汽车流体管路是指连接汽车各个功能件的管状零件,其作用是在各功能件之间传递各种介质,如燃油、气体、制冷剂、水等,帮助汽车各子系统实现其功能。汽车流体管路多应用于高温、高压、腐蚀性介质、高臭氧浓度和高静电的复杂环境中,局限在紧凑有限的车舱空间内,在汽车运行当中始终处于频繁震动与扭转的疲劳状态,并需要满足严格的节能减排要求,因此对其材料运用、结构性能的设计和生产的基本工艺技术水平有着较高的要求,一定要有耐渗透、耐析出、密封性好、抗静电等特点。对于加油管,还需要满足加油顺畅性要求,避免在加油过程中出现跳枪、油液反喷或飞溅等情形。汽车流体管路的质量和性能对提高汽车整车的性能和安全水平起着及其重要的作用,是保障汽车稳定、高效、安全运作的关键零部件。根据《汽车流体输送系统》,“汽车流体输送系统在整车系统中起着关键作用,如果把一台车比喻成一个人的话,那么流体输送系统就是人的血管和神经束。汽车流体输送系统的作用是通过汽车流体管路来实现的”。
汽车流体管路行业作为汽车零部件行业中的重要组成部分,长期以来一直被汽车工业发达的国家所主导,这些国家的汽车流体管路行业发展成熟,市场集中度较高,已形成一套规模化、集约化、自动化的现代生产体系。诸如英国的邦迪 TI(TIFS.L)、美国的库珀标准(CPS.N)等,这一些企业全球市场占有率较高,在多个国家均设有生产基地,在全球市场之间的竞争中保持领先地位。
近年来,随着我们国家汽车工业的迅速发展,部分本土汽车流体管路优秀企业坚持科学技术创新,持续加大研发投入,提高自身研发技术实力,将新材料、新工艺和新技术运用到产品中去,在产品的质量和生产的基本工艺水平方面取得了显著的提升,并凭借成本优势和本土化服务优势在细致划分领域建立了较高的市场地位和品牌影响力,市场竞争力逐步提升。特别是国六排放标准实施以来,面对更严格的污染物排放标准,整车厂对汽车流体管路的密封性、渗透性、析出性等关键性能指标提出了更高的技术标准,产生了更新迭代的需求,部分具备较强技术实力的本土流体管路优秀企业成功抓住了技术、产品更迭的市场机遇,在整车厂推出更高标准的车型前即已参与其配套车型的开发,优先成为新车型定点供应商,实现批量供货,推动了汽车流体管路的国产化进程。同时,在国产新能源自主品牌迅速崛起、领跑世界的背景下,新的新能源汽车供应链正在形成,供应链自主可控是我国汽车产业从汽车大国迈向汽车强国的必然选择,国内汽车零部件供应商加速布局新能源汽车产业链,逐步构筑本土供应链优势。新能源汽车对热管理系统流体管路的需求明显提升,本土汽车流体管路供应商有望陆续切入国内新能源车企供应链,扩大市场份额。
(4)汽车流体管路是降低碳氢化合物排放的重要零部件,节能减排带动汽车流体管路技术标准和市场需求持续提升
空气污染和雾霾的形成与挥发性有机物(VOCs)的排放紧密关联,除了工业污染物外,汽车排放的碳氢化合物也是 VOCs 排放的重要来源,根据生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2023)》,2022 年我国机动车排放的碳氢化合物达 191.2 万吨,是汽车排放总量的重要组成部分。汽车碳氢化合物排放包括尾气排放和蒸发排放,随着愈发严格的尾气排放标准的实施和尾气排放控制管理系统的应用,源自尾气排放的碳氢化合物已显著减少,而每辆车的蒸发排放则已超过尾气排放,成为汽车碳氢化合物排放的大多数来自。一般而言,汽车蒸发排放主要是通过四种不同的机制产生:(1)加油排放,指汽车在加油过程中油气从油箱中逸出产生的排放;(2)热浸损失,指在发动机关闭后,发动机和排气的余热导致油箱温度上升而产生的排放;(3)换气损失,指由环境和温度变化引起的汽油蒸发排放;(4)运转损失,指当车辆行驶时由于发动机、排气和环境热量而使汽油蒸发产生的排放。近年来,随着我们国家节能减排政策的日趋严格,对汽车碳氢化合物的排放限制也在持续提高,2016 年发布的“国六”标准大幅度提高汽车蒸发排放限制,蒸发污染物排放(热浸损失和换气损失)试验的限值由“国五”标准下的 2g/test 降低至 0.7g/test,并新增了加油过程污染物排放试验,要求加油过程污染物排放量应小于0.05g/L。
