熱管理系統(tǒng)的前世今生

1、投資案件結(jié)論和投資建議熱管理從簡單模塊到系統(tǒng)工程下帶來從 0-1 的突破，單車價(jià)值量翻 3-4 倍，產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)的都將明顯受益。我們綜合考慮市場空間、競爭格局、管理能力等各方面，推薦三花智控、克來機(jī)電、銀輪股份，拓普集團(tuán)，關(guān)注奧特佳。原因及邏輯從技術(shù)壁壘上看，閥類、CO2 管路、壓縮機(jī)更勝一籌；從格局上看，國內(nèi)閥類、CO2管路優(yōu)秀企業(yè)更有競爭力；從單車價(jià)值量看，電動壓縮機(jī)價(jià)值量最高，大概在 2000 元左右，閥類、 CO2 管路在 1000-2000 元，前端模塊在 1000 元左右。1）空調(diào)系統(tǒng)格局出現(xiàn)細(xì)微變化。一方面，海外供應(yīng)商資本開支大幅萎縮。另一方面，電動化浪潮下，成本和配套服務(wù)的綜合能

2、力成為重要變量，自主品牌可以通過高性價(jià)比取得車企的青睞。2）以 Model Y 為例的新能源汽車熱管理系統(tǒng)主要涉及到八通閥。3）傳統(tǒng)車的管路以普通鋁合金管為主，已被國內(nèi)公司占領(lǐng)半壁江山，但新能源方面因技術(shù)路線出現(xiàn)變化，二氧化碳因解決了 R1234yf 在低溫下 COP 值較低和低溫下制熱量不足的問題，有望成為熱泵空調(diào)主要的路線。4）前端模塊的核心零部件主要包括冷凝器、電池冷卻器（Chiller）、換熱器、溫度壓力傳感器、冷卻風(fēng)扇等。從競爭格局看，全球供應(yīng)商在前端模塊的配套優(yōu)勢正在消失，國內(nèi)供應(yīng)商已經(jīng)突圍。過去看，全球熱交換器領(lǐng)域的龍頭大都為貝洱、電裝等，但當(dāng)前本土熱交換廠商如銀輪股份、拓普集團(tuán)

3、已經(jīng)進(jìn)入主流供應(yīng)商，打開進(jìn)口替代空間。有別于大眾的認(rèn)識市場對于整車熱管理的技術(shù)演變過程，以及全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)格局缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識。本文梳理了整車熱管理由簡到繁，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，從獨(dú)立模塊到系統(tǒng)工程的歷史發(fā)展過程。判斷熱管理的單車價(jià)值量將由 1600-2500 提升至近 7000 元，按照 2025 年全球新能源汽車銷量 1150 萬輛算，熱管理系統(tǒng)空間 805 億。同時，本文系統(tǒng)性梳理了空調(diào)系統(tǒng)、泵閥類、管路系統(tǒng)及前端模塊的技術(shù)壁壘及格局。認(rèn)為從技術(shù)壁壘上看，閥類、 CO2 管路、壓縮機(jī)更勝一籌；從格局上看，國內(nèi)閥類、 CO2 管路優(yōu)秀企業(yè)更有競爭力；從單車價(jià)值量看，電動壓縮機(jī)價(jià)值量最高，大概在 2

4、000 元左右，閥類、 CO2 管路在 1000-2000 元，前端模塊在 1000 元左右。目錄 HYPERLINK l _TOC_250024 一、由簡到繁，整車熱管理功能日益強(qiáng)大 7 HYPERLINK l _TOC_250023 傳統(tǒng)燃油車的“ 空調(diào)系統(tǒng)+發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)”是獨(dú)立模塊 7 HYPERLINK l _TOC_250022 早期電動車熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路仍大量沿用傳統(tǒng)思路 8 HYPERLINK l _TOC_250021 從 Model3 開始，統(tǒng)一的熱源管理開始出現(xiàn) 10 HYPERLINK l _TOC_250020 主流品牌的新能源熱管理系統(tǒng)各有各的技術(shù)路線 11 HY

5、PERLINK l _TOC_250019 Model Y 的熱泵系統(tǒng)集成了所有的冷卻和制熱回路 12 HYPERLINK l _TOC_250018 大眾 MEB 架構(gòu)熱管理系統(tǒng)冷媒的變化成市場焦點(diǎn) 14 HYPERLINK l _TOC_250017 小結(jié)：熱管理從獨(dú)立模板到系統(tǒng)工程，升級明顯 16 HYPERLINK l _TOC_250016 二、新能源熱管理系統(tǒng)：格局改善，助力國產(chǎn)化 17 HYPERLINK l _TOC_250015 空調(diào)系統(tǒng)壁壘高，電動化助力國產(chǎn)替代 17 HYPERLINK l _TOC_250014 空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)空間大 17 HYPERLINK l _TOC

6、_250013 壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心產(chǎn)品 18 HYPERLINK l _TOC_250012 泵閥類在新能源熱管理系統(tǒng)持續(xù)量價(jià)齊升 21 HYPERLINK l _TOC_250011 電子水泵市場多倍增長，自主品牌已經(jīng)突圍 21 HYPERLINK l _TOC_250010 閥類產(chǎn)品持續(xù)量價(jià)齊升，格局穩(wěn)定，國內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢 23 HYPERLINK l _TOC_250009 管路技術(shù)路線選擇下的高壁壘 25 HYPERLINK l _TOC_250008 普通管路格局穩(wěn)定，自主品牌占據(jù)半壁江山 25 HYPERLINK l _TOC_250007 CO2 方案有望成為新冷媒技術(shù)路線的主要

7、選擇，門檻提升 26 HYPERLINK l _TOC_250006 前端模塊在全球新能源配套中最先被自主突破 29 HYPERLINK l _TOC_250005 三、主要零部件企業(yè)的介紹 31 HYPERLINK l _TOC_250004 三花智控：閥類絕對龍頭，確定性增長 31 HYPERLINK l _TOC_250003 克來機(jī)電：前瞻布局 CO2 空調(diào)管路，構(gòu)建核心技術(shù)壁壘 34 HYPERLINK l _TOC_250002 銀輪股份：汽車熱交換龍頭，前瞻布局新能源熱管理 36 HYPERLINK l _TOC_250001 拓普集團(tuán)：有潛力的熱管理系統(tǒng)集成商 37 HYPER

8、LINK l _TOC_250000 奧特佳：國內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)配套商，靜待格局變化 39圖表目錄圖 1：制冷劑在制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過程 7圖 2：冷卻液在供暖系統(tǒng)中的循環(huán)過程 7圖 3：PTC 水加熱器供暖系統(tǒng)需增加電子水泵及管路系統(tǒng) 9圖 4：電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)原理與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)十分接近 9圖 5：電池 Pack 的水冷系統(tǒng)開始與空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生單向熱交換 10圖 6：Model3 熱管理系統(tǒng)制冷過程 11圖 7：Model3 熱管理系統(tǒng)制熱過程 11圖 8：以 Model Y 為例特斯拉整車熱管理方案 12圖 9：Model Y 熱泵系統(tǒng)空間區(qū)域位置 13圖 10：Model Y 熱泵系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)較

9、為緊湊 13圖 11：集成式八通閥工作示意圖 13圖 12：八通道閥完成 12 種模式的切換 13圖 13：大眾 MEB 產(chǎn)品圖 14圖 14：大眾基于 MEB 首款緊湊車型 ID.3 14圖 15：大眾 MEB 電池系統(tǒng)解構(gòu)圖 15圖 16：冷板具有雙重冷卻功能 15圖 17：隨著整車熱管理方案的進(jìn)化，單車價(jià)值量有著近 3 倍的提升（單位：元） 17圖 18：汽車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 17圖 19：中國汽車空調(diào)系統(tǒng)未來五年仍有百億級增量市場（單位：億元） 18圖 20：傳統(tǒng)壓縮機(jī)中斜盤式壓縮機(jī)占據(jù)市場主流 18圖 21：傳統(tǒng)渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)外觀圖 19圖 22：電動渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)外觀圖

