Elettrificazione e intelligentizzazione automobilistica

I cablaggi dei veicoli sono la rete principale di circuiti automobilistici.

Sono utilizzati principalmente per collegare componenti come la batteria di accumulo dell'automobile, la scatola di distribuzione, gli attuatori, i controller e i sensori, fornire energia elettrica e trasmissione del segnale per i componenti elettrici ed elettronici del veicolo e fornire connessioni di base per i circuiti di controllo per abilitare tutte le funzioni elettriche. I cablaggi per automobili sono considerati il «sistema nervoso centrale» delle automobili. I cablaggi per automobili possono essere classificati in cablaggi ad alta tensione e cablaggi a bassa tensione in base ai livelli di tensione.

La tensione dei cablaggi ad alta tensione è di 300 V o superiore, utilizzata principalmente per guidare la trasmissione di potenza nei veicoli di nuova energia; la tensione dei cablaggi a bassa tensione è inferiore a 60 V e la tensione generale del veicolo è di 12 V, utilizzata principalmente per la trasmissione dei segnali dei veicoli. In base ai loro usi, possono essere suddivisi in cablaggi del motore, cablaggi del cruscotto, cablaggi per illuminazione, cablaggi per l'aria condizionata e cablaggi per apparecchi elettrici ausiliari, ecc. In base alle diverse funzioni, possono essere suddivisi in cavi ordinari, doppini intrecciati e cavi schermati, ecc.

I cablaggi per automobili sono componenti che formano circuiti di connessione raggruppando i cablaggi dopo aver crimpato i terminali di contatto (connettori) perforati con materiali in rame con fili e cavi elettrici, quindi stampando materiali isolanti o aggiungendo gusci metallici, ecc. Essendo un'industria ad alta intensità di manodopera, il costo della manodopera dei cablaggi per automobili rappresenta circa il 12% - 17% del costo totale di produzione e la percentuale di materie prime è del 70% - 80%. Le materie prime a monte possono essere suddivise approssimativamente in tre categorie: cavi, materiali di rivestimento e connettori (terminali), inclusi fili, terminali, connettori e guaine, ecc. Tra questi, il 75% - 80% della composizione del peso è costituito da cavi per automobili. Pertanto, le fabbriche di cablaggi hanno requisiti relativamente severi per i cavi.

approvvigionamento, che costituisce un sistema di approvvigionamento relativamente chiuso.

Attualmente, i produttori di cavi per automobili comprendono principalmente produttori di cavi, società di cablaggi e società indipendenti specializzate nella produzione di cavi. I produttori giapponesi di cablaggi come Yazaki, Sumitomo Electric e Furukawa, nonché produttori di cablaggi europei e americani come Aptiv e Leoni, adottano principalmente il modello «autoproduzione + outsourcing» in termini di cavi per materie prime; mentre i produttori di cablaggi nazionali come Huguang e Jinting adottano principalmente il modello di outsourcing. Il midstream sono i fornitori di cablaggi per automobili, compresi i produttori stranieri rappresentati principalmente dal gruppo tedesco Leoni e Aptiv Ltd., e i produttori nazionali guidati da Huguang Co., Ltd. e Shanghai Jinting. Attualmente, sebbene vi sia un gran numero di fornitori nazionali, la maggior parte di essi è di piccole dimensioni.

