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文檔簡介
證券研究報告新能源熱管理藍??善冢瑑?nèi)資零部件廠商逐步崛起——汽車熱管理行業(yè)專題報告核心觀點?
電動化帶動熱管理系統(tǒng)單車價值量大幅提升,市場空間持續(xù)擴容。根據(jù)我們計算,傳統(tǒng)燃油車整體熱管理系統(tǒng)價值量大約2800元,純電車和插混車熱管理系統(tǒng)單車價值量則分別為7050元和7650元,價值量提升兩倍以上。2025年國內(nèi)新能源乘用車熱管理市場規(guī)?;虺?00億元,CAGR約23%。?
五大核心零部件貢獻主要增量:閥、熱交換器、壓縮機、泵、管路。我們認為閥、熱交換器、壓縮機、泵、管路五大核心產(chǎn)品貢獻汽車熱管理系統(tǒng)價值量主要增量,將各個零部件在燃油車和純電車的單車價值量做對比:閥(50元→1050元)、熱交換器(1250元→1550元)、壓縮機(500元→1500元)、泵(100元→500元)、管路(200元→650元)。?
本土新能源車供應(yīng)鏈崛起給內(nèi)資廠商帶來發(fā)展新機遇。
2022年國內(nèi)新能源車銷量實現(xiàn)687萬輛,同比高增96%
,在新能源大浪潮中,國內(nèi)涌現(xiàn)出了比亞迪、奇瑞、蔚來、理想、賽力斯等優(yōu)秀的自主新能源品牌,受益于自主新能源車企明顯放量,2022年自主品牌份額同比+5.2pct。在國內(nèi)新能源自主品牌崛起的背景下,新的電動車熱管理供應(yīng)鏈正在形成。?
國內(nèi)熱管理行業(yè)百花齊放,趨勢明顯。以三花智控(電子膨脹閥、四通閥)、銀輪股份(換熱器、水冷板)、盾安環(huán)境(大口徑膨脹閥)等為代表的內(nèi)資熱管理廠商,在部分細分賽道已經(jīng)研發(fā)出優(yōu)秀產(chǎn)品,有望憑借原有的市場渠道和成本優(yōu)勢,陸續(xù)切入國內(nèi)新能源車企的供應(yīng)鏈,搶占國內(nèi)市場份額。?
投資建議:建議關(guān)注汽車熱管理核心零部件標的:銀輪股份(熱交換器、電子水泵)、三花智控(電子膨脹閥、四通換向閥)、川環(huán)科技(冷卻膠管)、克來機電(
CO2高壓管路)。?
風險提示:宏觀經(jīng)濟波動風險,國內(nèi)疫情反復,原材料價格大幅上漲,缺芯問題延續(xù),下游新能源車銷量不及預期,新技術(shù)迭代不及預期。|2
目錄◆1.新能源春風掀起熱管理廣闊藍?!?.汽車熱管理前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢◆3.新能源勢頭正盛,◆4.投資標的推薦正當時◆5.投資建議及風險提示|31.新能源春風掀起熱管理廣闊藍海
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41.1汽車熱管理概念及組成?
定義:從系統(tǒng)集成和整車角度出發(fā),統(tǒng)籌整車熱量與環(huán)境的熱量,采用綜合手段控制和優(yōu)化熱量傳遞,保持各部件工作在最佳溫度范圍,改善汽車各方面性能。?
主要作用: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)組成:傳統(tǒng)汽車熱管理主要有發(fā)動機、變速箱的冷卻以及空調(diào)系統(tǒng)熱管理,新能源汽車熱管理有電機電控系統(tǒng)熱管理、電池系統(tǒng)熱管理及乘員艙空調(diào)熱管理圖
熱管理系統(tǒng)組成散熱器、冷卻風扇、節(jié)溫器、水泵、水箱冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)機油冷卻器中冷器、空濾、渦輪增壓器等機油冷卻器發(fā)動機熱管理系統(tǒng)進排氣系統(tǒng)傳統(tǒng)汽車熱管理變速箱冷卻系統(tǒng)乘用艙空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)暖風系統(tǒng)壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥暖風散熱器汽車熱管理電機電控熱管理系統(tǒng)電池熱管理系統(tǒng)乘用艙空調(diào)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)散熱器、冷卻風扇、水箱、冷卻液泵等Chiller冷卻箱、電池水冷板、電子水泵、電子膨脹閥、電子水閥純電動汽車熱管理加熱系統(tǒng)PTC加熱器制冷系統(tǒng)暖風系統(tǒng)電動壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、儲液罐PTC加熱器/熱泵空間|5數(shù)據(jù):蓋世汽車網(wǎng),長城證券研究院1.1汽車熱管理的必要性?