10、19圖 23：電動壓縮機(jī)全球未來五年市場規(guī)模為 250-280 億元（單位：億元） 20圖 24：外資品牌壟斷空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)（2018 年） 21圖 25：車企選擇空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)商上具有地域性 21圖 26：電子水泵結(jié)構(gòu)圖 21圖 27：24v 直流無刷汽車電子水泵 22圖 28：無刷汽車電子水泵結(jié)構(gòu)圖 22圖 29：未來五年電子水泵市場規(guī)模達(dá) 83 億元，對應(yīng) CAGR=27%（單位：億元）. 22圖 30：未來五年閥類產(chǎn)品市場規(guī)模約 59 億元，CAGR 達(dá) 25.7%（單位：億元）24圖 31：2018 年三花智控四通閥和電子膨脹閥全球市占率居于首位 25圖 32：騰龍股份空調(diào)管路產(chǎn)品 25

11、圖 33：自主品牌占據(jù)將近一半市場份額 26圖 34：歐洲乘用車二氧化碳排放目標(biāo)相比中美更為嚴(yán)苛 27圖 35：汽車空調(diào)管路連接壓縮機(jī)總成、蒸發(fā)器總成、冷凝器總成等構(gòu)成 28圖 36：CO2 軟管未來五年行業(yè)市場規(guī)模約 69 億元，CAGR 達(dá) 64.3%（單位：億元）. 29圖 37：Model Y 液冷冷凝器 LCC 與電池冷卻器位置. 30圖 38：三花汽零發(fā)展歷程. 31圖 39：傳統(tǒng)汽車空調(diào)中三花主攻膨脹閥和儲液器 . 32圖 40：三花已從傳統(tǒng)車延伸至新能源汽車領(lǐng)域 32圖 41：三花汽零 2017 年仍以傳統(tǒng)汽零為主 32圖 42：三花汽零營收、凈利高速增長（億元/%） 32圖

12、43：三花汽零擁有眾多國內(nèi)外一線整車企業(yè)一級供應(yīng)商資質(zhì) 33圖 44：公司新能源占比迅速提升（億元） 34圖 45：新能源業(yè)務(wù)高速發(fā)展（億元/%） 34圖 46：克來機(jī)電（子公司眾源）汽車零部件業(yè)務(wù)布局 34圖 47：上海眾源 2019 年?duì)I收增速達(dá) 43% 35圖 48：上海眾源 2019 年凈利潤增速達(dá) 89% 35圖 49：眾源頭部客戶主要為大眾系 35圖 50：德系車企普遍押注 CO2 管路技術(shù)路線 35圖 51：銀輪股份新能源熱管理配套客戶情況 36圖 52：公司已具備較為成熟的電子真空泵量產(chǎn)盈利能力 38圖 53：拓普集團(tuán)擁有完整電子水泵產(chǎn)品系列 38圖 54：拓普集團(tuán)逐步突破熱管

13、理系統(tǒng)核心零部件 38圖 55：奧特佳專注壓縮機(jī)和汽車空調(diào)系統(tǒng)兩項(xiàng)主業(yè) 39圖 56：奧特佳主要產(chǎn)品含壓縮機(jī)和汽車空調(diào)系統(tǒng) 39表 1：燃油車汽車熱管理主要零部件價(jià)值量集中于空調(diào)系統(tǒng)中 8表 2：早期新能源車汽車熱管理主要零部件增量為電動壓縮機(jī)及 PTC 加熱系統(tǒng) 8表 3：新能源汽車熱管理主要零部件（以 model3 為例） 11表 4：特斯拉幾款車型加熱方式演化及對比 12表 5：在不同環(huán)境溫度下有不同的制熱方案 14表 6：以 Model Y 為例的新能源車熱管理零部件 14表 7：熱管理從傳統(tǒng)向新能源過度，閥泵、壓縮機(jī)等產(chǎn)品技術(shù)升級明顯 16表 8：渦旋式電動壓縮機(jī)擁有眾多優(yōu)勢 20表

14、 9：電子水泵相較于傳統(tǒng)的機(jī)械水泵具有明顯優(yōu)勢 22表 10：電子膨脹閥對比熱膨脹閥優(yōu)勢明顯 24表 11：閥類組件在熱泵系統(tǒng)中的單車價(jià)值量顯著高于燃油車 24表 12：自主品牌與龍頭車企及系統(tǒng)供應(yīng)商建立穩(wěn)定供貨關(guān)系 26表 13：不同制冷劑的熱力性能及環(huán)境性能對比 26表 14：相比 R1234yf,CO2 空調(diào)系統(tǒng)更具備綜合優(yōu)勢 28表 15： 前端模塊空間測算 30表 16：通過特斯拉優(yōu)質(zhì)客戶認(rèn)證資質(zhì)打開全球新能源汽車熱管理部件市場 33表 17：銀輪股份在新能源熱管理領(lǐng)域布局較為完善 36表 18：銀輪股份在手新能源全生命周期訂單超 60 億元 37表 19：電子真空泵市場目前由外資主

15、導(dǎo)，拓普是自主廠商主要力量 38表 20：公司主要子公司及歷史商譽(yù)情況 39表 21：汽車行業(yè)重點(diǎn)公司估值表 41一、由簡到繁，整車熱管理功能日益強(qiáng)大傳統(tǒng)燃油車的“ 空調(diào)系統(tǒng)+發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)”是獨(dú)立模塊內(nèi)燃機(jī)時代，整車熱管理被劃分為 2 個獨(dú)立的模塊：汽車空調(diào)系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)。前者用于保障車廂內(nèi)部始終處于一個適宜的溫度，后者用于發(fā)動機(jī)及變速箱的冷卻。汽車空調(diào)系統(tǒng)按功能模塊主要劃分為制冷、供暖、通風(fēng)和控制四大系統(tǒng)。其中，制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、儲液干燥器、蒸發(fā)器五大零部件組成。在空調(diào)制冷過程中，吸熱后的氣體形態(tài)的制冷劑首先在空調(diào)壓縮機(jī)處被壓縮成高溫高壓的氣體，然后循環(huán)至冷凝器處，向

16、外界空氣釋放大量熱量后，冷凝成中溫高壓的液體形態(tài)的制冷劑，之后經(jīng)儲液干燥器和膨脹閥后，其溫度和壓力進(jìn)一步降低，最終以低溫低壓液體形態(tài)循環(huán)至蒸發(fā)器，制冷劑在蒸發(fā)器處吸熱后又恢復(fù)氣體形態(tài)，最后轉(zhuǎn)回到空調(diào)壓縮機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)。 圖 1：制冷劑在制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過程資料來源：搜狐新聞，研究供暖系統(tǒng)是由加熱器芯體、水閥、水管、鼓風(fēng)機(jī)等零部件組成。在制熱過程中，發(fā)動機(jī)冷卻液首先在發(fā)動機(jī)啟動后吸收其散發(fā)的熱量，之后吸熱后的冷卻液循環(huán)至加熱器芯體，同時鼓風(fēng)機(jī)將風(fēng)吹向加熱器芯體以加熱空氣，因此駕駛員能感受到熱風(fēng)從出風(fēng)口吹出。圖 2：冷卻液在供暖系統(tǒng)中的循環(huán)過程資料來源：蓋世汽車，研究整體看， 傳統(tǒng)燃油車的整車熱

