Ngành công nghiệp ô tô đang trải qua một cuộc chuyển đổi sâu rộng, tập trung vào điện khí hóa, thông minh hóa, kết nối và giảm trọng lượng. Là “hệ thần kinh” của toàn bộ chiếc xe, hệ thống dây điện ô tô từ lâu đã thoát khỏi đặc tính duy nhất của các kết nối dây điện áp thấp truyền thống và trở thành các thành phần cốt lõi quan trọng, thích ứng với việc truyền tải điện áp cao của xe năng lượng mới, tương tác dữ liệu cho lái xe thông minh và thiết kế xe tích hợp. Từ hệ thống dây điện áp thấp trong xe chạy nhiên liệu đến hệ thống dây điện áp cao trong xe năng lượng mới, từ hệ thống dây phân tán đến tích hợp điều khiển theo lĩnh vực, và từ các kết nối vật lý đơn giản đến truyền dữ liệu thông minh, sự đổi mới công nghệ và nâng cấp công nghiệp của hệ thống dây điện ô tô đã trở thành một sự hỗ trợ quan trọng cho sự phát triển cao cấp của ngành công nghiệp ô tô. Trong bối cảnh tỷ lệ thâm nhập của xe năng lượng mới không ngừng tăng lên và việc triển khai nhanh chóng hệ thống lái xe thông minh cấp độ L2+ trở lên, ngành công nghiệp dây dẫn ô tô đang bước vào một cuộc chuyển đổi toàn diện. Điện áp cao, tốc độ cao, tích hợp và số hóa đã trở thành những hướng phát triển cốt lõi của ngành, và mô hình cạnh tranh của chuỗi công nghiệp cũng đã được tái cấu trúc cho phù hợp. Các doanh nghiệp có năng lực nghiên cứu và phát triển công nghệ, sản xuất quy mô lớn và hợp tác sinh thái sẽ đón nhận những cơ hội phát triển mới.
I. Trong làn sóng điện khí hóa, điện áp cao Bộ dây điện Trở thành thành viên của Chương trình Phát triển Nâng cao Cốt lõi
Sự phổ biến của xe năng lượng mới đã trực tiếp thúc đẩy ngành công nghiệp dây điện ô tô chuyển từ “thời đại điện áp thấp” sang “thời đại điện áp cao”. Dây điện cao áp đóng vai trò là cầu nối giữa ba thành phần cốt lõi của xe năng lượng mới: pin nguồn, động cơ và hệ thống điều khiển điện tử, đồng thời cũng là bộ phận hỗ trợ quan trọng cho các thành phần phụ trợ cao áp như hệ thống sạc và hệ thống điều hòa không khí. Nhu cầu thị trường đối với sản phẩm này đang tăng trưởng nhanh chóng, song hành với sản lượng và doanh số bán hàng của xe năng lượng mới. So với hệ thống dây điện áp thấp truyền thống, hệ thống dây điện áp cao cần đáp ứng các yêu cầu truyền tải điện áp cao (600V trở lên) và dòng điện lớn, đặt ra các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khả năng chịu nhiệt và chịu điện áp, cách điện và che chắn, cũng như hiệu suất chống lão hóa, đồng thời thúc đẩy sự nâng cấp toàn diện về công nghệ và vật liệu trong ngành.
