碳陶剎車盤性能優(yōu)勢(shì)明顯、
發(fā)展前景廣闊
1、剎車盤是剎車系統(tǒng)核心部件,材料對(duì)性能影響較大
汽本制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵部件,制車片與制率度規(guī)成一對(duì)摩擦副,通過剎車片對(duì)偶件制動(dòng)達(dá)到制動(dòng)動(dòng)能。
汽車制動(dòng)
系統(tǒng)是指為了在技術(shù)上保證汽車的安全行駛,提高汽車的平均速度等,而在汽車上安裝制動(dòng)裝置專門的制動(dòng)機(jī)構(gòu),因此汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵部件之一。
以盤式制動(dòng)器為例,主要制動(dòng)裝置由制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、摩擦片、分泵、油管等部分構(gòu)成,制動(dòng)盤是盤式制動(dòng)器的摩擦偶件,在汽車在行駛過程中,制動(dòng)盤會(huì)跟著輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng),通過制動(dòng)卡鉗來夾住制動(dòng)盤,起到減速或者停車的作用。而剎車片是則是安裝在制動(dòng)卡鉗內(nèi)的摩擦片,車主在進(jìn)行急剎車時(shí),剎車片就會(huì)被擠壓到制動(dòng)盤上,制造出摩擦力,從達(dá)到而使車輛減速的目的。
剎車制動(dòng)部件是機(jī)動(dòng)設(shè)備與車輛最主要的安全部件之一,汽車剎車系統(tǒng)的優(yōu)劣,直接決定著汽車駕乘人員的安全系數(shù),提高安全性能、減少環(huán)境污染和噪音污染、延長(zhǎng)使用壽命是剎車材料發(fā)展的大趨勢(shì)。
汽車和高速列車等現(xiàn)代交通工具的剎車材料經(jīng)歷了從石棉材料、半金屬材料、粉末冶金材料到碳碳復(fù)合材料和碳陶復(fù)合材料的發(fā)展。
在各類剎車材料中,優(yōu)良導(dǎo)熱性、穩(wěn)定摩擦系數(shù)、耐高溫抗沖擊、耐磨減磨、質(zhì)量輕便是制動(dòng)閘片的重要發(fā)展方向,是搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)的重點(diǎn)。
碳陶復(fù)合剎車材料是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種以高強(qiáng)度碳纖維為增強(qiáng)體,以熱解碳、碳化硅(SiC)等為基體的多相復(fù)合剎車材料,是在碳/碳復(fù)合剎車材料的基礎(chǔ)上,引入具有優(yōu)異抗氧化性能的碳化硅(SiC)陶瓷硬質(zhì)材料作為基體的一種剎車材料,既保持了碳/碳復(fù)合剎車材料密度低、耐高溫的優(yōu)點(diǎn),又克服了碳/碳剎車材料靜摩擦系數(shù)低、濕態(tài)衰減大、摩擦壽命不足及環(huán)境適應(yīng)性差等缺點(diǎn),成為新一代剎車材料,在汽車和高速列車等現(xiàn)代交通工具的剎車制動(dòng)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
主流剎車材料主要有三類:金屬基剎車盤、碳碳材料剎車盤和碳陶剎車盤。目前廣泛用于高速列車、汽車和飛機(jī)上的剎車材料主要是粉末冶金和碳碳復(fù)合材料。
然而,粉末冶金剎車材料存在高溫容易粘結(jié)、摩擦性能易衰退、高溫強(qiáng)度下降顯著、抗熱震能力差、使用壽命短等缺點(diǎn);而碳碳剎車材料存在靜態(tài)和濕態(tài)摩擦系數(shù)低(濕態(tài)相對(duì)干態(tài)衰減約50%)、熱庫體積大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)(約1200h)及生產(chǎn)成本高等問題,制約了其進(jìn)一步發(fā)展及應(yīng)用。
