互相影响,产生电磁干扰,由此对高压连接器厂商解决产品在温升、噪音振动、电磁干扰等方面问题的要求更高。汽车集成化趋势下,具备跟随平台设计开发产品以及模块化生产能力的连接器厂商更具市场竞争力。图表 16:大众 ID.4 高压连接系统EV 汽车邦,新能源车加速渗透,高压连接器量价
19、齐升n 新能源车高增长, 渗透率快速提升。汽车电动化成为产业趋势, 2011-2020 年,全球汽车销量由 7817 万辆增至 7797 万辆,其中新能源汽车 2020 年销量达 307 万辆,2012-2020 年 CAGR 为 49.97%,高于汽车销量增速。中国汽车销量近年来稳步增长,2020 年达 2531 万辆,占全球销量的 32.46%,新能源汽车行业发展迅猛,工信部数据显示, 2020 年我国新能源汽车销量达 136.7 万辆,同比增长 10.9%,连续六年位居全球第一,渗透率达 5.4%,高于全球 4%平均水平。2021 年新能源汽车延续高速增长趋势,累计销量达 352.1 万
20、辆,渗透率上升至 13.4%,新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)提出 2025 年新能源汽车销量占比达到 20%左右。预计在碳中和背景和政策支持下,我国新能源汽车行业将维持高景气度,带动汽车连接器行业增长。图表 17:2011-2021H1 全球汽车销量图表 18:2012-2020 年全球新能源汽车销量及渗透率OICA来源:工信部,图表 19:2011-2021 年中国汽车销量图表 20:2012-2021 中国新能源汽车销量及渗透率来源:中汽协,来源:中汽协,n 各大车厂布局新能源领域,国内造车新势力崛起。全球各国政府对环境保护重视程度提高,美国、挪威、德国、法国等国家积极推
21、出促进新能源发展政策,我国新能源汽车产业发展规划(2021-2035)的执行从政策层面突出节能增效,鼓励发展中高端电动车,电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)为新能源的充电设施提供保障,以换电补能方式作为辅助,确定了新能源汽车长期向上的发展趋势。国内外各大车企顺应行业趋势和政策,加大新能源车型的投入研发,升级核心技术,做出新能源汽车发展规划。我国自主品牌企业,包括传统车企长安、奇瑞等和以蔚来、小鹏、理想等为代表的造车新势力,纷纷发力新能源汽车领域,扩大了自主品牌车企的市场影响力,市场占有率提高,本土厂商崛起为连接器厂商进入供应商体系,加速国产替代提供机遇,根据 CleanTech
22、nica 数据,2021 年前 11 月全球畅销电动品牌中,中国品牌占据 8 席,畅销车型 Top20 中,国产厂商共计 11 种车型上榜,市场份额合计达 18.70%。图表 21:主要车厂新能源汽车发展规划来源:盖世汽车研究院,(*上标为 1:针对全球市场;上标为 2:针对中国市场;上标为 3:中国市场为主,兼顾全球)图表 22:2017-2021 年自主品牌车企中国市场占有率(%)图表 23:中国新能源汽车行业竞争梯队Wind来源:前瞻产业研究院,图表 24:2021 年前 11 月全球畅销电动车品牌 Top20图表 25:2021 年国内造车新势力交付对比排名车企1-12 月(台)同比1
23、2 月(台)同比1小鹏98155263%16000181%2蔚来91429109.10%1048949.70%3理想90491177.40%14087130%4哪吒69674362%10127236%5威马4415796.30%506295.60%6零跑431217807368%CleanTechnica来源:车厂公开数据整理,换电连接器方案渗透率提升,有望成为行业标配n 补能成新能源车关键,换电需求增长。电动汽车补能有充电和换电两种模式,目前受限于硅基IGBT 功率元器件耐压能力,电动车普遍采用400V电压平台,续航和充电成为限制电动车发展的主要痛点。换电方案下,电动汽车用户到充换电站,由机
