新能源熱管理迎廣闊增量市場。我們預(yù)計到2025年全球新能源汽車銷量有望達到1500萬輛規(guī)模，進而帶動新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。熱管理系統(tǒng)為新能源汽車除去三電系統(tǒng)以外單車價值量最大的部件，預(yù)計單車價值量在7000-10000元，是傳統(tǒng)汽車熱管理系統(tǒng)的3倍左右，我們預(yù)計2025年全球新能源熱管理市場規(guī)模有望達到874億元。

 

高效熱管理為現(xiàn)行解決低溫電化學(xué)反應(yīng)不活躍的最優(yōu)解決方案。PTC以低成本、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定等特點打入新能源汽車行業(yè)，但因PTC是將電能轉(zhuǎn)化成熱能，能量消耗較大。熱泵系統(tǒng)為現(xiàn)行較為高效的熱管理方案，PTC制熱的COP僅為1，而熱泵制熱時的最低理論COP也高于1，在實際中一般可以達到2-4。特斯拉ModelY高度集成熱管理系統(tǒng)將熱泵系統(tǒng)、電池冷卻系統(tǒng)、電機冷卻系統(tǒng)、電控系統(tǒng)通過一個八通閥實現(xiàn)熱量在各個子系統(tǒng)之間的統(tǒng)籌與轉(zhuǎn)移，從而最終實現(xiàn)熱管理效率的提升，有望推動熱泵系統(tǒng)的普及推廣。

 

國際廠商占據(jù)市場主導(dǎo)，自主廠商在關(guān)鍵零部件具有競爭力。電裝、法雷奧、馬勒、翰昂等全球性廠商占據(jù)著全球熱管理市場超過50%的市場份額，并在系統(tǒng)集成、標定控制等領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。國內(nèi)主要廠商在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域具有全球競爭力，2018年以來三花智控、銀輪股份等廠商不斷拿到新能源熱管理訂單，下游客戶不僅僅包含國內(nèi)自主品牌廠商，同時更是切入到國際主流電動車廠商的配套體系內(nèi)。我們認為，在新能源熱管理領(lǐng)域，國內(nèi)廠商有望充分享受國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展紅利，進一步縮短與國際廠商的差距。

 

 

熱管理為新能源汽車除三電系統(tǒng)單車價值量最大的系統(tǒng)，新能源汽車高速發(fā)展為熱管理領(lǐng)域帶來發(fā)展契機。新能源熱管理單車價值量為傳統(tǒng)車3-4倍，我們預(yù)計2025年全球新能源熱管理市場規(guī)模有望達到874億元。

 

熱泵系統(tǒng)為現(xiàn)行最為高效的熱管理方案，特斯拉ModelY高度集成的熱泵熱管理系統(tǒng)有望引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。我們預(yù)計熱泵系統(tǒng)單車價值量超5000元。國際廠商在熱管理領(lǐng)域占有較大市場份額，在系統(tǒng)集成、標的、控制等領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。國內(nèi)主要廠商在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域具有全球競爭力，有望充分受益于新能源汽車發(fā)展。

 

 

熱交換器在汽車和工程機械車輛上應(yīng)用廣泛，指將熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備。汽車上使用的熱交換器品種較多，發(fā)動機系統(tǒng)使用有油冷器、散熱器、中冷器，排放相關(guān)的有EGR冷卻器；變速箱和液壓系統(tǒng)也都有使用油冷器；空調(diào)系統(tǒng)有冷凝器、蒸發(fā)器、暖風(fēng)散熱器。在目前電動化和智能化浪潮下，汽車的熱管理也顯得越來越重要，繼電動車之前頻發(fā)的自燃事件、冬季續(xù)航大打折扣等問題，熱管理行業(yè)確定性漸顯。對于動力電池來說，熱管理是維持適宜的溫度區(qū)間及均勻性的必要手段，適宜的溫度能夠優(yōu)化汽車的安全系數(shù)、性能及壽命。

 