碳陶剎車盤結(jié)合了碳纖維和多晶碳化硅這兩者的物理特性。同時(shí)由于較輕的重量、良好的硬度、高壓和高溫條件下的穩(wěn)定性、抗熱沖擊性和同韌性剪切斷裂特性等特點(diǎn)不但延長(zhǎng)了剎車盤的使用壽命,并且避免了因負(fù)載而產(chǎn)生的所有問題。
碳陶剎車盤性能明顯優(yōu)于普通灰鑄鐵剎車盤,但成本為其短板。目前廣泛使用的制動(dòng)盤材料主要有普通鑄鐵、低合金鑄鐵、普通鑄鋼、特殊合金鑄鋼、低合金鍛鋼及鑄鐵一鑄鋼(鍛鋼)復(fù)合材料等,鑄鐵材料的使用較為廣泛。
鑄鐵材料存在者制造周期長(zhǎng)、導(dǎo)熱性差和易產(chǎn)生熱裂紋等不足,因此碳碳和碳陶復(fù)合材料為剎車材料的發(fā)展方向。
碳碳復(fù)合材料由于成本高,目前主要用于飛機(jī)制動(dòng)器,隨著近年來高速鐵路的發(fā)展,國(guó)內(nèi)外科技工作者開始研制開發(fā)用于高速鐵路的碳陶復(fù)合材料摩擦副,碳陶復(fù)合材料是一種國(guó)際上重點(diǎn)開發(fā)的摩擦副材料,我國(guó)也已經(jīng)處于起步階段,碳陶剎車盤未來降本空間較大,有望成為剎車產(chǎn)品的主要發(fā)展方向。
2、碳陶剎車盤優(yōu)勢(shì)較為明顯,最早應(yīng)用于豪華汽車
碳陶復(fù)合材料是由碳纖維的三維氈體或編織體作為增強(qiáng)骨架,碳與碳化硅陶瓷連續(xù)基體的一類新型復(fù)合材料。碳纖維的作用是提高材料的機(jī)械強(qiáng)度并為材料提供技術(shù)應(yīng)用中所需的斷裂韌度,主要基體成分碳化硅決定著復(fù)合材料的硬度,陶瓷復(fù)合材料的同韌性剪切斷裂特性為其抗高熱負(fù)載和機(jī)械負(fù)載性能提供了保障。
因此,碳纖維增強(qiáng)碳化硅材料完美結(jié)合了碳纖維增強(qiáng)碳(C/C)和多晶碳化硅陶瓷這兩者的物理特性。碳陶復(fù)合材料的拉斷伸長(zhǎng)率從0.1%~0.3%不等,這對(duì)于陶瓷材料而言是極高的數(shù)值。正因?yàn)榫哂羞@些特征,碳纖維增強(qiáng)碳化硅才成為高性能剎車制動(dòng)系統(tǒng)的首選材料。尤其是較輕的重量、良好的硬度、高壓和高溫條件下的穩(wěn)定性、抗熱沖擊性和同韌性剪切斷裂特性等特點(diǎn)延長(zhǎng)了碳陶剎車片的使用壽命,并避免了傳統(tǒng)灰鑄鐵剎車片因負(fù)載而產(chǎn)生的所有問題。

碳陶剎車非常適合用于對(duì)剎車性能要求較高的交通工具,最早應(yīng)用于超跑轎車。因?yàn)榫哂懈邷胤€(wěn)定性、高導(dǎo)熱性、高比熱等特點(diǎn),相對(duì)于鋼制剎車,碳陶剎車的優(yōu)勢(shì)明顯:例如更長(zhǎng)的使用壽命(長(zhǎng)達(dá)30W公里)、更強(qiáng)的制動(dòng)性能(耐高溫)、更輕的重量(同等尺寸下重量比傳統(tǒng)剎車碟要輕一半以上)等。
這種復(fù)合材料的剎車自1970年誕生代以來一直用于航空航天,最早應(yīng)用于F16戰(zhàn)機(jī),以減少在航母上降落的剎車熱衰退問題,后來十九世紀(jì)八十年代開始,碳陶剎車也在賽車項(xiàng)目中發(fā)展起來。
直到2001年,碳陶剎車才被用于量產(chǎn)民用上跑車,第一款采用了碳陶瓷剎車的量產(chǎn)車保時(shí)捷911 GT2,其在干濕路面的性能以及重量、舒適性、耐腐蝕性、使用壽命和賽道性能等方面都具有非常多的優(yōu)勢(shì)。其他知名品牌汽車也陸續(xù)開始通過采用這一創(chuàng)新型剎車技術(shù)來提高車輛安全性并改善踏板舒適度,其中包括Mercedes-Benz的CL55AMG、奧迪W12&S8、賓利、布加迪和蘭博基尼等跑車與豪華汽車。