24、械手臂自动更换一块满电电池,过程仅需数分钟,换电站对电动汽车用户更换下来的待充电电池进行统一管理并选择在电网负荷低谷时期进行电能补充。与充电模式相比,换电模式具有方便快捷、对电网功率压力较小等优势。当前我国电动汽车换电模式主要有底盘换电、侧方换电和模块分箱换电三种模式,其中底盘换电耗费时间和场地更小,建站时间较短,具有相对优势。与充电模式相比,我国换电行业进展较慢,根据前瞻产业研究院数据,截止 2021 年 6 月,我国充电桩保有量超过 194 万台,但从事换电产业链的企业不足 20 家,2020 年以来,国家发布多项支持换电模式政策助力换电行业规范发展,工信部于 2021 年 10 月印发关
25、于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知,预期推广换电车辆超过 10 万辆,换电站超 1000 座。同时我国汽车行业在换电领域制定的首个基础通用国家标准电动汽车换电安全要求于 11 月起开始实施。图表 26:充电和换电模式对比对比项充电模式换电模式对比项充电模式换电模式获得能源便利性充电站快充,停车场慢充换电站可更换电池消费者购车成本初次购车成本高初次购车成本低标准统一难易统一接口较简单统一电池规格,难度较高电池寿命快充缩短电池寿命(电池管理昂贵)集中充电,电池寿命长安全性相对高相对低续航能力续航受限制续航增强建站成本相对低相对高电网功率压力快充对电网造成巨大压力集中慢充、压力较小技术革新动
26、力动力强垄断可能性大,革新动力小充电时间45min3min市场化可能性短期更为可行短期无法盈利快充受限于电网容量不受电网容量限制充电时间长短现行技术下较慢方便快捷用户购买电池费用购车成本的 40%0来源:前瞻产业研究院,图表 27:2020 年以来电动汽车换电行业相关政策发布日期政策名称主要内容2020 年2020 年政府工作报告将“建设充电桩”扩展为“增加充电桩、换电站等设施”,换电站被列为“新基建”的重要组成部分2020.10新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)鼓励开展换电模式应用,加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发,提高充电便利性和产品可靠性2021 年
27、两会2021 年政府工作报告提出要增加换电站等设施,加快建设动力电池回收利用体系2021.04行业首份换电模式的标准:电动汽车换电安全要求该标准将于 2021 年 11 月 1 日开始实施,作为行业首份换电模式标准,规定了后来者的入门门槛,同时也保证了用户在使用过程中的安全性,以及换电站的耐久性、可靠性2021.05关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实加快换电模式推广应用。围绕矿场、港口、城市转运等短途、高频、施意见(征求意见稿)重载场景,支持建设布局专用换电站,探索车电分离模式,促进重卡领域和港口内部集卡的电动化转型。探索出租、网约和物流运输等领域的共享换电模式,优化提升共享换电服务
28、体验。2021.11关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知北京等 11 个城市启动新能源汽车换电模式应用试点工作,预期全国范围内推广换电车辆超过 10 万辆,建成换电站 1000 座以上,实现每年节省超 70 万吨燃油、减少超 200 万吨碳排放。来源:前瞻产业研究院,工信部,n 换电站建设规模提升,非补能换电方案车型增加,换电方案有望成为行业标配。在新能源汽车渗透率提高和政策驱动下,全国电动汽车换电站建设规模不断提升,截至 2021 年 6 月,全国共有 716 座换电站,与 2020年相比增加 161 座,根据前瞻研究院和中电联预测,中国换电站数量将于 2025 年突破 2000 座
29、,2035 年达成一万座,2026 年中国电动汽车换电市场规模预计突破 140 亿元。从支持换电的电动汽车数量来看,截至2021 年 5 月中旬,国家平台中接入的换电车辆为 15.59 万辆,较 2019年增长超过 30%,其中私人乘用车约 7.9 万辆,占比近 50%。从厂商结构来看,中国换电站市场主要被奥动新能源、蔚来汽车和伯坦科技占据,其中奥动和伯坦重点面向营运车辆市场,蔚来面向私家车市场。n 我们认为换电连接器有望成为行业标配,一方面因为换电模式电动车渗透率的提升,另一方面对于非换电模式的电动车厂家采用换电方案将实现车电分离,有利于后期电池的升级、维护和回收。未来大量电动车电池淘汰后,