從安全、性能、壽命三方面衡量，新能源汽車熱管理要求更為苛刻。從安全角度考慮，當(dāng)電池溫度過高時，會對電池導(dǎo)致一定程度的損耗甚至導(dǎo)致熱失控，嚴重的情況下會導(dǎo)致起火甚至爆炸。當(dāng)電池溫度過低時（低于0℃），對電池充電會引發(fā)瞬間的高壓充電現(xiàn)象，將會導(dǎo)致電池析鋰從而造成內(nèi)短路引起起火風(fēng)險。

 

從性能角度考慮，當(dāng)電池溫度較低時，會使得電池的活性下降，進而會降低充放電的性能。同時統(tǒng)一電池包中的不同模組的溫度差會導(dǎo)致不同模組的充放電差異，最終影響電池包的性能。

 

從電池壽命角度考慮，隨著充放電次數(shù)的增加，當(dāng)電池溫度過高時，電池容量將會受到較大程度的影響；當(dāng)溫度過低時，容易引發(fā)電池的析鋰現(xiàn)象將導(dǎo)致電池循環(huán)壽命大幅下降，同時會導(dǎo)致電池正極易出現(xiàn)開裂、漏液等現(xiàn)象，產(chǎn)生不可逆的損傷。

 

電池能量要求越來越高，能耗要求越來越低。而高能量密度的電芯更容易受到溫度的影響而影響其安全性能，引發(fā)熱失控，從而導(dǎo)致較大的損失，乘用車近些年三元電池的比例顯著上升，而高鎳三元電池高能量密度、低安全性能更加需要熱管理進行輔助支持以確保其安全性的問題。電池能耗現(xiàn)在逐漸是各大廠商追求的目標，當(dāng)電池能耗逐漸提升，熱管理的作用就會越來越凸顯。

 

目前中高端化車型滲透率逐漸提升，熱管理的需求也會更加迫切。工信部發(fā)布的補貼指引方案中指引高續(xù)航發(fā)展，同時消費者具有里程的需求，電動車廠商持續(xù)深耕高續(xù)航領(lǐng)域，隨著電池能量密度上行，且中高端車型占比逐漸上升，高續(xù)航里程、高價值的車，對于熱管理的需求也會更加迫切。

 

隨著新能源汽車市場的逐漸壯大，熱管理的范圍、實現(xiàn)方式以及零部件都發(fā)生了較大的變化。新的車，新的熱管理系統(tǒng)，新的零部件，相應(yīng)帶來熱管理行業(yè)的較大市場。對于傳統(tǒng)車熱管理系統(tǒng)，其包含動力系統(tǒng)熱管理（發(fā)動機、變速箱）以及駕駛艙空調(diào)系統(tǒng)；對于新能源車的熱管理，其包含電池?zé)峁芾怼⑵嚳照{(diào)系統(tǒng)、電驅(qū)動及電子功率件冷卻系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)車熱管理系統(tǒng)，新能源汽車主要新增了電池?zé)峁芾怼⒄嚳照{(diào)系統(tǒng)制熱環(huán)節(jié)、電驅(qū)動及電子功率件冷卻環(huán)節(jié)。

 

新能源車熱管理系統(tǒng)具有更高的單車價值量。新能源車熱管理價值量有顯著的提高，是攸關(guān)安全、性能、壽命的關(guān)鍵系統(tǒng)，隨著電池高能量密度趨勢，必然會加大投入。新能源車圍繞動力電池展開的電池?zé)峁芾砑半姎饣照{(diào)系統(tǒng)，新生零部件如電動壓縮機、PTC加熱器、電子水泵、電池冷卻器、冷卻板、電子膨脹閥。根據(jù)我們測算，新能源車熱管理零部件單車價值量為7000-10000元，為傳統(tǒng)汽車熱管理零部件單車價值量的3-4倍。在熱管理方案中，主要應(yīng)用的零部件分為閥類、換熱器類、泵類、壓縮機類、傳感器類、管路以及其他運用較多的部件幾個大類。同時不同整車構(gòu)架上方案不統(tǒng)一，各個需要換熱的子系統(tǒng)中零部件種類、搭配方式等都有較大的不同，而不同類別上相同零部件的功能相近，因此在整車方案中每個子系統(tǒng)中實現(xiàn)的換熱原理類似，單車價值量也不會相差太大。

