電氣化是汽車工業未來發展的必然趨勢。以新能源汽車為載體的電氣化汽車驅動系統有新的電池儲能系統和電機驅動系統，同時有超過330V電壓和超過200A電流輸出，所以對驅動電路循環中的電氣部件提出新的要求，逐步形成并帶來了與傳統汽車動力和電氣系統完全不同的產業化機會。伴隨汽車電氣化的推進和新能源汽車的推廣和普及，具有核心技術的汽車電氣零配件生產商將是這場高壁壘電氣化市場的盛宴受益者。

漸行漸近的汽車電氣化

科技的進步，推動了汽車電氣化的發展。電氣化的汽車產品，具有更高的能源利用效率，從而降低了能源的使用成本，并順應了日益被關注的環保趨勢，有更少的二氧化碳和其他污染性氣體排放量。與此同時，電氣化的汽車，可在保證原有使用功能的基礎上，使汽車有更強的安全性，并賦予汽車更多的便捷化和智能化功能，改善消費者的使用體驗，大幅提升了汽車在日常生活中的應用價值。

在傳統內燃機汽車(ICE)領域，汽車電氣化更多的是體現在汽車電子的發展和繁榮上。電機動作代替了原有的機械動作，同時汽車電子在內燃機控制、汽車安全性、車身應用、車載應用等方面應用日益廣泛，是現代汽車產業發展重要的推動力。在全球汽車市場中，汽車電子產品的成本已超過整車成本的25%，2010年，全球汽車電子市場的市值為1,145億美元，預計2013年的市值將高達1,750億美元。

而在下一階段的電氣化進程中，汽車的內燃機驅動系統將逐漸被電機驅動系統所替代。驅動系統是汽車最為核心的部件，由于汽車電機具有高達95%的能效轉換率，同時電力能源相較石油能源更加豐富，并在使用過程中無污染物排放，所以，作為驅動系統電氣化的新能源汽車在全球得到了廣泛的關注和重視，也被認為代表著汽車未來發展的趨勢。我們預計，就我國而言，每100萬輛新能源汽車的銷售，將為汽車電氣化系統帶來700~1,000億人民幣的市場容量。

汽車電氣化的產業機會剖析

早期的汽車電氣系統非常簡單，主要由汽油機的點火系統、起動系統和燈光信號系統構成。由于汽車用電量較小，汽車電氣系統主要是電壓為6V的電路系統。伴隨著半導體器件的問世，電子技術在汽車領域中得到了廣泛的應用，如電子控制燃油噴射、防抱死制動系統、主動懸架、電動助力轉向、空調系統等等。為了滿足日益增長的汽車用電功率需求，從上世紀五十年代開始，汽車電氣系統的電壓逐漸由原來的6V上升至12V。

據統計，自1990年開始，汽車的用電量每年以5%~8%的比例增加，在傳統內燃機汽車領域，隨著汽車電子占比的增加，大幅增加了汽車線束中電流量。整車生產商為了降低電流傳輸過程中能源的消耗和電器部件的成本，提出42V化技術路線，也就是將傳統汽車中電氣系統電壓由12V提升至42V。該變化將會涉及到傳統汽車中配電系統、零部件、蓄電池、電容器、起動、發電機以及電力電子部件的改變。

新能源汽車，特別是較高程度的混合動力汽車和純電動汽車中，由于電動機直接參與到汽車的驅動系統，所以對汽車的整體構造帶來了巨大的變化。在目前主要的新能源汽車電氣系統中，分為12V電壓電路和高電壓電路(在不同的車型中，此部分的電路電壓在200V、300V甚至是500V以上)兩個系統。12V電壓電路用于沿襲傳統內燃機汽車中的底盤、車身、車載電氣系統，主要考慮因素為降低開發成本，該電路系統中的輸電功率一般小于10kw。高電壓電路系統主要布局與汽車的驅動系統，主要負載包括驅動電機，電路功率可高達70~100kw。由于高電壓電路系統的加入，新能源汽車電氣結構與傳統內燃機汽車有著明顯的不同。特別是高電壓回路中增加了大量的大功率電氣元器件和單元，例如大功率二極管、高電壓繼電器、DC/DC單元、整流單元等。同時對弱電控制模塊，如電池管理系統、電機控制系統等，也在大功率高電壓方面提出了更高的要求。

