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全球汽车继电器行业市场现状分析

作者:天拓咨询 发布日期:2016-5-29

    汽车继电器是指专门应用于汽车电器控制的继电器,它是随着汽车电子、电器产品发展起来的。汽车业是继通信业以后的继电器第二大应用领域市场,汽车继电器的销售额约占继电器总销售额的18.4%。在传统内燃机汽车中,汽车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4~5元,那么在传统汽车中继电器的产品价值为每辆100~300元,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。

    图表1.全球主要继电器企业销售收入(亿美元)

 

    在汽车电气系统中,当继电器接通负载时,将产生5~10倍于额定电流的浪涌电流,瞬间数倍的功率输出很容易使继电器触点发生熔焊。而且由于其较大的电感,燃弧时间长,电弧熄灭困难,电侵蚀现象非常严重,特别是在高电压下,电弧能量大大提高,触点的侵蚀和材料转移情况将更加严重。那么新能源汽车的输电电路中,需要完全不同于传统内燃机汽车电气系统中的继电器,才能满足大功率电路开关的要求。

    图表2.各种类型汽车主电路电压对比

 

    新能源汽车中央配电模块中采用了高压继电器。首先,在中央配电模块中的核心开关单元是通过4~6个高压继电器通过串联或者并联来实现,这增加了配电系统开关单元的复杂程度。同时,对各个高压继电器之间的响应时间、通断时间等一致性提出了工艺性要求。

    同时,由于电动汽车中继电器苛刻的工作环境,高压继电器通断电结构设计、元配件选择、成品密封方式等与普通继电器有显著的差异,制备工艺和技术要求也有更高的门槛。虽然非密封式继电器结构简单、工作状态直观便于失效分析,且成本具有竞争力,但是电动汽车中继电器由于工作温度波动大,汽车运行中颠簸剧烈,且各种杂质容易对线圈、触电等带来污染和损伤,所以高压继电器都会经过密封处理。

    图表3.继电器密封方法对比

    图表4.典型高压密封继电器结构图

    

    在高压继电器密封性加工过程中,密闭的灭弧室会进行真空介质处理或高压介质处理。真空介质的特点是介电强度高,可达到每0.1毫米10000V,而且真空环境下继电器触点不会氧化。所以真空型继电器的接触电阻小而且比较稳定,适合射频等高频场合。而高压气体介质的特点是能使继电器保持良好的耐压并保护触点不被氧化,在继电器进行热开关时可以避免触点高温烧损。

    在对电流波动敏感的应用中,充气继电器具有低而且稳定的泄漏电流,特别是在断开触点间,可以长时间保持很低的泄漏电流。而且,为了防止继电器触点在瞬间大电流下熔融粘连,高压继电器触点材料常选用铜材质或钼+钨材质。

    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2000~3000元。总之,高压继电器的应用使继电器元器件在汽车中的使用成本增加了20倍左右,大大提升了汽车继电器产业的市场价值。

    图表5.汽车继电器应用价值提升示意图

 

    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30~40元美元测算,全球汽车继电器市场容量大约为20~25亿美元。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4~5亿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。由于这些公司品牌影响力大、经验成熟、自动化程度高,质量稳定、同时有相当的生产规模,虽然价格较贵,也依然被纳入到大型汽车生产商的主要供应链范畴。

    图表6.全球主要继电器企业2010年销售收入(亿美元)

来源:人大经济论坛