 

隨著新能源市場逐漸興起，電動化升級給新生零部件帶來較大的純增量市場。新能源汽車在熱管理方案中運用的部分零部件種類隨著新增系統(tǒng)帶來一定的變化。包括電動壓縮機、PTC加熱器、電子膨脹閥、電池冷卻器、電子水泵等在內(nèi)的電動車新生零部件均具有較大的增量市場。

 

（1）電動壓縮機：電動車動力源變成動力電池需要使用電動壓縮機，單個價值量由普通壓縮機300-500元提升至2000元。

 

（2）PTC加熱器：電動車無法使用發(fā)動機廢熱作為穩(wěn)定的熱源，駕駛艙空調(diào)采暖需額外的熱源，PTC加熱器為先行主流方案。而對于轉(zhuǎn)換效率更高的熱泵系統(tǒng)，通常需要加入PTC加熱器作為輔助熱源。單個價值量在800-1500元。

 

（3）電子膨脹閥：由控制器、執(zhí)行器和傳感器三部分組成，單車價值量約150-200元。

 

（4）電池冷卻器：由一個換熱主體和一個外部蒸發(fā)器組成，主要作用是引入冷媒吸收電池冷卻導(dǎo)管中冷卻劑熱量。單車價值200-600元。

 

（5）電子水泵：以電子集成化系統(tǒng)實現(xiàn)液體傳輸?shù)目烧{(diào)性和精準性，單個價值量約100-200元。

 

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)：液冷的電池?zé)峁芾矸桨笇⒊蔀槭走x，CO2新冷媒具備獨特優(yōu)勢

 

目前受成本及技術(shù)制約，電池的熱管理按傳導(dǎo)介質(zhì)可以分為風(fēng)冷、液冷和相變材料幾條技術(shù)路線。其中風(fēng)冷經(jīng)濟性較高，同時對應(yīng)冷卻效率較低且難以保證電池模組溫度一致。液冷冷卻的效果要優(yōu)于風(fēng)冷，是現(xiàn)階段乘用車主流使用方案，但是缺點就是成本要比風(fēng)冷；相變材料目前的技術(shù)還在實驗室階段并未成熟，其換熱效率高及具有成本優(yōu)勢，故是未來最有潛力的發(fā)展方向。

 

風(fēng)冷：其結(jié)構(gòu)簡單且成本較低，無需鋪設(shè)管路，但對應(yīng)效率較低。分為被動式風(fēng)冷與主動式風(fēng)冷，被動式風(fēng)冷指的是汽車行駛時自然吸入外部環(huán)境空氣或駕駛艙內(nèi)的空氣與電池形成對流帶走熱量，主動式風(fēng)冷即利用空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器以電池包專用蒸發(fā)器對外部環(huán)境空氣處理后進入電池包完成冷卻或加熱。其技術(shù)在國內(nèi)使用較多，主要應(yīng)用于早期的的乘用車及絕大多數(shù)的大巴車、物流車。系磷酸鐵鋰電池在國內(nèi)動力電池中占主導(dǎo)地位、穩(wěn)定性好以及低續(xù)航車散熱要求相對較低。

 

液冷效率高，電池溫度均勻性優(yōu)異，是未來熱管理發(fā)展的主要方向。分為直冷和冷卻劑回路方案，對于直冷，即將電池包內(nèi)部的板式蒸發(fā)器通入制冷劑，并接入空調(diào)制冷劑回路，利用蒸發(fā)吸熱，從而達到帶走電池包熱量的作用。代表車型有寶馬i3，奧迪A6，奔馳S400等。對于冷卻劑回路方案，其電池設(shè)計有獨立的冷卻劑（水乙二醇）回路，當(dāng)溫度較低時（38-45℃），通過低溫散熱器進行冷卻，當(dāng)溫度較高時（45℃以上），通過電池冷卻器Chiller與空調(diào)制冷劑回路進行熱交換完成冷卻；當(dāng)電池溫度較低時，可采用加熱器如PTC對電池進行加熱。代表車型有雪佛蘭Bolt、比亞迪宋、江淮iEV7S等。

