新能源汽車熱管理深度報告：單車配套價值翻番-復合增速超25%

1、新能源汽車熱管理深度報告：單車配套價值翻番_復合增速超25%1、汽車熱管理簡述1.1 汽車熱管理系統(tǒng)概述汽車是一個非常復雜的系統(tǒng)，由上萬個不同材料的零部件組成，而每個零部件的工作溫度和材料耐受 溫度都不盡相同。汽車熱管理系統(tǒng)的主要作用就是通過散熱、加熱、保溫等手段，讓不同的零件都能工作 在合適的溫度下，以保障汽車的功能安全和使用壽命。汽車熱管理系統(tǒng)中，主要包括發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、空 調(diào)系統(tǒng)、電池熱管理系統(tǒng)等。熱管理的本質(zhì)就是通過熱量傳遞進而達到對溫度的控制。熱量傳遞是指由于 溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移，主要有傳導、對流和輻射等三種方式。1.1.1 燃油車熱管理系統(tǒng)構(gòu)成（略）1.2 新能源汽車熱管理系統(tǒng)構(gòu)

2、成相比于傳統(tǒng)燃油汽車, 電動汽車的能源為電能, 電機作為其驅(qū)動單元。其熱管理拓撲結(jié)構(gòu)主要包括電 池回路、電機回路、空調(diào)回路和暖風芯體回路, 如圖所示。新能源汽車的電機電控冷卻子系統(tǒng)主要采用液 冷方式。液冷系統(tǒng)由散熱器、冷卻風扇、膨脹水箱、冷卻液泵、冷卻液軟管和冷卻液溫度傳感器組成。液 冷系統(tǒng)主要依靠冷卻水泵帶動冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液 帶走電動機與控制器產(chǎn)生的熱量。1.1.3.混合動力汽車熱管理系統(tǒng)構(gòu)成混合動力汽車的熱管理系統(tǒng)主要由發(fā)動機和電機電控冷卻子系統(tǒng)、變速箱冷卻子系統(tǒng)、電池冷卻子系 統(tǒng)和空調(diào)子系統(tǒng)組成?；旌蟿恿ζ嚨膭恿﹄姵厝萘枯^小，發(fā)熱量不大

3、，因此混合動力汽車的電池冷卻方 式多采用風冷方式，風冷系統(tǒng)主要由冷卻風道、風機、電阻絲組成。插電混動汽車（含增程式）發(fā)動機冷 卻系統(tǒng)和原有燃油車差別不大，部分與電池熱管理系統(tǒng)集成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會更加復雜，零部件數(shù)量更多?；?合動力汽車的主要熱管理需求來自發(fā)動機、電機和電機控制器，這些零部件的冷卻主要采用液冷方案，根 據(jù)搭載車型的結(jié)構(gòu)組成一個或多個冷卻回路。1.2 汽車熱管理技術1.2.1 燃油車熱管理技術1.發(fā)動機熱管理技術：發(fā)動機熱管理系統(tǒng)是給發(fā)動機裝一臺變頻“空調(diào)”，使發(fā)動機在工作循環(huán)時， 保持在最佳溫度（90C）。發(fā)動機只有在最佳溫度下工作才最省油。發(fā)動機熱管理技術主要有兩個系統(tǒng) 組成：一是

4、冷卻智能控制模式，二是風扇智能控制模式。隨著計算機技術及發(fā)動機電控技術的發(fā)展，采用 電子驅(qū)動及控制的冷卻水泵、風扇、節(jié)溫器等部件，可以通過傳感器和計算機芯片根據(jù)實際的發(fā)動機溫度 控制運行，提供最佳的冷卻介質(zhì)流量，實現(xiàn)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)控制智能化，降低了能耗，提高了效率。按冷卻介質(zhì)類型劃分可分為風冷式和水冷式。風冷發(fā)動機基本已經(jīng)跟汽車劃清了界限，因為水冷可以 提供更為穩(wěn)定的溫度環(huán)境，在為乘客提供舒適服務方面，風冷發(fā)動機也表現(xiàn)的不是那么人性化，至少在冬 天不能向水冷發(fā)動機那樣為車內(nèi)提供暖風服務。但是風冷發(fā)動機的質(zhì)量更輕，維護起來也更方便，例如不 用換冷卻液，也不涉及到漏水等故障。傳統(tǒng)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的主