碳/陶復(fù)合材料的主要基體成分碳化硅具有耐高溫、高強(qiáng)度、抗氧化、耐腐蝕、耐沖擊的優(yōu)點(diǎn),碳陶盤相對(duì)于普通剎車盤優(yōu)勢(shì)明顯。
首先,更輕的剎車盤就意味著底盤下質(zhì)量減輕,這令懸掛系統(tǒng)的反應(yīng)更為迅速,因而能夠提升車輛整體的操控水平。第二,普通的剎車碟容易在全力制動(dòng)下因高熱產(chǎn)生熱衰退,而陶瓷剎車盤能有效而穩(wěn)定的抵抗熱衰退,其耐熱效果比普通剎車盤高出許多倍,第三,陶瓷碟在制動(dòng)最初階段就立刻能產(chǎn)生最大的剎車力,因此甚至無需剎車輔助增加系統(tǒng),而整體制動(dòng)比傳統(tǒng)剎車系統(tǒng)更快、距離更短。第四,為了抵抗高熱,在制動(dòng)活塞與剎車襯塊之間有陶瓷來隔熱,陶瓷剎車碟有非凡的耐用性。最后,盡管陶瓷剎車盤的剎車性能十分優(yōu)異,但是它的價(jià)格卻十分昂貴,如保時(shí)捷和奧迪的高性能跑車上的選裝價(jià)格都在10萬元以上。
碳陶制動(dòng)盤與碳陶剎車片組成的制動(dòng)對(duì)偶較有發(fā)展前景。
根據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展,動(dòng)車組碳陶摩擦副最優(yōu)的匹配形式為:“碳陶復(fù)合材料制動(dòng)盤+粉末冶金閘片”。這種匹配形式在制動(dòng)速度提升、減重、延長(zhǎng)摩擦副壽命方面具有較好效果。
山東大學(xué)一研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)來篩選最優(yōu)的剎車盤和剎車片組合,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳陶盤和碳陶剎車片、粉末冶金剎車片配副均顯示出較好的效果,其中,碳陶制動(dòng)盤與碳陶剎車片組成的制動(dòng)對(duì)偶,摩擦系數(shù)較高,摩擦磨損情況較其它組合好,碳陶材料作為汽車剎車副具有廣闊的發(fā)展前景。
從實(shí)驗(yàn)詳細(xì)過程來看:
由目前轎車采用的半金屬型、低金屬型、陶瓷型剎車片以及碳纖與鋼纖混雜纖維剎車片與碳陶瓷盤對(duì)偶,均存在磨損較大的現(xiàn)象,而且陶瓷型剎車片與碳陶對(duì)偶制動(dòng)時(shí)的摩擦系數(shù)太低,均不能與碳陶盤組成良好對(duì)偶;碳陶片與鑄鐵盤組成對(duì)偶時(shí),碳陶片對(duì)鑄鐵盤有攻擊,造成鑄鐵盤劃傷,該組合需要改進(jìn);炭陶盤與粉末冶金片組成對(duì)偶時(shí),摩擦系數(shù)尚可,但由于選用的剎車片尺寸較小,剎車結(jié)構(gòu)也存在較多不合理,但是粉末冶金片表現(xiàn)出可以與炭陶盤組成對(duì)偶的潛質(zhì)。
在噪音方面,受制動(dòng)器的制動(dòng)結(jié)構(gòu)影響,制動(dòng)時(shí)有時(shí)出現(xiàn)摩擦聲音較大,而且后盤對(duì)偶摩擦系數(shù)偏高;前盤剎車片尺寸較大,盤與片的接觸面積大,制動(dòng)較為平穩(wěn),摩擦系數(shù)適中,無制動(dòng)噪聲。
3、重要的智能化執(zhí)行器件,符合電動(dòng)車“增配、高配”趨勢(shì)
使用碳陶剎車片能夠顯著提高響應(yīng)速度,縮短制動(dòng)距離,是線控制動(dòng)的最佳執(zhí)行器件。