30、有望进入储能领域进行二次利用,建立统一的连接器接口标准成为行业的重点。从车厂的规划来看,明年推出非补能形式的换电方案的车型将越来越多,未来有望成为行业标配。从目前行业应用情况来看,换电连接器乘用车单车价值范围 500-1200 元,商用车单车价值 2500-3000 元之间,换电方案普及将大幅提升电动车连接器总体市场规模。图表 28:2019-2021 年中国电动汽车换电站保有量图表 29:2019-2021 年中国电动汽车换电数量规模(万辆)来源:前瞻产业研究院,来源:前瞻产业研究院,图表 30:2020-2026E 中国换电业务市场规模图表 31:中国电动汽车换电企业换电站建设规模份额来源
31、:前瞻产业研究院,来源:前瞻产业研究院,(数据截止 2021.06)n 充电桩持续增加,交流充电桩占主要份额。新能源汽车充电系统可分为常规和快充两种,其中快速充电为直流充电方式,常规充电为交流充电方式,由外部电网提供 220V 民用单相交流电源给 OBC,由 OBC 给动力电池充电。相应地,充电桩分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩,按照安装地点可分为公用充电桩和随车配建充电桩,中国目前以交流充电桩和随车配建充电桩为主,EVCIPA 数据显示,截止 2021年 9 月底,中国充电桩总量约 222.3 万个,车桩比约为 3.05:1,其中公共充电桩占比 46.96%,公共充电桩中直流充电
32、桩占比 40.98%。佐思汽研预测,2025 年中国充电桩总量达到 939.1 万个,整体车桩比 1.89: 1。配套充电桩中使用大量连接器产品,单台新能源汽车充电桩均价为 2万元,其中连接器造价约为 3500 元,价值占比 17.5%,随着新能源汽车渗透率提高及充电配套设施的完善,汽车充电连接器规模有望提升。图表 32:直流与交流充电桩对比要点直流桩交流桩充电方式直接对动力电池充电需要车载充电机(OBC)作为中间媒介充电时间20min-150min4-8h应用场景公交、运营车、高速、公共停车场等公共场合周边宽阔地带小区、公共停车场、购物中心等适合夜晚停车的位臵优点短时间实现大容量充电安装成本
33、较低;电力低谷时段充电成本低;电池使用寿命较长;面积小、安装方便等缺点充电和安装成本较高;对充电的技术方法和安全性要求高;计量收费设计需特别考虑充电时间过长;难以满足紧急运行需求亿欧智库图表 33:2015-2021.09 中国充电桩保有量(万个)图表 34:2021 年 9 月公共充电桩结构分布EVCIPAEVCIPA,(数据截止 2021.06)图表 35:充电连接示意图新能源高压连接器联盟n 800V 高压即将量产,快充技术有望升级。大功率快充技术是解决电动车续航短、充电慢的另一种趋势。通过将电压平台从400V 提升到800V、 1000V 甚至更高的水平实现高压系统扩容,不仅能够提高充
34、电功率,缩短充电时间,同时在用电功率相同的前提下,提高电压等将减小高压线束上传输电流,缩短高压线束截面积,降低线束重量节省安装空间。2019年保时捷 Taycan 上市,率先量产 800V 电压平台,此后现代、奔驰、通用、比亚迪、广汽埃安、吉利极氪、小鹏等国内外车企纷纷布局 800V快充技术,有望 2021 年底后陆续实现量产。电压平台升高对部件的绝缘能力、耐压等级以及爬电距离提出更高的要求,核心三电系统以及空调压缩机、DC/DC、OBC 等部件面临升级需求,高压连接器作为新能源车整车高压电流回路的桥梁,单车价值量有望持续提升。图表 36:保时捷 Taycan 高压架构线束专家,图表 37:车
35、厂高电压平台方面的布局盖世汽车研究院n 高压与换电连接器规模测算:传统燃油车单车所用连接器数量约为 500个,而新能源汽车单车将运用 800-1000 个连接器,根据鼎通科技招股书,传统燃油汽车单车使用低压连接器价值在 1000 元左右,而新能源汽车单车使用连接器价值远高于低压连接器,其中,纯电动乘用车单车使用连接器价值区间为 3000-5000 元,纯电动商用车单车使用连接器价值区间为 8000-10000 元。n 高压连接器:(1)全球:按照假设 2022 年新能源汽车销量约 1000 万辆, 2025 年约 2300 万辆计算,目前新能源乘用车高压连接器单车价值量 2000 元,新能源商
