Elektrifizierung und Intelligentisierung von Automobilen

Fahrzeugkabelbäume sind das Hauptnetzwerk von Automobilkreisen.

Sie werden hauptsächlich zum Verbinden von Komponenten wie der Fahrzeugbatterie, dem Verteilerkasten, Aktuatoren, Steuerungen und Sensoren verwendet. Sie sorgen für die elektrische Energie- und Signalübertragung der elektrischen und elektronischen Komponenten des Fahrzeugs und bieten grundlegende Anschlüsse für Steuerkreise, die alle elektrischen Funktionen ermöglichen. Automobilkabelbäume gelten als das „Zentralnervensystem“ von Automobilen. Kabelbäume für Kraftfahrzeuge können je nach Spannungsniveau in Hochspannungskabelbäume und Niederspannungskabelbäume eingeteilt werden.

Die Spannung von Hochspannungskabelbäumen beträgt 300 V oder mehr und wird hauptsächlich für den Antrieb der Kraftübertragung in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet. Die Spannung von Niederspannungskabelbäumen liegt unter 60 V und die allgemeine Fahrzeugspannung beträgt 12 V und wird hauptsächlich zur Übertragung von Fahrzeugsignalen verwendet. Je nach Verwendungszweck können sie in Motorkabelbäume, Instrumententafel-Kabelbäume, Beleuchtungskabelbäume, Kabelbäume für Klimaanlagen und Kabelbäume für Hilfselektrogeräte usw. unterteilt werden. Je nach Funktion können sie in normale Drähte, verdrillte Paare und abgeschirmte Kabel usw. unterteilt werden.

Automobilkabelbäume sind Bauteile, die Verbindungsschaltungen bilden, indem Kabelbäume nach dem Crimpen der aus Kupfermaterialien gestanzten Kontaktklemmen (Steckverbinder) mit elektrischen Drähten und Kabeln gebündelt und dann isolierende Materialien geformt oder Metallgehäuse hinzugefügt werden usw. Da es sich um eine arbeitsintensive Branche handelt, machen die Arbeitskosten von Automobilkabelbäumen etwa 12 bis 17% der gesamten Produktionskosten aus, und der Anteil der Rohstoffe beträgt 70 bis 80%. Die vorgelagerten Rohstoffe lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: Kabel, Verpackungsmaterialien und Steckverbinder (Klemmen), einschließlich Drähte, Klemmen, Stecker und Ummantelungen usw. Darunter entfallen 75-80% der Gewichtszusammensetzung auf Automobilkabel. Daher stellen Kabelbaumfabriken relativ strenge Anforderungen an Kabel.

Beschaffung, die ein relativ geschlossenes Versorgungssystem bildet.

Derzeit gehören zu den Herstellern von Automobilkabeln hauptsächlich Kabelhersteller, die Kabelbaumunternehmen unterstehen, und unabhängige Unternehmen, die sich auf die Kabelherstellung spezialisiert haben. Japanische Kabelbaumhersteller wie Yazaki, Sumitomo Electric und Furukawa sowie europäische und amerikanische Kabelbaumhersteller wie Aptiv und Leoni wenden in Bezug auf Rohstoffkabel hauptsächlich das Modell „Eigenproduktion und Outsourcing“ an, während inländische Kabelbaumhersteller wie Huguang und Jinting hauptsächlich das Outsourcing-Modell anwenden. Der Mittelstand sind Zulieferer von Automobilkabelbäumen, darunter ausländische Hersteller, die hauptsächlich von der deutschen Leoni Group und Aptiv Ltd. vertreten werden, sowie inländische Hersteller unter der Leitung von Huguang Co., Ltd. und Shanghai Jinting. Derzeit gibt es zwar eine große Anzahl inländischer Anbieter, die meisten von ihnen sind jedoch klein.