17、管理相對簡單， 主要系統(tǒng)之間工作獨(dú)立， 并無明顯的熱源協(xié)同機(jī)制。從單車價(jià)值量角度看， 主要價(jià)值量集中于空調(diào)系統(tǒng)， 平均單車價(jià)值量在 16002500 元之間。系統(tǒng)子系統(tǒng)主要零部件表 1：燃油車汽車熱管理主要零部件價(jià)值量集中于空調(diào)系統(tǒng)中汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥、儲液干燥器、冷卻風(fēng)扇、控制系統(tǒng)、管路 供暖系統(tǒng)暖風(fēng)芯體、水閥、鼓風(fēng)機(jī)、管路發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)水冷卻系統(tǒng)散熱器（水箱）、膨脹水箱（蓄液罐）、水泵、節(jié)溫器、冷卻水套、冷卻風(fēng)扇、管路、傳感器資料來源：研究整理從燃油車的發(fā)展趨勢看，整車電氣化將對空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。在 48V、HEV，甚至 PHEV 車型中，原有傳統(tǒng)壓縮

18、機(jī)將被替換為電動壓縮機(jī)；而原有水泵也將借助于高效管理的需求被替換為電子水泵。其中電動壓縮機(jī)帶來的價(jià)值增量在 1200-1600 元之間，環(huán)比增幅最為顯著。早期電動車熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路仍大量沿用傳統(tǒng)思路早期（48 年前）新能源汽車的熱管理系統(tǒng)主要包含 3 大部分，空調(diào)系統(tǒng)（主要包括制冷系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)）、電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)和電池溫度控制系統(tǒng)，分別用于保障乘客艙內(nèi)部、電機(jī)和電池處于一個適宜的溫度，各個系統(tǒng)之間仍然處于一種相對獨(dú)立的狀態(tài)。早期新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車工作原理類似，主要差異在于制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)的驅(qū)動方式和供暖系統(tǒng)中暖風(fēng)來源（傳統(tǒng)燃油車有發(fā)動機(jī)提供）這兩個方面。因此，新能源汽車在制冷

19、系統(tǒng)上，僅用電動壓縮機(jī)替代傳統(tǒng)壓縮機(jī)(發(fā)動機(jī)驅(qū)動)，并以動力電池進(jìn)行驅(qū)動。主要包含電動壓縮機(jī)，冷凝器、儲液罐、膨脹閥、蒸發(fā)器、冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等零部件。表 2：早期新能源車汽車熱管理主要零部件增量為電動壓縮機(jī)及PTC 加熱系統(tǒng)系統(tǒng)子系統(tǒng)主要零部件汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器、冷凝器、電動壓縮機(jī)、膨脹閥、儲液干燥器、冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)、管路供暖系統(tǒng)(PTC 水加熱)PTC 水加熱器、電動水泵、暖風(fēng)芯體、水閥、鼓風(fēng)機(jī)、管路電池溫控系統(tǒng)水冷系統(tǒng)電子水泵、換熱器、電池散熱板、PTC 加熱器、電池補(bǔ)償水箱電子水泵、油冷器、電子油泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、膨脹水壺、管路、溫度傳感器電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)資料來

20、源：研究整理，紅色代表早期新能源汽車的新增或升級零件供暖系統(tǒng)一般通過采用電加熱的 PTC 作為熱量來源，主要有 PTC 空氣加熱器和水加熱器兩種方案。采用 PTC 空氣加熱器時，其直接取代了傳統(tǒng)燃油車上的暖風(fēng)芯體，冷空氣在流經(jīng)加熱器表面時被加熱。這種方案成本相對比較低廉，但由于 PTC 直接接入乘員艙內(nèi)，存在一定的安全隱患風(fēng)險(xiǎn)。采用 PTC 水加熱器方案時，不僅保留了傳統(tǒng)空調(diào)的暖風(fēng)芯體，同時外接一套 PTC 加熱循環(huán)回路。工作時，PTC 加熱器先將防凍液進(jìn)行加熱，加熱后的防凍液流入暖風(fēng)芯體與冷空氣進(jìn)行換熱。整套回路安全性相對較高，但增加了 PTC、水泵、管路等零部件。 圖 3：PTC 水加熱器

21、供暖系統(tǒng)需增加電子水泵及管路系統(tǒng)資料來源：OFWEEK，研究電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)與燃油車的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)十分相似，主要包括電動水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、膨脹水壺和管路等零部件。一般會根據(jù)車內(nèi)的電子功率件(如電機(jī)控制器、DCDC等)和電機(jī)的的溫度特性進(jìn)行位置排布，后串聯(lián)在一個回路之中。圖 4：電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)原理與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)十分接近資料來源：OFWEEK，研究最初，我國新能源汽車的電池能量密度相對較低，電池溫控系統(tǒng)普遍采用自然風(fēng)冷和強(qiáng)制風(fēng)冷技術(shù)。隨著電池容量和能量密度的不斷提高，新能源汽車對于熱管理系統(tǒng)中的電池溫控模塊有了更高的需求，因此水冷系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在水冷系統(tǒng)下，不僅增加了加熱功能，同時還通

22、過增加一個換熱器（Chiller）與空調(diào)制冷循環(huán)耦合，通過制冷劑將電池的熱量帶走。整個系統(tǒng)主要包括：電子水泵，換熱器，電池散熱板，PTC 加熱器、電池補(bǔ)償水箱等零部件。電池溫度過高需要冷卻時，電池通過散熱板與冷卻液進(jìn)行換熱，加熱后的冷卻液被電子水泵送入換熱器內(nèi)，在換熱器內(nèi)部一側(cè)通入制冷劑，一側(cè)通入冷卻液，兩者在換熱器內(nèi)充分換熱，熱量被制冷劑帶走，冷水流出換熱器在流入電池，形成一個循環(huán)。而當(dāng)電池需要加熱時，制冷回路被關(guān)閉，PTC 加熱器被打開，冷卻液被加熱后送入電池內(nèi)部，通過散熱板對電池進(jìn)行加熱。 圖 5：電池Pack 的水冷系統(tǒng)開始與空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生單向熱交換資料來源：OFWEEK，研究從Mode

23、l3 開始，統(tǒng)一的熱源管理開始出現(xiàn)近期（23 年前）新能源汽車的熱管理系統(tǒng)在特斯拉 model3 的帶領(lǐng)下，發(fā)生了較大的變化，各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系進(jìn)一步加強(qiáng)。在 model3 的設(shè)計(jì)之中，熱管理系統(tǒng)由空調(diào)管路和電池及功率電子冷卻管路構(gòu)成，并加入集成了換熱器、切換閥、電子控制器、電子水泵和散熱器的 CR(Coolant Reservoir)冷卻液儲罐這一核心零部件，以實(shí)現(xiàn)三個管路的熱量交換。系統(tǒng)主要零部件表 3：新能源汽車熱管理主要零部件（以 model3 為例）空調(diào)系統(tǒng)高壓閥門、低壓閥門、控制閥（集成一個磁閥）、蒸發(fā)器、換熱器（集成一個電磁閥）、冷凝器、壓縮機(jī)、管路電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)智能冷卻液儲罐