 

液冷在新能源車熱管理系統(tǒng)中滲透率提升。我們選取國內(nèi)銷量較為靠前的新能源車型作為統(tǒng)計樣本，可以看出液冷憑借更為出色的熱管理效率，在新能源汽車中的滲透率逐步提高。而風(fēng)冷目前主要應(yīng)用于定位較低端的車型當(dāng)中。

 

HFC-134a時代落幕，新冷媒大勢所趨。當(dāng)前小型空調(diào)制冷劑大多仍以HFC-134a為主，但歐盟要求2017年起禁止所有生產(chǎn)車型的空調(diào)使用GWP>150的制冷劑，美國環(huán)保部根也將于2021年起將HFC-134a從SNAP目錄中剔除。美國杜邦與霍尼韋爾開發(fā)了HFO-1234yf(四氟丙烯)作為新一代制冷劑，德系車企質(zhì)疑其安全性轉(zhuǎn)而使用CO2作為替代品，雖然兩者本身環(huán)保性能差別不大但HFO-1234yf生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生HF、HCL及CFC等臭氧層破壞物質(zhì)，日系供應(yīng)商電裝等則同時開發(fā)CO2與HFO-1234yf空調(diào)系統(tǒng)供整車廠選擇。

 

CO2是熱泵空調(diào)最佳選擇，長期優(yōu)勢明顯。使用CO2作為制冷劑的主要難點在于運行壓力達到12Mpa，需要設(shè)計全新的運行系統(tǒng)，而HFO-1234yf則可以完全沿用HFC134a空調(diào)系統(tǒng)的零部件。但HFO-1234yf只能在-5℃以上的環(huán)境下運行，而CO2在-20℃下制熱COP依然能達到2，是今后電動汽車熱泵空調(diào)的能效最優(yōu)選擇。且綜合比較兩者，CO2在環(huán)保性能、安全性能、制造成本和可持續(xù)發(fā)展上均明顯占優(yōu)，僅在35℃以上制冷COP上低于HFO-1234yf，可用膨脹機、噴射器、雙級壓縮中間冷卻等方式改進，因此長期看CO2空調(diào)系統(tǒng)擁有全面優(yōu)勢。

 

CO2冷媒關(guān)鍵零部件技術(shù)日漸成熟，處于爆發(fā)前夜。三花智控當(dāng)前已經(jīng)形成CO2產(chǎn)品解決方案，如CO2膨脹閥、單向閥、氣液分離器等，其中電子膨脹閥實現(xiàn)了COP平均提高10％以上，獲得2107年P(guān)ACE獎項。而中鼎股份具備CO2冷媒管路的技術(shù)。

 

 

新能源汽車與燃油車空調(diào)制冷原理基本一致，主要區(qū)別在于動力源由之前的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)變?yōu)槿娤到y(tǒng)，從而電動壓縮機制冷+PTC/熱泵制熱成為新的技術(shù)方案。

 

制冷劑回路主要包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器這四個關(guān)鍵部件，首先，壓縮機將管路里的制冷劑進行壓縮，制冷劑以高溫高壓的氣態(tài)進入管道，在發(fā)動機艙前部的冷凝器中從氣態(tài)凝結(jié)成液態(tài)，釋放一定的熱量，隨后經(jīng)過膨脹閥，液態(tài)制冷劑壓力忽然降低，然后再車廂內(nèi)蒸發(fā)器中汽化，吸收大量的熱量，從而達到駕駛艙制冷效果。

 

