Electrificación e inteligentización de automóviles

Los mazos de cables para vehículos son la red principal de circuitos automotrices.

Se utilizan principalmente para conectar componentes como la batería de almacenamiento, la caja de distribución, los actuadores, los controladores y los sensores del automóvil, proporcionando energía eléctrica y transmisión de señales a los componentes eléctricos y electrónicos del vehículo, y proporcionando conexiones básicas para los circuitos de control que permiten todas las funciones eléctricas. Los arneses de cables de los automóviles se consideran el «sistema nervioso central» de los automóviles. Los mazos de cables para automóviles se pueden clasificar en mazos de cables de alto voltaje y mazos de cables de bajo voltaje según los niveles de voltaje.

El voltaje de los mazos de cables de alto voltaje es de 300 V o más, y se utiliza principalmente para impulsar la transmisión de energía en vehículos de nueva energía; el voltaje de los mazos de cables de bajo voltaje es inferior a 60 V y el voltaje general del vehículo es de 12 V, y se utiliza principalmente para transmitir señales de vehículos. Según sus usos, se pueden dividir en arneses de cables de motor, arneses de cables de panel de instrumentos, arneses de cables de iluminación, arneses de cables de aire acondicionado y arneses de cables para aparatos eléctricos auxiliares, etc. Según las diferentes funciones, se pueden dividir en cables ordinarios, pares trenzados y cables blindados, etc.

Los arneses de cables para automóviles son componentes que forman circuitos de conexión agrupando los arneses de cables después de engarzar los terminales de contacto (conectores) perforados en materiales de cobre con cables y alambres eléctricos, y luego moldear materiales aislantes o agregar carcasas metálicas, etc. Como industria que requiere mucha mano de obra, el costo laboral de los arneses de cables para automóviles representa aproximadamente del 12 al 17% del costo total de producción, y la proporción de materias primas es del 70 al 80%. Las materias primas anteriores se pueden dividir aproximadamente en tres categorías: cables, materiales de embalaje y conectores (terminales), incluidos cables, terminales, conectores y fundas, etc. Entre ellas, entre el 75 y el 80% de la composición del peso corresponde a cables de automóviles. Por lo tanto, las fábricas de arneses de cables tienen requisitos relativamente estrictos para los cables.

adquisición, formando un sistema de suministro relativamente cerrado.

En la actualidad, los fabricantes de cables para automóviles incluyen principalmente fabricantes de cables para mazos de cables y empresas independientes que se especializan en la producción de cables. Los fabricantes japoneses de arneses de cables como Yazaki, Sumitomo Electric y Furukawa, así como los fabricantes europeos y estadounidenses de arneses de cables como Aptiv y Leoni, adoptan principalmente el modelo de «autoproducción y subcontratación» en términos de cables de materia prima; mientras que los fabricantes nacionales de arneses de cables, como Huguang y Jinting, adoptan principalmente el modelo de subcontratación. La gama media son los proveedores de arneses de cables para automóviles, incluidos los fabricantes extranjeros representados principalmente por German Leoni Group y Aptiv Ltd., y los fabricantes nacionales liderados por Huguang Co., Ltd. y Shanghai Jinting. En la actualidad, aunque hay un gran número de proveedores nacionales, la mayoría de ellos son de pequeña escala.

El sector secundario son los principales fabricantes de automóviles, que tienen un fuerte poder de negociación y el derecho a expresarse en la cadena industrial, y cuentan con evaluaciones estrictas y largos ciclos de certificación para los mazos de cables y otras piezas de automóviles. Entre las materias primas, el cobre es el componente más importante de los mazos de cables para automóviles, y su tendencia de precios tendrá un impacto significativo en el precio de los mazos de cables para automóviles. El cobre es un producto a granel con una oferta de mercado suficiente, pero su precio se ve fácilmente afectado por factores como los ciclos económicos, la demanda del mercado y los tipos de cambio, lo que provoca grandes fluctuaciones. Desde 2020, el precio spot nacional del cobre ha aumentado de manera fluctuante. A principios de 2019, el precio spot nacional del cobre (número 1) era de 47.000 yuanes/tonelada. En la primera mitad de 2022, el precio subió a más de 70.000 yuanes/tonelada y, al final del año, el precio fue de 66.000 yuanes/tonelada. En 2023, el precio spot nacional del cobre (número 1) siempre se mantuvo por encima de los 67.000 yuanes/tonelada. El aumento de los precios del cobre ha provocado un aumento en el costo de producción de los arneses de cables para automóviles. Informe relacionado: Zhiyan publicó el «Informe de análisis sobre la escala de desarrollo del mercado y las oportunidades de inversión de la industria china de arneses de cables para automóviles entre 2023 y 2029", publicado por Zhiyan, y las tendencias de desarrollo de la electrificación y la inteligencia de los automóviles han activado el creciente mercado de arneses de cables para automóviles.

