2022年电动汽车用胶行业深度研究报告
正文目录
一、轻量化+热管理,双重需求拉动电车用胶行业成长 (5)
1、轻量化材料的应用,构建了丰富的用胶场景 (5)
2、热管理需求的提升,打开导热胶的增量市场 (7)
二、进口替代渐成趋势,电动车用胶逐步高端化 (12)
1、亚太是汽车用胶主要区域,国产替代成为趋势 (12)
2、按作用分:结构胶助力轻量化,导热胶赋能热管理 (16)
3、按基材分:聚氨酯耐温范围广,环氧树脂粘接力度高,有机硅密封效果好 (21)
三、相关公司概况 (26)
四、风险提示 (28)
图表目录
图1:整车轻量化系数降低目标 (5)
图2:新能源汽车质量减轻明显提升续航能力 (5)
图3:汽车轻量化实现途径 (6)
图4:车身地板设计方案包含多种轻量化材料 (6)
图5:大众MEB平台电池包结构 (6)
图6:奥迪A8车身连接方式 (6)
图7:宁德时代CTP电池Pack图 (7)
图8:比亚迪CTB技术示意图 (7)
图9:纯电动汽车高温热失控自燃 (7)
图10:购买纯电动汽车关注的因素 (7)
图11:热失控诱因的关系及后果 (8)
图12:锂离子电池内部短路示意图 (8)
图13:过充电条件下的热失控过程 (8)
图14:机械触发热失控过程 (9)
图15:串行通风与并行通风 (9)
图16:液冷动力电池包热管理路径示意图 (9)
图17:相变材料包裹的电池结构 (10)
图18:热管式散热系统 (10)
图19:界面厚度不均匀时垫片与导热胶界面示意图 (11)
图20:电芯用导热灌封胶 (11)
图21:使用灌封胶后电机热量分布均匀并快速传递 (12)
图22:充电桩的热分散结构 (12)
图23:全球胶粘剂市场规模 (13)
汽车自燃图24:全球胶粘剂市场需求量 (13)
图25:中国胶粘剂行业产量 (13)
图26:中国胶粘剂行业进出口金额 (13)
图27:2016年全球胶粘剂行业按应用划分的份额占比 (14)
图28:2023年全球胶粘剂行业按应用划分的份额占比(预计) (14)
图29:全球汽车胶市场各地区占比(按产量) (14)
图30:全球汽车胶市场各地区占比(按市值) (14)
图31:方形电芯的PET蓝膜包覆 (16)
图32:绝缘粉末涂层电芯壳体 (16)
图33:使用结构胶可消除电焊处的应力集中问题 (17)
图34:特定条件下结构胶可直接替代焊点 (17)
图35:动力电池组内的热量传递方式 (18)
图36:动力电池充电速率与结温的关系 (18)
图37:灌封胶用于电池组内部 (19)
图38:灌封胶用于Pack封装 (19)
图39:按树脂基体划分的汽车用胶市场份额 (22)
图40:动力电池用胶点及相应基材概况 (22)
图41:聚氨酯制品产业链图 (22)
图42:2020年中国聚氨酯下游细分应用领域占比 (22)
图43:有机硅胶产业链图 (23)
图44:中国有机硅胶行业市场规模 (23)
图45:有机硅胶用于散热和保护 (23)
图46:有机硅胶用于灌封 (23)
图47:环氧树脂产业链图 (24)
图48:中国环氧树脂年产量 (24)
图49:环氧胶在汽车上的主要用途 (24)
图50:Tesla Roadster电池用环氧树脂胶粘接极板与电池模架 (24)
图51:丙烯酸酯产业链图 (25)
图52:丙烯酸酯用作压敏胶的优势 (25)
图53:硅宝科技建筑用胶营收规模 (27)
图54:硅宝科技硅碳负极项目概况 (27)
图55:德邦科技业务布局 (27)
表1:胶接是轻量化材料的常用连接工艺之一 (6)
表2:锂电池散热方法的优点及局限性 (10)
表3:导热垫片与导热胶对比 (11)