5、要部件有水箱（散熱器）、水泵、風扇、 節(jié)溫器、暖風水箱以及儲液罐。2.變速箱冷卻系統(tǒng)技術：手動擋變速箱和機械傳動的自動變速箱無需進行冷卻，液壓傳動的自動變速 箱需要進行冷卻。變速箱冷卻系統(tǒng)設計，布置及基本的工作原理同發(fā)動機冷卻系統(tǒng)類似，主要是冷卻介質(zhì) 不同，變速箱冷卻介質(zhì)為其專用的變速箱潤滑油。變速箱內(nèi)部潤滑油從油底殼經(jīng)過油泵一部分流至系統(tǒng)各零部件進行潤滑并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量最后 返回油底殼完成一個循環(huán)，一部分流至液力變矩器進行動力傳遞，同時會吸收動力傳動過程中產(chǎn)生的大量 熱量，然后經(jīng)過散熱器降溫后，流至油底殼完成循環(huán)。3.乘用艙空調(diào)系統(tǒng)技術：汽車空調(diào)系統(tǒng)是實現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、換氣

6、和空氣凈化的裝置。 它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。1.2.2 新能源汽車熱管理技術1.電動汽車電池熱管理技術：動力電池散熱研究可分為空氣散熱、液冷散熱、固體相變材料散熱和熱 管散熱等方式，現(xiàn)有主要散熱技術以前三種為主。（1）空冷式散熱系統(tǒng)：也叫風冷式散熱系統(tǒng)。空冷式的散熱方式最為簡單，只需要讓空氣流經(jīng)電池表 面帶走動力電池所產(chǎn)生的熱量，達到對動力電池組散熱的目的。根據(jù)通風措施的不同，空冷式又有自然對 流散熱和強制通風散熱兩種方式。當前動力電池空冷式散熱主要有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種系統(tǒng)。但該種方式 效果較差，且很難達到較高的電池均溫性。（2）液冷式散熱系統(tǒng)：

7、是指制冷劑直接或間接地接觸動力電池，然后通過液態(tài)流體的循環(huán)流動把電池 包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走達到散熱效果的一種散熱系統(tǒng)。制冷劑可以是水、水和乙二醇的混合物、礦物質(zhì)油和 R134a 等，這些制冷劑擁有較高的導熱率，可以達到較好的散熱效果。當前動力電池的液冷技術也擁有了 相當成熟的技術，在電動汽車的散熱系統(tǒng)中也有了相對廣泛的應用，比如特斯拉電池包就是采用水和乙二 醇的混合物的液冷方式散熱，寶馬 i3 采用 R134a 進行散熱。液冷式系統(tǒng)往往要求更復雜的更加嚴苛的結(jié) 構(gòu)設計以防止液態(tài)制冷劑的泄漏以及保證電池包內(nèi)電池單體之間的均勻性，而液冷系統(tǒng)的復雜結(jié)構(gòu)也使得 整套散熱系統(tǒng)變得十分笨重，不僅增加整車的重

8、量，使得整車的負擔大大增加，而且同時由于其結(jié)構(gòu)的復 雜性及高密封性使得液冷系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)相對困難，維護成本也相應增加。（3）相變材料式散熱系統(tǒng)：是以相變材料作為傳熱介質(zhì)，利用相變材料在發(fā)生相變時可以儲能與放能 的特性達到對動力電池低溫加熱與高溫散熱的效果。但相變材料的熱導率比較低，為了改變材料的固有缺 陷，人們向相變材料中填充一些金屬材料，例如有些研究中將很薄的鋁板填充到相變材料中從而達到提高 熱導率的目的。為了提高相變材料的熱導率，還有人提出了向相變材料中填充碳纖維、碳納米管等。2.電機/電機控制器熱管理技術：電機與控制器在電能與機械能的轉(zhuǎn)換過程中，部分電能會損耗成為熱 能釋放。對于新能源

9、汽車，驅(qū)動電機作為動力源，控制器提供能量轉(zhuǎn)換，缺一不可。兩者的熱管理系統(tǒng)則 主要對其冷卻，使其能夠安全可靠運行。隨著驅(qū)動電機功率和轉(zhuǎn)矩的日益增大，對電機和控制器熱管理系 統(tǒng)的要求也隨之提高。目前，針對電機與控制器的冷卻方式依據(jù)其介質(zhì)不同，可分為風冷和液冷。新能源 汽車的電機熱管理系統(tǒng)主要為驅(qū)動電機、發(fā)電機、控制器、車載充電機和 DC/DC 等元件進行溫度控制，保 證其能夠工作在最合適的溫度。采用風冷的驅(qū)動電機和控制器均只能采用較小功率，還不能適用于常規(guī)的 新能源汽車；而以 ATF 為冷卻介質(zhì)的電機國內(nèi)暫無相應產(chǎn)品，使用日本電機成本較高。3.DCDC 熱管理技術：DCDC 的作用就是將整車動力電