(1) El volumen de producción y ventas de automóviles se está recuperando gradualmente y la industria de los arneses de cables para automóviles se está expandiendo. La aplicación final de los arneses de cables para automóviles es la industria del automóvil.

El estado de desarrollo de la industria del automóvil está estrechamente relacionado con la industria de los arneses de cables para automóviles. Los productos de arneses de cables para automóviles son productos personalizados. Los diferentes fabricantes de vehículos y sus diferentes modelos de vehículos tienen diferentes esquemas de diseño y estándares de calidad. El peso de los mazos de cables en un solo vehículo es de 50 a 70 kg, que es el tercer componente más pesado después del chasis y el motor. Los datos de la OICA muestran que, en 2022, el volumen de producción mundial de automóviles fue de 85.020.000 vehículos, con una tasa de crecimiento interanual del 6%; el volumen de ventas mundiales de automóviles fue de 81.630.000 vehículos, con una ligera disminución interanual del 1,37%. Los datos de MarketsandMarkets muestran que, en 2021, el mercado mundial de arneses de cables para automóviles ascendió a 47 000 millones de dólares estadounidenses, y se espera que la tasa de crecimiento anual compuesta alcance el 4,1% en 2026 y que la escala del mercado supere los 57 400 millones de dólares estadounidenses.

La cantidad de arneses de cables para automóviles que se utilizan en los sistemas de chasis, como los chasis de los vehículos, las bombas de frenos neumáticos y los sistemas de suspensión, ha aumentado. A finales de 2021, la escala de mercado de los arneses de cables para chasis representaba más del 25%. Desde el siglo XXI, con la adhesión de China a la OMC, la economía china ha crecido rápidamente y el ingreso disponible per cápita ha aumentado continuamente, lo que ha impulsado el rápido desarrollo de la industria del automóvil. La producción y el volumen de ventas de automóviles de China han ocupado el primer lugar del mundo durante muchos años consecutivos. Durante el período comprendido entre 2018 y 2020, si bien la producción y el volumen de ventas de automóviles de China se vieron afectados por múltiples factores adversos, como el ciclo de recesión económica y el comercio chino-estadounidense, mostraron una tendencia a la baja. Sin embargo, en 2021, con el pleno desarrollo de la industria automotriz de nueva energía, el volumen de producción y ventas de automóviles de China reanudó la tendencia de crecimiento. En 2022, la evolución siguió siendo buena, con un volumen anual de producción y ventas que alcanzó los 2.702,1 millones de vehículos y 2.686,4 millones de vehículos, respectivamente, con tasas de crecimiento interanual del 3,4% y el 2,1%, respectivamente. De enero a mayo de 2023, gracias a los esfuerzos continuos de los fabricantes de automóviles por reducir los precios de promoción y las políticas nacionales para promover el consumo, el volumen de producción y ventas de automóviles de China en su conjunto logró un gran aumento, con un volumen de producción y ventas de 1068,7 millones de vehículos y 1061,7 millones de vehículos, respectivamente, con tasas de crecimiento interanual del 11,1% cada uno. Como el mercado de producción y consumo de automóviles más grande del mundo, China tiene un enorme volumen de ventas de arneses de cables para automóviles y se ha convertido en la principal fuerza impulsora del crecimiento de la escala mundial de arneses de cables para automóviles. En los últimos años, el volumen de producción y ventas de automóviles en China no ha dejado de aumentar, lo que ha hecho que la demanda de arneses de cables para automóviles siga aumentando, y la escala del mercado no ha dejado de crecer.

(2) En 2022, la escala de mercado de los arneses de cables para automóviles de China aumentó hasta alcanzar los 850,7 mil millones de yuanes, con una tasa de aumento de más del 14%. Siguiendo la tendencia de reducir el peso de los automóviles, los fabricantes chinos de arneses de cables para automóviles utilizan activamente materiales livianos como el aluminio para fabricar arneses de cables para automóviles.