表4:电动汽车单车用胶量 (12)
表5:国内外胶粘剂主要企业 (14)
表6:胶粘剂行业相关政策 (15)
表7:结构胶需要具备的性能 (17)
表8:电池内导热胶的主要形式 (18)
表9:导热填料对导热胶性能的影响 (19)
表10:主要导热填料材料性能对比 (20)
表11:导电胶的构成 (20)
表12:锂电池胶带的主要类型 (21)
表13:PUR与EVA的对比 (23)
表14:常用锂电池黏结剂对比 (25)
表15:几种主要基体的性能对比 (26)
一、轻量化+热管理,双重需求拉动电车用胶行业成长
1、轻量化材料的应用,构建了丰富的用胶场景
在节能减排压力和提升续航能力需求的推动下,电动汽车轻量化正在加速。汽车轻量化是在保证汽车的强度、安全性和可靠性不降低的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量。汽车自身质量降低,能显著增益节能减排效果:新能源汽车减重10%,对应续航里程可增加5%~10%,并节约15%~20%的电池成本以及20%的日常损耗成本。汽车工程协会在《节能与新能源汽车技术路线图2.0》指出,纯电动乘用车的轻量化系数,应当于2025年、2030年和2035年分别完成降低15%、25%和35%的目标。同时,纯电动汽车整车重量每降低10kg ,续航里程可增加2.5km 。世界汽车用钢联盟(WAS)曾对此进行深入研究,密
歇根大学的唐纳德·马伦教授发现,基于A2MAC1新能源车数据库,汽车整备质量降低不到200kg ,即可使续航里程从260km 增加到310km (OA 路线)。轻量化正逐渐成为降低能耗和增加续航里程的重要途径。
图1:整车轻量化系数降低目标
图2
:新能源汽车质量减轻明显提升续航能力
资料来源:中国汽车工程协会《节能与新能源汽车技术路线图2.0》、招商证券
资料来源:世界汽车用钢联盟(WAS )、招商证券 电动汽车轻量化通过材料应用、结构设计和制造工艺的轻量化来实现。
1) 材料应用轻量化:钢铁在车身用材所占比例约为 70%,提高钢材强度并降低厚度可有效降低车重,并提升汽车大
变形冲击强度及被动安全性能。钢的强度范围宽,因此适用于所有覆盖件和结构件;铝、镁、塑料、碳纤维密度低,是轻量化的理想材料,其中,铝合金可以增加复杂截面部件的刚度,碰撞过程中可降低材料的消耗;镁能在铝减重基础上再减轻15%~20%,作为目前质量最轻的金属结构材料,镁合金比强度高,比刚度大,耐冲击,可重复利用且加工、铸造性能好;塑料广泛应用于汽车保险杠、发动机冷却风扇、内饰等,在减轻车身质量和碰撞吸能方面发挥重要作用;碳纤维增强塑料性能普遍优于玻璃钢,应用于发动机罩时,可使发动机减重6 kg 以上,可采用混杂纤维的方式降低碳纤维制品的成本。这些轻量化材料在车身结构中常常混合使用。
2) 结构设计轻量化:包括尺寸和形状的优化,以及拓扑优化。尺寸优化指在保证结构件的整体性能的前提下,对截
面面积以及厚度等进行优化;形状优化指示对结构件以及孔洞的形状进行优化,使材料达到更好的使用效果,减少受力不均现象;拓扑优化先根据结构件与其旁边构件的方位关系来划分设计区域,在不对其他零件产生干涉的前提下,根据力学性能参数建立符合约束条件的目标函数,最后得到材料的最优分布状况和传力最佳途径,是轻量化最有潜力的方法之一。
3) 制造工艺轻量化:包括激光焊接、液压及热成型。激光拼焊采用高密度热量的激光做热源,将厚度、材质、冲压
性能以及表面处理方式不同的结构件进行焊接;液压成型通过高压液体传递压力,让工件产生塑性变形,成形质
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