當(dāng)駕駛員將車輛的駕駛操控完全移交給自動(dòng)駕駛車輛的車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后,方向盤、油門和剎車,就都完全由電子信號(hào)控制了(之前是通過機(jī)械液壓的方式),這就是所謂的“線控執(zhí)行”。由于電信號(hào)傳遞快于機(jī)械連接,線控可為自動(dòng)駕駛提供更高級(jí)別的安全守護(hù)。如常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間為300-500毫秒,博世ibooster的響應(yīng)時(shí)間為120-150毫秒,布雷博的線控制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間只有90毫秒,線控制動(dòng)距離相應(yīng)縮短。大陸宣稱在30km/h時(shí)啟動(dòng)行人保護(hù)時(shí),MKC1剎車距離能從6.8米減少為4.1米。因此使用碳陶剎車能夠更顯著提升智能汽車制動(dòng)效率,提高智能駕駛安全性。

輕量化技術(shù)是未來汽車的重點(diǎn)發(fā)展方向。汽車零部件輕量化已經(jīng)成為汽車節(jié)能減排最直接的解決方法之一。實(shí)驗(yàn)證明,汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;汽車整車質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升。此外,伴隨著新能源汽車的迅速普及,電動(dòng)汽車對(duì)于續(xù)航里程的要求也更加迫切,在智能化網(wǎng)聯(lián)化的趨勢(shì)下,電動(dòng)車增配了大量智能化設(shè)備,芯片、雷達(dá)、高清攝像頭以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€束等,都給電動(dòng)車的“體重”增加了不小的負(fù)擔(dān),運(yùn)用輕量化材料可以降低自身車重,在提升電動(dòng)汽車性能的同時(shí),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
電動(dòng)化及輕量化趨勢(shì)下,碳陶盤能夠達(dá)到減重效果,降低里程焦慮。新能源車與燃油車相比,雖然沒有了發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱,但是增加了電池組,重量相對(duì)于燃油車更重,因此新能源車減重任重道遠(yuǎn),碳陶剎車能有效降低懸掛系統(tǒng)以下重量,能更好的地適配新能源車,降低里程焦慮。
2021年11月,特斯拉宣布將在2022年中期,為旗下最快量產(chǎn)車ModelSPlaid車型提供碳陶瓷剎車套件,該套裝的成本已達(dá)2萬美元,約合人民幣12.78萬元。超高的車速,加上電車本身較大的質(zhì)量,普通的制動(dòng)系統(tǒng)在極限狀態(tài)下確實(shí)難堪重任,所以特斯拉準(zhǔn)備給這款車換上尺寸更大的碳陶瓷剎車盤、鍛造的對(duì)向六活塞卡鉗以及高性能制動(dòng)片,并且四個(gè)輪子均采用碳陶盤,以實(shí)現(xiàn)最強(qiáng)的制動(dòng)效果。特斯拉表示:ModelSPlaid碳陶瓷剎車套件專為終極賽道體驗(yàn)而設(shè)計(jì),是一個(gè)完整的硬件套件,可在高性能駕駛期間提供最大、可重復(fù)的制動(dòng)力。
減輕懸架系統(tǒng)以下質(zhì)量事半功倍,碳陶剎車盤為減重關(guān)鍵部件。
懸掛系統(tǒng)以下每減輕1kg,相當(dāng)于懸掛系統(tǒng)以上減少5kg的效果。一對(duì)380mm尺寸的碳陶盤同比灰鑄鐵制動(dòng)盤的重量輕約20kg,相當(dāng)于在汽車懸掛系統(tǒng)達(dá)到了減重100kg的效果。此外,豐田高端跑車?yán)卓怂_斯RCF曾通過CFRP材料和碳陶制動(dòng)盤進(jìn)行多方面減重70kg,其中22kg由碳陶剎車盤貢獻(xiàn),因此碳陶剎車盤為汽車減重的關(guān)鍵零部件。
4、技術(shù)、規(guī)模降本空間大,成本下降曲線陡峭
