汽车电气化加剧传统零部件体系变革方案课件.ppt

1,1,汽车电气化加剧传统零部件体系变革！,2,2,目录,第一部分投资摘要,4,4,市场中对汽车电气化的零配件市场机会重点关注于动力电池环节。我们需要肯定的是，随着汽车电气化的加剧，动力电池不管从成本还是重要性，都会在汽车中扮演越来越重要的角色，所以对动力电池产业的研究是非常必要的。但是，汽车电气系统是一个体系性的系统，汽车电气化将会为整个汽车电气系统带来巨大的产业机会。我们将汽车电气化的产业机会大致分为两大类。第一类机会是电气化趋势使新的电气单元进入了汽车电气系统，例如新能源汽车中的锂离子电池储能单元，高效驱动电气单元，这是传统汽车中没有的电气单元。第二类机会是电气系统的变化使新的元件替代旧的元件，例如高压继电器替代传统汽车继电器，薄膜电容替代铝电解电容等。需要强调的是，这两类机会也带动了周边细分领域的发展，例如提高了电池的保护热敏电阻PTC、高压线束在汽车中的使用量。在本次对汽车电气化产业的研究中，我们另辟蹊径，挖掘了除动力电池以外的其他相关细分领域的机会，我们相信，这些细分领域的龙头企业也会在汽车电气化的大潮中分享到巨大的市场机会。我们重点关注细分领域和代表性企业：汽车高效电机及控制系统，推荐买入卧龙电气 汽车继电器和高压继电器，推荐买入宏发股份 汽车动力电池保护热敏电阻，推荐买入长园集团 汽车线束，推荐关注得润电子；汽车线束绝缘热缩材料，推荐买入长园集团 汽车薄膜电容，推荐关注法拉电子,第一部分 投资摘要,产业机会界定,5,产业机会分析,由于汽车电气系统在汽车成本中的占比越来越高，出于成本的考虑，国外整车生产商开始将部分电气标准配件的订单向中国转移，这为国内相关的细分领域提供了重要的产业机会。但是汽车零配件是一个高壁垒的市场。汽车电气元配件使用环境更加恶劣，同时在重要的部件中会直接影响到车舱内人员的生命安全，所以整车生产商对电气元配件的采购指定了非常复杂和严苛的认证体系.。在重大的产业机会面前，国内的电气元配件生产商有望通过国外整车厂的全球订单成长为行业龙头。而严苛的行业认证，又为该行业中优秀的企业构建了很高的竞争壁垒。所以，通过行业和汽车生产商的认证，获得大量整车厂订单的企业，才能分享到汽车电气化带来的盛宴。而真正具有核心技术的专业生产商，将会是最先的受益者。,第一部分 投资摘要,第二部分渐行渐近的汽车电气化,7,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7001000亿人民币的市场容量。,第二部分 渐行渐近的汽车电气化,图表 汽车电气与电子系统在整车成本中比重的对比,来源：中银国际研究,图表 我国汽车销售数据统计,来源：工信部，中银国际研究,第三部分汽车电气化的产业机会剖析,9,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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。,乘用车交流发电机平均峰值功率增长示意图,来源：汽车电器，中银国际研究整理,乘用车交流发电机平均峰值功率增长示意图,来源：中银国际研究,10,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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。,典型的新能源混合动力汽车用电示意图,来源：中银国际研究,11,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,汽车电气化是强化电机在汽车驱动系统重要性的过程,汽车能耗示意图,来源：美国EPA，中银国际研究整理,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.,12,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,两种主要的汽车电机技术对比,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。,来源：中银国际研究,汽车电气化是强化电机在汽车驱动系统重要性的过程,13,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,我国高效汽车电机生产商的三种类型,来源：中银国际研究,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6001000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100300亿的市场容量。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。,汽车电气化是强化电机在汽车驱动系统重要性的过程,14,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,热敏电阻PTC 受益于锂离子电池应用的推广和普及,铅酸电池,镍氢电池,锂离子电池,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。,伴随电气化程度加深蓄电池容量的增加,来源：中银国际研究,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。