汽車電氣化是強化電機在汽車驅動系統重要性的過程

從世界三次工業革命的角度觀察，第一次工業革命是以蒸汽機的出現為代表，第二次工業革命是以內燃機的出現為代表，而第三次工業革命則是電機為代表的電氣化革命。而汽車工業的發展也基本上在沿襲著這樣的發展趨勢。1769年世界上第一輛具有實用價值的汽車就是以蒸汽機作為驅動力，經歷了一個多世紀的發展，1885年，德國人卡爾?奔馳和戴姆勒分別制造了世界上第一輛內燃機三輪汽車和內燃機四輪汽車，開啟了內燃機汽車時代。現代汽車中，內燃機消耗了整車超過60%的能量，但能效轉化率只有25%~40%，而電機具有高達95%以上的能效轉化率，所以從汽車產業的發展趨勢來看，如同第三次工業革命的出現與發展，終將走入電氣化時代。值得強調的是，在汽車怠速期間，驅動電機可以在增加汽車能效利用率的同時停止工作，從而大幅度減少能源的浪費。

傳統內燃機汽車驅動系統中的電機主要以內燃機起動電機和發電機的形式存在。在內燃機的帶動下，電機將機械能轉化為電能并儲存在以鉛酸電池為主的蓄電池中，同時驅動汽車中的其他電氣設備。小型汽車的發電機的功率從20年前的500w發展到現代汽車中的1kW~2kW，每輛傳統內燃機汽車的發電機價格為400元左右。而起動電機主要負責啟動內燃機曲軸的旋轉。一般情況下，整車生產商、零配件生產商和主要的電氣設備生產商都具備汽車發電機生產能力，例如沃爾沃、法雷奧、通用電氣等，國內的代表生產商有東風汽車、雙宇集團等。

電機作為輔助驅動動力參與到汽車驅動系統最常見的是在弱混技術(Star-Stop)的混合動力汽車中(BSG或ISG電機)，電機功率一般為2kW~3kW。由于弱混系統較全混系統和純電動系統的成本更低，同時可實現節油5%~10%，所以國外許多著名的汽車公司和配件生產商，如Ford、Valeo、Honda、Bosch、Siemens、Fiat、Delphi等都競相研制或采用ISG技術。而國內汽車生產商奇瑞、長安等，也都有意將弱混技術作為汽車的標配技術。目前，博世生產的BSG電機價格為3,000~4,000元/臺，而國內如大洋電機等生產商的BSG電機為1,000元左右/臺。

而在新能源汽車領域，電機將深度直接參與到汽車的驅動過程，需要扮演主要驅動機和發電機的角色。例如，在豐田混合動力汽車Prius第三代產品中，除了內燃機以外還有兩個電機，輸出功率分別為10kW和50kW。其中，10kW電機承擔驅動和發電的作用，50kW電機主要承擔驅動功率的輸出。起動階段電機承擔40%的汽車驅動力輸出，在高速行駛階段電機也承擔25%左右的驅動力輸出。

從技術發展趨勢來看，目前汽車高效電機以永磁同步電機和三相異步電機兩種為主。其中，永磁同步電機由于單位體積輸出功率密度高，主要用于對空間要求比較高的小型汽車，而三相異步電機常見于大型客車中。

汽車高效電機行業的核心競爭在于電機物理結構的設計和加工，以及控制系統的設計和實現。相比于傳統內燃機汽車中的電機，新能源汽車對電機有著更加嚴苛的要求。汽車運行中惡劣的環境和高頻度的顛簸要求電機具備良好的環境適應性和抗振性，而且在實際運行中，電動汽車電機單位質量功率輸出高達1.5kw/kg，所以對電機的加工要求非常高。因此，就要求企業采用強制水冷結構、高電磁負荷、高性能磁鋼、高轉速和超短端部長度等技術，減少線圈不必要的熱釋放，并使電機小型輕量化。而在控制方面，由于起步、高速行駛、爬坡等行駛狀態以及路況差異，對電機的扭矩、轉速等要求有非常大的跨度。同時為了保證汽車的安全性靈活性，需要電機控制具備快速的相應能力和穩定持久的處理能力。