Gracias al rápido desarrollo de los automóviles inteligentes y de los automóviles de nueva generación, el valor agregado de los mazos de cables para automóviles ha aumentado y el margen de beneficio no ha dejado de crecer. Los datos del Anuario de la Industria Automotriz de China muestran que, en 2021, los beneficios totales de la industria china de mazos de cables y componentes para automóviles ascendieron a 1.412 millones de yuanes, con una tasa de crecimiento interanual del 26%. Los beneficios totales de la industria aumentaron aún más en 2022. (2) El rápido desarrollo de los automóviles de nueva energía ha hecho que la cantidad y el precio de los mazos de cables para automóviles aumenten simultáneamente. El rápido auge de los automóviles de nueva generación en China ha supuesto un mayor margen de desarrollo para la industria de los arneses de cables para automóviles. El voltaje de funcionamiento de los mazos de cables tradicionales para vehículos de combustible es de 12 a 48 V, mientras que el voltaje de funcionamiento de la batería de alimentación de los automóviles de nueva energía puede alcanzar los 400 V o incluso más, como 600 V y 800 V. A través de mazos de cables de alta tensión, la potencia de la batería eléctrica se puede transmitir a los equipos eléctricos. Debido a la particularidad de su entorno operativo, la estructura de los arneses de cables de alta tensión es más compleja y tienen un rendimiento más excelente en términos de sellado, resistencia al calor, durabilidad y antiinterferencia. En comparación con los vehículos de pasajeros tradicionales, el valor de los mazos de cables para automóviles de nueva energía es mayor.

El valor del mazo de cables de un solo vehículo de pasajeros de combustible tradicional de gama baja es de unos 2.500 yuanes, el valor del mazo de cables de un solo vehículo de pasajeros de combustible tradicional de gama media y alta es de 3.500 a 4.500 yuanes, y el valor del mazo de cables de un solo automóvil de nueva energía es de unos 5.000 yuanes. Los mazos de cables de alta tensión conectan varios componentes del sistema de alta tensión de los automóviles y son una parte fundamental del sistema eléctrico de alta tensión. Su rendimiento afecta directamente a la seguridad de los automóviles de nueva energía.

La disposición de los mazos de cables de alta tensión en los vehículos eléctricos debe seguir el principio de proximidad, utilizando el menor número posible de cables de alta tensión para completar el trazado de la ruta. Normalmente, la disposición de los mazos de cables de alta tensión se puede dividir en dos casos: disposición en capas y disposición en paralelo. El diseño en capas divide los mazos de cables de alta tensión y los mazos de cables de baja tensión en relaciones jerárquicas superiores e inferiores para evitar la interferencia electromagnética que generan los mazos de cables de alta tensión cuando los mazos de cables de baja tensión suministran energía y transmiten señales a las unidades de control. En función de la magnitud actual de los distintos modelos de vehículos, la distancia entre los mazos de cables de alta y baja tensión en las distintas capas es, por lo general, de 200 a 300 mm. El trazado paralelo sigue el mismo recorrido, pero los mazos de cables de alta y baja tensión no se cruzan, lo que es aplicable a los modelos de vehículos híbridos. Gracias a la disposición en paralelo, se puede evitar eficazmente la interferencia electromagnética que producen los mazos de cables de alta tensión en los controladores durante el trabajo. Los datos de la Asociación Automovilística de China muestran que, desde 2021 hasta mayo de 2023, impulsado por múltiples factores favorables, como las políticas y el mercado, el mercado chino de automóviles de nueva energía siguió creciendo de forma explosiva, y el volumen de producción y ventas aumentaron rápidamente.

(3) En 2022, el volumen de producción y ventas de los automóviles de nueva energía de China alcanzó nuevos máximos mensuales, con un volumen anual de producción y ventas que alcanzó los 705,8 millones de vehículos y 688,7 millones de vehículos, respectivamente, aumentando un 96,9% y un 93,4%, respectivamente, en comparación con 2021, y la tasa de penetración alcanzó el 25,6%. De enero a mayo de 2023, el volumen de producción y ventas de automóviles de nueva energía alcanzó los 300,5 millones de vehículos y 294 millones de vehículos, respectivamente, con tasas de crecimiento interanual del 45,1% y el 46,8%, respectivamente, y una tasa de penetración del 27,7%, que es la principal fuerza impulsora del crecimiento de la escala de la industria automotriz china. El aumento continuo de la tasa de penetración de los automóviles de nueva energía ha hecho que la cantidad y el precio de los arneses de cables para automóviles aumenten simultáneamente.

Especialmente en los últimos años, los requisitos de los consumidores en cuanto a la velocidad de carga de los automóviles de nueva energía han aumentado continuamente. Para aliviar aún más las preocupaciones de los consumidores sobre la «autonomía de conducción», los principales fabricantes de automóviles se han esforzado por desarrollar plataformas de alta tensión de 800 V. Modelos como la plataforma E3.0 de BYD, el Tycan de Porsche y el G9 de XPeng han incorporado con éxito la plataforma de 800 V. Además, fabricantes de automóviles como GAC Aion, Great Wall Motors, Avita, Li Auto y Zero Run también han estado desarrollando activamente tecnologías de carga de alta tensión de 800 V. La plataforma de 800 V puede alcanzar la misma potencia de carga que 400 V duplicando el voltaje de carga y utilizando la mitad del valor actual, lo que puede reducir de manera efectiva los requisitos de capacidad de carga de corriente de los conectores y mazos de cables, extender su vida útil y reducir el volumen de los mazos de cables. Sin embargo, al mismo tiempo, la modernización de las tecnologías de carga de los fabricantes de automóviles ha supuesto un aumento de los requisitos en cuanto a las propiedades mecánicas, eléctricas y medioambientales de los conectores.