Hiện nay, nền tảng điện áp cao 800V đã trở thành định hướng phát triển cốt lõi của các doanh nghiệp sản xuất xe năng lượng mới. Việc triển khai công nghệ sạc nhanh cao áp đã thúc đẩy hơn nữa sự đổi mới công nghệ của hệ thống dây điện cao áp, không chỉ yêu cầu các hệ thống dây điện này phải thích ứng với mức điện áp và mật độ công suất cao hơn, mà còn phải đạt được những đột phá trong việc giảm trọng lượng và tối ưu hóa việc sử dụng không gian. Các vật liệu cách điện cao cấp có khả năng chịu nhiệt độ và điện áp cao như cao su silicone và polyethylene liên kết chéo đã trở thành lựa chọn chủ đạo cho hệ thống dây điện cao áp. Thiết kế lớp chắn nhiễu cũng đã được nâng cấp từ phương pháp chắn nhiễu bện truyền thống sang lớp chắn hai lớp gồm lá nhôm kết hợp với lớp bện, giúp giảm thiểu hiệu quả tác động của nhiễu điện từ lên hệ thống điện tử của xe. Đồng thời, xu hướng thiết kế tích hợp của hệ thống dây điện cao áp đang ngày càng rõ rệt. Các giải pháp tích hợp giữa cụm dây điện với đường ống làm mát và cụm dây điện với đầu nối đang được triển khai liên tục, không chỉ giúp tiết kiệm không gian bố trí dây điện trên xe mà còn giảm bớt quy trình lắp ráp và chi phí, trở thành yếu tố then chốt giúp các doanh nghiệp cắt giảm chi phí và nâng cao hiệu quả. Từ góc độ xu hướng thị trường, cụm dây điện cao áp đã trở thành lĩnh vực tăng trưởng cốt lõi trong ngành cụm dây điện ô tô, chiếm hơn 60% chi phí của cụm dây điện xe năng lượng mới, và trở thành lĩnh vực cạnh tranh bắt buộc đối với các doanh nghiệp hàng đầu trong ngành cụm dây điện.
II. Sự phát triển của công nghệ thông minh và kết nối đang tạo ra những nhu cầu mới về các bộ dây dẫn tốc độ cao và tần số cao
Nếu hệ thống dây điện cao áp đảm nhiệm vai trò “truyền tải năng lượng” cho các phương tiện năng lượng mới, thì hệ thống dây điện tốc độ cao và tần số cao lại đảm nhiệm vai trò “trao đổi dữ liệu” cho các phương tiện thông minh. Với việc triển khai nhanh chóng hệ thống lái xe thông minh cấp độ L2+ trở lên, việc nâng cấp các hệ thống giải trí trên xe và sự phát triển của công nghệ phối hợp xe-đường 5G-V2X, các yêu cầu của xe đối với việc truyền dữ liệu tốc độ cao, tần số cao, độ trễ thấp và độ tin cậy cao tiếp tục gia tăng. Các cụm dây điện tốc độ thấp truyền thống không còn đáp ứng được nhu cầu này, và tỷ lệ phổ biến của các cụm dây điện tốc độ cao như cụm dây Ethernet, cụm dây FAKRA, cụm dây HSD và cụm dây LVDS đang tăng lên nhanh chóng.
Đồng thời, kiến trúc điện tử và điện trên ô tô đang chuyển đổi từ mô hình phân tán sang mô hình sử dụng bộ điều khiển miền và nền tảng tính toán tập trung; sự thay đổi này đã trực tiếp thúc đẩy việc tái cấu trúc bố trí cụm dây điện: từ mô hình “nhiều nút, phi tập trung” trước đây sang mô hình “tập trung, mô-đun”. Bằng cách thiết kế các cụm dây điện có chức năng tương tự theo cách tích hợp, số lượng và khối lượng cụm dây điện trên xe được giảm đáng kể, đồng thời hiệu quả đi dây cũng được cải thiện. Ví dụ, hệ thống dây điện của lĩnh vực lái xe thông minh cần tích hợp các yêu cầu truyền dẫn của các cảm biến như lidar, camera và radar sóng milimet, đòi hỏi hệ thống dây điện tốc độ cao phải có khả năng chống bức xạ điện từ và chống rung, đồng thời thích ứng với bố cục thu nhỏ và tích hợp của các cảm biến. Ngoài ra, sự phát triển sâu rộng của Internet of Vehicles (IoV) đã biến ô tô thành một “thiết bị đầu cuối thông minh” di động. Hệ thống dây điện trên xe không chỉ cần đáp ứng việc trao đổi dữ liệu bên trong xe, mà còn phải đảm bảo khả năng tương thích giao tiếp với các trạm gốc bên ngoài, trạm sạc và các phương tiện khác. Khả năng chống nhiễu và độ ổn định cao đã trở thành những yếu tố cốt lõi trong thiết kế hệ thống dây điện tốc độ cao. Sự phát triển của hệ thống dây điện tốc độ cao không chỉ thúc đẩy việc nâng cấp công nghệ của chính các hệ thống dây điện này, mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự thích ứng phối hợp giữa hệ thống dây điện với các chip, cảm biến và mô-đun truyền thông trên xe, trở thành nền tảng quan trọng cho sự phát triển của xe thông minh.