24、 CR(集成了兩個水泵、切換閥、熱交換器、散熱器和電子控制器)、水油交換器、管路電池溫控系統(tǒng)智能冷卻液儲罐 CR(上述為同一部件)、電池模組內(nèi)散熱管路、換熱器（集成一個電磁閥）、控制單元資料來源：Munro & Associates，研究其與早期的熱管理系統(tǒng)相比，主要區(qū)別在于電池加熱不再依靠于 PTC 加熱器，而是利用電機(jī)、電控設(shè)備產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行加熱，同時功率電子（如電控、DCDC 等）的冷卻系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相連接。當(dāng)切換成制冷模式時，冷卻液在 CR 的管路切換閥和水泵的驅(qū)動之下，分別進(jìn)入電池和功率電子兩條管路，而后經(jīng) CR 集成的散熱器將熱量與空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行交換。而當(dāng)切換成制熱模式時，在 CR

25、的管路切換閥控制下，電池與功率電子管路切換成串聯(lián)電路，主散熱器切換成旁路，冷卻液流經(jīng)功率電子吸收廢熱，而后經(jīng) CR 集成的水泵將廢熱進(jìn)一步輸送至電池，確保電池工作在合適的工作溫度。圖 6：Model3 熱管理系統(tǒng)制冷過程 圖 7：Model3 熱管理系統(tǒng)制熱過程資料來源：Munro & Associates，研究資料來源：Munro & Associates，研究特斯拉 Model 3 是市場上首款采用了集中式熱管理的新能源汽車，它開創(chuàng)性地將車型中的三大冷/熱源進(jìn)行了整合，大幅提高了整車熱效率。官方測試百公里 12.8 度的電耗水平就是極好的證明。而在這一變化過程中，由于需要對整車熱源的流動進(jìn)

26、行精確控制，因此對閥類產(chǎn)品（電子膨脹閥、電磁閥等）的性能需求得到提升。主流品牌的新能源熱管理系統(tǒng)各有各的技術(shù)路線隨著汽車的電動化（單車載電量及電池能量密度的提升）和智能化（電子電器功率件增多）的發(fā)展，為保證功能單元維持最佳工況溫度區(qū)間以及提升整車能量利用效率，新能源汽車熱管理系統(tǒng)變得愈發(fā)重要。駕駛艙即時溫控的舒適度、電池及電驅(qū)動等相關(guān)熱管理保障的整車性能及安全、合適的熱管理方案對續(xù)航焦慮的緩釋，均從電動車消費(fèi)層面肯定熱管理的重要性。對于電動車，由風(fēng)冷向更復(fù)雜的液冷更迭的電池?zé)峁芾?、PTC 加熱向熱泵空調(diào)的駕駛艙供熱體系發(fā)展以及整車子系統(tǒng)聯(lián)結(jié)方式等方案技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，均帶來新增量。Model Y

27、 的熱泵系統(tǒng)集成了所有的冷卻和制熱回路Model Y 的整車熱管理系統(tǒng)主要包含了：整車熱泵系統(tǒng)，電池冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，冷卻液閥系統(tǒng)，電機(jī)冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，空氣系統(tǒng)及電控系統(tǒng)等。在制冷環(huán)節(jié)，電池冷卻系統(tǒng)采用冷卻劑回路方案進(jìn)行液冷，冷卻控制系統(tǒng)管理冷卻液在各個子系統(tǒng)之間的流動，駕駛艙冷卻系統(tǒng)通過蒸發(fā)器為車廂提供冷卻空氣。各個子系統(tǒng)可在散熱量不大時獨(dú)立冷卻。 圖 8：以Model Y 為例特斯拉整車熱管理方案資料來源：特斯拉專利 Patent Application Publication（US 20190070924A1），研究在制熱環(huán)節(jié)，Model Y 創(chuàng)新性地采用了三換熱器方案的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，降低

28、低溫下整車的能耗，有效緩解電動車冬季采暖導(dǎo)致續(xù)航里程衰減的痛點(diǎn)。相比 Model 3，特斯拉在 2020 年新上市的 Model Y 車型因?yàn)椴捎昧烁永谀芎牡臒岜每照{(diào)系統(tǒng)用于乘員艙及電池系統(tǒng)進(jìn)行加熱而使其與之前的車型相比與眾不同，從而能夠滿足來自全球市場特別是北歐等寒冷地區(qū)的消費(fèi)者需求。在超低溫工況中，Model Y 通過電動壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和小功率低壓 PTC 輔助加熱。表 4：特斯拉幾款車型加熱方式演化及對比車型加熱對象200820122016 2020Roadster乘員艙P(yáng)TC電池PTCModel S/X乘員艙風(fēng)熱 PTC電池水熱 PTCModel 3乘員艙風(fēng)熱 PTC電池電機(jī)余熱乘

29、員艙熱泵+低壓 APTCModel Y熱泵+電機(jī)余熱電池資料來源：銘思奇談，研究熱泵是一種可以將低位熱源的熱能強(qiáng)制轉(zhuǎn)移到高位熱源的空調(diào)裝置，類似可以將低處的水泵到高處的“水泵”。 熱泵空調(diào)的工作原理基于逆卡諾循環(huán)，在于其功能實(shí)現(xiàn)為“轉(zhuǎn)移熱量”（由低位熱源熱能高位熱源）而非 PTC 加熱器的“轉(zhuǎn)換熱量”，從而使用 1 千瓦的電力能產(chǎn)生 2 千瓦的制熱效率或 3 千瓦的制冷效率。熱泵系統(tǒng)構(gòu)架與普通空調(diào)系統(tǒng)相似，區(qū)別在增加了可改變制冷劑流向的四通換向閥及雙向流通的膨脹閥，使用四通換向閥可以使熱泵空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器功能互相對換，改變熱量轉(zhuǎn)移方向，從而達(dá)到夏天制冷冬天制熱的效果。圖 9：Model Y

30、 熱泵系統(tǒng)空間區(qū)域位置圖 10：Model Y 熱泵系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)較為緊湊資料來源：OK 特斯拉網(wǎng)站，研究資料來源：知化汽車，研究Model Y 另外一個重要創(chuàng)新是應(yīng)用了集成式的八通閥（Octovalve）系統(tǒng)。在 Model Y 之前，日產(chǎn) Leaf、雷諾 ZOE、大眾 e-golf、寶馬 i3、捷豹 I-PACE、奧迪 e-tron、豐田普銳斯、榮威 Ei5、榮威 Marvel X、蔚來 ES6 等典型車型都有采用熱泵技術(shù)。相比于這些車型，Model Y 的創(chuàng)新點(diǎn)在于在熱泵與整車的集成上做得更進(jìn)一步，相比 Model 3 只集成了所有冷卻回路，Model Y 則進(jìn)一步集成了所有冷卻和制熱回路

31、。通過將八通閥系統(tǒng)作為連接冷卻環(huán)節(jié)和熱泵系統(tǒng)的橋梁，Model Y 實(shí)現(xiàn)了幾個系統(tǒng)間的串并聯(lián)，進(jìn)一步簡化熱管理系統(tǒng)閥件及管路的復(fù)雜性，并能夠?qū)崿F(xiàn) 12 種不同加熱模式的切換。圖 11：集成式八通閥工作示意圖圖 12：八通道閥完成 12 種模式的切換資料來源：特斯拉專利，研究資料來源：特斯拉專利，銘思奇談，研究特斯拉熱泵集成應(yīng)用的策略可以通過表 5 來說明，在滿足乘員艙乘客舒適性需求的前提下，來采用 COP 較高的模式運(yùn)行，減少能源消耗，提高續(xù)航里程。即根據(jù)環(huán)境溫度與電池溫度的關(guān)系，從 COP 的劃分，來規(guī)劃熱泵系統(tǒng)參與加熱的程度，以及啟動不同級別的加熱模式。表 5：在不同環(huán)境溫度下有不同的制熱