Nachgelagert sind die großen Automobilhersteller, die über eine starke Verhandlungsmacht und das Rederecht in der Industriekette verfügen und strenge Bewertungen und lange Zertifizierungszyklen für Automobilkabelbäume und andere Automobilteile haben. Unter den Rohstoffen ist Kupfer der wichtigste Bestandteil von Automobilkabelbäumen, und seine Preisentwicklung wird sich erheblich auf den Preis von Automobilkabelbäumen auswirken. Kupfer ist ein Massengut mit ausreichendem Marktangebot, aber sein Preis wird leicht von Faktoren wie Konjunkturzyklen, Marktnachfrage und Wechselkursen beeinflusst, was zu starken Schwankungen führt. Seit 2020 ist der inländische Spotpreis für Kupfer schwankend gestiegen. Anfang 2019 lag der inländische Spotpreis für Kupfer (1#) bei 47.000 Yuan/Tonne. In der ersten Hälfte des Jahres 2022 stieg der Preis auf mehr als 70.000 Yuan/Tonne, und Ende des Jahres lag der Preis bei 66.000 Yuan/Tonne. Im Jahr 2023 wurde der inländische Spotpreis für Kupfer (1#) stets über 67.000 Yuan/Tonne gehalten. Der Anstieg der Kupferpreise hat zu einem Anstieg der Produktionskosten für Automobilkabelbäume geführt. Verwandter Bericht: Der von Zhiyan veröffentlichte „Analysebericht über den Umfang der Marktentwicklung und die Investitionsmöglichkeiten der chinesischen Automobilkabelbaumindustrie von 2023 bis 2029". Die Entwicklungstrends der Elektrifizierung und Intelligenz von Automobilen haben den wachsenden Markt für Automobilkabelbäume aktiviert.

(1) Das Produktions- und Verkaufsvolumen von Automobilen erholt sich allmählich, und der Umfang der Automobilkabelbaumindustrie nimmt zu. Die Endanwendung von Automobilkabelbäumen ist die Automobilindustrie.

Der Entwicklungsstand der Automobilindustrie steht in engem Zusammenhang mit der Automobilkabelbaumindustrie. Produkte für Automobilkabelbäume sind kundenspezifische Produkte. Verschiedene Fahrzeughersteller und ihre verschiedenen Fahrzeugmodelle haben unterschiedliche Konstruktionsschemata und Qualitätsstandards. Das Gewicht der Kabelbäume in einem einzelnen Fahrzeug beträgt 50 bis 70 kg. Dies ist nach dem Fahrgestell und dem Motor das drittschwerste Bauteil. Daten der OICA zeigen, dass das weltweite Automobilproduktionsvolumen 2022 bei 85.020.000 Fahrzeugen lag, was einer Wachstumsrate von 6% gegenüber dem Vorjahr entspricht. Das weltweite Verkaufsvolumen lag bei 81.630.000 Fahrzeugen, was einem leichten Rückgang von 1,37% gegenüber dem Vorjahr entspricht. Daten von MarketsandMarkets zeigen, dass der weltweite Markt für Automobilkabelbäume im Jahr 2021 47 Milliarden US-Dollar betrug. Es wird erwartet, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate bis 2026 4,1% erreichen wird und die Marktskala 57,4 Milliarden US-Dollar überschreiten wird.

Die Anzahl der Anwendungen von Automobilkabelbäumen in Fahrwerkssystemen wie Fahrzeugrahmen, Druckluftbremspumpen und Federungssystemen hat zugenommen. Ende 2021 betrug der Marktanteil von Fahrwerkskabelsätzen mehr als 25% Seit dem 21. Jahrhundert, mit dem Beitritt Chinas zur WTO, ist Chinas Wirtschaft rasant gewachsen, und das verfügbare Pro-Kopf-Einkommen ist kontinuierlich gestiegen, was die rasante Entwicklung der Automobilindustrie vorangetrieben hat. Chinas Automobilproduktion und Verkaufsvolumen standen viele Jahre in Folge an erster Stelle der Welt. Im Zeitraum von 2018 bis 2020 waren Chinas Automobilproduktion und Verkaufsvolumen zwar von mehreren negativen Faktoren wie dem wirtschaftlichen Abschwungzyklus und dem Handel zwischen China und den USA betroffen, wiesen jedoch einen Abwärtstrend auf. Im Jahr 2021, mit der vollen Entwicklung der Automobilindustrie für neue Energien, nahmen Chinas Automobilproduktion und Verkaufsvolumen jedoch den Wachstumstrend wieder auf. Im Jahr 2022 war die Entwicklung weiterhin gut. Die jährliche Produktion und das Verkaufsvolumen erreichten 2.702,1 Millionen Fahrzeuge bzw. 2.686,4 Millionen Fahrzeuge, mit Wachstumsraten von 3,4% bzw. 2,1% gegenüber dem Vorjahr. Von Januar bis Mai 2023 verzeichneten Chinas Automobilproduktion und Verkaufsvolumen insgesamt aufgrund der kontinuierlichen Bemühungen der Automobilhersteller, die Werbepreise zu senken, und der nationalen Politik zur Förderung des Konsums einen starken Anstieg. Das Produktions- und Verkaufsvolumen belief sich auf 1.068,7 Millionen Fahrzeuge bzw. 1.061,7 Millionen Fahrzeuge, wobei die Wachstumsraten gegenüber dem Vorjahr jeweils 11,1% lagen. Als weltweit größter Automobilproduktions- und -verbrauchsmarkt verzeichnet China ein enormes Verkaufsvolumen an Automobilkabelbäumen und ist zur treibenden Kraft für das Wachstum der globalen Automobilkabelbaumskala geworden. In den letzten Jahren haben sich Chinas Automobilproduktion und Verkaufsvolumen kontinuierlich erwärmt, was die Nachfrage nach Automobilkabelbäumen weiter steigen ließ, und das Marktvolumen wurde kontinuierlich erweitert.