10、池 336VDC 或者 540VDC 轉(zhuǎn)化為 12VDC 或者 24VDC，供整車低壓用電器工作，同時具備給鉛酸蓄電池充電的功能。DCDC 是電動汽車不可或缺的一個 關鍵零部件。DCDC 除了具備電壓轉(zhuǎn)化功能外，還具備高壓互鎖檢測、輸出防反接保護、欠壓、過壓、過 溫保護等功能，目前市面上的 DCDC 技術已經(jīng)非常成熟，很多采用集成電路控制，成本也同步降低了，基 本上就 1 元/W。DCDC 的控制方式有高壓喚醒、硬線激活、CAN 喚醒等方式，根據(jù)整車的不同需求而選擇，目前來說 最高效的是 CAN 喚醒模式，可以減少硬件的布置，節(jié)約空間便于布置，當然了 CAN 喚醒對 DCDC 的 CAN 收發(fā)

11、模塊要求比較高。DCDC 與電池采用相同方式進行熱管理。4.充電機熱管理技術：新能源車載充電機 OBC 較新的設計已經(jīng)集成了多個功能，比如：雙向功率轉(zhuǎn)換 以及直流轉(zhuǎn)換，使得 OBC 整體設計更加密切緊湊。由于交流充電模式和驅(qū)動模式并不同時發(fā)生。熱設計 工程師通常會在多功能車載充電機里面多個熱負荷共享同一個散熱體，從而減少整體成本、尺寸、重量。 避免出現(xiàn)環(huán)境污染問題。充電機與電池采用相同方式進行熱管理。2、熱管理是汽車發(fā)展的必然趨勢2.1 節(jié)能減排重要性倒逼汽車熱管理1.汽車熱管理精準開發(fā)對節(jié)能減排的重要性表現(xiàn)在：1）通常認為空氣阻力下降 10%，燃油經(jīng)濟性可以提高 4%；但是一些減阻的設計（減

12、小格柵面積、增 加擋風板等）會為汽車熱管理帶來負面影響，必須要找到一個平衡，才能提高熱管理對節(jié)能減排的促進作 用；2）發(fā)動機的水泵、油泵、風扇等附件帶來的能耗，對電動車的影響更大（至少 10%左右）；3）汽車輕量化和熱管理也有關系，比如散熱器、隔熱罩等的重量，大小要做到恰到好處，可以同時滿 足冷卻性，也可以實現(xiàn)輕量化；4）高效的動力傳動系統(tǒng)，當發(fā)動機水溫從 90-110 度，整體油耗可以下降 2%左右，熱管理與冷卻系統(tǒng) 的優(yōu)化也需要控制度，以免對燃油經(jīng)濟性產(chǎn)生負面作用。2.節(jié)能減排勢在必行（略）2.2 熱管理對新能源汽車更加重要2.2.1 熱管理對新能源汽車有多重意義2019 年中國新能源乘用

13、車保持著 2.4%的正增長，整體也已達到 5%的滲透率。隨著新能源汽車在汽車 市場上占有率的提高，消費者使用頻率不斷增多，因此消費者對于續(xù)航里程提出更高的要求，一是要求新 能源汽車載電量上的提升，二是要求新能源汽車在冬天續(xù)航里程的不再存在較大幅度的縮短。2019年純電動乘用車工況續(xù)航里程在250-400km區(qū)間和400km及以上區(qū)間車型產(chǎn)量占比分別為59.5% 和 39.6%，續(xù)航里程最高可達 650km，250km 以下車型不足 1%。隨著技術研發(fā)不斷進步，動力電池的能量密度逐步提升，使用壽命要求也越來越高。根據(jù)節(jié)能與新 能源汽車技術路線圖，能量型鋰離子電池比能量 2020 年要達到單體 3