汽车流体管路作为燃油和燃油蒸气等介质的传输通道,对降低碳氢化合物排放起到重要的作用,一定要具有密封性好、耐渗透、低析出等关键性能,以防止碳氢化合物从管壁或管路连接处逃逸到大气中污染自然环境。针对蒸发污染物排放,汽车流体管路主要是通过运用高阻隔性能材料提升管路的耐渗透性,防止碳氢化合物从管壁处渗透,并利用高密封性能连接方式提高管路连接处的密封性。
针对加油过程污染物排放,为寻求高效率的汽车燃油蒸发污染物回收方式,欧美等国家自 20 世纪70 年代开始做了多年的研究,目前存在并使用的技术主要是加油站油气回收技术和车载加油油气回收(ORVR)技术两大类。与加油站油气回收技术相比,ORVR 技术不仅仅可以回收加油阶段的燃油蒸汽排放,同时能高效回收汽车行驶和停驻过程中由于运转损失、热浸损失及换气损失产生的燃油蒸汽排放,且回收效率更加高、成本更低,目前已在美国为代表的西方国家得到普遍推广。我国由于前期主要沿用欧洲的排放法规体系,并未对加油排放限值做出要求,因此前期对 ORVR 技术探讨研究较少,加油过程中挥发的碳氢化合物往往直接排放至大气中,直至“国六”标准方首次提出明确要求。2024 年修订的《产业体系调整目录》(2024 年本)中,进一步将“燃油蒸发控制管理系统(EVAP)(含车载油气回收装置(ORVR))”作为汽车关键零部件列入鼓励类产业。一个完整的 ORVR 装置主要由加油管、碳罐、油箱以及各类控制阀组成,其作用为收集并储存车辆在加油时从油箱中置换和挥发出来的燃油蒸汽,经过活性炭罐吸附净化后将洁净的空气释放到大气中,并在发动机开始运转时,利用发动机在进气歧管处的真空度将外界空气吸入活性炭罐吹扫活性炭孔隙吸附的油气,将油气和空气的混合气送到发动机进气歧管处并进入气缸中燃烧,从而节约能源并防止油气污染大气。加油管作为燃油从外界进入油箱的必经之路,对整个 ORVR 装置性能的发挥起到至关重要的作用。在加油过程中,会有大量的燃油蒸汽受油箱压力变化影响从加油管口处溢出,减少加油排放的主流解决方案是在使用高阻隔性能材料和高密封性能连接方式的基础上,对加油管进行液封设计,使燃油蒸汽只能随着液态汽油带入油箱内而非向大气排放,直至最终被碳罐吸收,以减少机动车加油过程中油气的排放。
随着节能减排标准的不断严格,对汽车流体管路的性能和质量的要求也将不断的提高,汽车流体管路制造企业需持续加大研发投入,提升在材料运用、结构性能设计、生产的基本工艺、检测及试验验证等方面的技术实力,提升产品的密封性、耐渗透性、析出性等关键性能指标,以满足各项排放要求。同时,这也将带动整车厂对高性能汽车流体管路需求的增加,推动整个汽车流体管路市场的发展。
随着新能源汽车市场的加快速度进行发展,热管理的范围、实现方式和零部件都发生了较大变化。与燃油车相比,新能源汽车主要有如下不同:
①两者均有必要进行空调系统热管理,然而在空调制热的情况下,燃油车能够最终靠发动机的余热给驾驶舱内供热,但新能源汽车则必须主动进行制热;
②由于两者的动力系统不同,燃油车动力系统热管理主要是针对发动机和变速箱的冷却,而新能源汽车动力系统热管理则主要是针对电机和电机控制器的冷却;
③新能源汽车相比燃油车增加了电池热管理,由于新能源汽车以电池电能作为驱动能源,当电池温度过高可能带来一定风险,而电池温度过低时电池充放电性能直线下降、容量减少,因此有必要对电池进行热管理。插电混动车结合了燃油车和纯电动汽车的特点,相比纯电动汽车而言更复杂,还需要配备发电机热管理系统;
基于上述差异,新能源汽车热管理系统管路比燃油车更复杂,管路长度可达燃油车的 4 倍以上,且电池模组对温控的要求远高于燃油车,带来热管理系统单车价值量的提升。根据公开资料预测,热管理管路产品的单车价值已经从燃油车约 300 元提升到新能源汽车的近 1,000 元,增程式电动车更达到 1500 元左右。