燃油車:?
高溫環(huán)境下增加發(fā)動機、變速箱報廢風險。
1)過高溫度會導致活塞拉缸、缸蓋缸體變形,甚至整個發(fā)動機報廢。此外,進入氣缸的混合氣溫度變高也容易產(chǎn)生爆燃。2)過高溫度會加速橡膠密封的老化,油液的潤滑性能下降,甚至變速箱的報廢。?
低溫環(huán)境下阻力加大,增加油耗。
1)低溫啟動時潤滑油的粘度增大,潤滑油從機油泵到曲軸軸承的時間加長,阻力加大。
2)克服低溫所造成的運轉(zhuǎn)和行車阻力增加燃油消耗量。圖
發(fā)動機過熱圖
變速箱溫度過高?
純電車:?
高溫環(huán)境下易電池熱失控現(xiàn)象。1)出現(xiàn)電池熱失控現(xiàn)象,電池包出現(xiàn)漏液和冒煙,嚴重時會導致起火和爆炸。2)長期高溫會導致電池容量快速衰減,降低其使用壽命。?
低溫環(huán)境下放電性能變差。目前大規(guī)模使用的鋰離子電池,在-30℃到45℃氣溫范圍內(nèi)電池放電均壓和放電容量均隨溫度的降低而降低,進而影響新能源車的續(xù)航里程。圖
使用三元鋰電池的香港巴士熱失控圖
低溫環(huán)境下鋰電池放電性能顯著下降|8數(shù)據(jù):蓋世汽車網(wǎng),長城證券研究院1.1汽車熱管理系統(tǒng)主流技術(shù)路線?
燃油車熱管理:1)乘員艙制冷——空調(diào)冷媒;2)乘員艙制熱——發(fā)動機余熱;2)發(fā)動機冷卻——水冷/油冷;3)變速箱冷卻——冷卻油。?
電動車熱管理:1)乘員艙制冷——空調(diào)冷媒;2)乘員艙制熱——PTC或熱泵空調(diào)制熱;3)動力電池冷卻——水冷/冷媒;4)動力電池加熱——發(fā)動機余熱+PTC;5)電機冷卻——水冷/油冷。表
熱管理主流技術(shù)路線乘員艙發(fā)動機冷卻變速箱冷卻
電池冷卻
電池加熱
電機冷卻制冷空調(diào)制熱燃油車純電車發(fā)動機余熱水冷/油冷油冷空調(diào)空調(diào)PTC空調(diào)水冷PTC水冷/油冷熱泵空調(diào)水冷/冷媒
PTC/冷媒
水冷/油冷發(fā)動機余熱+PTC插電混合車空調(diào)熱泵空調(diào)/發(fā)動機余熱水冷/油冷油冷水冷水冷/油冷|6數(shù)據(jù):汽車之家,長城證券研究院1.1汽車熱管理產(chǎn)業(yè)鏈?
產(chǎn)業(yè)鏈分布:新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括空調(diào)熱管理系統(tǒng)、電機電控冷卻系統(tǒng)以及電池熱管理系統(tǒng)等模塊或者總成,由上游水泵、冷凝器等零部件組裝而成,為下游整車提供功能安全和使用壽命的保障。?
新能源熱管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈中產(chǎn)品更復雜:由于其熱管理系統(tǒng)的覆蓋范圍、實現(xiàn)方式相較傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)生了較大改變,其對于零部件節(jié)能性、安全性等方面的要求相對更高。上游零部件中新增了Chiller、PCT加熱器、四通閥等零部件,中游熱管理系統(tǒng)中的熱泵空調(diào)系統(tǒng)、電池冷卻系統(tǒng)使得系統(tǒng)復雜程度進一步上升。圖
熱管理產(chǎn)業(yè)鏈上游中游下游零部件供應(yīng)商系統(tǒng)集成供應(yīng)商整車廠BEV電動壓縮機PTC加熱器空調(diào)系統(tǒng)PHEV膨脹閥冷凝器Chiller發(fā)動機冷卻系統(tǒng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)電池冷卻系統(tǒng)水冷板ICE水泵四通閥龍頭企業(yè)|7數(shù)據(jù):個公司年報,長城證券研究院1.2燃油車:發(fā)動機/變速箱冷卻+乘員艙空調(diào)系統(tǒng)+進氣熱管理?