32、方案溫度范圍加熱模式COP 值低于-10壓縮機(jī)作為加熱器來使用，單純地利用電池包的電能來加熱COP=1在-1010之間啟動混合模式，部分來自加熱器（如乘員艙低壓加熱器），部分熱能來自熱泵COP=1210以上完全依靠熱泵系統(tǒng)進(jìn)行加熱COP 大于 2資料來源：OK 特斯拉網(wǎng)站，研究總之，在熱管理方案中的主要應(yīng)用零部件可分為閥類、換熱器類、泵類、壓縮機(jī)類、傳感器類、管路以及其他運(yùn)用較多的部件（如汽液分離器）幾個大類。我們將 Model Y 熱管理系統(tǒng)的零部件按照冷媒模塊、冷卻液模塊、空調(diào)箱模塊和前端模塊四個部分進(jìn)行了梳理，如下表所示。模塊零部件表 6：以 Model Y 為例的新能源車熱管理零部件冷

33、媒模塊壓縮機(jī)、風(fēng)冷換熱器、Chiller、氣液分離器、閥件、溫度壓力傳感器、冷媒通道支架冷卻液模塊2 個水泵、八通閥（2 個四通閥和 1 個三通閥）、水壺、溫度傳感器、冷卻液通道支架空調(diào)箱模塊蒸發(fā)器、冷凝器、鼓風(fēng)機(jī)、各種風(fēng)門等前端模塊散熱器及風(fēng)扇資料來源：Munro，研究大眾MEB 架構(gòu)熱管理系統(tǒng)冷媒的變化成市場焦點(diǎn)MEB 作為電動車模塊化平臺，是大眾集團(tuán)重要的 3 大新能源汽車制造平臺之一，在全球擁有 8 大生產(chǎn)工廠基地，未來將生產(chǎn)大眾旗下的大部分新能源汽車。與特斯拉路線不同，模塊化設(shè)計(jì)平臺策略共攤成本是大眾這種傳統(tǒng)車企擁抱電動化的方式。根據(jù)大眾汽車集團(tuán)的規(guī)劃，從 2020 年起，MEB 平

34、臺將成為大眾生產(chǎn)電動汽車的主要平臺。生產(chǎn)車型延展性極強(qiáng)，涵蓋轎車、SUV、MPV 等車型，價(jià)位覆蓋入門、中端、高端等，細(xì)分市場廣闊。 圖 13：大眾MEB 產(chǎn)品圖 圖 14：大眾基于MEB 首款緊湊車型 ID.3資料來源：蓋世汽車，研究資料來源：汽車之家，研究由于 MEB 平臺圍繞電池模組設(shè)計(jì)，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)變得更加重要。MEB 的電池均采用液冷和液熱，熱管理系統(tǒng)采用的是類似捷豹 I-Pace 的三明治結(jié)構(gòu)，電池的冷卻液不是在電池模組中間，而是在電池底部，底部有一層保護(hù)板，保護(hù)整車在磕碰底盤的時候不會使電池包的冷卻液泄露，防止液體進(jìn)入到電池模組內(nèi)部。但是底部的水冷板流道，水冷板直接集成在底板上

35、，這一點(diǎn)和 i-pace 不同，具有更高的冷卻效率。冷板與模組之間通過導(dǎo)熱膠填充空氣間隙?？傊浒灞粍澐譃閮刹糠?，一部分用來冷卻電池模組，另一部分用來冷卻高低壓電器。 圖 15：大眾MEB 電池系統(tǒng)解構(gòu)圖 圖 16：冷板具有雙重冷卻功能資料來源：知化汽車，研究資料來源：知化汽車，研究MEB 另外一個重要變化是采用二氧化碳方案的熱泵系統(tǒng)。目前按照新能源車熱泵空調(diào)的制冷劑劃分，熱泵空調(diào)可以分為 R134a 型、CO2 型、R1234yf 型等。R134a 型熱泵空調(diào)系統(tǒng)為當(dāng)前市場主流。但受限于電池技術(shù)的發(fā)展和續(xù)航里程的短板，節(jié)能高效成為新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的成為首要考慮因素。由于當(dāng)前主流汽車空調(diào)系

36、統(tǒng)使用的制冷劑 R134a（在京都議定書中被列為限制使用的工質(zhì)）具有溫室效應(yīng)，全球主要發(fā)達(dá)國家均在研發(fā)溫室效應(yīng)低的制冷劑。二氧化碳作為制冷劑，可充分發(fā)揮其高環(huán)保、低價(jià)、高制熱能效的特點(diǎn)，二氧化碳熱泵空調(diào)在新能源車領(lǐng)域具備很廣闊的應(yīng)用前景。大眾 MEB 熱管理系統(tǒng)涉及零部件情況。從前文可知，MEB 熱管理系統(tǒng)涉及零部件包括水冷板、電池冷卻器、熱泵、電子膨脹閥、膨脹閥（R134a）及截止閥（R744）、電池冷卻器（Chiller）、電動水泵、空調(diào)、空調(diào)電動壓縮機(jī)（R1234yf）、冷疑器、壓縮機(jī)、冷卻器 Chiller 膨脹閥 Value 集成、氣體冷卻器、高壓加熱器熱泵、空調(diào)壓縮機(jī)（R744）、

37、空調(diào)冷凝器（R1234yf）、氣體冷卻器 R744 冷媒用、高壓加熱器 PTC、冷媒導(dǎo)管等。小結(jié)：熱管理從獨(dú)立模板到系統(tǒng)工程，升級明顯通過對過去幾年熱管理系統(tǒng)發(fā)展史的回顧，可以發(fā)現(xiàn)，相比傳統(tǒng)汽車，新能源熱管理系統(tǒng)不僅新增功能模快，包括電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、電機(jī)電控?zé)峁芾硐到y(tǒng)，更重要的是，注重系統(tǒng)性功能提升， 由此帶來未來可能被大規(guī)模應(yīng)用的系統(tǒng)產(chǎn)品或者技術(shù)驅(qū)動型產(chǎn)品，以及更高的單車價(jià)值，比如傳統(tǒng)壓縮機(jī)升級為電動壓縮機(jī)、閥產(chǎn)品升級為八通閥、普通管路升級為 CO2 管路等。表 7：熱管理從傳統(tǒng)向新能源過度，閥泵、壓縮機(jī)等產(chǎn)品技術(shù)升級明顯熱管理核心零部件燃油車早期階段（4-8 年前）近期（2-3 年前）Mo

38、del 3 為例當(dāng)前（Model Y 為例）冷凝器機(jī)械壓縮機(jī)蒸發(fā)器膨脹閥空調(diào)系統(tǒng)管路其他（鼓風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)、制冷劑等）電動壓縮機(jī)PTC（空熱、水熱）其他閥（高/低壓、熱力）八通閥（2 個四通閥和 1 個三通閥）氣液分離器發(fā)動機(jī)熱管機(jī)械水泵、風(fēng)扇、暖風(fēng)機(jī)芯、中冷器、油冷器理系統(tǒng)散熱器其他（冷卻液、儲液罐等）電池散熱板電子水泵動力電池?zé)崞渌ɡ鋮s液、儲液罐等）管理系統(tǒng)PTC 加熱器電池補(bǔ)償水箱換熱器、冷卻器電子水泵電機(jī)電控散熱系統(tǒng)散熱器其他（冷卻液、儲液罐、傳感器、管路等）資料來源：蓋世汽車，研究新能源整車熱管理的單車價(jià)值量出現(xiàn)了近 3 倍的增長。傳統(tǒng)燃油車因供應(yīng)鏈及方案的成熟，普遍單車價(jià)值在 1