目前階段,碳/陶復(fù)合材料在剎車制動(dòng)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙為生產(chǎn)成本較高、大批量生產(chǎn)工藝復(fù)雜、難度大、周期長(zhǎng)等。隨著碳/陶復(fù)合材料制備技術(shù)的提升、規(guī)模效益的展現(xiàn),預(yù)計(jì)碳/陶復(fù)合材料將在摩擦制動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
乘用車碳陶制動(dòng)盤依據(jù)碳纖維狀態(tài)可以分為兩大類,分別是短纖盤和長(zhǎng)纖盤。短纖盤國(guó)外居多,比較有代表性的是布雷博和西格里的CCM盤和CCB盤,其中CCB盤摩擦表面有一層耐磨的陶瓷涂層。長(zhǎng)纖盤國(guó)內(nèi)外均有,國(guó)外目前最頂級(jí)長(zhǎng)纖盤是布雷博和西格里CCM-R盤,可以滿足普通使用和賽道使用。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)纖盤,包括兩種,一種是不帶耐磨涂層的C/C-SiC盤,另外一種是帶耐磨涂層的P-C/C-SiC盤。
短纖盤的制備工藝主要是分為混料、模壓成型、碳化、陶瓷化、去重裝配。它的優(yōu)點(diǎn)是制備周期比較短,僅需要一個(gè)月。因?yàn)槭悄撼尚?,所以原材料利用率非常高,綜合成本比較低。但缺點(diǎn)也比較明顯,即強(qiáng)度比較低,韌性比較差,在使用過程容易出現(xiàn)掉塊、斷裂和崩邊的風(fēng)險(xiǎn)。
長(zhǎng)纖盤的制備首先是將連續(xù)碳纖維用針刺法做成碳纖維預(yù)制件,然后用化學(xué)氣相滲透法增碳做成碳碳多孔體,再通過熔融滲硅進(jìn)行陶瓷化做成碳陶復(fù)合材料,最后經(jīng)機(jī)加工成碳陶制動(dòng)盤。特點(diǎn)是所制備出來的碳陶制動(dòng)盤綜合性能很好,缺點(diǎn)是制備周期比較長(zhǎng),整個(gè)工藝下來長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月,成本較高。
高成本限制了乘用車碳陶盤的推廣和應(yīng)用,目前國(guó)產(chǎn)碳陶盤應(yīng)用主要集中在改裝車這個(gè)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)碳陶盤的低成本制備一般從以下5個(gè)維度著手:
1)原材料
,碳陶盤原材料成本大部分源自碳纖維,可以通過優(yōu)化碳纖維的牌號(hào)和含量來實(shí)現(xiàn)原材料成本的降低。
2)制備工藝
,長(zhǎng)纖盤制備周期長(zhǎng)主要受限于熱工藝,熱工藝這塊又包含CVI增碳工藝和反應(yīng)熔滲陶瓷化工藝,可以通過開發(fā)多料柱限域CVI工藝和快速熔融工藝來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)周期的大幅度降低至一個(gè)月以內(nèi)。
3)智能化
,碳陶盤的加工不同于傳統(tǒng)金屬盤,陶瓷組分的存在使其加工難度大和加工效率低。目前國(guó)內(nèi)碳陶盤的機(jī)械加工多為非智能化生產(chǎn),通過智能化在線檢測(cè)和生產(chǎn)可以大幅度提高生產(chǎn)效率,進(jìn)一步降低成本。
4)新工藝上和新方法
,當(dāng)前長(zhǎng)纖盤預(yù)制體是從方板上面切割下來,這樣會(huì)形成中間和四個(gè)角五塊余料,導(dǎo)致整個(gè)原材料的利用率非常低??砷_發(fā)近尺寸預(yù)制體成型工藝,該工藝可以直接制備出環(huán)形坯體和通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu),就可以大大提高原材料的利用率同時(shí)還可以減少制動(dòng)盤的機(jī)械加工量,大幅度降低制備成本。
5)能源價(jià)格