發(fā)動機/變速箱冷卻:發(fā)動機冷卻需要水路循環(huán),溫度較低時節(jié)溫器關(guān)閉,冷卻液走小循環(huán);溫度較高時節(jié)溫器開啟,冷卻液走大循環(huán),通過散熱器與風扇給冷卻液降溫,使發(fā)動機保持在最佳工作溫度;變速箱冷卻依靠油冷。?
空調(diào)系統(tǒng):制熱主要是依靠發(fā)動機的余熱,高溫冷卻液將熱量傳遞到空氣,鼓風機將其送入乘員艙;制冷則是利用蒸發(fā)器中制冷劑氣化帶走周圍空氣熱量,由鼓風機將冷氣送入乘員艙,再通過冷凝器將高壓氣體重新液化進行循環(huán)。?
進氣熱管理:中冷器可以降低進入發(fā)動機的空氣溫度,EGR是將部分廢氣降溫后送入發(fā)動機再次燃燒。兩者共同作用提高發(fā)動機進氣量和燃燒效率。圖
燃油車熱管理回路高壓管路儲液罐熱力膨脹閥大循環(huán)小循環(huán)機械水泵前端模塊HVAC模塊EGR冷卻器機油冷卻器暖氣流冷凝器散熱器中冷器鼓風機蒸發(fā)器氣流風扇風機芯發(fā)動機/變速箱渦輪增壓器節(jié)溫器機械壓縮機低壓管路乘員艙空調(diào)系統(tǒng)制冷劑冷卻液氣體發(fā)動機/變速箱冷卻進氣熱管理|9數(shù)據(jù):汽車之家,長城證券研究院1.2純電車:三電系統(tǒng)熱管理+乘員艙空調(diào)系統(tǒng)?
三電系統(tǒng)熱管理:動力電池高效工作溫度區(qū)間窄,制熱時通過PTC進行加熱,制冷時PTC關(guān)閉,通過Chiller熱交換器與空調(diào)系統(tǒng)并聯(lián),使冷卻液降溫,流經(jīng)電池水冷板,帶走動力電池熱量;電機電控等功率器件串聯(lián),通過散熱器和風扇給冷卻液降溫,帶走熱量,液冷是主流,油冷的性能更佳。?
空調(diào)系統(tǒng):制冷原理與傳統(tǒng)燃油車相同;由于沒有發(fā)動機,制熱需要新增制熱系統(tǒng),主要有PTC制熱與熱泵空調(diào)兩種模式。PTC制熱是通過熱敏電阻加熱周圍空氣,由鼓風機將暖氣送入乘員艙;熱泵空調(diào)通過四通閥改變制冷劑流向,通過冷凝器中高壓氣體液化產(chǎn)生的熱量加熱周圍空氣,由鼓風機將暖風送入乘員艙。相較于PTC制暖,熱泵空調(diào)更加節(jié)能,可以增加電動車續(xù)航里程。圖
純電車熱管理回路儲液罐電子膨脹閥電子膨脹閥HVAC模塊前端模塊電池水冷板冷凝器蒸發(fā)P動力電池充電機氣流氣流鼓
器風
/機
冷凝氣流散熱器風扇/Chiller熱交換器TC電機控制器機油冷卻器蒸發(fā)器驅(qū)動電機PTC器電子水泵電動壓縮機四通閥電子水泵制熱三電系統(tǒng)熱管理空調(diào)系統(tǒng)制冷劑冷卻液數(shù)據(jù):汽車之家,長城證券研究院|101.2插電混動車:發(fā)動機冷卻+三電系統(tǒng)熱管理+乘員艙空調(diào)系統(tǒng)?
插電混動車熱管理系統(tǒng)是燃油車與純電車系統(tǒng)的綜合。?
發(fā)動機/變速箱冷卻:發(fā)動機/變速箱冷卻機理與燃油車類似,主要依靠液冷與油冷。?
三電系統(tǒng)熱管理:三電系統(tǒng)熱管理機理與純電車類似。?