,15,热敏电阻PTC 受益于锂离子电池应用的推广和普及,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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1/51/10，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。,PTC在汽车电子系统中的应用,来源：中银国际研究,16,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,热敏电阻PTC 受益于锂离子电池应用的推广和普及,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510亿人民币的市场容量。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1020%的增长率,17,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,汽车电气化是薄膜电容器逐渐替代铝电解电容的过程,电容器分类/特点和应用,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34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600VDC1200VDC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。,来源：中银国际研究整理,18,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,汽车电气化是薄膜电容器逐渐替代铝电解电容的过程,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。,2007年全球薄膜电容器市场占有情况,来源：台湾工研院，中银国际研究整理,19,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,汽车传统继电器价值增长，高压继电器市场空间巨大,全球主要继电器企业销售收入（亿美元）,来源：中银国际研究,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45元，那么在传统汽车中继电器的产品价值为每辆100300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。,20,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,汽车传统继电器价值增长，高压继电器市场空间巨大,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20003000元。,汽车继电器应用价值提升示意图,来源：中银国际研究,21,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,汽车传统继电器价值增长，高压继电器市场空间巨大,全球主要继电器企业2010年销售收入（亿美元）,来源：中银国际研究,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3040元美元测算，全球汽车继电器市场容量大约为2025亿美元。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45亿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。,22,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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。,纯电动汽车车高压电缆系统典型结构,来源：安费诺(线束生产商,美国)，中银国际研究整理,23,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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,屏蔽线与裸线电磁干扰对比,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，电动汽车的高压线束是高效的电磁干扰发射天线和接收天线，是导致电动汽车出现电磁兼容故障及辐射干扰超过法规要求的最重要原因。高压线束生产的磁干扰会影响到汽车信号线路中数据传输的完整性和准确性，严重时会影响到整车的操控和安全性。所以，在高压线束外边常常采用注胶、包裹屏蔽线等方式来减少对整车的磁干扰。,来源：安全与电磁兼容,中银国际研究,24,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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,高压电路在汽车中使用范围的扩大，也提高了汽车线束高压绝缘保护的要求。根据欧洲的安全法律规定，人体的安全电压在50V以内，任何超过60V电压的系统，在导线和连接处都需要有特殊的绝缘措施，并且在颠簸的汽车运行环境下具备良好的机械强度，防止高压漏电。据2012年比亚迪E6被撞着火事后调查报告，专家组认为事故的原因是因为E6被撞后动力电池组和高压配电单元受到严重挤压并破损，导致高压线路与车体之间形成短路，产生电弧，并引燃内饰材料及部分动力电池等可燃物质。