A valle ci sono le principali case automobilistiche, che dispongono di un forte potere contrattuale e del diritto di parola nella catena industriale, oltre a valutazioni rigorose e lunghi cicli di certificazione per i cablaggi e le altre parti di automobili. Tra le materie prime, il rame è il componente più importante dei cablaggi per automobili e il suo andamento dei prezzi avrà un impatto significativo sul prezzo dei cablaggi per automobili. Il rame è una materia prima sfusa con un'offerta di mercato sufficiente, ma il suo prezzo è facilmente influenzato da fattori quali i cicli economici, la domanda di mercato e i tassi di cambio, con conseguenti ampie fluttuazioni. Dal 2020, il prezzo spot del rame sul mercato interno è aumentato in maniera fluttuante. All'inizio del 2019, il prezzo spot interno del rame (1#) era di 47.000 yuan/ton. Nella prima metà del 2022, il prezzo è balzato a oltre 70.000 yuan/ton e alla fine dell'anno è stato di 66.000 yuan/ton. Nel 2023, il prezzo spot interno del rame (1#) è sempre stato mantenuto al di sopra dei 67.000 yuan/ton. L'aumento dei prezzi del rame ha portato ad un aumento del costo di produzione dei cablaggi per automobili. Rapporto correlato: «Rapporto di analisi sulla scala di sviluppo del mercato e sulle opportunità di investimento dell'industria cinese dei cablaggi per automobili dal 2023 al 2029" pubblicato da Zhiyan, e le tendenze di sviluppo dell'elettrificazione e dell'intelligenza automobilistica hanno attivato il mercato incrementale dei cablaggi per automobili.

(1) Il volume della produzione e delle vendite di automobili si sta gradualmente riprendendo e le dimensioni del settore dei cablaggi automobilistici si stanno espandendo. L'applicazione finale dei cablaggi per automobili è l'industria automobilistica.

Lo stato di sviluppo dell'industria automobilistica è strettamente correlato all'industria dei cablaggi automobilistici. I prodotti di cablaggio per automobili sono prodotti personalizzati. I diversi produttori di veicoli e i loro diversi modelli di veicoli hanno schemi di progettazione e standard di qualità diversi. Il peso dei cablaggi in un singolo veicolo è di 50-70 kg, che è il terzo componente più pesante dopo il telaio e il motore. I dati dell'OICA mostrano che nel 2022, il volume globale della produzione automobilistica è stato di 85.020.000 veicoli, con un tasso di crescita su base annua del 6%; il volume globale delle vendite di automobili è stato di 81.630.000 veicoli, con una leggera diminuzione dell'1,37% su base annua. I dati di MarketsandMarkets mostrano che nel 2021, la scala del mercato globale dei cablaggi per automobili era di 47 miliardi di dollari USA e si prevede che il tasso di crescita annuo composto raggiungerà il 4,1% entro il 2026 e la scala del mercato supererà i 57,4 miliardi di dollari USA.

La quantità di applicazioni di cablaggi per automobili in sistemi di telaio come telai di veicoli, pompe per freni pneumatici e sistemi di sospensione è aumentata. Alla fine del 2021, la scala di mercato dei cablaggi per telai rappresentava oltre il 25%. Dal 21° secolo, con l'adesione della Cina all'OMC, l'economia cinese è cresciuta rapidamente e il reddito disponibile pro capite è aumentato continuamente, guidando il rapido sviluppo dell'industria automobilistica. La produzione e il volume delle vendite di automobili in Cina sono al primo posto nel mondo per molti anni consecutivi. Nel periodo dal 2018 al 2020, sebbene la produzione e il volume delle vendite di automobili in Cina siano stati influenzati da molteplici fattori avversi, come il ciclo di recessione economica e il commercio sino-statunitense, hanno mostrato una tendenza al ribasso. Tuttavia, nel 2021, con il pieno sviluppo della nuova industria automobilistica energetica, la produzione e il volume delle vendite di automobili in Cina hanno ripreso il trend di crescita. Nel 2022, lo sviluppo ha continuato a essere positivo, con la produzione annua e il volume delle vendite che hanno raggiunto rispettivamente 2.702,1 milioni di veicoli e 2.686,4 milioni di veicoli, con tassi di crescita su base annua rispettivamente del 3,4% e del 2,1%. Da gennaio a maggio 2023, grazie ai continui sforzi delle case automobilistiche per ridurre i prezzi per la promozione e le politiche nazionali per promuovere i consumi, la produzione e il volume delle vendite di automobili in Cina nel suo complesso hanno registrato un forte aumento, con la produzione e il volume delle vendite che hanno completato rispettivamente 1.068,7 milioni di veicoli e 1.061,7 milioni di veicoli, con tassi di crescita su base annua dell'11,1% ciascuno. Essendo il più grande mercato mondiale di produzione e consumo di automobili, la Cina ha un enorme volume di vendite di cablaggi per automobili ed è diventata la principale forza trainante per la crescita della scala globale dei cablaggi per automobili. Negli ultimi anni, la produzione e il volume delle vendite di automobili in Cina sono aumentati continuamente, spingendo la domanda di cablaggi per automobili a continuare ad aumentare e la scala del mercato è in continua espansione.