(2) Im Jahr 2022 stieg das Marktvolumen der chinesischen Automobilkabelbäume auf 850,7 Milliarden Yuan, was einer Steigerungsrate von mehr als 14% entspricht. Angesichts des Trends zum Leichtbau von Automobilen verwenden chinesische Hersteller von Automobilkabelbäumen aktiv leichte Materialien wie Aluminium zur Herstellung von Automobilkabelbäumen.

Aufgrund der rasanten Entwicklung neuer Energiefahrzeuge und intelligenter Automobile wurde der Mehrwert von Automobilkabelbäumen erhöht, und der Gewinnbereich wurde kontinuierlich erweitert. Daten aus dem China Automotive Industry Yearbook zeigen, dass der Gesamtgewinn der chinesischen Automobilkabelbäume- und Komponentenindustrie im Jahr 2021 1,412 Milliarden Yuan betrug, was einer Wachstumsrate von 26% gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der Gesamtgewinn der Branche stieg 2022 weiter an. (2) Die rasante Entwicklung neuer Energiefahrzeuge hat dazu geführt, dass Menge und Preis von Automobilkabelbäumen gleichzeitig gestiegen sind. Der rasante Aufstieg der chinesischen Automobile mit neuer Energie hat der Automobilkabelbaumindustrie mehr Entwicklungsspielraum verschafft. Die Betriebsspannung herkömmlicher Kabelbäume für Kraftfahrzeuge liegt zwischen 12 und 48 V, während die Betriebsspannung der Batterie neuer Energiefahrzeuge 400 V oder sogar mehr erreichen kann, z. B. 600 V und 800 V. Über Hochspannungskabelbäume kann die Leistung der Leistungsbatterie auf elektrische Geräte übertragen werden. Aufgrund der besonderen Betriebsumgebung ist die Struktur von Hochspannungskabelbäumen komplexer und sie weisen bessere Leistungen in Bezug auf Abdichtung, Hitzebeständigkeit, Haltbarkeit und Störfestigkeit auf. Im Vergleich zu herkömmlichen Personenkraftwagen ist der Wert neuer Energie-Kabelbäume für Kraftfahrzeuge höher.

Der Wert des Kabelbaums eines einzelnen Personenkraftwagens mit herkömmlichem Kraftstoff der unteren Preisklasse beträgt etwa 2.500 Yuan, der Wert des Kabelbaums eines einzelnen Personenkraftwagens mit herkömmlichem Kraftstoff der mittleren Preisklasse liegt bei 3.500 bis 4.500 Yuan, und der Wert des Kabelbaums eines einzelnen Automobils mit neuer Energie beträgt etwa 5.000 Yuan. Hochspannungskabelbäume verbinden verschiedene Komponenten des Hochspannungssystems von Automobilen und sind ein wichtiger Bestandteil des elektrischen Hochspannungssystems. Ihre Leistung wirkt sich direkt auf die Sicherheit neuer Energiefahrzeuge aus.