在市場容量方面，傳統燃油汽車中的電機主要應用于內燃機的啟動、自動升降車窗、雨刷等方面，以直流有刷電機為主，每輛車的電機成本一般只有幾百元到上千元。而在新能源汽車領域，電機的成本有了大幅度的增加。以高效電機采購成本600~1,000元/kW為基礎進行測算，每一輛新能源汽車中的電機新增成本高達1萬~3萬。那么每100萬輛新能源轎車的銷售將為汽車高效電機帶來100~300億的市場容量。

目前國內臥龍電氣、大洋電機、南車時代等專業的汽車電機生產商已深度參與到了我國新能源汽車電氣系統產業的探索中，為國內多家新能源汽車生產商提供驅動電機產品，并與部分整車廠建立技術合作關系。在電機控制方面，南車時代和比亞迪已具備了電機控制系統關鍵零部件IGBT的設計和生產技術，特別是比亞迪在多款新能源汽車中已經開始使用自己生產的IGBT產品；臥龍電氣與國內領先的新能源汽車驅動系統集成商上海大郡進行戰略合作，并為青年汽車提供電控總成；寧波韻升在具備永磁電機關鍵稀土資源的同時投資國內領先的新能源汽車驅動系統集成商上海電驅動；大洋電機和匯川技術等也具備一定的汽車電控技術和總成的能力。

由于新能源汽車目前在國內的普及率相較于傳統內燃機汽車微不足道，所以國內的汽車電機及配套系統生產商還沒有經過大規模運行的考驗。依照汽車產業過去的發展歷史來看，成本控制力差、技術研發能力弱的企業最終將會出局，而精密電機制造、精益生產管理的企業將脫穎而出。

熱敏電阻PTC受益于鋰離子電池應用的推廣和普及

電池用PTC

電池系統在汽車電氣化的進程中，從汽車電子的蓄能系統逐漸走向了驅動系統的動力能源系統，在汽車成本中的比重也越來越重要。在傳統內燃機汽車中，基本上絕大多數的蓄電池是鉛酸電池，電池容量大部分分布在0.5kWh~1kWh，價格在300元~500元之間。隨著汽車電氣化程度的加深，對電池的容量和功率有了新的要求，1997年豐田推出的普銳斯第一代產品中，汽車核心儲能電池已成為鎳氫電池，而在近幾年發展迅速的PHEV和純電動汽車中，核心動力電池已變成了鋰離子電池。

在新能源汽車中，電池組容量與其在整車成本中的占比呈正相關。例如，日產Leaf中的電池容量為24kwh，電池成本占整車總成本為30%左右。而Tesla的ModelS汽車，由于電池容量高達85kwh，電池成本在整車成本中占比高達55%。目前，鉛酸電池還是汽車電池中最主要的電池類型，新能源汽車的推廣和發展將大幅度提振汽車動力電池的需求，特別是未來將拉動鋰離子電池的需求。

另一方面，鋰離子電池使用量的增加，又拉動了PTC材料在整車中的使用量。通常意義上的PTC是指一種以鈦酸鋇為主要成分的高技術半導體功能陶瓷材料，具有電阻值隨著溫度變化而變化的特性，特別是在居里溫度點附近電阻值躍升有3~7個數量級。此種PTC利用其最基本的電阻溫度特性及電壓-電流特性與電流-時間特性，已廣泛應用于工業電子設備、汽車及家用電器等產品中，以達到自動消磁、過熱過流保護、馬達啟動、恒溫加熱、溫度補償、延時等作用。

電池內的PTC與上述PTC并不相同，通常被稱之為“自恢復保險絲”，其含義為高分子聚合物開關，它是近幾年出現的新型正溫度系數過流過溫保護元件，它的特點是當溫度達到某定值時，其電阻值會顯著增加，呈高阻狀態，相當于斷開回路，而當溫度降低后，它便自動復位導通，恢復至低阻狀態，并且這種斷開-自動恢復過程可重復數千次。