空調(diào)系統(tǒng):制暖既可以依靠發(fā)動機余熱,也可以通過熱泵空調(diào)制熱;制冷機理與燃油車類似。圖
插電混動車熱管理回路電子水泵節(jié)溫器PTC三通電磁閥充電機電子脹膨閥電子水泵電子膨脹閥EGR冷卻器發(fā)動機散熱器暖電機散熱器電機控制器鼓風機板
板換
換熱
冷水
水側(cè)
側(cè)機油冷卻器中冷器風芯體冷凝器氣流氣流發(fā)動機/變速箱風扇蒸發(fā)器動力電池水泵Chiller電機電動壓縮機乘員艙空調(diào)系統(tǒng)發(fā)動機/變速箱冷卻進氣熱管理制冷劑冷卻液氣體數(shù)據(jù):汽車之家,長城證券研究院|111.3電動化帶動熱管理系統(tǒng)單車價值量提升傳統(tǒng)燃油車熱管理系統(tǒng)主要分為空調(diào)系統(tǒng)和發(fā)動機系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)兩部分,整體熱管理系統(tǒng)價值量大約2800元。圖
燃油車(ICE)熱管理系統(tǒng)表
傳統(tǒng)燃油車熱管理系統(tǒng)價值量拆分價值量(元)系統(tǒng)部件機械壓縮機冷凝器5001001005010050氣液分離器儲液罐蒸發(fā)器熱力膨脹閥暖風機芯鼓風機空調(diào)200150管路(低壓+高壓)150其他小計100150020015030020010015050散熱器中冷器EGR冷卻器機油冷卻器機械水泵節(jié)溫器風扇發(fā)動機/變速箱冷卻管路其他小計5010013002800合計|12數(shù)據(jù):太平洋汽車網(wǎng),長城證券研究院1.3電動化帶動熱管理系統(tǒng)單車價值量提升表
純電車熱管理系統(tǒng)價值量拆分(熱泵+暖風PTC輔助)純電車熱管理系統(tǒng)舍去發(fā)動機冷卻系統(tǒng),主要分為空調(diào)系統(tǒng)和三電系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)兩部分,整體熱管理系統(tǒng)價值量大約7050元。系統(tǒng)部件電動壓縮機冷凝器價值量(元)1500100圖
純電車(EV)熱管理系統(tǒng)氣液分離器儲液罐10050蒸發(fā)器100液冷冷凝器輔助A-PTC電子膨脹閥三通閥200500250150空調(diào)鼓風機150管路(低壓+高壓)其他300500小計3900250150電子水泵電子油泵散熱器200電子風扇機油冷卻器四通閥150200200電機電控管路150其他100小計1400250250500250電子水泵Chiller冷卻器電池水冷板電子膨脹閥四通閥電池合計200管路20010018507050其他小計數(shù)據(jù):太平洋汽車網(wǎng),長城證券研究院|131.3電動化帶動熱管理系統(tǒng)單車價值量提升表
插混車熱管理系統(tǒng)價值量拆分(非熱泵)純電車熱管理系統(tǒng)主要分為空調(diào)系統(tǒng)、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和三電系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)三部分,整體熱管理系統(tǒng)價值量大約7650元。系統(tǒng)部件電動壓縮機冷凝器價值量(元)1500100氣液分離器儲液罐蒸發(fā)器10050100圖
插電混合動力車(PHEV)熱管理系統(tǒng)空調(diào)電子膨脹閥暖風機芯鼓風機250200150管路(低壓+高壓)其他小計1501002700200150散熱器中冷器EGR冷卻器機油冷卻器機械水泵節(jié)溫器300200100150發(fā)動機/變速箱風扇100冷卻管路其他小計電子水泵散熱器501001350250200電子風扇三通閥管路150150150電機電控其他小計1001000250150250500250800電子水泵液液換熱器Chiller冷卻器電池水冷板電子膨脹閥W-PTC電池合計管路其他小計20020027007650數(shù)據(jù):太平洋汽車網(wǎng),長城證券研究院|141.3熱管理五大核心零部件:閥、熱交換器、壓縮機、泵、管路?