39、600-2500 元之間；而在傳統(tǒng)空調(diào)+高壓 PTC 的方案下，價(jià)值量的增加主要來自于壓縮機(jī)從傳統(tǒng)切為電動（增加 1000-1500 元），新增換熱器（增加500-700 元），換熱需求促使電子水泵的使用（增加 600-900 元），高壓 PTC 的引入（增加 1200-1500 元），合計(jì)增加約 3500-5000 元。進(jìn)入熱泵方案后，在整車熱效率有了明顯提升的情況下，整車方案的成本也略有增加。主要的變化在于高壓 PTC 節(jié)省的成本，轉(zhuǎn)移去了空調(diào)系統(tǒng)中的氣液分離器、三/四通閥、冷媒電磁閥等，整體單車成本基本接近，甚至略低于高壓 PTC 方案。但為了進(jìn)一步提升熱泵空調(diào)的低溫性能，在重新加入輔助

40、 PTC 方案后，單車價(jià)值量可進(jìn)一步增加約 1000 元，至 7000 元左右。 圖 17：隨著整車熱管理方案的進(jìn)化，單車價(jià)值量有著近 3 倍的提升（單位：元） 資料來源：蓋世汽車，研究二、新能源熱管理系統(tǒng)：格局改善，助力國產(chǎn)化新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展，電動化浪潮為熱管理市場提供新機(jī)遇。全球新能源乘用車銷量自 2015 年-2018 年連續(xù)四年增速超過 50%，銷量由 2015 年的 41.9 萬輛增長至 2018年的 184.1 萬輛，年均復(fù)合增長率為 64%，高工鋰電預(yù)計(jì) 2025 年全球新能源汽車銷量有望達(dá)到 1150 萬輛；在混動領(lǐng)域，參考豐田對于未來不同動力總成滲透率的判斷，我們預(yù)計(jì)

41、2025 年全球 HEV（含 P2 48V）車型總銷量將至少達(dá)到 1000 萬臺（其中歐洲市場由于嚴(yán)苛的碳排放考核壓力，預(yù)計(jì)銷量 400 萬臺，中國區(qū) 200 萬臺，北美 100 萬臺，日本本土300 萬臺）。新能源汽車以及混動車型的快速普及為熱管理市場打開增量空間，接下來我們將從空調(diào)系統(tǒng)、泵閥類產(chǎn)品、管路與前端模塊四個維度分別論述其增長空間與格局演變趨勢?？照{(diào)系統(tǒng)壁壘高，電動化助力國產(chǎn)替代空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)空間大空調(diào)系統(tǒng)是調(diào)節(jié)汽車座艙環(huán)境的核心部件。汽車空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車廂內(nèi)制冷、取暖、換氣以及空氣凈化等功能，在提升座艙舒適性上發(fā)揮重要作用，一般包括制冷系統(tǒng)、取暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)與控制

42、系統(tǒng)五大模塊。其中，在取暖系統(tǒng)方面，傳統(tǒng)汽車與新能源汽車存在較大差異，傳統(tǒng)汽車主要采取發(fā)動機(jī)余熱+機(jī)械水泵的方式制熱，而新能源汽車采取 PTC/熱泵技術(shù)制熱。圖 18：汽車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖資料來源：太平洋汽車網(wǎng)，研究空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)空間大，增速穩(wěn)。目前空調(diào)系統(tǒng)在商用車、傳統(tǒng)燃油車、新能源乘用車上的單車價(jià)值量分別為 2000 元/1500/3500-4000 元左右。結(jié)合中汽協(xié)對未來五年中國乘用車與商用車銷量的預(yù)測，可以計(jì)算得到2020 年國內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)規(guī)模為413 億元，2025年行業(yè)規(guī)模為 517 億元，仍有超百億的增量空間，未來 5 年 CAGR 為 4.6%。而全球范圍汽車空調(diào)系統(tǒng)將是 20

43、00 億人民幣規(guī)模的市場。 圖 19：中國汽車空調(diào)系統(tǒng)未來五年仍有百億級增量市場（單位：億元）資料來源：中汽協(xié)，蓋世汽車，研究壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心產(chǎn)品壓縮機(jī)負(fù)責(zé)將氣體壓縮至高壓狀態(tài)，是空調(diào)系統(tǒng)的核心產(chǎn)品。傳統(tǒng)乘用車壓縮機(jī)由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，按照工作原理劃分主要可以分為斜盤式、渦旋式以及旋葉式。（1）斜盤式：通過傾斜斜盤的旋轉(zhuǎn)帶動活塞或活塞桿往復(fù)運(yùn)動，工藝成熟但能耗偏高，是目前市場主要機(jī)型，被廣泛應(yīng)用于大排量車輛；（2）渦旋式：渦旋式壓縮機(jī)屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的一種，通過動、靜渦盤互相咬合壓縮氣體，噪聲小，使用壽命長，但因特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致工藝復(fù)雜、壓縮比較小，因此適用于小排量車；（3）旋葉式：旋葉式壓縮

44、機(jī)同樣屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，通過在氣缸中轉(zhuǎn)動葉片壓縮氣體，體積與重量較小，適用于微型車。其中，斜盤式壓縮機(jī)占據(jù)市場主流，根據(jù)一覽眾咨詢數(shù)據(jù)，目前乘用車市場的搭載份額為 65%。圖 20：傳統(tǒng)壓縮機(jī)中斜盤式壓縮機(jī)占據(jù)市場主流資料來源：一覽眾咨詢，研究電動化浪潮推動壓縮機(jī)驅(qū)動方式由機(jī)械式向電動式轉(zhuǎn)變。壓縮機(jī)按照動力來源可以劃分為機(jī)械式（由發(fā)動機(jī)驅(qū)動）與電動式（由電機(jī)驅(qū)動），其中電動式壓縮機(jī)具有能效比高、噪音小與控制精細(xì)等優(yōu)勢，但是傳統(tǒng)燃油車受限于儲電與發(fā)電技術(shù)，發(fā)電機(jī)功率通常小于等于 1.5kw，難以滿足電動壓縮機(jī)動輒 2kw 以上的功率需求，因而燃油車時代電動壓縮機(jī)并未成為主流。隨著整車電動化水平提

45、升，一方面新能源汽車取消傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)等機(jī)構(gòu)，電動壓縮機(jī)成為必須選擇；另一方面動力電池與發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展為電動壓縮機(jī)提供功率保障，電動壓縮機(jī)有望實(shí)現(xiàn)從純電-插電-更多車型的擴(kuò)張。電動壓縮機(jī)制冷空調(diào)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上取消了前端的驅(qū)動輪，增加了驅(qū)動電機(jī)和單獨(dú)的控制模塊，是導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)效率差異化的核心變量。電動壓縮機(jī)總成包括電動壓縮機(jī)和驅(qū)動控制器部分，相比普通汽車空調(diào)壓縮機(jī)，電動壓縮機(jī)在運(yùn)行時需要配置專門的輔助發(fā)動機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動作用，電動壓縮機(jī)將電機(jī)、控制器（控制模塊（電壓控制器件、變頻器）用以將直流電轉(zhuǎn)化為交流電）與壓縮機(jī)組成有機(jī)整體，采用一體化設(shè)計(jì)，由電池提供動力，控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制制冷量，調(diào)節(jié)溫度

