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發(fā)布日期:2023-03-14 點擊率:117
繼電器是一種用來接通和斷開或轉換電路并具有繼電特性的自動、遠程控制元件,其主要功能是擴大控制范圍,靈敏度放大,信號的遙控、監(jiān)測等。在國民經(jīng)濟中,繼電器廣泛應用于軍事裝備、通訊、計算機、汽車、工業(yè)控制、家用電器等產(chǎn)業(yè)部門,是整機電路控制系統(tǒng)的必要基礎原件之一。
繼電器是以小電流控制大電流通斷的電氣開關。高電壓、大電流的高負載情形,需要采用間接方式控制其電路通斷,繼電器在輸入量(電壓、電流)的變化達到規(guī)定要求時,使輸出量發(fā)生預定的階躍變化,本質上是一種電氣開關,故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。
01-繼電器的分類
繼電器是自動控制系統(tǒng)、遙控遙測系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的重要器件,應用廣泛,品種眾多,可以按照不同的標準,如作用原理、結構特征、觸點負載、外形尺寸、防護特征、觸點形式和產(chǎn)品用途等,進行不同的分類。
圖表 1 繼電器的分類
02-繼電器市場概述
我國繼電器行業(yè)的起步于20世紀50年初期。為滿足國防、軍工等整體配套的生產(chǎn)需要,部分整機廠開始從事繼電器產(chǎn)品的生產(chǎn)。目前,我國有各類繼電器生產(chǎn)廠商數(shù)百家,繼電器企業(yè)普遍規(guī)模較小,只有少部分企業(yè)具備中高端繼電器的生產(chǎn)能力。
一覽眾咨詢數(shù)據(jù)顯示:2018年,我國繼電器產(chǎn)量達90.22億個,需求量達72.81億個。隨著我國十大產(chǎn)業(yè)振興政策的逐漸落實和深化,繼電器的需用量和應用領域將在鞏固中繼續(xù)擴大拓展。
圖表 2 中國繼電器產(chǎn)量/需求量增長情況(單位:億只)
汽車繼電器是指專門應用于汽車電器控制的繼電器,它是隨著汽車電子、電器產(chǎn)品發(fā)展起來的。在傳統(tǒng)的內燃機汽車中,繼電器廣泛應用于控制、起動、空調、燈光、雨刮器、電噴裝置、油泵、電動門窗、電動座椅、電子儀表和故障診斷系統(tǒng)等。傳統(tǒng)汽車繼電器應用均為低電壓產(chǎn)品,電壓區(qū)間為 12-48V。
圖表 3 汽車繼電器
新能源汽車繼電器主要應用于高壓直流環(huán)境,控制電流為大電流直流電,具有多品種、小批量的特點,往往采用柔性制造技術。
新能源汽車主電路電壓一般都大于200V,遠高于傳統(tǒng)汽車的12-48V,新能源汽車除需要傳統(tǒng)汽車所需的低電壓繼電器以外,還需配備特殊的高壓直流繼電器。
圖表 4 新能源汽車繼電器的應用
03-高壓直流繼電器技術
新能源汽車應用場景對高壓直流繼電器提出了耐高壓、耐負載、抗沖擊、滅弧能力強、分斷能力強等多種要求。
圖表 5 新能源車對高壓直流繼電器技術要求
高壓直流繼電器在滅弧方式、觸點材料、封裝方式、封裝結構上不斷改進,以應對新能源車復雜工況。性能較為優(yōu)異的高壓直流繼電器通常采用磁吹滅弧、銀合金觸點、氣密封裝、陶瓷冷裝等工藝,以避免觸點粘連,延長產(chǎn)品壽命,技術壁壘也較高。
電動汽車中電路屬于高壓直流,一般繼電器無法滿足要求,目前應用最多的是真空型和充氣型繼電器。真空是理想的絕緣。由于高壓電弧產(chǎn)生于絕緣介質的電離,而真空本身是沒有介質,所以是觸點間有很好的隔離。完全的真空狀態(tài)只是理想狀態(tài),實際會殘留一些雜氧,雜氧在有電弧情況下和銅電極生成氧化銅,接觸電阻增大,繼電器有失效風險。
