华南站丨智能化自动化需求渐起，线束加工企业如何响应新能源汽车市场呼声？

2023年华南国际智能制造、先进电子及激光技术博览会(简称LEAP Expo)旗下成员展慕尼黑华南电子生产设备展将于10月30-11月1日,再次登陆深圳国际会展中心(宝安新馆)。展会将围绕自动化与运动控制、测试测量、表面贴装、点胶注胶&化工材料、线束加工、半导体封装及制造等领域,立足行业前沿,聚焦新旧动能转换,为电子智能制造行业提供一个横跨产业上下游的专业交流圈。

实名预登记,现场免排队

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自2020年以来,我国新能源汽车的销量和渗透率显著提升,据《中国新能源汽车行业发展白皮书(2023年)》数据显示,2022年全球新能源乘用车的销售量突破千万辆,达到1082.4万辆,其中中国新能源汽车销量688.4万辆,市占率(2020年40.5%、2021年51%)增长至63.6%,连续8年保持全球前列。与此同时,更具颠覆性的智能网联汽车也在加速发展,互联网巨头们以及其他新兴参与者正涌入市场,毫无疑问,新能源和智能网联汽车已成为汽车产业更新换代的主流,其适用的线束需求量也将随之大增。

作为汽车电路的网络主体,线束与现代汽车上电子控制系统有着密切关系,若把ECU、传感器与执行元件功能比作人脑、感觉器官与运动器官,那线束就像神经与血管,将各个功能部件紧密连接。因此,随着汽车安全性、舒适性及环保要求不断提高,如何使大量线束在有限汽车空间中更有效、安全的合理布置已成为线束加工整个行业面临的主要难题。

新能源汽车风口之上

线束市场的机遇与挑战

汽车线束产品通常由连接器、端子、导线、保险盒、扎带、橡胶件、包覆材料、护线盒等组成,其中连接器、导线占线束物料成本2/3左右。一般而言,传统汽车线束及连接器用量分别约为200条和350个、单车连接器及线束价值约为3000-5000元。但随着汽车电子化、智能化、网络化、新能源化的发展,单车连接器和线束价值将可提升到20000元,显示出汽车电子连接器及线束行业所具备更为广阔的发展空间。2022年国内汽车线束销售额约830亿元,预计2023年将达到1000亿元规模,而全球汽车线束市场2025年则将接近3000亿元。

相对于传统汽车而言,新能源汽车电子系统在物理和使用性能上具有更为严苛的要求,需要更为强大的线束功能才能满足,主要体现在以下几个方面:

新能源汽车线束工作在大电流、高电压的环境,而这很容易导致线束发热,因此线束设计需要考虑承载大电流,具有良好的耐热性,它们是新能源汽车的高安全部件,具有高电压、大电流、线路直径大的特点,这也使得新能源汽车中高压线束的设计面临许多挑战。

区别与传统汽车,新能源汽车高压线束经常被布置在较为苛刻的环境区域内,比其他零部件更容易受到碰撞、摩擦、各种溶剂等外部环境的侵蚀而导致出现短路等故障,因此线束的安全性、耐久性也是其需要满足的重要性能之一,如机械防护性、电气性能、防湿防潮等。

新能源汽车电池电压可达6000V,电动汽车的高电流电压在运行过程中会产生很大的电磁感应现象。因而要求线束抗干扰,密封性要好,来应对可能的电磁干扰,在线束设计和加工方面,也更为精细。

因此,在汽车的新四化趋势下,汽车线束的用量加大、状态繁多,减重降本面临更大挑战。而功能配置的复杂多变,布线空间却又愈发局促,使得自动化加工需求大增。此外,汽车电气与网络架构的域集中趋势也将会改变线束拓扑,千兆以太网的应用对线束传输性能要求更高,对应的特殊线缆工艺挑战颇大,特别还有电动汽车高电压大电流的应用将会对电磁兼容、线束安全性提出更多安全规范等。

智能化自动化需求之下

设备厂商们“各显神通”