14、50Wh/kg，2025 年達到 400Wh/kg， 功率型鋰離子電池比能量 2020 年要達到單體 200Wh/kg，2025 年達到 250Wh/kg，電池壽命 2020 年達到 10 年，2025 年達到 12 年。1.續(xù)航里程和電池成本問題，仍然制約新能源汽車的發(fā)展，汽車熱管理有利于提升電動車續(xù)航里程。在續(xù)航方面，高速行駛時的續(xù)航、高溫開空調(diào)時的續(xù)航和低溫開空調(diào)時的續(xù)航三項指標表現(xiàn)較差，其中表 現(xiàn)最差的是低溫開空調(diào)時的續(xù)航里程。從純電動車型的實際續(xù)航表現(xiàn)上看，常溫不開空調(diào)時的平均實際續(xù) 航里程為 290 公里，而開啟空調(diào)后，無論是冷風還是暖風，續(xù)航里程均會受此影響出現(xiàn)下降的情況，其中

15、冬天開啟暖風對續(xù)航的影響尤為明顯，平均實際續(xù)航僅為 233 公里，下降了 20%。北方用戶受此影響很大， 從滿意度得分上來看，北方用戶對低溫時續(xù)航的滿意度（60.6）顯著低于南方用戶（65.3）。2.新能源汽車的安全問題仍然制約新能源汽車的發(fā)展，加強動力電池品控和整車熱管理有利于減少安 全事故。根據(jù)新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，2019 年 5 月到 8 月 18 日共發(fā)現(xiàn)新能源汽車安全事故 79 起；已查明著火原因的車輛中，58%車輛起火源于電池問題，19%車輛起火源于碰撞問題，還有部分車輛 的起火原因源于浸水、零部件故障、使用問題等原因。近期的工業(yè)和信息化部關于修改的決定（征求意見稿）在

16、“準入審查要求”中也明確，“新能源 汽車生產(chǎn)企業(yè)應具備保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全所必需的生產(chǎn)設備設施”，“應具備專用充電設備，數(shù)量應能保 證產(chǎn)品充電需要”，“申請燃料電池汽車的，應能保證產(chǎn)品加氫需要”，“應建立充分的安全生產(chǎn)管理措 施、人員防護措施、應急處理措施”。上述表明新能源車安全性受重視。新能源汽車的自動化控制程度更高，采用的功率器件更多，且新能源汽車的動力電池系統(tǒng)對工作環(huán)境 的溫度要求較高，溫度過低會影響電池的續(xù)航能力，溫度過高會導致電池使用壽命變短，因此新能源汽車 對熱管理系統(tǒng)的要求更為嚴格。動力電池會隨著溫度的升高，電壓下降速率增大，表明自放電越來越大。這是由于隨著溫度的升高， 電池內(nèi)部的

17、化學反應越來越活潑，導致電池的自放電變大。在充放電倍率相同的條件下,溫度越高,電池容 量的衰減速率越快；在溫度相同的條件下,電池的充放電倍率越大,電池容量的衰減速率越快。2.2.2 各大車企加快投放新能源車型，熱管理零部件需求大增1.新能源汽車發(fā)展迅速。受益于政策的優(yōu)惠，我國新能源汽車市場從 2014 年開始快速發(fā)展。2019 年 受到補貼退坡影響，產(chǎn)銷量增速放緩。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2019 年我國新能源汽車產(chǎn)量為 124 萬輛，同比下 降 1.6%。2019 年我國新能源汽車銷量 120.6 萬輛，同比下降 3.25%。全球新能源汽車的市場份額從 2018 年的 2.1%提升到了 2019 年

18、的 2.5%，相當于售出的每 40 臺車里有 一臺電動車。2.新能源汽車成長空間巨大，目前進入到 1%-10%的成長期。根據(jù)汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃、節(jié) 能與新能源汽車技術路線圖和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年） (征求意見稿），到 2020- 2025 年，我國要邁入世界汽車強國行列，實現(xiàn)新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。（1）2025 年新能源汽車銷量將 占總銷量 20%，新能源汽車保有量達 2000 萬輛以上；（2）2030 年新能源汽車將占汽車總銷量 40%，新能 源汽車保有量超 8000 萬輛。3 新能源汽車生產(chǎn)準入門檻放寬：造車新勢力迎利好，各個車企制定新能源汽車戰(zhàn)略。2020

19、 年 4 月 7 日，工業(yè)和信息化部組織起草了工業(yè)和信息化部關于修改的決定（征求意見稿），向社會公開征求意 見。工信部表示，隨著國內(nèi)外形勢的發(fā)展變化，為更好適應我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，進一步放寬準 入門檻，激發(fā)市場活力，加強事中事后監(jiān)管，促進我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，需要對準入規(guī)定 部分條款進行修改，利好造車新勢力。新能源汽車的保有量越來越多，需求量也是越來越大，各個車企規(guī) 劃新能源汽車產(chǎn)品戰(zhàn)略。3、新能源汽車熱管理應用技術主流3.1 PTC 加熱損耗熱能，熱泵空調(diào)是主要應用方向電動汽車制熱系統(tǒng)主要有 PTC 加熱或熱泵加熱 2 類，熱泵的效果明顯好于 PTC。電阻 PTC 加熱器制熱

