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新能源汽车高压直流继电器技术、市场及企业概述

作者:佛山市南海启力电子有限公司 浏览:679 发表时间:2019-09-06 11:17:04

继电器是整机电路控制系统中必要的、核心的电控基础元件,广泛应用于家电、工控、汽车、通讯、电力、能源、安防、航空航天等领域,主要作用是实现“自动、远程”控制。

一、技术原理

在传统汽车领域,继电器主要应用于电路开合控制,包括:雨刷、车窗、车灯等所有的电器,传统汽车继电器应用均为低电压产品,电压区间为12-48V。

图表1继电器的基本结构

新能源汽车主电路电压一般都大于200V,远高于传统汽车的12-48V,新能源汽车除需要传统汽车所需的低电压继电器以外,还需配备特殊的高压直流继电器。高压直流继电器主要配置在电动汽车的电池系统和电机控制器之间

图表2高压直流继电器在新能源汽车中的应用

从应用类型来看,目前新能源汽车高压直流继电器应用最多的是真空型充气型继电器

真空是理想的绝缘。由于高压电弧产生于绝缘介质的电离,而真空本身是没有介质,所以是触点间有很好的隔离。完全的真空状态只是理想状态,实际会残留一些杂氧,杂氧在有电弧情况下和铜电极生成氧化铜,接触电阻增大,继电器有失效风险。

目前主要是应用充气型继电器,充气型继电器主要灭弧解决方案为氢气和氮气。充纯氢气,加偏转磁铁辅助灭弧,相比抽真空及充氮气灭弧效果要好,氢气的绝缘性能好,难以电离。

图表3高压直流继电器灭弧气体类型比较

资料来源:一览众咨询整理

二、基本功能及发展趋势

作为新能源汽车中关键的安全器件,高压直流继电器需具备耐高压、耐负载、抗冲击、灭弧能力强和分断能力强的基本功能。具体内容如下表:

图表4新能源汽车高压直流继电器基本功能

资料来源:一览众咨询整理

除了需具备耐高压、耐负载、抗冲击、灭弧能力强和分断能力强的基本功能之外,新能源汽车将对产品本身的技术提升及成本的下降也提出了更加的要求。综合来看,高压直流继电器将朝着轻量化节能智能化低成本方向发展。

图表5新能源汽车高压直流继电器技术发展趋势

资料来源:一览众咨询整理

三、市场现状及趋势

高压直流继电器是新能源汽车的核心零部件,正在形成一个新的汽车继电器市场。新能源汽车催生高压直流继电器需求,单品价值高,市场增速快且持续,国内产品价低质优,国产替代趋势正在形成

根据车型及动力系统的不同,继电器有汽车上使用的数量及规模也存在较大差。平均而言,每台新能源汽车需配备5-8只高压直流继电器——2个主继电器、1个预充电器、2个急速充电器、2个普通充电继电器和1个高压系统辅助机器继电器。

新能源汽车高压直流继电器行业发展主要受新能源汽车销量影响,一览众咨询测算2018年新能源汽车高压直流继电器市场规模超过20亿元。

高压直流继电器相比传统继电器有着更高的附加值。每辆车一般使用20只继电器产品,每个继电器的价格为3-10元不等,以此计算,传统汽车单车继电器价值为60-200元。在新能源汽车中的高压直流继电器,单车价格大约在2000-3400元,是传统汽车的10倍以上。

新能源汽车产销量快速增长,将托起新能源汽车高压直流继电器的广阔市场。预计到2020年新能源汽车用高压继电器市场规模将超过40亿元。(更多内容详见一览众咨询《2018-2022年中国新能源汽车高压继电器市场前景及投资报告》)

“质”与“量”的高速发展。在高压直流继电器应用领域中,除了新能源汽车外,在充电设备、高压插件等领域均有较大的需求空间,市场的潜力随着行业的发展将逐渐释放。经过2017年的快速发展,2018-2020年是新能源汽车产品快速增多、市场高速发展阶段,对零部件的性能质量要求也将提升。因此未来几年,新能源汽车用高压直流继电器市场将在“质”与“量”均呈现高速发展态势。

四、企业竞争格局及趋势

相比传统继电器,新能源汽车用高压直流继电器技术含量高,生产工艺复杂,从全球市场格局来看,高压直流继电器品牌集中度高。该领域产品生产研发主要集中于国外企业,主要外资企业有泰科、松下、欧姆龙、博世等。国内品牌如宏发等企业均已进入新能源汽车高压直流继电器市场。

近几年展现出国产品牌崛起的趋势。外资品牌中欧姆龙、泰科、松下三家企业具备高压直流继电器的制造能力,但是规模化建设投入减弱,产品成本与技术迭代趋弱。我国龙头企业借助质量和低价的优势持续扩张市场,2013年江淮汽车高压直流继电器供应商由松下替代为宏发股份,2017年宁德时代与宏发签署合作协议,取代松下产品。此外,我国的高压直流继电器也进入到了特斯拉产业链中,未来将会进一步扩大国内外市场份额


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