近年来,我们国家新能源汽车经历了爆发式的增长,2015 年至 2023 年期间,我们国家新能源汽车销量由 2015 年的 33.1 万辆增长至 2023 年的949.5 万辆,年均复合增长率达 52.12%。新能源汽车的加快速度进行发展,也将带动热管理系统管路需求的显著增长。
虽然近年来我们国家新能源汽车市场快速崛起,已多年位居全球新能源汽车产销量榜首,但相比燃油车巨大的保有量,我们国家新能源汽车市场仍处于成长阶段。同时由于与燃油车相比,新能源汽车目前在续航里程、电池成本、充电速度及安全性等上仍存在较多瓶颈,充电设施及其他相关配套体系建设仍不完善,电池、电机及电控等新能源汽车核心零部件成本的降低和性能的提升也并不是一朝一夕能够解决和完成的,因此在我们国家新能源汽车战略中,新能源汽车的有序发展并不意味着燃油车将在短时间内彻底淡出行业,燃油车保有量巨大,其技术成熟、上下游配套较为完善,产业链的替代与迁移需要较长的时间过渡,因此燃油车将在未来长时间内依然拥有较高的市场占有率,动力系统流体管路市场需求依然旺盛。
除燃油车外,作为新能源汽车的重要组成部分,不管是以发动机作为动力驱动的车型,还是以发动机作为动力电池充电电能来源的混合动力车型,都和燃油车一样存在发动机、燃油输送系统、油气回收系统等动力系统相关模块,仍需要用各类动力系统流体管路,因此在新能源汽车难以在极短的时间内对燃油车实现完全的取代的行业背景下,动力系统流体管路作为混合动力汽车的核心零部件,其需求依然旺盛,相关这类的产品的市场空间广阔。
近年来,面对全球超量碳排放、气候平均状态随时间的变化带来的巨大压力,汽车节能减排已成为全世界主要国家的共识,汽车行业呈现出轻量化、环保化的发展的新趋势,新能源汽车更是展现出网联化和智能化的发展潮流,但无论面对怎样的发展的新趋势,安全性始终是汽车所需具备的最基本也是最重要的特征,即使是汽车轻量化,也是在保证整车强度和安全性不降低的前提下尽可能减轻车身车辆,以提高汽车的动力性能,减少燃料消耗,降低废气污染。根据相关调研显示,安全是消费的人在考虑款式、经济性和成本后的首要关注因素。
汽车流体管路在汽车整车内部发挥独特关键的作用,如果出现故障,将引起燃油供给不足,导致失速等安全问题。如若管路出现损坏,则会导致燃油泄漏等问题,进而影响车辆正常运行、造成了一定的环境污染,在遭遇明火或火花时甚至会引起车辆燃烧等危及司乘人员生命安全的重大事故。对于新能源汽车热管理系统管路,产品的故障或损坏则可能会引起冷却液泄漏或导致系统压力过大进而引起介质流速降低、模块冷却效率降低等问题,影响三电系统的正常运行,严重的甚至会造成电池燃烧等重大事故。前述因素使得整车制造企业对汽车流体管路的质量发展要求极其严格,对安全性的要求持续提高。具体而言,在金属管路方面,为满足安全性要求,目前国内金属管路的基础材料正在向不锈钢方向升级。和原先的低碳钢材质相比,不锈钢硬度更强,更耐腐蚀,可承受更为强烈的冲击,能够更好的降低因碰撞事故引起的潜在燃油泄漏风险。对于尼龙管路,随着排放标准的不断的提高,已由传统的单层尼龙管转变为多层尼龙管,通过引入多种聚合物高分子复合材料,在有很大效果预防油液渗透与蒸发的同时具备结构强度高、抗冲击、耐腐蚀、防静电、高寿命等特点。
从全球范围来看,汽车流体管路行业作为汽车零部件行业中的重要组成部分,长期以来一直被汽车工业发达的国家所主导,这些国家的汽车流体管路行业发展成熟,市场集中度较高,已形成一套规模化、集约化、自动化的现代生产体系。诸如英国的邦迪 T(I TIFS)、美国的库珀标准(CPS.N)等,这一些企业技术沉淀深厚,产品线齐全,凭借与各大汽车品牌的长期配套关系,占据优势地位。