20、的優(yōu)點是體積小、組成制熱系統(tǒng)可靠性高；缺點是系統(tǒng)效率小于 1，在冬季會大 幅度地縮短續(xù)航里程。相關數(shù)據(jù)顯示，電動車上普遍使用的 PTC 制熱可使電動車的冬季續(xù)航里程減少一半 左右。熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱，壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)單向閥 四通換向閥進入室內(nèi)換熱器，與車 內(nèi)空氣進行熱交換以達到提升乘員艙內(nèi)溫度的目的，被冷凝為低溫高壓的制冷劑液體流經(jīng)節(jié)流裝置進行節(jié) 流降壓，節(jié)流后的氣液兩相制冷劑進入室外換熱器與室外空氣進行熱交換 熱泵空調(diào)是一種可以將低位熱 源的熱能強制轉(zhuǎn)移到高位熱源的空調(diào)裝置，在冬季制熱工況下 COP 可達 2-4，能效多倍于當今普遍使用的 PTC 加熱，可以有效延長 20%以上

21、的續(xù)航里程，成本可控，同時能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車空調(diào)的冷暖一體化，是 電動汽車空調(diào)系統(tǒng)重要的采暖方案之一。并且限制其使用的低溫結(jié)霜問題也已有多種解決方案，是目前為 數(shù)不多適用于電動汽車制熱的有效技術。熱泵空調(diào)的核心零件包括四通換向閥、電動壓縮機、電子膨脹閥、換熱器等，國內(nèi)廠商已完成零部件 全覆蓋，例如三花智控。新能源汽車熱泵空調(diào)可分為直接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)、間接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)和補氣增焓直接式熱泵空調(diào)系 統(tǒng)。直接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)最典型的例子就是 NISSAN Leaf，空調(diào)箱內(nèi)部布置一個換熱器，簡稱內(nèi)部冷凝器， 通過四通換向閥來實現(xiàn)熱泵模式。間接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)將空調(diào)箱內(nèi)部的換熱器拿掉，將其布置在機艙內(nèi)， 可

22、稱之為外部板式換熱器。最典型的例子就是 BMW i3。補氣增焓是指壓縮機采用兩級節(jié)流中間噴氣技術， 采用閃蒸器進行氣液分離，實現(xiàn)增焓效果。它通過中低壓時邊壓縮邊噴氣混合冷卻，然后高壓時正常壓縮， 提高壓縮機排氣量，達到低溫環(huán)境下提升制熱能力的目的。在低溫環(huán)境下效果更明顯。最典型案例就是豐 田普銳斯。按制冷劑劃分，熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要有 R134a 型和 CO2 型。雖然 CO2 具有良好的熱物理性能，并且 CO2 使全球變暖的潛在能力（GWP）是R134a的千分之一，但由于目前各種汽車空調(diào)系統(tǒng)主要使用制冷劑R134a，零部件設計、生產(chǎn)及售后服務及維護，均依據(jù) R134a 制冷劑物理性能設計，R13

23、4a 型熱泵空調(diào)系統(tǒng)成為當 前研發(fā)的主流技術。但以二氧化碳作為制冷劑，可充分發(fā)揮其高環(huán)保、低價、高制熱能效的特點，因此二 氧化碳熱泵空調(diào)在新能源車領域具備很廣闊的應用前景?；跓岜贸杀鞠噍^于傳統(tǒng)空調(diào)較高，國內(nèi)市場目前配套的車型主要集中在相對略高端的車型，這個可 能是目前比較容易進入的市場，平臺化供貨也是這個行業(yè)未來降本的方式。外資車企中搭載熱泵空調(diào)的車 型比較多，技術相對來說比較成熟。隨著技術的成熟和成本的降低，未來也會有越來越多的國內(nèi)車型將搭 載熱泵空調(diào)。熱泵空調(diào)發(fā)展方向：1）跨臨界 CO2 低溫熱泵技術。超臨界 CO2 的物理性質(zhì)決定了其在熱泵空調(diào)方 向具有很大的優(yōu)勢，其在低溫環(huán)境下的制熱