(2) Nel 2022, la scala di mercato dei cablaggi automobilistici cinesi è aumentata a 850,7 miliardi di yuan, con un tasso di aumento di oltre il 14%. Nell'ambito della tendenza all'alleggerimento delle automobili, i produttori cinesi di cablaggi per automobili utilizzano attivamente materiali leggeri come l'alluminio per produrre cablaggi per automobili.

Beneficiando del rapido sviluppo di automobili di nuova energia e automobili intelligenti, il valore aggiunto dei cablaggi per automobili è stato aumentato e lo spazio dei profitti è stato in continua espansione. I dati del China Automotive Industry Yearbook mostrano che nel 2021, il profitto totale dell'industria cinese dei cablaggi e dei componenti per automobili è stato di 1,412 miliardi di yuan, con un tasso di crescita su base annua del 26%. Il profitto totale del settore è aumentato ulteriormente nel 2022. (2) Il rapido sviluppo di automobili a nuova energia ha fatto aumentare contemporaneamente la quantità e il prezzo dei cablaggi per automobili. La rapida ascesa delle nuove automobili energetiche cinesi ha portato maggiori spazi di sviluppo per l'industria dei cablaggi automobilistici. La tensione di funzionamento dei tradizionali cablaggi per veicoli a combustibile è di 12-48 V, mentre la tensione di funzionamento della batteria di alimentazione delle automobili di nuova energia può raggiungere i 400 V o anche più, ad esempio 600 V e 800 V. Tramite cablaggi ad alta tensione, la potenza della batteria di alimentazione può essere trasmessa alle apparecchiature elettriche. A causa della particolarità del suo ambiente operativo, la struttura dei cablaggi ad alta tensione è più complessa e presenta prestazioni più eccellenti in termini di tenuta, resistenza al calore, durata e anti-interferenza. Rispetto ai tradizionali veicoli passeggeri, il valore dei cablaggi per automobili di nuova energia è maggiore.

Il valore del cablaggio di un singolo veicolo passeggeri a carburante tradizionale di fascia bassa è di circa 2.500 yuan, il valore del cablaggio di un singolo veicolo passeggeri a carburante tradizionale di fascia medio-alta è di 3.500 - 4.500 yuan e il valore del cablaggio di una singola automobile a nuova energia è di circa 5.000 yuan. I cablaggi ad alta tensione collegano vari componenti del sistema ad alta tensione delle automobili e sono una parte fondamentale del sistema elettrico ad alta tensione. Le loro prestazioni influiscono direttamente sulla sicurezza delle automobili di nuova energia.