,因?yàn)橹苽涮继毡P熱工藝所需的溫度高且時(shí)間長(zhǎng),用電量是非常大的,所以如果能夠爭(zhēng)取到優(yōu)惠的能源專項(xiàng)價(jià)格,對(duì)于碳陶盤的成本降低是非常有幫助。
產(chǎn)品直接材料成本占比較低,存在較大技術(shù)、規(guī)模降本空間。以金博股份為例(公司全部產(chǎn)品系碳碳復(fù)合材料,成本結(jié)構(gòu)代表性較強(qiáng))。2021年公司熱場(chǎng)系列產(chǎn)品單噸成本為37萬元/噸,較2017年的46萬元/噸下降了20%,2021年單噸制造費(fèi)用為11.40萬元,較2017年的24.68萬元下降了53.8%,技術(shù)降本顯著,2021年原材料成本占比為52%,隨著規(guī)模擴(kuò)大、技術(shù)升級(jí)、自動(dòng)化水平提升和碳纖維價(jià)格下降,產(chǎn)品的降本空間巨大。當(dāng)前碳陶剎車片單片價(jià)格約2500-3500元,對(duì)用C級(jí)及以上乘用車市場(chǎng),我們預(yù)計(jì)2025年單片價(jià)值有望下降到1000-1200元左右,將下探到B級(jí)及以上乘用車市場(chǎng)。
碳/陶復(fù)合材料剎車盤供應(yīng)商主要包括意大利Brembo、英國(guó)SurfaceTransformsPlc、美國(guó)Fusionbrakes等,國(guó)內(nèi)掌握高性能碳/陶復(fù)合材料剎車盤制備技術(shù)的企業(yè)較少,國(guó)產(chǎn)替代的空間較大。
我們認(rèn)為,以下因素可能推動(dòng)碳陶推廣:
1、新能源車的發(fā)展,包括新勢(shì)力在內(nèi)的車企,在推出新能源車時(shí),更積極地使用一些新技術(shù)。目前特斯拉和國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)采用碳陶剎車盤技術(shù),后續(xù)其他企業(yè)有望跟進(jìn)。隨著新能源車銷量的提升,碳陶剎車盤技術(shù)有望得到推廣。
2、我們認(rèn)為在碳陶的成本在初期較高,基本上用于性能車和高端車,隨著碳陶成本的下降,未來有望向30~40萬的價(jià)格帶滲透,如果碳陶的單車成本可以降到5000元左右,有望向20~30萬元的價(jià)格帶滲透。曾經(jīng)在豪車上使用的產(chǎn)品和技術(shù),近年來不斷向更親民的價(jià)格帶滲透,包括空氣懸架、HUD等。
3、消費(fèi)升級(jí)和產(chǎn)品升級(jí),從目前國(guó)內(nèi)推出的新車來看,價(jià)格帶普遍上移,我們認(rèn)為,汽車價(jià)格結(jié)構(gòu)向上遷移,有助于提高碳陶剎車盤的應(yīng)用范圍。
4、碳陶剎車盤有助于在更短的距離內(nèi)和和更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)剎車,提高了自動(dòng)駕駛執(zhí)行端的相應(yīng)能力。隨著更多高自動(dòng)駕駛級(jí)別的車輛推出,碳陶剎車盤有望得到更廣泛的應(yīng)用。
目前碳陶剎車盤應(yīng)用范圍極小,2023年有望是碳陶剎車盤推廣的元年。我們測(cè)算2025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有望達(dá)到78億元,2030年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模有望超過200億。取代原有的粉末冶金剎車盤,是這個(gè)行業(yè)的必然趨勢(shì):第一,碳纖維價(jià)格將逐步下降帶動(dòng)產(chǎn)品自身直接成本的下降;第二,隨著產(chǎn)銷規(guī)模的上升,工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化,規(guī)?;?jīng)濟(jì)將帶來碳陶剎車盤成本的下降;第三,最求更安全的的駕駛體驗(yàn)將推動(dòng)汽車行業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)。