24、性能遠優(yōu)于采用傳統(tǒng)制冷劑的系統(tǒng)，并且部件體積更小，系統(tǒng) 更為緊湊，所以跨臨界 CO2 熱泵空調(diào)系統(tǒng)應是未來汽車熱泵空調(diào)技術的發(fā)展方向。2）熱泵空調(diào)與電池熱 管理的耦合控制。對運行策略進行研究，包括對冷卻劑分流比的控制、熱力循環(huán)控制、系統(tǒng)安全保護等， 從而提高整車的能量利用效率。 3）關鍵部件設計及密封問題。CO2 壓縮機和高效氣體冷卻器以及節(jié)流裝 置的設計尤為重要，一方面要提高部件的效率，另一方面要解決部件的耐高壓問題，而且選取的材料不僅 要達到系統(tǒng)的要求，還要充分研究其在高壓下的壽命周期，確保系統(tǒng)安全可靠。3.2 液冷是電池熱管理主流方向電池熱管理方式有自然冷卻、風冷（主動+被動）、主動液冷

25、（板式+獨立回路）、主動直冷四種，其 中液冷具有技術成熟、冷卻效果好等優(yōu)點。隨著熱管理要求逐步提升，電池熱管理也將從自然冷卻方式逐 步發(fā)展成為液冷等效果更好的方式。根據(jù) NE 時代數(shù)據(jù)，2017 年國內(nèi)新能源汽車動力電池 53%采用自然冷卻，主動風冷占比 25%，液冷占比 22%。其中純電動車 58%采取自然冷卻，預計多為 A00 級純電動車；插 混車型 66%采取液冷方式，自然冷卻占比 34%。隨著新能源汽車補貼的逐步退坡，和新能源市場的不斷推廣，近幾年新能源乘用車的市場結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出 A00 和 A0 級別的車型比例下降，其他車型比例將上升。隨著 A00 級別的份額下降，液冷系統(tǒng)的比例或?qū)?迅

26、速擴大。3.3 新能源整車熱管理是必然的趨勢隨著汽車向電動化和智能化方向發(fā)展，整車能量管理涵蓋內(nèi)容增多，對電動汽車能量管理的要求也從 粗放型設計向精益化設計轉(zhuǎn)變。從整車層面對各子系統(tǒng)進行能量統(tǒng)籌管理將成為電動汽車未來的發(fā)展趨勢。 電動汽車熱管理系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)燃油車熱管理系統(tǒng)，溫度控制范圍更為細化，各回路之間的能量交互使 得熱管理系統(tǒng)設計更為復雜，熱管理系統(tǒng)設計向集成化方向發(fā)展。為了對電動汽車能量管理控制模式進行 優(yōu)化和預標定，減少整車試驗工作量，電動汽車熱管理系統(tǒng)與數(shù)字樣車聯(lián)合仿真將成為電動汽車能量管理 的未來發(fā)展方向。新能源汽車的熱管理系統(tǒng)的重要度和成本比重的提升。一是新能源汽車熱管理涉及

27、到快充、續(xù)航這類 每次出行都會遇到的問題，若不加強熱管理，整車核心性能會受到重大影響。二是新能源汽車的熱管理系 統(tǒng)幾乎涵蓋了新能源汽車的所有組成部分，包括動力電池、驅(qū)動電機、整車電控等。按照熱管理需求劃分，新能源汽車的熱管理系統(tǒng)主要包括電池包環(huán)境、功率電子器件、電機散熱、汽 車空調(diào)等。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，新能源汽車的熱管理系統(tǒng)更為復雜。傳統(tǒng)燃油汽車只要考慮發(fā)動機冷卻 系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，但現(xiàn)在加上新能源汽車三電系統(tǒng)，集成難度大大增加。同時，為了實現(xiàn)新能源汽車熱 管理系統(tǒng)的精確控制和車載能量源的高效利用，無法將熱管理系統(tǒng)獨立匹配設計，需上升到整車層級的能 量流控制。在設計中針對新能源汽車的熱管理系