閥、熱交換器、壓縮機、泵、管路、PTC等產(chǎn)品貢獻汽車熱管理系統(tǒng)價值量主要增量,我們看好其中五大核心零部件:閥、熱交換器、壓縮機、泵、管路。圖
燃油車和電動車熱管理系統(tǒng)核心零部件價值量對比(元)表
汽車熱管理核心零部件價值增量分析技術(shù)變化技術(shù)壁壘高競爭格局燃油車純電車180016001400120010008006001)原有的熱力膨脹閥升級為電子膨脹閥;2)熱泵空調(diào)新增四通閥目前三花、盾安等內(nèi)資廠商具備電子膨脹閥量產(chǎn)能力,其中三花占據(jù)主要份額并且已經(jīng)申請相關(guān)專利閥類155012501500熱交換器Chiller、水冷板等新品類熱交換器的增加中銀輪股份是熱交換器行業(yè)龍頭1050壓縮
機械電動壓縮機到電動壓機
縮機升級目前外資供應(yīng)商占據(jù)主要市場,國內(nèi)僅有奧特佳等部分廠商具備量產(chǎn)能力高中6505005005001)原有機械水泵升級為電子水泵;2)電機油冷方案中電子油泵的新增由于三電系統(tǒng)設(shè)計相較于發(fā)動機更為復雜且對溫度要求更高,冷卻管路用量和性能要求大幅提升400泵類行業(yè)格局較為分散20020010050閥類0行業(yè)格局較為分散,但存在在川環(huán)科技、中鼎股份、鵬翎股份、標榜股份、騰龍股份等主要供應(yīng)商0管路低PTC熱交換器
壓縮機泵類管路數(shù)據(jù):太平洋汽車網(wǎng),長城證券研究院|141.3國內(nèi)汽車熱管理市場規(guī)模預測?
2025年國內(nèi)新能源車熱管理市場規(guī)模有望達到929億元,CAGR約23%。?
假設(shè)1:22年純電乘用車熱泵和非熱泵熱管理系統(tǒng)平均單車價值量分別為7800元和7500元,插混乘用車熱泵和非熱泵熱管理系統(tǒng)平均單車價值量分別為8350和7950元,未來受原材料價格回落、熱泵技術(shù)成熟、熱管理系統(tǒng)集成度上升等因素影響,熱管理系統(tǒng)價值量呈逐步下降趨勢。?
假設(shè)2:我們預測2025年國內(nèi)新能源車銷量有望達到1243萬輛,電動化率達到50%。表
國內(nèi)新能源汽車熱管理市場規(guī)模預測20202014-6%6%202121477%2022235510%28%6542023E23891%2024E24372%2025E24852%國內(nèi)乘用車銷量(萬輛)YOY電動化率15%33282%27218%6038%90845%109777%84450%124376%944新能源乘用車銷量(萬輛)EV占比12080%9677%50278%708純電車銷量(萬輛)PHEV占比20%2423%15122%20023%25224%298插電混動車銷量(萬輛)EV熱泵滲透率14%0%31%1%37%17%18645%25%31954%30%45663%33%595PHEV熱泵滲透率EV熱泵配套需求(萬套)EV熱泵價值量(元)PHEV熱泵配套需求(萬套)PHEV熱泵價值量(元)EV非熱泵配套需求(萬套)EV非熱泵價值量(元)PHEV非熱泵配套需求(萬套)PHEV非熱泵價值量(元)13868122079591780026764450756876749298869482852018776535983503168183389810138880203497809247500125735015072771777204200827881127950779177137636國內(nèi)新能源車熱管理市場規(guī)模(億元)96260504687825929YOY172%94%36%20%13%數(shù)據(jù):中汽協(xié),MARKLINES,汽車之家,長城證券研究院|151.3國內(nèi)汽車熱管理市場規(guī)模預測(分核心賽道)?
新能源熱管理市場規(guī)模有望快速增長。受益于電動化進程加速,新能源熱管理市場規(guī)模有望快速增長,根據(jù)我們測算,2025年閥、熱交換器、壓縮機、泵、管路五大細分賽道的市場規(guī)模分別約為115億元、215億元、193億元、76億元和78億元,23-25年整體CAGR=23%。?
燃油熱管理市場規(guī)模緩慢下滑。由于燃油車銷量持續(xù)下滑,疊加燃油熱管理產(chǎn)品產(chǎn)能過剩加劇價格下滑,預計未來燃油熱管理市場規(guī)模緩慢下滑。圖
國內(nèi)新能源汽車熱管理市場規(guī)模預測圖
國內(nèi)燃油汽車熱管理市場規(guī)模預測閥類熱交換器壓縮機泵類管路閥類熱交換器壓縮機泵類管路50045040035030025020015010050800700600500400300200100002020202120222023E2024E2025E2020202120222023E2024E2025E數(shù)據(jù):中汽協(xié),MARKLINES,汽車之家,長城證券研究院|152.汽車熱管理前沿技術(shù)及發(fā)展趨勢
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182.1水冷是動力電池的主要冷卻方式?