簡(jiǎn)單測(cè)算,至2025年,傳統(tǒng)粉末冶金剎車盤按照單車1000元價(jià)格、全球按照年銷售9000萬輛汽車計(jì)算,市場(chǎng)規(guī)模為900億元,國(guó)內(nèi)接近300億元市場(chǎng)。隨著電動(dòng)化進(jìn)程加速,碳陶剎車盤的滲透率提升速度將有可能大幅度超出我們的預(yù)期。
這是一個(gè)全新的市場(chǎng),契合電動(dòng)智能發(fā)展的大趨勢(shì),是0-1的突破。而對(duì)于汽車安全的考慮,一旦突破將成為汽車安全的賣點(diǎn),發(fā)展速度有望超出我們預(yù)期,未來的整體市場(chǎng)銷售收入將有望接近2000-3000億元,而汽車零部件是中國(guó)汽車分工環(huán)節(jié)中優(yōu)勢(shì)所在,未來國(guó)內(nèi)企業(yè)將有望這個(gè)領(lǐng)域取得更大的市場(chǎng)份額。
國(guó)外企業(yè)應(yīng)用早,國(guó)產(chǎn)替代空間較大
行業(yè)屬于藍(lán)海市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)替代空間較大。
受制于工藝復(fù)雜、生產(chǎn)難度大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等多個(gè)壁壘,國(guó)內(nèi)能夠量產(chǎn)碳陶盤的企業(yè)較少。
碳陶復(fù)合材料剎車盤供應(yīng)商主要包括意大利Brembo、英國(guó)SurfaceTransformsPlc、美國(guó)Fusionbrakes等,國(guó)內(nèi)掌握高性能碳/陶復(fù)合材料剎車盤制備技術(shù)的企業(yè)較少,國(guó)產(chǎn)替代的空間較大。
海外頭部碳陶制動(dòng)盤生產(chǎn)企業(yè)主要客戶為高端跑車生產(chǎn)商,產(chǎn)品單價(jià)更高,以海外頭部企業(yè)布雷博為例,單個(gè)碳陶盤的產(chǎn)品價(jià)格超過10萬元人民幣,而國(guó)產(chǎn)碳陶盤單車價(jià)值量約為0.8-1.2萬元左右,具有極高性價(jià)比。
隨著國(guó)產(chǎn)企業(yè)在該領(lǐng)域技術(shù)不斷突破,以及新能源車“增配、高配、智能化”趨勢(shì)的不斷演進(jìn),國(guó)產(chǎn)新能源汽車碳陶盤的滲透率有望不斷提高。
我國(guó)制動(dòng)材料行業(yè)取得較大發(fā)展,國(guó)產(chǎn)碳陶剎車盤更具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
我國(guó)的制動(dòng)材料行業(yè)在國(guó)際中一直處于相對(duì)落后的地位,主要是因?yàn)橐郧皣?guó)內(nèi)汽車行業(yè)產(chǎn)量少、車型品種單一,使得汽車行業(yè)發(fā)展緩慢,導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)并無太大的改進(jìn)。
近年來,我國(guó)汽車制動(dòng)材料行業(yè)已取得了較大的發(fā)展,正著力發(fā)展新型制動(dòng)材料,大部分制動(dòng)材料生產(chǎn)企業(yè)科研能力、研發(fā)水平、生產(chǎn)設(shè)備和工藝都在不斷加強(qiáng),使得制動(dòng)材料產(chǎn)品質(zhì)量逐漸提升,產(chǎn)品性能趨于穩(wěn)定。
文章來源 | 招商證券
汪劉勝,楊獻(xiàn)宇