El proceso de transformación inteligente de los automóviles se acelera continuamente, lo que genera la demanda de mazos de cables de alta velocidad. La tendencia de desarrollo de la inteligencia automotriz también traerá nuevos avances al desarrollo de la industria de los arneses de cables para automóviles. Según datos de Gaogong Intelligent Automobile, de enero a octubre de 2022, las tasas de penetración de los controladores de dominio en las áreas de conducción, cabina y carrocería de los vehículos nacionales de pasajeros fueron del 5,28%, el 7,61% y el 12,12%, respectivamente, todavía en un nivel relativamente bajo. En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de automóviles siguen adoptando la arquitectura distribuida tradicional. Con la arquitectura distribuida, para mejorar el nivel de inteligencia, la cantidad de sensores que lleva un solo vehículo ha aumentado significativamente. En términos generales, una cámara montada en un vehículo o un radar de ondas milimétricas requieren 2 pares de conectores de alta velocidad (un par para conectar la cámara y otro par para conectar el controlador) y los cables de conexión correspondientes.

A medida que aumente la cantidad de sensores, también aumentará la demanda de sistemas de arneses de cables.

Por otro lado, la cabina inteligente se ha convertido gradualmente en una configuración estándar de los vehículos, y la cantidad de componentes electrónicos que transportan los vehículos ha aumentado significativamente. Como medio de transmisión de potencia y señales entre varios componentes, la demanda de mazos de cables también aumentará en consecuencia. Además, a medida que el grado de inteligencia del vehículo mejora continuamente, los requisitos de capacidad y puntualidad de transmisión de datos son más estrictos. Gartner estima que cada vehículo conectado con conducción autónoma genera al menos 4 TB de datos al día y datos de nivel PB al año, lo que genera una gran cantidad de requisitos de conectores de alta velocidad, y la demanda de mazos de cables de alta velocidad también aumentará continuamente. La arquitectura electrónica y eléctrica distribuida tradicional se ha vuelto cada vez más difícil de llevar a cabo debido al continuo crecimiento de las funciones y la complejidad de los automóviles, y la arquitectura electrónica y eléctrica centralizada ha pasado a un primer plano histórico.

La arquitectura electrónica y eléctrica centralizada integra las funciones de las ECU, reduce el número de ECU en todo el vehículo, puede simplificar la topología del mazo de cables y también reducirá la longitud y el peso del mazo de cables. En el contexto de la estrategia de construir un país fuerte desde el punto de vista del transporte, no ha dejado de destacarse la tendencia de desarrollo de la inteligencia automovilística, y la función de los automóviles ha pasado gradualmente de ser un simple medio de transporte a convertirse en un «tercer espacio vital». El nivel de la tecnología de conducción autónoma se ha mejorado continuamente. Especialmente con la transformación de la electrificación, se ha generado un nuevo tipo de arquitectura electrónica y eléctrica integrada, que es el mejor soporte para la aplicación de tecnologías de red inteligentes. La inteligencia basada en la conducción autónoma como eje central se ha convertido en uno de los puntos clave de la competencia entre los fabricantes de automóviles. En los últimos años, los fabricantes de automóviles han aumentado sus esfuerzos de I+D en el ámbito de la inteligencia automovilística y han promovido activamente la implementación de la conducción autónoma de nivel L3 y de nivel superior.

La función de conducción asistida de nivel L2 se ha convertido gradualmente en una configuración estándar en cada vez más modelos de vehículos. Los datos del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información muestran que, en 2022, la tasa de penetración de los nuevos vehículos de pasajeros de nivel L2 con funciones combinadas de conducción asistida alcanzó el 34,5%, un aumento de 11 puntos porcentuales en comparación con 2021. En 17 áreas de demostración de prueba, 16 ciudades piloto de «doble inteligencia» y 7 áreas de demostración de redes nacionales de vehículos en todo el país, se han actualizado más de 7.000 kilómetros de carreteras para convertirlas en carreteras inteligentes y se han instalado más de 7.000 conjuntos de dispositivos de red al borde de la carretera. En el futuro, la tasa de penetración de los automóviles inteligentes conectados en red aumentará aún más. La «Hoja de ruta técnica para los automóviles inteligentes conectados en red 2.0» indica que, de aquí a 2025, las tasas de penetración de los automóviles inteligentes en red de nivel PA (conducción autónoma parcial L2) y CA (conducción autónoma condicional L3) en China superarán el 50%, y en 2030, la tasa de penetración superará el 70%.