36、用车高压连接器单车价值 4000 元,预计 2022 年全球市场规模 316 亿元,2025 年 620 亿元。(2)中国:我们按照假设 2022年新能源汽车销量约 530 万辆,2025 年新能源乘用车 1000 万辆进行测算,预计 2022 年高压连接器市场规模突破 100 亿元,2025 年扩大至约图表 38:全球高压连接器市场规模测算200 亿元。(3)换电连接器:按照换电连接器乘用车单车价值 1000 元,商用车中单车价值量为 2700 元,2021 年渗透率提升至 13%,2025 年提升至 30%进行测算,假设换电车型中车辆与电池匹配比例约为 1:1.3,即每辆车需要约 0.3
37、块备用电池,综合测算结果显示换电连接器将在2025 年带来约 43 亿元的市场增量。201920202021E2022E2025E汽车销量(万辆)9129.677797.128031.038352.289483.77新能源渗透率2%4%8%12%24%新能源汽车销量220331.16701002.272300单车价值量(元)30003000300031502693.25市场规模(亿元)6699.33201.00315.72619.45OICA,EV Tank图表 39:中国高压连接器(含换电连接器)市场规模测算(亿元)201920202021E2022E2025E销量预测(万辆)汽车总销量25
38、76.872531.112627.5027503000新能源渗透率4.70%5.00%14.00%19.00%35.00%新能源汽车120.60136.73352.00527.001060.00其中:乘用车106.03124.63333.40500.001000.00商用车14.5712.1018.6027.0060.00换电渗透率10.00%11.00%13.00%20.00%30.00%换电车型数量11.9915.0445.76105.40318.00其中:乘用车38.9089.59270.30商用车6.8615.8147.70单车价值量(元)高压连接器300030003000315026
39、93.25其中:乘用车20002000200021001795.50商用车40004000400042003591换电连接器15001500150015751346.63其中:乘用车1000100010001050897.75商用车27002700270028352423.93备用电池800800800840718.2市场规模(亿元)合计29.5432.9180.96132.89243.78高压连接器27.0329.7774.12116.34201.10其中:乘用车21.2124.9366.68105.00179.55商用车5.834.847.4411.3421.55换电连接器2.513.14
40、6.8416.5542.68其中:乘用车0.740.934.8211.6630.09商用车1.762.212.024.8812.59来源:中汽协,(*换电车型渗透率计算总量,乘用车和商用车换电车型各自具体数量按照其在新能源汽车中占比进行估算)汽车智能化驱动高速高频设备连接器需求智能驾驶加速渗透,汽车电子电气架构升级n 主流车企实现 L2 级量产,自动驾驶向 L3 演化。工信部将驾驶自动化划分为 L0-L5 级六种不同级别,其中以 L3 为分界线分为辅助驾驶和自动驾驶,我国自动驾驶正处于从 L2 向 L3 演变的阶段,主流整车企业纷纷发展 L2 级 ADAS 技术,2018 年起,长安CS55/
41、CS75、长城 F7/W6、吉利缤瑞/缤越/博越 GE、上汽 Marvel X 等 L2 级乘用车车型上市,预计 L3 及 L4 级别以上自动驾驶将在 2020 年之后逐步导入市场。IDC 预测 2024 年全球 L1-L5 级自动驾驶汽车出货量达 5425 万辆,其中 L2 及以上车型占比上升至 35.6%。根据智能网联汽车技术路线图 2.0,中国2025 年 L2 级和 L3 级新车销量占比达到 50%,2030 年超过 70%。汽车正在向智能终端演进,随着ADAS 和车联网的普及,汽车智能时代加速来临。图表 40:主流车企自动驾驶部署企业2017201820192020202120222