目前主要是應用充氣型繼電器,充氣型繼電器主要滅弧解決方案為氫氣和氮氣。充純氫氣,加偏轉磁鐵輔助滅弧,相比抽真空及充氮氣滅弧效果要好,氫氣的絕緣性能好,難以電離。
密封技術方面: 高壓繼電器密封有兩種典型技術路線——陶瓷密封和環(huán)氧樹脂密封。陶瓷密封,以松下為代表;環(huán)氧樹脂密封,以泰科(TE)為代表。以前中國國內企業(yè)以環(huán)氧樹脂密封為主,目前開始轉向陶瓷密封技術路線。
陶瓷密封比環(huán)氧樹脂密封可靠性好、安全性高。但環(huán)氧樹脂密封在高壓大電流下易爆炸,有安全隱患,因此,陶瓷密封是新能源汽車高壓直流繼電器主流趨勢。
(高壓直流繼電器技術分析詳見一覽眾咨詢撰寫的《2020-2025年新能源汽車高壓繼電器市場及企業(yè)調研報告》)
從行業(yè)總體趨勢來看,未來新能源汽車高壓直流繼電器將朝著輕量化、節(jié)能化、智能化、低成本方向發(fā)展。 在保證新能源車繼電器正常功能的同時,輕量化、節(jié)能化將有助于節(jié)約車輛能源,增加續(xù)航里程;智能化的觸點閉合狀態(tài)檢測與顯示、觸點壽命監(jiān)測等相關自檢功能可以提高使用安全性。補貼退坡下,高壓直流繼電器供應商需要持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品工藝以降低成本,提升競爭優(yōu)勢。
04-市場競爭格局
由于我國電子元器件產(chǎn)業(yè)起步較晚,目前行業(yè)的技術、裝備水平較發(fā)達國家仍有一定差距,尤其是關鍵技術和設備多從國外引進,技術含量高的國產(chǎn)化設備也由國內幾家大型企業(yè)壟斷。經(jīng)過多年的技術沉淀,我國控制繼電器技術水平全面提升,繼電器基礎技術、基礎材料、基礎零部件制造工藝等技術水平進一步提高,為產(chǎn)品結構調整、技術升級提供了強有力的支撐。
得益于電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,近年來國內繼電器行業(yè)迅猛發(fā)展,在眾多的企業(yè)中出現(xiàn)了規(guī)模龍頭企業(yè),新型繼電器產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。但是目前國內大部分繼電器企業(yè)的產(chǎn)品技術投入相對較少,產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也相對較慢,中低端產(chǎn)品、低附加值產(chǎn)品仍占據(jù)產(chǎn)量的絕大部分,產(chǎn)品同質化嚴重,競爭激烈。
在新能源汽車領域,從企業(yè)競爭格局來看,全球新能源汽車繼電器產(chǎn)品的高端制造基本由松下,泰科、歐姆龍、宏發(fā)股份等國內外巨頭所壟斷,這些行業(yè)巨頭在品牌聲譽、產(chǎn)品質量等方面均具有較強的競爭優(yōu)勢。
隨著新能源車市場爆發(fā)帶動高壓直流繼電器需求增長,國內繼電器制造商:宏發(fā)股份、三友聯(lián)眾、中匯瑞德、上海滬工等企業(yè)近年來陸續(xù)推出高壓直流繼電器產(chǎn)品用于新能源汽車配套,且市場份額也呈逐年上升的趨勢。此外比亞迪也自行研發(fā)高壓直流繼電器產(chǎn)品自主配套,并計劃外銷。
從趨勢來看,國內企業(yè)快速發(fā)展,有望打破國外巨頭壟斷的市場格局。目前這一趨勢已經(jīng)顯現(xiàn),國內企業(yè)憑借價格及渠道優(yōu)勢,在未來的競爭力將會大范圍地取代國外品牌,高壓繼電器國產(chǎn)化率將會得到較大程度地提升。
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