III. Giảm trọng lượng và tích hợp là định hướng cốt lõi nhằm cắt giảm chi phí và nâng cao hiệu quả trong ngành
Giảm trọng lượng xe là một hướng đi quan trọng giúp ngành công nghiệp ô tô đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và nâng cao phạm vi hoạt động. Nhu cầu này đã được truyền tải đầy đủ đến ngành công nghiệp dây điện ô tô, và việc giảm trọng lượng cùng tích hợp đã trở thành những hướng đi cốt lõi giúp các doanh nghiệp sản xuất dây điện cắt giảm chi phí, nâng cao hiệu quả và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường, xuyên suốt toàn bộ quy trình từ lựa chọn vật liệu, thiết kế sản phẩm cho đến sản xuất và gia công.
Về mặt giảm trọng lượng vật liệu, việc thay thế dây đồng bằng dây nhôm đã trở thành một xu hướng quan trọng trong các ứng dụng điện áp trung và thấp. Trên cơ sở đảm bảo độ dẫn điện, dây nhôm nhẹ hơn dây đồng khoảng 50% và có chi phí nguyên liệu thấp hơn. Hiện nay, chúng đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực trung và hạ áp như hệ thống dây điện thân xe và hệ thống dây điện khung gầm của xe năng lượng mới. Đồng thời, việc ứng dụng dây điện thành mỏng và đầu nối thu nhỏ đang được đẩy mạnh. Độ dày của lớp cách điện của dây điện thành mỏng được giảm thêm, giúp giảm thể tích của hệ thống dây điện mà không làm giảm hiệu suất. Đầu nối thu nhỏ phù hợp với bố cục tích hợp của các linh kiện điện tử trên xe và cải thiện việc sử dụng không gian. Về mặt tích hợp sản phẩm, các thành phần tích hợp “bộ dây điện + đầu nối + cảm biến + mô-đun chức năng” đã trở thành xu hướng chủ đạo. Ví dụ, việc tích hợp cụm dây điện với mô-đun điều khiển cửa và mô-đun điều chỉnh ghế không chỉ giúp giảm bớt các công đoạn và thời gian lắp ráp xe, mà còn làm giảm tỷ lệ hỏng hóc tại các điểm kết nối của cụm dây điện. Ngoài ra, các doanh nghiệp sản xuất cụm dây điện còn hợp tác sâu rộng với các nhà sản xuất ô tô để thực hiện tối ưu hóa dây điện theo yêu cầu, kết hợp với thiết kế khung gầm, thân xe và cụm pin. Bằng cách rút ngắn chiều dài dây và tối ưu hóa đường đi của hệ thống dây điện, thể tích và trọng lượng của các cụm dây điện được giảm song song, đáp ứng yêu cầu bố trí xe sau khi bộ pin của xe năng lượng mới chiếm nhiều không gian. Sự kết hợp giữa giảm trọng lượng và tích hợp không chỉ đáp ứng các nhu cầu cốt lõi của các doanh nghiệp ô tô, mà còn thúc đẩy ngành công nghiệp dây điện ô tô chuyển đổi từ “cung cấp sản phẩm đơn lẻ” sang “cung cấp giải pháp tùy chỉnh”.