42、02320242025宝马L2L3L4奔驰L2L3L4沃尔沃L2L4特斯拉L2L3L4大众L2L4通用L2L4福特L2L4丰田L2L4本田L2L3日产L2L3现代起亚L2L4上汽L2L3L4一汽L2L3L4L5长安L2L3L3 L3L4L4东风L2L4北汽L2L4 L4广汽L2L3吉利L2L3 L3L3长城L2L4奇瑞L2蔚来L2L3L3威马L2小鹏L2L3盖世汽车研究院,图表 41:全球自动驾驶汽车出货量预测(万辆)图表 42:智能网联汽车发展总体目标IDC来源:智能网联汽车技术路线图 2.0,图表 43:汽车智能终端演进过程来源:立讯精密公告,n 汽车 E/E 架构升级,以太网成车载网络趋
43、势。汽车电子电气架构是汽车上所有电气系统的有序集合,总线的发展是汽车电子电气架构演进的直接体现,汽车智能化趋势下,电子电气架构必然变革,核心是车内数据的传输和控制方式的转变。传统分布式架构下,车辆各功能由不同的单一电子控制单元(ECU)控制,一辆车往往分布上百个 ECU,新四化趋 势下,汽车功能更加丰富,分布式架构下 ECU 算力不能协同,在整车 层面造成冗余,EEA 架构正在向集成式演进,通过域控制器实现ADAS、 车身控制、多媒体等功能的局部集中化处理,大幅减少 ECU 和线束数 量,车载以太网传输速率在 10Gbits/s-100Gbits/s 之间,用于娱乐、ADAS、车联网等系统中,
44、具有大带宽、低延时、低电磁干扰、低成本、软硬件 解耦、互联协议兼容等优点,是高速总线的必然趋势。图表 44:汽车 E/E 架构演进地平线,图表 45:各类总线性能对比搜狐汽车研究室,通信与电子技术为基础,高速连接器应用扩大n 数据高速传输系统应用扩展,射频连接器需求升级。智能驾驶发展趋势下,ADAS 装配率持续提升,数据高速传输系统三大应用场景为信息娱乐系统、以自动驾驶为主要需求的汽车安全系统和车内高速网络系统(以太网),数据的传输速率由 150Mbps 提升至 24Gbps,对于连接器的要求不但能够满足严苛环境下的耐高温、抗振等条件,还要不断适应更为复杂的网络架构设计,实现更高的传输速率、更
45、强的抗电磁干扰能力、更低廉的成本和更高的稳定性以满足大数据的传输需求,车载高速高频连接器重要性提高。早期车载系统中,射频连接器和线束的应用很少,主要包括收音机和导航的天线系统,随着汽车智能化的转变,以 Fakra、 Mini-Fakra 为代表的车载射频连接器和车载以太网连接器成为主流解决方案,应用于摄像头、传感器、广播天线、GPS、蓝牙、信息娱乐系统、导航与驾驶辅助系统等领域,预计随着汽车架构升级和多传感器融合趋势,车载高速连接器单车用量和价值将显著提升。图表 46:数据高速传输系统的三大应用领域图表 47:数据高速传输系统对应传输速率泰科电子官网泰科电子官网图表 48:罗森伯格高速高频连接
46、器产品序列图表 49:泰科电子数据高速传输解决方案来源:罗森伯格公众号,来源:汽车制造业,图表 50:主要车载高速高频连接器类型概念应用图例(罗森伯格产品)同轴连接器FAKRAFAchKPeis Automobil(汽车专家团队由来自 BMW、Huber-Suhner、Rosenberger 等公司工程师组成,后 Huber-Suhner 相关连接器业务及技术 2010 年并入 Rosenberger)。起初用于车载收音机天线连接,后成为汽车行业通用标准射频连接器。RF 频率可达 6GHz,阻抗 50,最大承载电流 1A已成为 GPS、收音机、车载互联网接入、发动机管理等汽车 RF 应用主要解
47、决方案Mini-FAKRA更小的体积、高集成度、支持更高的传输速率、更好的电气性能、低成本等优势。从 FAKRA 传统的 6GHz 提升到最新的 20GHz,并且 4 合 1的体积较现有产品缩小 80%应用于汽车自动驾驶模块、摄像系统、GPS、网关/交换机模块、4K 显示器、传感器设备连接、环绕视图摄像机等功能差分连接器HSD专为汽车市场设计,用于低压差分信号的高性能、高屏蔽数据系统,阻抗 100可用在如 LVDS 摄像头、USB 和 IEEE1394 等应用上,可用于供电MTD、H-MTDHSD 连接器具有 5Gbit/s 高速率传输能力,贯穿整车数据网;H-MTD 连接器传输频率高达 20