28、統(tǒng)搭建相應的試驗測試臺架，對熱管理系統(tǒng)進行靜態(tài)和動態(tài)的測 試，采集熱管理系統(tǒng)中各零部件的數(shù)據(jù)，為設計匹配計算提供依據(jù)；建立內(nèi)嵌控制邏輯的熱管理系統(tǒng) CAE 一維仿真計算模型，以此作為整車經(jīng)濟性仿真的一個熱管理系統(tǒng)模塊；與整車共同經(jīng)歷綜合工況下的模擬， 反饋整車各工況下各零部件的溫度，進而匹配出各零部件的效率；引入熱管理系統(tǒng)對整車能量流的影響， 并據(jù)此優(yōu)化系統(tǒng)方案，實現(xiàn)能源的高效利用，提升整車續(xù)駛里程。例如新能源汽車上的余熱回收技術是通過將驅(qū)動電機和電力電子產(chǎn)生的余熱用來給車輛電池包加熱， 該方式相比于現(xiàn)有的電池包加熱方案，實現(xiàn)了余熱的回收利用，在一定程度上增加了車輛的續(xù)駛里程，提 高了新能源汽

29、車上的能量利用效率。目前新能源汽車上的余熱回收技術方法主要有兩種，一是高溫回路與 電池包低溫回路通過 Chiller 進行熱交換；二是利用多通道電磁閥控制技術實現(xiàn)高溫回路與低溫回路的實時 連通與切斷，通過高溫回路余熱直接加熱電池包。3.4 新能源汽車熱管理單車配套價值高傳統(tǒng)燃油車熱管理包括空調(diào)系統(tǒng)的熱管理和發(fā)動機等其他發(fā)熱設備的冷卻, 熱管理在傳統(tǒng)燃油車上的 應用已非常成熟。與傳統(tǒng)乘用車不同, 新能源汽車的主要熱源有電池、控制器、電機等, 因此新能源汽車熱 管理系統(tǒng)比傳統(tǒng)汽車更復雜。新能源汽車熱管理包括空調(diào)系統(tǒng)、電池、電機電控和其他電子設備的熱管理, 插電式混合動力汽車熱管理還包括發(fā)動機、變速

30、箱的冷卻。可見, 新能源汽車不僅包括傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng), 而且新增電池、電機等冷卻需求。從熱管理需求劃分的話, 新能源車熱管理系統(tǒng)主要包括電池包環(huán)境、功 率電子器件、電機散熱、汽車空調(diào)等, 其中最主要的是空調(diào)系統(tǒng)與電池熱管理系統(tǒng)。與傳統(tǒng)汽車相比，新 能源汽車熱管理系統(tǒng)新增冷卻板、電池冷卻器、電子水泵、電子膨脹閥、PTC 加熱器或熱泵系統(tǒng)等部件。根據(jù)知網(wǎng)相關論文數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)熱管理核心組件配套價值量約 2230 元，新能源汽車熱管理核心組件配 套價值量約 6410 元, 即新能源汽車熱管理價值量比傳統(tǒng)車提升近 1.7 倍。4. 汽車熱管理市場規(guī)模與競爭格局4.1 從燃油車到新能源車，熱管理單車配套價值

31、量倍增1）汽車銷量增長及高效節(jié)能要求，帶來傳統(tǒng)汽車熱管理系統(tǒng)部件需求提升。根據(jù) IHS 對全球主要汽 車市場的統(tǒng)計及預測，2015 年全球汽車一級供應商及整車廠共生產(chǎn)汽車空調(diào)總成系統(tǒng) 8607.22 萬套，2021 年將達到 9993.60 萬套，而熱力膨脹閥、貯液器和控制器作為汽車空調(diào)系統(tǒng)必須的部件，同樣會隨著汽車 銷量的增加而增加。此外，隨著對汽車高效節(jié)能要求的提高，在傳統(tǒng)汽車熱管理系統(tǒng)中，越來越多的汽車 系統(tǒng)會采用調(diào)溫閥（TBV）、水冷式油冷器、電子水泵和電子水閥等新產(chǎn)品，從而會帶來此類新產(chǎn)品新的 市場需求。根據(jù)廣證恒生測算，傳統(tǒng)汽車熱管理單車配套價值量在 3000 元左右，預計 202

32、1 年國內(nèi)市場空間約 837 億元，全球市場空間約 3000 億。2）復雜的熱系統(tǒng)及高精度要求，帶來新能源汽車熱管理系統(tǒng)部件升級及單車配套價值量提升。在新能 源汽車行業(yè)，復雜的熱系統(tǒng)要求使得每輛汽車搭載的空調(diào)用零部件需求量遠高于傳統(tǒng)汽車，對熱管理系統(tǒng) 的部件需求也進一步增加，技術要求進一步提升，形成新的電子膨脹閥、帶電磁閥的膨脹閥和電池冷卻器、 冷卻板、電子水泵和電子水閥等部品的需求，此類產(chǎn)品的需求隨新能源市場需求的增加而增加。新能源汽車過去 3 年銷量直線上升，成為未來汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢， 2017 年全球新能源汽車銷 售總量達到 121.8 萬輛，同比增長 57%；2017 年中國新能