Bei der Verlegung von Hochspannungskabeln in Elektrofahrzeugen muss das Prinzip der räumlichen Nähe eingehalten werden. Dabei werden so wenige Hochspannungskabel wie möglich verwendet, um die Trassenführung zu vervollständigen. Normalerweise kann die Anordnung von Hochspannungskabelbäumen in zwei Fälle unterteilt werden: geschichtete Anordnung und parallele Anordnung. Bei der geschichteten Anordnung werden Hochspannungs-Kabelbäume und Niederspannungs-Kabelbäume in obere und untere hierarchische Beziehungen unterteilt, um elektromagnetische Interferenzen zu vermeiden, die durch Hochspannungs-Kabelbäume entstehen, wenn Niederspannungs-Kabelbäume Steuergeräte mit Strom versorgen und Signale an diese übertragen. Entsprechend der aktuellen Stromstärke verschiedener Fahrzeugmodelle liegt der Abstand zwischen den Hochspannungs- und Niederspannungskabelbäumen in den verschiedenen Schichten im Allgemeinen zwischen 200 und 300 mm. Die parallele Anordnung hat dieselbe Route, aber die Hochspannungs- und Niederspannungskabelbäume kreuzen sich nicht, was bei Hybridfahrzeugmodellen der Fall ist. Durch die parallele Anordnung können EMV-Störungen durch Hochspannungskabelbäume an den Steuerungen während der Arbeit wirksam verhindert werden. Daten der China Automobile Association zeigen, dass der chinesische Markt für neue Energiefahrzeuge von 2021 bis Mai 2023 aufgrund mehrerer günstiger Faktoren wie der Politik und des Marktes weiterhin explosionsartig gewachsen ist, wobei das Produktions- und Verkaufsvolumen rasant zunahmen.

(3) Im Jahr 2022 erreichten das Produktions- und Verkaufsvolumen der neuen Energiefahrzeuge Chinas neue Monatshöchststände. Das jährliche Produktions- und Verkaufsvolumen erreichten 705,8 Millionen Fahrzeuge bzw. 688,7 Millionen Fahrzeuge, was einem Anstieg von 96,9% bzw. 93,4% gegenüber 2021 entspricht, und die Durchdringungsrate erreichte 25,6%. Von Januar bis Mai 2023 erreichten das Produktions- und Verkaufsvolumen neuer Energiefahrzeuge 300,5 Millionen Fahrzeuge bzw. 294 Millionen Fahrzeuge, wobei die Wachstumsraten gegenüber dem Vorjahr bei 45,1% bzw. 46,8% lagen und die Penetrationsrate 27,7% erreichte, was die Hauptantriebskraft für das Wachstum der chinesischen Automobilindustrie ist. Der kontinuierliche Anstieg der Marktdurchdringungsrate neuer Energiefahrzeuge hat dazu geführt, dass Menge und Preis von Automobilkabelbäumen gleichzeitig gestiegen sind.

Insbesondere in den letzten Jahren sind die Anforderungen der Verbraucher an die Laderate neuer Energiefahrzeuge kontinuierlich gestiegen. Um die Bedenken der Verbraucher hinsichtlich der Reichweite weiter auszuräumen, haben große Automobilhersteller Anstrengungen unternommen, um 800V-Hochspannungsplattformen zu entwickeln. Modelle wie die E3.0-Plattform von BYD, der Tycan von Porsche und der G9 von XPeng haben die 800-V-Plattform erfolgreich eingesetzt. Darüber hinaus haben Automobilhersteller wie GAC Aion, Great Wall Motors, Avita, Li Auto und Zero Run aktiv an der Entwicklung von 800-V-Hochspannungsladetechnologien gearbeitet. Die 800-V-Plattform kann die gleiche Ladeleistung wie 400 V erreichen, indem die Ladespannung verdoppelt und der halbe Stromwert verwendet wird. Dadurch können die Anforderungen an die Strombelastbarkeit von Steckverbindern und Kabelbäumen effektiv reduziert, deren Lebensdauer verlängert und das Volumen der Kabelbäume verringert werden. Gleichzeitig hat die Modernisierung der Ladetechnologien der Automobilhersteller jedoch höhere Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, elektrischen Eigenschaften und Umwelteigenschaften von Steckverbindern gestellt.

Der Prozess der intelligenten Transformation von Automobilen beschleunigt sich kontinuierlich und führt zu einer Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-Kabelbäumen. Der Entwicklungstrend der Automobilintelligenz wird auch der Entwicklung der Automobilkabelbaumindustrie neue Impulse verleihen. Nach Angaben von Gaogong Intelligent Automobile lagen die Durchdringungsraten von Domänencontrollern in den Bereichen Fahren, Cockpit und Karosserie inländischer Personenkraftwagen von Januar bis Oktober 2022 bei 5,28%, 7,61% bzw. 12,12% und waren damit immer noch auf einem relativ niedrigen Niveau. Derzeit verwenden die meisten Automobilhersteller immer noch die traditionelle verteilte Architektur. Bei der verteilten Architektur hat die Anzahl der Sensoren, die in einem einzelnen Fahrzeug mitgeführt werden, erheblich zugenommen, um das intelligente Niveau zu verbessern. Im Allgemeinen sind für eine am Fahrzeug montierte Kamera oder ein Millimeterwellenradar zwei Paare von Hochgeschwindigkeitssteckern (ein Paar für den Anschluss der Kamera, ein Paar für den Anschluss des Controllers) und die entsprechenden Verbindungskabel erforderlich.