46、，因此，電動壓縮機(jī)的系統(tǒng)控制器是導(dǎo)致效率差異化的核心變量。 圖 21：傳統(tǒng)渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)外觀圖 圖 22：電動渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)外觀圖資料來源：奧特佳官網(wǎng)，研究資料來源：奧特佳官網(wǎng)，研究當(dāng)前主流新能源汽車使用渦旋式電動壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)高效率、高轉(zhuǎn)速承受力的特點(diǎn)決定了它適合與高速電機(jī)配合使用，并且通過電控單元調(diào)節(jié)電機(jī)的速度提高空調(diào)系統(tǒng)的能效，因此更適合在電動汽車上使用。渦旋式電動壓縮機(jī)具有轉(zhuǎn)速范圍較大和轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)熱泵空調(diào)運(yùn)行需求，從而在已上市的搭載有熱泵空調(diào)系統(tǒng)的電動汽車中得到大量應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)表 8：渦旋式電動壓縮機(jī)擁有眾多優(yōu)勢采用封閉式渦旋壓縮機(jī)，可靠性高，結(jié)構(gòu)和接口簡單

47、制造成本高采用體積小、質(zhì)量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)的三相永磁同步電機(jī)，直流永磁無刷電機(jī)驅(qū)動耗電方便智能，智能驅(qū)動控制器，提供驅(qū)動與保護(hù)功能舒適性高，速度可連續(xù)控制達(dá)到變排量效果噪聲低、體積小、振動小、使用壽命長、重量輕、轉(zhuǎn)速高、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)，可根據(jù)客戶需要增加 CAN 通信在熱泵式空調(diào)系統(tǒng)中，特別表現(xiàn)在制熱性能高、穩(wěn)定性好、安全性高；制冷系數(shù)可以提高 20%左右，功耗可以下降 23%左右，質(zhì)量可以下降 30%左右資料來源：奧特佳官網(wǎng)，研究根據(jù)蓋世汽車研究院的數(shù)據(jù)，電動壓縮機(jī)目前售價(jià)在 15001700 元之間，假設(shè)未來每年年降 5%左右，2025 年全球新能源汽車銷量為 1150 萬輛，HEV 車

48、型 1000 萬輛，到 2025 年全球車用電動空調(diào)壓縮機(jī)市場空間約 250280 億元，約為 2020 年的 3 倍，未來5 年 CAGR 將達(dá)到 27.1%。 圖 23：電動壓縮機(jī)全球未來五年市場規(guī)模為 250-280 億元（單位：億元）資料來源：EV Sales，Marklines，蓋世汽車，研究外資品牌壟斷壓縮機(jī)市場，地域性配套。電裝、馬勒、法雷奧、翰昂等外資品牌占據(jù)壓縮機(jī)市場的絕大多數(shù)份額，CR5 的市占率達(dá)到 88.4%，壟斷格局明顯。從現(xiàn)有配套供應(yīng)商看，會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)車企在選擇壓縮機(jī)供應(yīng)商上具有地域性。例如標(biāo)致雪鐵龍、大眾、通用、福特等歐美系車企主要由馬勒、法雷奧、空調(diào)國際等品牌配

49、套；豐田、日產(chǎn)、現(xiàn)代等日韓系車企主要由電裝、三電、翰昂等品牌配套；而吉利、比亞迪、蔚來等自主品牌則由松芝、華域、奧特佳等自主品牌配套。但壓縮機(jī)行業(yè)的競爭格局開始出現(xiàn)變化，一方面海外供應(yīng)商資本開支大幅萎縮，另一方面，自主品牌通過收購的方式成為外資車企的供應(yīng)商。過去看，壓縮機(jī)業(yè)務(wù)在全球市場集中度極高，主要是電裝、馬勒、法雷奧、翰昂、康奈可，合計(jì)市占率為 88.4%，國內(nèi)只有奧特佳在中低端領(lǐng)域有所配套，市占率為 7%。但是近年部分海外供應(yīng)商經(jīng)營乏力，投資力度減弱，以三電為例，公司截至 2019 年 3 月/2020 年 3 月財(cái)年資本開支分別為 142/98億日元，2020 年 4 月至 9 月半年

50、間資本開支萎縮至 28.5 億日元，同比下滑 46%，2020年 6 月，日本三電控股表示原有考慮將資源向汽車設(shè)備集中的業(yè)務(wù)重組計(jì)劃難以為繼，并已經(jīng)向債權(quán)人提出債務(wù)重組申請。同時，自主品牌在配套方面出現(xiàn)突破。比如松芝股份收購京濱大洋、海立股份收購馬瑞利。同時，電動化浪潮下，成本和配套服務(wù)的綜合能力成為重要變量，汽車行業(yè)格局有洗牌跡象，自主品牌可以通過高性價(jià)比取得車企的青睞。 圖 24：外資品牌壟斷空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)（2018 年） 圖 25：車企選擇空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)商上具有地域性 資料來源：蓋世汽車，研究資料來源：蓋世汽車，研究泵閥類在新能源熱管理系統(tǒng)持續(xù)量價(jià)齊升電子水泵市場多倍增長，自主品牌已經(jīng)突圍電

51、子水泵作為一種帶有電子控制驅(qū)動單元的水泵，在熱管理系統(tǒng)中主要起到帶動冷卻液循環(huán)的作用，其適用于渦旋增壓發(fā)動機(jī)的渦旋冷卻以及新能源汽車的電池組和驅(qū)動系統(tǒng)的冷卻。在結(jié)構(gòu)組成上包括水泵蓋、水泵體、控制器、葉輪總成、轉(zhuǎn)子、定子、密封圈、連接蓋、后端蓋等部分。 圖 26：電子水泵結(jié)構(gòu)圖資料來源：搜狐新聞，研究在技術(shù)結(jié)構(gòu)上，與傳統(tǒng)的機(jī)械水泵相比，電子水泵不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，使用壽命長的優(yōu)勢，同時其由獨(dú)立壓電材料驅(qū)動，不同于機(jī)械水泵受限于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)實(shí)際需求靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是在發(fā)動機(jī)冷啟動低轉(zhuǎn)速的時候，可以幫助其快速升溫，從而降低能耗，在實(shí)現(xiàn)液體傳輸?shù)目烧{(diào)性和準(zhǔn)確性的同時，降低了傳熱損失和機(jī)械

52、損失，有利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性；但另一方面，其也存在著成本相對較高的現(xiàn)實(shí)問題。表 9：電子水泵相較于傳統(tǒng)的機(jī)械水泵具有明顯優(yōu)勢電子水泵機(jī)械水泵結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，使用壽命長，由優(yōu)點(diǎn)獨(dú)立壓電材料驅(qū)動，可根據(jù)實(shí)際需求靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，燃油經(jīng)濟(jì)性較高由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時帶動水泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)，恰好滿足發(fā)動機(jī)散熱需求劣勢成本較高發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，可能無法達(dá)到散熱要求資料來源：立木信息，研究未來的發(fā)展方向看 ，無刷電子水泵是未來的發(fā)展大趨勢。汽車電子水泵已經(jīng)進(jìn)一步細(xì)分成無刷電子水泵和有刷電子水泵兩大類。無刷電子水泵拋棄了有刷電子水泵方案中的電刷和換向器的結(jié)構(gòu)，采用電子組件進(jìn)行換向，有效的避免了碳刷的磨損；同

53、時其水泵的定子與轉(zhuǎn)子完全隔離，有效避免了冷卻液的泄漏；此外無刷電子水泵還有效的避免了電磁干擾。因而，無刷電子水泵將成為未來電子水泵的發(fā)展趨勢。 圖 27：24v 直流無刷汽車電子水泵 圖 28：無刷汽車電子水泵結(jié)構(gòu)圖資料來源：驛力科技，研究資料來源：驛力科技，研究市場規(guī)?？?，考慮到傳統(tǒng)燃油車向新能源汽車的市場變更，以及電子水泵相較于機(jī)械水泵的較大優(yōu)勢，電子水泵市場空間有望發(fā)生多倍增長，未來同樣會有更多的新能源車型裝配電子水泵。同樣參考相關(guān)車型假設(shè)：2025 年市場新能源車型銷量 1150 萬輛，HEV相關(guān)車型銷量 1000 萬輛。目前市場上單個產(chǎn)品售價(jià)為 250-300 元，每輛車裝配兩個，單