48、GHz,适用于千兆或更高速率全屏蔽车载以太网数据的传输应用于包括以太网在内的车载网络、信息娱乐应用、激光雷达等领域来源:罗森伯格公众号,莫仕,图表 51:高速高频连接器应用立讯精密公告n 同轴连接器 FAKRA 与 Mini-FAKRA 成为汽车射频连接器标准。FAKRA连接器源自罗森伯格,由射频连接器 SMB 界面的基础上增加塑壳结构而来,经过二十余年的发展,FAKRA 已成为汽车行业通用的标准射频连接器,被业界广泛应用。RF 频率可达 6GHz,满足大多数车载数据的传输需求,一般采用同轴电缆、单线单芯,阻抗 50,最大承载电流 1A。目前 FAKRA 连接器已成为 GPS 系统、卫星收音机
49、、车载互联网接入、发动机管理等汽车 RF 应用的主要解决方案。随着汽车电子设备增加和架构的集中化,车辆对高速连接器的传输频率和小型化有了更高要求。罗森伯格根据市场需求,推出了 HFM 小型化高速同轴射频连接器,从 FAKRA 传统的 6GHz 提升到最新的 20GHz,并且 4 合 1 的体积较现有产品缩小 80%。n HSD 连接器通常与 Fakra、Mini-Fakra 配合使用。以罗森伯格产品为例,在环视 ADAS 系统应用中,摄像头通过 Fakra 连接器与线束连接,线束另一端连接HFM(Mini-Fakra)连接器,从而使采集到的数据能传输至车辆环视系统(AVM),再由 HSD 连接
50、器连接线束,将数据输送至主机,最终通过HSD+2 连接器将数据输送到显示屏上。HSD 不仅可以依据低压差分信号(LVDS)发送数据,还可以用于USD 2.0/3.0、以太网规范,具有很高的屏蔽效率,随着汽车以太网的推出,HSD 连接器将成为兼容解决方案。图表 52:罗森伯格环视系统工作原理罗森伯格公众号n 车载以太网不断演进,以太网连接器开始初步应用。车载以太网通过单节点或多节点的形式搭载,应用于ADAS 和信息娱乐系统,预计未来车载以太网将作为汽车主干网,形成域级别的车载网络结构。以太网连接器需要在满足高速率信号传输的同时,响应车载以太网降低成本的需求,降低器件数量、缩小体积,与 HSD 连
51、接器相比,以太网连接器能够用于大规模数据的长距离传输,更适应智能化程度较高的汽车。以罗森伯格产品 MTD 连接器和H-MTD 连接器为例,均支持百兆和千兆汽车以太网,H-MTD 预计支持汽车行业所有基于差分结构的传输协议。非屏蔽形式的 MTD 连接器适配非屏蔽双绞线(UTP),传输频率最高 1GHz,其PCB 连接器优化了接触 pin,从而保证高平衡低串扰的良好 EMC 性能,通过运用蜂窝状的间臵结构最大程度减弱近端串扰。屏蔽形式的 H-MTD连接器同时支持非屏蔽双绞线(UTP)、屏蔽双绞线(STP)和屏蔽平行线(SPP),设计传输速率最高可达 15GHz,具有 360°屏蔽系统,增
52、加了集成类型,并支持更多的线缆类型。图表 53:汽车以太网技术应用发展路线图表 54:H-MTD 连接器应用分布来源:汽车实用技术,来源:罗森伯格官网,n 市场规模测算:(1)全球:预计 L1 及以下级别渗透率 2021 年约 80%, 2025 年降至 54%,L2 及以上渗透率 2021 年约为 20%,2025 年提高至 46%,假设高速连接器目前在 L1 及以下级别单车价值量为 200 元,L2及以上级别中单车价值量为 1000 元,测算结果显示 2025 年全球高速高频连接器市场规模约 484 亿元。(2)中国:根据艾瑞咨询数据,2020年中国 L1 及以下渗透率为 88%,L2 渗透率为 12%,结合智能网联汽车技术路线图 2.0发展目标,预计 2025 年 L2 及以上车型占比 50%,测算结果显示 2025 年中国车载高速连接器市场规模约 135 亿元。图表 55:全球高速高频连接器市场规模测算20202021E2022E2025E汽车销量(万辆)7797.128031.038352.289483.77其中:L1 及以下渗透率83%80%74%54%L2L5 渗透率17%20%26%46%L1 及以下车型数量(万辆)6471
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