Mit steigender Anzahl von Sensoren wird auch die Nachfrage nach Kabelbaumsystemen steigen.

Andererseits hat sich das intelligente Cockpit allmählich zu einer Standardkonfiguration von Fahrzeugen entwickelt, und die Anzahl der elektronischen Komponenten, die von Fahrzeugen getragen werden, hat erheblich zugenommen. Als Übertragungsmedium für Leistung und Signale zwischen verschiedenen Komponenten wird auch die Nachfrage nach Kabelbäumen entsprechend steigen. Da sich der Grad der Fahrzeugintelligenz kontinuierlich verbessert, steigen auch die Anforderungen an die Kapazität und Aktualität der Datenübertragung. Gartner schätzt, dass jedes autonom fahrende, vernetzte Fahrzeug mindestens 4 TB an Daten pro Tag und Daten auf PB-Ebene pro Jahr generiert, wodurch eine Vielzahl von Anforderungen an Hochgeschwindigkeitsanschlüsse entstehen, und auch die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-Kabelbäumen wird kontinuierlich steigen. Mit der traditionellen dezentralen Elektronik- und Elektroarchitektur wurde es zunehmend schwieriger, der kontinuierlichen Zunahme der Funktionen und der Komplexität von Automobilen gerecht zu werden, und die zentralisierte elektronische und elektrische Architektur wurde in die Geschichte aufgenommen.

Die zentralisierte elektronische und elektrische Architektur integriert die Funktionen von Steuergeräten, reduziert die Anzahl der Steuergeräte im gesamten Fahrzeug, kann die Kabelbaumtopologie vereinfachen und reduziert auch die Länge und das Gewicht des Kabelbaums. Vor dem Hintergrund der Strategie, ein starkes Verkehrsland aufzubauen, wurde der Entwicklungstrend der automobilen Intelligenz kontinuierlich hervorgehoben, und die Funktion von Automobilen hat sich allmählich von einem einfachen Transportmittel zu einem „dritten Lebensraum“ entwickelt. Das Niveau der Technologie für autonomes Fahren wurde kontinuierlich verbessert. Insbesondere im Zuge der Transformation der Elektrifizierung ist eine neue Art integrierter elektronischer und elektrischer Architektur entstanden, die der beste Träger für die Anwendung intelligenter Netzwerktechnologien ist. Die Intelligentisierung mit dem autonomen Fahren als Herzstück ist zu einem der wichtigsten Wettbewerbspunkte der Automobilhersteller geworden. In den letzten Jahren haben die Automobilhersteller ihre Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Bereich der Automobilintelligenz verstärkt und aktiv die Einführung des autonomen Fahrens auf L3-Ebene und höher gefördert.

Die Funktion für assistiertes Fahren auf L2-Ebene ist nach und nach zu einer Standardkonfiguration von immer mehr Fahrzeugmodellen geworden. Daten des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie zeigen, dass die Marktdurchdringungsrate neuer Personenkraftwagen der Klasse L2 mit kombinierten assistierten Fahrfunktionen im Jahr 2022 34,5% erreichte, was einem Anstieg von 11 Prozentpunkten gegenüber 2021 entspricht. In 17 Test-Demonstrationsgebieten, 16 Pilotstädten mit doppelter Intelligenz und 7 nationalen Demonstrationsgebieten für Fahrzeugnetzwerke im ganzen Land wurden mehr als 7.000 Straßenkilometer zu intelligenten Straßen ausgebaut und mehr als 7.000 Sätze von Netzwerkgeräten am Straßenrand installiert. In Zukunft wird die Verbreitung intelligenter vernetzter Fahrzeuge weiter steigen. Der „Technical Roadmap for Intelligent Networked Automobiles 2.0" geht davon aus, dass die Durchdringungsrate intelligenter vernetzter Automobile auf PA- (L2 teilautonomes Fahren) und CA (L3 bedingtes autonomes Fahren) in China bis 2025 bei über 50% liegen wird, und bis 2030 wird die Durchdringungsrate bei über 70% liegen.