传统而言线束生产加工是一项劳动密集型产业,但面对新能源汽车线束的激增需求,势必会引发线束加工行业的技术革新,尤其是基于汽车线束加工对设备的稳定性和加工精度要求十分严格,设备将朝着智能化、自动化的趋势演进,包括全自动端子压着机,前端的裁线、剥皮和压着工艺由机械全自动完成,每个加工过程均有质量监控、端子压接力监测、CCD视觉检测等,进一步提升产品的品质。针对这种变化,线束加工产业的前沿展商们都积极拥抱这种挑战与机遇,纷纷推出各自的旗舰设备。

全球线束行业的市场专家TE Connectivity针对汽车高压线束生产所研发的模块化压接和剥线方案,便能有效赋能新能源汽车域控制器生产的高速插针机,以及高速连接器全自动连接器压合设备。例如全球畅销经典机型P300插针机体现了TE的线束加工深厚“功力”;全新高速连接器压合设备 AP 3T针对更大的背板生产,多达12个压合治具的自动拾取和换型,操作界面也为亚洲客户做了适配调整,让使用更得心应手;针对电池包链接方案而全新开发的柔性电路板刺破压接设备,则能完美匹配TE NanoMQS 刺破式端子,为客户带来高效并可靠的压接方案。

P300插针机

图源:TE Connectivity

高速连接器压合设备 AP 3T

图源:TE Connectivity

柔性电路板刺破压接设备

图源:TE Connectivity

作为全球新能源汽车市场的“主场”,中国的线束加工行业发展同样具有活力,本土汽车线束市场由低成本战略市场逐步转为技术含量更高的性价比市场,汽车线束将从原料材质、生产工艺、产品特性方面寻求升级突破,实现高压化发展,部分优良的线束企业已在高压线束的设计开发领域实现技术突破,拥有创新的研发实力,发展潜力巨大。

鹰野智能科技作为一家专注线束智能装配设备的高新企业,历经10年持续研发线束智能装配设备,推出了全自动组合线束智能装配端子机,全自动双端入胶壳端子机,全自动单端入胶壳端子机,压力检测,色序检测,视觉检测(CCD)等系列产品,增强了国内品牌在线束加工及配套行业的竞争力。其680全自动汽车线束加工中心系列的设备,可选配载盘式送料,振动盘式送料,弹夹式送料三种方式,可存储20根线,对于两侧交叉装配产品可灵活应对,对单线进行存储,减少半成品报废及补插作业,而压着机能完成4种不同端子的压着,每台压着机的压着高度可进行不同的调整,不同的产品选配不同的送料方式,快速且并可应对多种胶壳,同时支持客户的其他定制化加工需求。

鹰野智能科技680全自动汽车线束加工中心

图源:鹰野智能科技

日精智能旗下品牌易山丘ESQ-800是面向汽车领域自主研发的组合汽车线束多头端子插壳机,可完成12种不同端子的压着,6种防水栓穿入,支持多种不同塑壳插入及18~26#线号的生产。整机采用欧标设计,多工位开放平台,伺服驱动机构,是具有高水准处理能力和高加工精度的优良机型。配置24寸触控大屏,计算机数控人机交互界面,生产管理更方便。可选装CFM压力监测和CCD视觉检测系统,加工全过程质量监控,确保产品的高品质输出。高度灵活的塑件插接托盘,可嵌入多种不同类型的塑壳,能以更大的灵活性生产大量不同类型的特定线束。还可灵活扩展多项附加功能,具有高柔性、可灵活配置工作站、产品切换时间短、加工精度高等特点。

ESQ-800 全自动组合汽车线束多头端子插壳机

ESQ-900 FAKRA线束自动化生产线

图源:日精智能

广州市科普超声电子技术有限公司自主研发了半自动超声波焊接机、双头超声波焊接机、双工位线束端子焊接机、线束端子超声波焊接机、线与线超声波焊接机、扭矩焊超声波焊接机、滚动焊超声波焊接机、上下超声线束端子焊接机、平齿焊超声波焊接机等新产品,为电动汽车动力电池行业对超声波焊接需求和发展作为了重要贡献。

超声波焊机

图源:广州市科普超声电子技术有限公司

时至今日,中国市场现已成为全球线束行业的增长发动机,新能源汽车的兴起、消费电子的工艺升级、自动化设备的不断更新换代,在即将于2023年10月30日-11月1日在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办的2023年慕尼黑华南电子生产设备展上,我们可以期待线束加工行业的企业们的集中亮相,为整个电子生产制造行业客户带来丰富的整体创新解决方案。

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