从国内范围来看,我国汽车流体管路生产企业起步相对较晚,行业内中小企业较多,多数同类企业缺乏自主研发能力和产品研究开发能力,没办法掌握汽车流体管路生产制造相关的核心技术,且因为自身资金实力不足,难以购置先进的生产、检测和实验设备,生产的全部过程中的多道关键工序都无法独立完成,带来了较高的生产所带来的成本,因此难以迅速提升自身的市场竞争力。目前,行业内只少数本土企业和外资制造商供给国内大部分的市场需求。而由于下游整车厂严格的合格供应商认证体系,配套供应商在进入其采购体系后,双方将形成紧密的合作伙伴关系,出于时间成本和机会成本考虑,整车厂客户在车型的生命周期内正常情况下不会轻易更换供应商,因此市场在短期内不可能会出现大量企业进入该细分市场的情况。
邦迪 TI 基本的产品包括汽车用燃油管、刹车管、空调管、电池冷却管和油箱等。根据邦迪TI2023 年年报,其在全球 28 个国家共建有 98 个生产基地,其中在中国境内的重庆、上海、天津、长春、成都、广州、安徽、香港等地共设有 11 家子公司。
库珀标准业务范围覆盖汽车密封系统、汽车制动系统以及汽车流体输送系统,是全球领先的汽车零部件供应商之一。库珀标准自 2003 年进入中国以来,目前在中国已经设有库珀标准亚太区总部和库珀标准昆山工厂,并在芜湖、重庆、长春、荆州等地设立了工厂和研发基地,主要从事设计、开发、制造、加工减震器、汽车专用紧固件、密封件、汽车操作系统、燃油输送系统等产品的生产。
溯联股份主要从事汽车用塑料流体管路产品及其零部件的研发、生产和销售。主要产品有动力系统的燃油管路总成、蒸发排放管路总成,以及真空制动管路总成、天窗排水管、新能源汽车热管理系统管路总成、流体控制件及紧固件等管路零部件,是国内主要汽车塑料流体管路供应商之一,主要客户包括长安汽车、上汽通用五菱、比亚迪、北京汽车、奇瑞汽车、八千代、邦迪管路等。
标榜股份主营业务为汽车尼龙管路及连接件等系列产品的研发、生产和销售,主要产品包括动力系统连接管路、冷却系统连接管路、连接件等,是国内少数进入合资品牌整车厂供应体系的汽车尼龙管路优势企业之一。
川环科技主要从事汽车、摩托车用橡塑软管及总成的研发、设计、制造和销售,主要产品包括汽车燃油系统胶管及总成、汽车冷却系统胶管及总成、汽车附件、制动系统胶管及总成、汽车多层复合尼龙软管、汽车涡轮增压管路总成、汽车真空制动管路总成、汽车天窗排水管路、汽车模压管路总成、摩托车胶管及总成等九大系列,是国内规模较大的专业汽车胶管供应商之一,同时也是国内摩托车胶管系列产品的主要供应商之一。川环科技主要客户包括一汽大众、上汽大众、比亚迪汽车、长安汽车、吉利汽车、长城汽车、广汽、长安福特主、长安马自达、上汽通用五菱等。
天普股份主要从事汽车用高分子材料流体管路系统和密封系统零件及总成的研发、生产及销售,主要产品包为发动机附件系统软管及总成、燃油系统胶管及总成、空调系统软管及总成、动力转向系统软管及总成、其他车身附件系统胶管及模压件等,是车用高分子流体管路行业的专业供应商之一,为汽车整车厂商及其一级供应商提供橡胶软管及总成产品。天普股份的主要客户为日产投资、东风日产、日本仓敷、江铃汽车、英瑞杰、邦迪等。
亚大塑料主营业务包括市政管道系统和汽车管路系统,其中汽车管路系统业务的主要产品包括燃油管、加油管、气制动系统管路、真空管、电池包冷却水管、整车冷却水管、天窗排水管等。
鹏翎股份,主要从事汽车流体管路和汽车密封部件的设计、研发、生产和销售,是国内较早从事汽车管路产品和汽车密封件产品研发和制造的供应商,主要产品包括热管理系统管路及总成、燃油系统管路及总成、进气系统管路及总成、车身其他附件管路及总成和汽车密封件产品。主要客户包括一汽大众、上汽大众、长城汽车、比亚迪汽车、一汽集团、长安汽车、上海大众动力总成、大众一汽发动机、上汽通用五菱、东风日产等。
扬州华光公司主要是做汽车流体管路系列产品的研发、生产和销售,基本的产品包括动力系统流体管路、冷却系统流体管路等。
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第6章 2019-2023年中国汽车流体管路行业市场需求状况及市场规模体量分析
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