La disposizione dei cablaggi ad alta tensione nei veicoli elettrici deve seguire il principio della prossimità, utilizzando il minor numero possibile di cavi ad alta tensione per completare il tracciato del percorso. Normalmente, la disposizione dei cablaggi ad alta tensione può essere suddivisa in due casi: layout a strati e layout parallelo. Il layout a strati divide i cablaggi ad alta tensione e i cablaggi a bassa tensione in relazioni gerarchiche superiori e inferiori per evitare l'interferenza elettromagnetica generata dai cablaggi ad alta tensione quando i cablaggi a bassa tensione forniscono alimentazione e trasmettono segnali alle unità di controllo. In base alla situazione attuale, considerata la portata attuale dei diversi modelli di veicoli, la distanza tra i cablaggi ad alta e bassa tensione nei diversi strati è generalmente compresa tra 200 e 300 mm. La disposizione parallela segue lo stesso percorso, ma i cablaggi ad alta e bassa tensione non si incrociano, il che è applicabile ai modelli di veicoli ibridi. Grazie alla disposizione parallela, è possibile prevenire efficacemente l'interferenza EMC dei cablaggi ad alta tensione sui controller durante il lavoro. I dati della China Automobile Association mostrano che dal 2021 al maggio 2023, spinto da molteplici fattori favorevoli come le politiche e il mercato, il mercato cinese delle automobili a nuova energia ha continuato a crescere in modo esplosivo, con un rapido aumento del volume della produzione e delle vendite.

(3) Nel 2022, il volume della produzione e delle vendite delle nuove automobili energetiche cinesi ha raggiunto nuovi massimi mensili, con il volume annuo della produzione e delle vendite che hanno raggiunto rispettivamente 705,8 milioni di veicoli e 688,7 milioni di veicoli, in aumento rispettivamente del 96,9% e del 93,4% rispetto al 2021 e il tasso di penetrazione che ha raggiunto il 25,6%. Da gennaio a maggio 2023, il volume della produzione e delle vendite di automobili a nuova energia ha raggiunto rispettivamente 300,5 milioni di veicoli e 294 milioni di veicoli, con tassi di crescita su base annua rispettivamente del 45,1% e del 46,8% e un tasso di penetrazione che ha raggiunto il 27,7%, che è la principale forza trainante per la crescita della scala dell'industria automobilistica cinese. Il continuo aumento del tasso di penetrazione delle automobili a nuova energia ha fatto aumentare contemporaneamente la quantità e il prezzo dei cablaggi per automobili.

Soprattutto negli ultimi anni, le esigenze dei consumatori per la velocità di ricarica delle automobili a nuova energia sono aumentate continuamente. Per alleviare ulteriormente le preoccupazioni dei consumatori in materia di «autonomia di guida», le principali case automobilistiche si sono impegnate a sviluppare piattaforme ad alta tensione da 800 V. Modelli come la piattaforma E3.0 di BYD, Tycan di Porsche e G9 di XPeng hanno utilizzato con successo la piattaforma 800V. Inoltre, anche case automobilistiche come GAC Aion, Great Wall Motors, Avita, Li Auto e Zero Run hanno sviluppato attivamente tecnologie di ricarica ad alta tensione da 800 V. La piattaforma da 800 V può raggiungere la stessa potenza di ricarica di 400 V raddoppiando la tensione di carica e utilizzando metà del valore di corrente, il che può ridurre efficacemente i requisiti per la capacità di trasporto di corrente di connettori e cablaggi, prolungarne la durata e ridurre il volume dei cablaggi. Tuttavia, allo stesso tempo, l'aggiornamento delle tecnologie di ricarica delle case automobilistiche ha richiesto requisiti più elevati per le proprietà meccaniche, elettriche e ambientali dei connettori.

Il processo di trasformazione intelligente delle automobili è in continua accelerazione, dando origine alla domanda di cablaggi ad alta velocità. Il trend di sviluppo dell'intelligenza automobilistica porterà anche nuovi incrementi allo sviluppo del settore dei cablaggi automobilistici. Secondo i dati di Gaogong Intelligent Automobile, da gennaio a ottobre 2022, i tassi di penetrazione dei controller di dominio nei domini di guida, abitacolo e carrozzeria dei veicoli passeggeri domestici sono stati rispettivamente del 5,28%, 7,61% e 12,12%, ancora a un livello relativamente basso. Attualmente, la maggior parte delle case automobilistiche adotta ancora la tradizionale architettura distribuita. Nell'ambito dell'architettura distribuita, al fine di migliorare il livello di intelligenza, il numero di sensori trasportati da un singolo veicolo è aumentato in modo significativo. In generale, una telecamera montata su un veicolo o un radar a onde millimetriche richiede 2 paia di connettori ad alta velocità (una coppia per collegare la telecamera, una coppia per collegare il controller) e i cavi di collegamento corrispondenti.