液冷是動力電池冷卻的主流技術(shù)。動力電池的續(xù)航和工作環(huán)境溫度有較大關(guān)聯(lián),因此動力電池的溫度控制是三電系統(tǒng)熱管理的核心,根據(jù)管理方式分類,動力電池包的冷卻(溫控)主要包括自然冷卻、風冷、液冷、直冷四類,其中風冷一致性差,冷卻效果難以控制,冷媒直冷技術(shù)難度較高,因此電池冷卻的技術(shù)路線仍以液冷為主。圖
動力電池主要冷卻方式方案原理優(yōu)點缺點冷卻介質(zhì)空氣代表車型結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)約能量、成本低榮威Ei5、MarvalX自然冷卻
單純依靠外界環(huán)境進行電池包冷卻散熱性能弱包括被動風冷和主動風冷:被動風冷通常直接使用外部空氣/乘員艙空氣作制熱和制冷效率低,一致性管理較難能在成本和性能上取得較好的平衡風冷為工質(zhì);主動風冷則是對外部空氣進行空調(diào)預熱或預冷后再進入電池系統(tǒng)和電池包熱交換空氣北汽EC系列電池包內(nèi)附帶相對獨立的水-乙二醇工質(zhì)回路,當電池溫度和室溫接近或稍高時由低溫散熱器進行電池包冷卻;當電池溫度較高時空調(diào)制冷劑回路介入工作,和電池冷卻器進行熱交換以實現(xiàn)較高的散熱效果熱管理效率高,溫度控
結(jié)構(gòu)復雜,成制精確,一致性管理性
本較高,質(zhì)量
乙二醇、水
蔚來、威馬液冷直冷能較好較大將蒸發(fā)器插入電池包構(gòu)建和空調(diào)系統(tǒng)一體的回路“直接”利用空調(diào)系統(tǒng)的
制冷效率高、溫度域更工質(zhì)實現(xiàn)蒸發(fā)吸熱實現(xiàn)電池包的冷卻效果一致性難以控制,技術(shù)難度高寶馬i3、海制冷劑廣、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單豚數(shù)據(jù):銀輪股份可轉(zhuǎn)債募集說明書,長城證券研究院|172.1冷媒直冷有望成為電池冷卻新方案?
冷媒直冷技術(shù)原理與空調(diào)制冷原理類似。通過壓縮機將制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體,然后進入前端冷凝器后,將制冷劑氣體被冷凝成高溫中壓的液體,高溫中壓的液體通過膨脹閥碰撞,將低溫低壓的兩相流進入蒸發(fā)器,蒸發(fā)器通過車艙空調(diào)蒸發(fā)器或是電池包內(nèi)的冷板,制冷劑吸收熱然后不斷蒸發(fā),最后變成氣體通過膨脹閥回到壓縮機完成整個循環(huán)。?
冷媒直冷技術(shù)換熱性能強、結(jié)構(gòu)簡單。?
換熱性能強。相較于液冷系統(tǒng)利用冷媒與冷卻液換熱,再通過冷卻液冷卻電池,直冷系統(tǒng)可以減少一次換熱過程,降低換熱溫差,且制冷劑在電池冷板內(nèi)沸騰化熱,換熱能力顯著增強。?
結(jié)構(gòu)簡化。原有的液冷系統(tǒng)借助Chiller來完成,然后再通過水泵水管到水冷板上,直冷技術(shù)可以直接將電池回路的冷卻液系統(tǒng)徹底消除,在額外的空調(diào)回路中用制冷劑直接冷卻電池,節(jié)省大量零部件以及成本。圖
冷媒直冷結(jié)構(gòu)圖圖
液冷與直冷結(jié)構(gòu)對比數(shù)據(jù):汽車熱管理知識,長城證券研究院|182.1冷媒直冷直熱優(yōu)秀案例:比亞迪海豚熱管理系統(tǒng)?