54、車價(jià)值量為 500-600 元，假設(shè)未來以每年 5%的速度進(jìn)行年降，則 2025 年車用電子水泵的市場空間約 83-100 億元，約為 2020 年的 3.3-4 倍，未來 5 年 CAGR 將達(dá) 27%。圖 29：未來五年電子水泵市場規(guī)模達(dá) 83 億元，對應(yīng) CAGR=27%（單位：億元）資料來源：EV Sales，Marklines，蓋世汽車，研究競爭格局看，合資寡頭壟斷，但自主可突破。電子水泵的國際廠商主要有偉巴斯特、博世、皮爾博格、斯飛樂和大陸等企業(yè)，國內(nèi)市場有三花智控、富奧股份、湘油泵、飛龍股份等企業(yè)。其中，三花汽零處于全球領(lǐng)先地位，目前與戴姆勒和通用汽車開展了電子水泵的相關(guān)合作，訂

55、單規(guī)模在 359 萬臺，對應(yīng) 10 億元營收規(guī)模，同時已成為法雷奧、馬勒、大眾、奔馳、寶馬、沃爾沃、豐田、通用、吉利、比亞迪、上汽等客戶的供應(yīng)商。富奧股份則通過與一汽集團(tuán)深度綁定，獲得了基于 MEB 平臺生產(chǎn)的新能源汽車的電子水泵相關(guān)訂單；湘油泵則已進(jìn)入豐田汽車（新能源）、吉利汽車、長安汽車、比亞迪、廣汽、盛瑞傳動等自主品牌的客戶采購系統(tǒng)；飛龍股份作為老牌汽車水泵企業(yè)，目前已獲得東風(fēng)柳汽、福特和北汽的相關(guān)訂單，同時進(jìn)入大眾、通用、長城和吉利等國內(nèi)五十余家知名企業(yè)采購系統(tǒng)。閥類產(chǎn)品持續(xù)量價(jià)齊升，格局穩(wěn)定，國內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢以 Model Y 為例的新能源汽車熱管理系統(tǒng)主要涉及到八種閥，包括截止閥、節(jié)流

56、閥、熱平衡閥、熱膨脹閥、電子膨脹閥、三通閥、四通閥和八通閥。相比較傳統(tǒng)新能源車只有一個熱力膨脹閥和電池?fù)Q熱器上的電子膨脹閥，熱管理系統(tǒng)的閥體數(shù)量有所增加，且技術(shù)上更為升級。電子膨脹閥更適應(yīng)未來熱管理系統(tǒng)集成化的發(fā)展趨勢。熱力膨脹閥可以根據(jù)蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽過熱度自動調(diào)節(jié)制冷劑的流量大小，但在調(diào)節(jié)過程中存在響應(yīng)慢，精度低以及范圍有限的缺點(diǎn)。電子膨脹閥在用途上與熱膨脹閥基本相一致，是按照事先預(yù)設(shè)的程序?qū)χ评鋭┻M(jìn)行流量大小的調(diào)整，屬于電子式調(diào)整模式，目前有電磁式、直動型電動式和減速型電動式三種類型。電子膨脹閥在結(jié)構(gòu)上由轉(zhuǎn)子、定子、閥針和閥體四個部分組成。在技術(shù)優(yōu)勢上：1）電子膨脹閥開閉時間極短，可

57、在幾秒時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)全閉到全開的操作，反應(yīng)極為迅速；2）電子膨脹閥的過熱度設(shè)定值可通過改變程序中的代碼進(jìn)行快速調(diào)整，不同于熱膨脹閥需要在冷庫中對其上彈簧的預(yù)緊力進(jìn)行調(diào)整；3）電子膨脹閥還具有適低溫和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。而三通閥、四通閥以及八通閥則主要用于制冷劑路徑的切換。熱管理系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)時制冷劑路徑需要切換，三通閥、四通閥與八通閥在其中扮演關(guān)鍵作用。三通閥結(jié)構(gòu)簡單，外觀上比普通閥門多出一個流道口，可以在制冷劑流入后通過改變閥芯位置調(diào)節(jié)介質(zhì)出口路徑；四通閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作用較三通閥更多樣，通過改變內(nèi)部流道口對應(yīng)關(guān)系。四通閥一方面可以對冷卻劑進(jìn)行換向，從而實(shí)現(xiàn)制冷制熱模式的切換，另一方面可以協(xié)調(diào)整車熱管理

58、系統(tǒng)中不同部分（如電機(jī)冷卻回路、電池冷卻回路）中的并聯(lián)/串聯(lián)關(guān)系，從而提升整體系統(tǒng)效率；八通閥作用與原理類似四通閥，但是可以協(xié)調(diào)更多回路，引入更多熱源，因此帶來熱管理效率提升，對應(yīng)的代價(jià)則是更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與加工難度。電子膨脹閥熱力膨脹閥表 10：電子膨脹閥對比熱膨脹閥優(yōu)勢明顯優(yōu)點(diǎn)開閉時間短，反應(yīng)迅速，可輕松調(diào)節(jié)過熱度設(shè)定值，適低溫，節(jié)能可以根據(jù)蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽過熱度自動調(diào)節(jié)制冷劑的流量大小劣勢成本較高調(diào)節(jié)反應(yīng)慢，調(diào)節(jié)精度低以及調(diào)節(jié)范圍有限資料來源：蓋世汽車，研究單車價(jià)值量方面，我們以 MEB 平臺的車型為參考，熱管理系統(tǒng)涉及截止閥，電子膨脹閥和熱膨脹閥共 4 個，單車價(jià)值量在 650-700

59、 元左右，而普通中低端產(chǎn)品用量為 200 元左右，假設(shè) HEV 車型閥類產(chǎn)品用量約為 100 元左右。表 11：閥類組件在熱泵系統(tǒng)中的單車價(jià)值量顯著高于燃油車單位（元）傳統(tǒng)普通制冷+高壓 PTC 方案電動車熱泵系統(tǒng)電動車膨脹閥30100電子膨脹閥120*3三通閥110110四通換向閥200單車價(jià)值量30210670資料來源：蓋世汽車，研究仍然假設(shè) 2025 年新能源車型全球銷量 1150 萬臺，考慮歐洲產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，預(yù)計(jì)總量中 15%仍為 PHEV 車型；剩余 85%銷量中的 35%產(chǎn)品為低端銷量（A0/A00 等），采用普通方案；而剩余 50%產(chǎn)品均選擇裝配熱泵方案；與此同時 1000 萬 HE

60、V 車型選擇普通熱管理產(chǎn)品。則 2025 年各類閥在新能源汽車中的市場規(guī)模預(yù)計(jì)在 59 億左右，約為 2020年的 3 倍，未來 5 年 CAGR 將達(dá) 25.7%。圖 30：未來五年閥類產(chǎn)品市場規(guī)模約 59 億元，CAGR 達(dá) 25.7%（單位：億元）資料來源：EV Sales，Marklines，蓋世汽車，研究在競爭格局方面，國內(nèi)的三花智控在全球市場處于領(lǐng)先地位，與不二工機(jī)（日本）、鷺宮（日本）和 unix（韓國）等外資企業(yè)形成穩(wěn)定的國際競爭格局。其中，三花智控的閥類產(chǎn)品涵蓋范圍較廣，涉及熱力膨脹閥、電子膨脹閥、四通閥、截止閥、冷媒閥和調(diào)溫閥等多類產(chǎn)品，三花智控（家電領(lǐng)域）電子膨脹閥（50