Con l'aumento del numero di sensori, aumenterà anche la domanda di sistemi di cablaggio.

D'altra parte, l'abitacolo intelligente è gradualmente diventato una configurazione standard dei veicoli e il numero di componenti elettronici trasportati dai veicoli è aumentato in modo significativo. In quanto mezzo di trasmissione di potenza e segnali tra vari componenti, anche la domanda di cablaggi aumenterà di conseguenza. Inoltre, poiché il grado di intelligenza del veicolo migliora continuamente, i requisiti in materia di capacità e tempestività di trasmissione dei dati sono più severi. Gartner stima che ogni veicolo connesso a guida autonoma generi almeno 4 TB di dati al giorno e dati a livello di PB all'anno, dando origine a un gran numero di requisiti di connettori ad alta velocità. Inoltre, la domanda di cablaggi ad alta velocità aumenterà continuamente. La tradizionale architettura elettronica ed elettrica distribuita è diventata gradualmente difficile da affrontare a causa della continua crescita delle funzioni e della complessità delle automobili e l'architettura elettronica ed elettrica centralizzata è entrata nella storia.

L'architettura elettronica ed elettrica centralizzata integra le funzioni delle ECU, riduce il numero di ECU nell'intero veicolo, può semplificare la topologia del cablaggio e ridurrà anche la lunghezza e il peso del cablaggio. Sullo sfondo della strategia di costruzione di un forte paese dei trasporti, la tendenza allo sviluppo dell'intelligenza automobilistica è stata continuamente evidenziata e la funzione delle automobili è gradualmente cambiata da semplice mezzo di trasporto a «terzo spazio abitativo». Il livello della tecnologia di guida autonoma è stato continuamente migliorato. Soprattutto nell'ambito della trasformazione dell'elettrificazione, è stato generato un nuovo tipo di architettura elettronica ed elettrica integrata, che è il miglior supporto per l'applicazione di tecnologie di rete intelligenti. L'intelligentizzazione basata sulla guida autonoma è diventata uno dei punti chiave della concorrenza tra le case automobilistiche. Negli ultimi anni, le case automobilistiche hanno aumentato i loro sforzi di ricerca e sviluppo nell'intelligenza automobilistica e hanno promosso attivamente l'implementazione della guida autonoma di livello L3 e superiore.

La funzione di guida assistita di livello L2 è gradualmente diventata una configurazione standard di sempre più modelli di veicoli. I dati del Ministero dell'Industria e dell'Informatica mostrano che nel 2022 il tasso di penetrazione dei nuovi veicoli passeggeri di livello L2 con funzioni di guida assistita combinata ha raggiunto il 34,5%, con un aumento di 11 punti percentuali rispetto al 2021. In 17 aree dimostrative di test, 16 città pilota a «doppia intelligenza» e 7 aree dimostrative nazionali di reti di veicoli in tutto il paese, più di 7.000 chilometri di strade sono stati trasformati in strade intelligenti e sono stati installati più di 7.000 set di dispositivi di rete stradale. In futuro, il tasso di penetrazione delle automobili intelligenti collegate in rete sarà ulteriormente aumentato. La «Tabella di marcia tecnica per le automobili intelligenti in rete 2.0" indica che entro il 2025, i tassi di penetrazione delle automobili intelligenti in rete di livello PA (guida autonoma parziale L2) e CA (guida autonoma condizionale L3) in Cina supereranno il 50% e entro il 2030 il tasso di penetrazione supererà il 70%.