汽車電氣化進程中，電池的安全性已引起了汽車產業的高度重視，在純電動汽車中，電池的安全性已成為決定產品能否普及的三大核心因素之一。在電池系統發生事故時，常常遇見異常電池瞬間大量放出熱能，導致周圍的電池環境溫度瞬間變高，從而發生連鎖式的電池燃燒和爆炸。而PTC是一種熱敏電阻，在電芯的結構中常常設置在正負極的連接處。在正常情況下，其阻值很小，損耗也很小，不影響電路正常工作；但若有過流(如短路)發生，其溫度升高，它的阻值隨之急劇升高，達到限制電流，阻斷電池正負極的，從而能夠一定程度上緩解和阻止后續的連鎖式燃燒和爆炸等危險情況。

新能源汽車未來采用的電池PTC將數十倍于智能終端電池PTC市場，且產品技術含量和市場定位高端(智能手機大部分屬于低端市場)，為PTC市場打開一片廣闊的天空。特斯拉最新的一輛新能源中采用PTC約8,000多片，按照每片0.4元測算，一臺車需要采用PTC約3,000元左右，而一臺Iphone5手機采用的PTC價值僅0.6元；按照到2020年全球新能源車銷量1,000萬輛，按照一臺新能源車采用PTC約1,500元測算，年全球新能源汽車用電池PTC市場空間約在150億元，我們預計這個市場只能被極其少數兩到三家企業，如美國瑞侃、長園集團等分享。

電氣系統用PTC

車電氣系統中使用的PTC主要是在過壓或過流的情況下，起到保護電路板、執行器等的功能。相對于熔斷絲而言，PTC阻斷相應時間更快，響應時間是熔斷絲的1/5~1/10，且具有可恢復性，可反復多次使用，從而為客戶免去了更換熔斷絲的麻煩。

目前在國內上百家生產PTC電阻的廠家中，90%以上只能生產工藝簡單的作為加熱功能的PTC產品。而在PTC熱敏電阻領域，很多廠家由于原材料的選擇和過程工藝控制不夠，常常在經受耐流沖擊實驗中，PTC片出現開裂現象，同時機械強度明顯下降，通過顯微鏡觀察發現片內存在異常晶粒的成長。

瑞侃(美國泰科的子公司)是全球聚合物PTC自復式元件最大的供應商，已開發出若干專門用于保護電池應用的材料平臺。每種材料平臺都可提供不同的性能特征，可使工程師得到更大的設計靈活性。該公司PTC年銷售額約2億美元，產品毛利率高達50%。排名第二的供應商為臺灣上市公司聚鼎科技(國內的工廠是昆山聚達)，該公司2012年全球市場占有率為12%，營業額為14億新臺幣(約5千萬美元)，毛利率為45.6%。

在國內，如長園維安、沃爾核材、上海科特、武進威瑞，已具備此類PTC產品的技術和生產能力。特別是長園維安，在2007年100%控股固派電子后，成為國內最大的PTC電路保護元件的生產企業。該公司PTC產品性能與瑞侃相當，但是成本只有瑞侃的50%左右。

在PTC熱敏電阻行業中，關鍵原材料質量的選擇、過程生產工藝的優化和檢測手段的健全，是保證產品質量的前提。同時，具有自動化生產設備的廠商可保證產品的合格率達到80%，而國內部分廠商的手動生產線合格率只有40%~50%。同等重要的是，豐富的產品種類和規格，系列化的產品體系，快速的新品研發能力，才能滿足客戶在不同場合下的需求。

據臺灣聚鼎科技公司公布的數據，2012年PTC在電池領域的市場容量為4.05億美元，貼片式PTC產品(SMD，主要集成于電子電路板中)的市場容量大約為1億美元，全球PTC市場容量合計大約為6億美元。PTC在傳統18,650電池中每片成本大約為0.5元。再加上PTC在汽車電子產品中的應用，以此測算，每100萬輛新能源汽車的銷售將為PTC帶來5~10億人民幣的市場容量。受益于智能手機、筆記本電腦等電子消費品對電池需求的拉動，以及汽車電氣化對電池需求量的提升，預計PTC市場將保持10~20%的增長率。

汽車電氣化是薄膜電容器逐漸替代鋁電解電容的過程

當前，陶瓷電容和鋁電解電容是市場上最為常見的電容類電子元器件，廣泛的應用于各類電子產品中，主要在電路系統中的起濾波、調頻、隔直流及時間控制等作用。