33、源汽車車共銷售 77.7 萬輛，同比增長 53%，2018 年銷量將達到 125.6 萬輛，同比增長 62%；根據(jù)國務院“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，到 2020 年電動車實現(xiàn)產(chǎn)銷 200 萬輛。新能源汽車的快速發(fā)展為汽車空調(diào)和熱管理系統(tǒng)控制部件帶來了巨大的新市 場空間。根據(jù)廣證恒生測算，新能源汽車熱管理單車配套價值量在 6000 元左右，預計 2025 年國內(nèi)市場空間約 300 億元，全球市場空間約 600 億元。4.2 汽車熱管理市場競爭格局傳統(tǒng)汽車熱管理市場以外資品牌為主，由電裝、法雷奧、翰昂、馬勒四大巨頭所壟斷。2018 年全球汽 車熱管理市場（含空調(diào)系統(tǒng)）規(guī)模為 500 億美

34、金左右，前四大巨頭占據(jù)全球 55%市場份額，集中度較高。 2018 年全球乘用車熱管理（不含空調(diào)系統(tǒng)）市場規(guī)模接近 1000 億元。電裝成立于 1949 年 12 月 16 日，是世界汽車系統(tǒng)零部件的頂級供應商。電裝在環(huán)境保護、發(fā)動機管 理、車身電子產(chǎn)品、駕駛控制與安全、信息和通訊等領域，成為全球主要整車生產(chǎn)商可信賴的合作伙伴。 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。法雷奧專業(yè)致力于汽車零部件、系統(tǒng)、模塊的設計、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售的工業(yè)集團。公司業(yè)務涉及原 配套業(yè)務及售后業(yè)務，是世界領先的汽車零部件供應商，為世界上所有的主要汽車廠提供配套。主要的汽 車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、

35、動力總成熱管理系統(tǒng)、壓縮機、前端模塊等。馬勒為汽車與發(fā)動機行業(yè)提供高質(zhì)量的零部件產(chǎn)品，并且作為活塞系統(tǒng)、氣缸零部件、氣門驅(qū)動系統(tǒng)、 氣體管理系統(tǒng)和液體管理系統(tǒng)的三大供應商之一，為全球所有的汽車制造商提供門類齊全的高質(zhì)量產(chǎn)品。 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)技術等。翰昂是世界領先的汽車熱管理領域的供應商，在全球行業(yè)內(nèi)僅有的兩個全線汽車熱管理供應商之一。 總部位于韓國，在韓國交易所上市，通過多種渠道向全球的汽車生產(chǎn)商提供適應不同消費市場需求的產(chǎn)品 技術。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。1）空調(diào)領域：市場格局排名靠前的包

36、括電裝、馬勒、法雷奧、翰昂等，占據(jù)全球市場 80%以上的市場 份額。其中乘用車市場排名靠前的有法雷奧、電裝、翰昂、愛斯達克、華域三電等；商用車空調(diào)主要有東 風貝洱、法雷奧、南京協(xié)眾、松芝股份等。國內(nèi)空調(diào)市場上，外資品牌汽車空調(diào)企業(yè)憑借技術優(yōu)勢、品牌優(yōu)勢以及與外資品牌整車制造商良好的 全球合作關系占據(jù)大部分市場份額，主要空調(diào)系統(tǒng)供應商主要有十幾家，以外資、合資為主。在技術能力 和市場份額方面，日本電裝獨占鰲頭，其他幾大汽車空調(diào)業(yè)的龍頭如法國的法雷奧、美國德爾福、德國貝 洱。此外，汽車空調(diào)業(yè)的龍頭與該地區(qū)整車廠設立合資公司：如貝洱與東風合資建有東風貝洱，一汽與法 雷奧合資建有一汽法雷奧，空調(diào)國際與長安合資建有南方英特，華域汽車與三電、貝洱合資建有上海三電 貝洱等。內(nèi)資品牌當中，奧特佳、松芝股份具有較強競爭力。奧特佳，股票代碼：002239。奧特佳以汽車空調(diào) 壓縮機起家，公司空調(diào)壓縮機業(yè)務主體是全資子公司南京奧特佳新能源科技有限公司和牡丹江富通汽車空 調(diào)有限公司。南京奧特佳是全世界領先的渦旋式汽車空調(diào)