壓縮機是制冷系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一環(huán)。可將制冷劑從低壓側(cè)吸入壓縮，使其溫度和壓力升高、再泵入高壓側(cè)，往復(fù)循環(huán)。常見的汽車空調(diào)壓縮機有斜盤式（市場占比約65%）、渦旋式（25%）和旋葉式（10%），同時，壓縮機分為定排量和變排量，變排量可根據(jù)空調(diào)制冷負荷自動改變排量，運行更為經(jīng)濟，同時變排量比定排量貴20%。斜盤壓縮機是往復(fù)式壓縮機的主導(dǎo)產(chǎn)品，工藝比較成熟，其能耗高，定排量400元/個，變排量500-600元/個，產(chǎn)品主要使用在大排量乘用車。渦旋式壓縮機沒有往復(fù)運動，效率較高，并且具有噪聲小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點，其價格在300-400元/個，適合小排量車使用。旋葉式壓縮機具有體積小和重量輕等特點，能在較小的發(fā)動機艙中進行布局，適用于微型車。

 

對于電動壓縮機，其與傳統(tǒng)的差別在于主要是由電池提供動力，控制器控制電機的轉(zhuǎn)速從而控制制冷量，從而達到調(diào)節(jié)溫度的作用。由于渦旋式壓縮機具有效率高、噪聲小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等優(yōu)點，決定了它適合與高速高速電機配合使用，單個價值在2000元/個。

 

壓縮機市場集中度較為集中，奧特佳為國產(chǎn)品牌龍頭。從競爭格局角度來看，全球汽車空調(diào)壓縮機領(lǐng)域中，外資品牌仍舊占據(jù)著主導(dǎo)。在汽車壓縮機領(lǐng)域，三電、電裝、翰昂、法雷奧等外資品牌占據(jù)著全球超過50%的市場份額，尤其是電動壓縮機領(lǐng)域，電裝、三電、翰昂三家占據(jù)著全球超過80%的市場份額。國產(chǎn)壓縮機品牌中，奧特佳為國內(nèi)龍頭企業(yè)，在自主品牌車型中占比較高，同時電動壓縮機在新能源汽車市場占據(jù)一定的份額。

 

 

現(xiàn)階段，新能源汽車的熱管理作為一個邊際技術(shù)加速迭代，短期爆發(fā)性強的細分行業(yè)，處于一個百家爭鳴百花齊放的狀態(tài)。隨著全球新能源汽車崛起，包括特斯拉市值超過傳統(tǒng)汽車廠商豐田，以及傳統(tǒng)車紛紛布局新能源汽車領(lǐng)域，新能源汽車未來前景越來越明朗。未來隨著熱管理方案標準化、模塊化趨勢行業(yè)集中度不斷提升，優(yōu)勢廠商將逐漸脫穎而出。目前國內(nèi)外廠商同處于一個競爭水平線，給予本土品牌公平競爭進入全球產(chǎn)業(yè)鏈的機遇。

 

各個車廠各個系統(tǒng)供應(yīng)商對于熱管理還沒有一個明顯占優(yōu)的方案，各個方案差異較大。在這種技術(shù)路線的階段，國內(nèi)外熱管理供應(yīng)商同步起步競爭。對于國內(nèi)熱管理供應(yīng)商來說，可以與老牌供應(yīng)商處于同一起跑線，并且擁有本地龐大的市場優(yōu)勢，在新能源汽車崛起的浪潮下，熱管理這個子行業(yè)也面臨著供應(yīng)鏈重組的局面。

 

全球競爭格局：國際廠商占據(jù)著全球主要市場份額。傳統(tǒng)熱管理供應(yīng)商系統(tǒng)配套能力強，依靠在傳統(tǒng)市場的優(yōu)勢，深耕技術(shù)開發(fā)，較早的進入電動車熱管理市場，具有在一定技術(shù)水平上的領(lǐng)先，且能夠提供整車熱管理的解決方案；例如電裝、漢拿、法雷奧、馬勒、捷溫、三電等。根據(jù)我們測算，電裝、法雷奧、馬勒、翰昂等全球性廠商，占據(jù)著全球超過50%的市場份額。而國內(nèi)主流的熱管理制造商仍舊以部件供應(yīng)為主，整體的市場份額較國際廠商仍舊有一定差距。