热缩材料是汽车线束中最为主要的绝缘材料，一般由聚乙烯和聚氯乙烯制成，主要特性是加热收缩包覆在物体外表面，能够起到绝缘、防潮、密封、保护和接续等作用。据统计，美国瑞侃与日本住友是最主要的热缩材料生产商，占有全球80%的市场份额。目前国内生产的汽车用双壁热缩套管的价格只有美国瑞侃、日本住友的20%-50%。以此为基础计算，如果采用国内厂家产品的话，每辆汽车线束中热缩材料的价值为100200元，而使用国外的热缩套管的价格为200-500元，国内生产商在产品价格方面具有非常显著的竞争力。国内生产商每提升全球热缩材料5%的市场占有率，将新增20亿美元的市场价值。,来源：中银国际研究,注：沃尔核材数据指年报中电子产品和电气产品，该公司主营业务为热缩材料,图表生产热缩材料的上市公司对比（万元）,25,第三部分 汽车电气化的产业机会剖析,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,2011年全球汽车线束主要生产厂家及市场占有率,来源：中安顾问，中银国际研究整理,汽车线束是影响整车电气性能的关键性零配件，所以世界上各大生产商与专业的线束生产商通常保持了长久而密切的稳定合作关系。全球汽车线束厂家高度垄断，主要的四家生产商占有了超过75%的市场国内，得润电子是连接器的龙头企业，并在2012控股了天海电器。天海电器是国内最大的汽车线束和连接器生产商，与此同时，德润电子与德国Kromberg&Schubert Group合资设立深圳市高润科技有限公司，进入高端汽车线束市场。Kromberg&Schubert Group是德国最大的汽车线束生产商之一，供货与大众、宝马等德国整车厂。市场容量方面，传统汽车中平均需要65套线束，总价值在48005500元左右。那么普通汽车线束的市场容量约为480亿美元。而新能源汽车中增加了高压线束的使用，预计我国每销售100万辆新能源汽车，将新增5070亿人民币的线束市场容量。,第四部分汽车电气零配件市场是高壁垒市场,27,第四部分 汽车电气零配件市场是高壁垒市场,拥有核心技术的专业生产商才能抓住产业发展机会,图表 汽车零部件分类,来源：中银国际研究,一般来说，欧美日主流的汽车零部件生产商在技术方面引领市场的发展，同时与整车厂有密切的合作关系，所以在汽车核心部件和大多数的特征部件领域，国内自主品牌的生产商很难与他们进行竞争。但由于汽车电气化系统成本在整车成本中占比越来越重，为了降低整车成本，国外一流的整车生产商开始逐渐电气系统中部分标准型配件的订单逐渐向国内生产商转移。所以，国内具有核心技术的专业零配件生产商有望通过这次机会进入跨国汽车生产商的供应链体系，分享到全球的零配件市场，从而快速成长为行业的龙头企业。,28,第四部分 汽车电气零配件市场是高壁垒市场,拥有核心技术的专业生产商才能抓住产业发展机会,技术壁垒分析,29,第四部分 汽车电气零配件市场是高壁垒市场,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,进入汽车供应链体系，特别是外资汽车供应链系统，是一个非常复杂且严格的过程。下游客户为了保证的单体产品的性能、批次产品的质量和按期交货数量，对上游供应商设定了系统性的认证体系。平均来看，一个认证周期大约为23年。一般来说，电气零配件生产商只有获得了ISO/16949、ISO 9001等国际通用的质量认证，才会有机会进入汽车的认证体系。,典型的供应商认证过程,来源：中银国际研究,30,第四部分 汽车电气零配件市场是高壁垒市场,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,电气元器件的测试项目,来源：中银国际研究,特别是需要说明的是，相对于国内整车厂，欧洲、日本和美国的整车生产商对于电气元气的电磁兼容性的要求要高很多。而由于新能源汽车中电气化程度更高，其电磁兼容性问题比传统燃油汽车更加复杂和严重。随着汽车电气化程度加深，整车生产商在电气元器件的选用时就非常关注元器件的电磁特性，或者对它们进行特殊的电磁吸收或屏蔽处理，这个过程需要电气元器件生产商与整车生产商密切的合作。对于汽车电气零配件生产商，整车EMC认证过程则是考验其产品售后服务和持续改进的能力，这也是整车生产商对其重点考察和认证的部分。,31,第四部分 汽车电气零配件市场是高壁垒市场,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,主要汽车市场的区域性认证,来源：中银国际研究,在主要的汽车市场，分别有一些区域性的电子产品认证标准，只有通过这些认证，汽车电气化产品才能在这些区域中销售。,汽车的认证体系是个非常复杂的系统，需要消耗大量的时间，并投入高额的认证费用。所以整车生产商为了缩短产品认证周期，常常会选择那些已经获取了行业知名认证体系认证的产品。例如，比亚迪生产的E6纯电动汽车为了进入国际汽车市场，就会优先选择已通过ISO/TS 16949，拥有CE或UL认证过的电气零配件，而被国外汽车生产商认证过程的电气零配件，也往往更容易进入其他主流整车企业的供应链体系。因此，汽车产业中对零部件生产商严苛的评价标准和认证体系，构建了非常高的产业进入壁垒。而在产品认证的过程中，零配件生产商往往在强化技术优势的同时，会更加优化生产管理能力，提升生产设备的先进程度。这也为他们进入新客户的供应链体系，占据并保持行业的领先地位，提供了有力的保障。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,