 

電裝為全球第二大的汽車零部件集團，業(yè)務(wù)涵蓋動力系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、汽車電子及電氣化系統(tǒng)等領(lǐng)域，主要的汽車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、動力傳動冷卻系統(tǒng)、壓縮機等。

 

法雷奧業(yè)務(wù)涵蓋舒適及駕駛輔助、動力總成、熱管理和視覺照明系統(tǒng)四大板塊，先后收購福特HVAC業(yè)務(wù)、ACH溫控業(yè)務(wù)，合并汽車空調(diào)業(yè)務(wù)，成功躋身熱管理領(lǐng)域第一梯隊。主要的汽車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、動力總成熱管理系統(tǒng)、壓縮機、前端模塊等。

 

韓國翰昂是全球?qū)Ｗ⒂谄嚐峁芾硐到y(tǒng)的廠商。主要的汽車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、壓縮機、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)及管路在內(nèi)的熱管理系統(tǒng)全體系。

 

馬勒對應(yīng)業(yè)務(wù)分為發(fā)動機活塞、濾清器、汽車空調(diào)系統(tǒng)三大主線，前后收購美國德爾福空調(diào)、日本國產(chǎn)電機，并購德國O-Flexx熱管理公司，使其熱管理業(yè)務(wù)發(fā)展較快。主要的汽車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓縮機、電池調(diào)節(jié)技術(shù)等。

 

國內(nèi)的新能源車熱管理廠商相對國外傳統(tǒng)廠商具本土配套及成本優(yōu)勢，有望快速搶占新能源車熱管理市場，傳統(tǒng)熱管理供應(yīng)商的系統(tǒng)優(yōu)勢不再明顯，零部件級別諸多新生領(lǐng)域不在傳統(tǒng)汽車行業(yè)，給了國內(nèi)熱管理供應(yīng)商和傳統(tǒng)國際老牌供應(yīng)商站在同一起跑線的機會。雖說傳統(tǒng)國際老牌供應(yīng)商擁有多年的熱管理行業(yè)積累，國內(nèi)廠商在技術(shù)上略遜一籌，近些年也表現(xiàn)為追趕的態(tài)勢，隨著電動化浪潮持續(xù)推進，國內(nèi)廠商在具備相應(yīng)優(yōu)勢下有望由零部件進一步向系統(tǒng)拓展，成為全球整車體系下的組件供應(yīng)商。國內(nèi)廠商相對于國外廠商具有一定的優(yōu)勢，具體的表現(xiàn)在：

 

（1）國內(nèi)廠商有較大的發(fā)展空間，隨著全球新能源汽車浪潮逐漸加速，補貼催化及相關(guān)政策推動，中國作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵一環(huán)。

 

（2）具有成本優(yōu)勢，由于人工、原材料及運輸?shù)确矫娴牟町悾瑖鴥?nèi)廠商具有良好的成本管控能力，國內(nèi)整車廠出于降本的考量，會優(yōu)先考慮國內(nèi)汽零產(chǎn)商。

 

（3）打入國內(nèi)整車廠產(chǎn)業(yè)鏈更容易，國內(nèi)汽零企業(yè)與本土整車廠通常已構(gòu)建好良好的合作關(guān)系，對于獲得相應(yīng)的訂單具有一定的優(yōu)勢。

 

國內(nèi)廠商加速推進，項目定點充足。隨著這波汽車電氣化的浪潮，依靠我國對于新能源汽車的政策紅利、財政補貼以及整個產(chǎn)業(yè)聯(lián)動，利用本土優(yōu)勢及傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支持，迅速搶占熱管理的市場。而誰能從前期的獲利中繼續(xù)投入研發(fā)，深入理解新能源車熱管理系統(tǒng)，綁定整車廠開發(fā)更精細的管控系統(tǒng)，繼而開發(fā)模塊化的產(chǎn)品，誰就能在中后期的競爭中掌握主動權(quán)，從而領(lǐng)導(dǎo)市場。