比亞迪海豚熱管理系統(tǒng):對熱泵系統(tǒng)進行集成,用冷媒直冷直熱替代傳統(tǒng)冷卻液。?
寬溫域熱泵技術(shù)。運用閥島結(jié)構(gòu)對制冷劑回路大部分控制組件進行了集成,并通過將制冷劑回路和電機電控冷卻液回路進行耦合,將電機電控的熱量用于乘員艙制熱或者電池包制熱,提高熱量利用效率,實現(xiàn)更寬的空調(diào)工作溫域(-30℃—60℃)以及更長續(xù)航里程。?
冷媒直冷直熱。刀片電池上面采用了直冷直熱技術(shù)以冷媒取代了傳統(tǒng)的冷卻液,直接對電池進行冷卻和加熱,直冷模式制熱效果較好,但制冷劑用量大、成本高,且對電池一致性要求高,目前比亞迪電池包直冷直熱技術(shù)屬于全球首創(chuàng)。圖
比亞迪海豚熱管理系統(tǒng)圖
比亞迪e3.0平臺首款車型海豚截止閥單向閥蒸發(fā)器膨脹閥內(nèi)冷凝器膨脹閥截止閥截止閥前端冷凝器水壺A-PTC散熱水箱風扇截止閥壓縮機三通閥電驅(qū)氣液分離器水泵截止閥Chiller單向閥單向閥膨脹閥截止閥電池冷板空調(diào)回路/電池回路電機回路冷卻液回路排氣管數(shù)據(jù):《汽車熱管理研發(fā)》,汽車之家,長城證券研究院|272.2熱泵空調(diào)逐步替代PTC空調(diào)?
發(fā)動機熱源消失,新能源車新增PTC加熱器。由于發(fā)動機熱源消失,汽車需額外的熱源補充,才能維持空調(diào)系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)。成本低、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定的PTC加熱方案就成為了新能源汽車行業(yè)普遍采用的制熱方案。根據(jù)其工作方式不同,PTC加熱器可分為風暖式和水暖式:?
風暖式。PTC風暖加熱器是直接加熱流經(jīng)加熱器表面的空氣,然后經(jīng)鼓風機吹入車內(nèi),達到暖風的效果,成本較低,制熱快、溫度較高,但暖風非常干燥,舒適度較低,高壓PTC直接接入乘員艙,存在一定的安全風險。?
水暖式。PTC水暖加熱器先把水加熱,熱水流入暖風芯體與冷空氣換熱,被加熱后的冷空氣送入乘員艙內(nèi),熱量損失相對較小,是目前成較為熟且安全的采暖方案,廣泛應(yīng)用于電動汽車上。?
PTC電加熱嚴重降低續(xù)航里程。通常PTC電加熱器功率都在6KW左右,每小時耗電6度,以帶電量為70度電的蔚來ES6為例,PTC暖風使用一小時,電池耗電10%左右,對動力電池的消耗極大,嚴重影響了電動汽車的續(xù)駛里程。圖
PTC風暖加熱器圖
PTC水暖加熱器水泵除氣室PTC風暖加熱器PTC加熱器冷風暖風暖風散熱管冷風暖風|19數(shù)據(jù):太平洋汽車網(wǎng),長城證券研究院2.2熱泵空調(diào)逐步替代PTC空調(diào)?
熱泵空調(diào)制冷過程和傳統(tǒng)空調(diào)一致,制熱過程依靠系統(tǒng)的反向循環(huán),將外界空氣的熱能強制轉(zhuǎn)移到乘客艙的空調(diào)系統(tǒng),整個熱泵系統(tǒng)充當環(huán)境熱量的“搬運工”,制熱過程(逆卡諾循環(huán))主要分四大循環(huán)過程:①
冷媒從大氣環(huán)境中吸收熱量②
吸收熱量汽化后的冷媒被壓縮,溫度進一步升高③
高溫高壓冷媒通過熱傳遞加熱艙內(nèi)空氣或冷卻液④
被加熱的熱空氣吹入駕駛艙?
能效系數(shù)更高的熱泵空調(diào)是未來空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。熱泵通過制冷劑的氣液轉(zhuǎn)換,將空氣中的熱量轉(zhuǎn)化為自身的內(nèi)能,COP值(能效系數(shù))比PTC加熱高出2-3倍,可以有效延長20%以上的續(xù)航里程,即使在極低溫度下,仍可保證COP大于等于1,而PTC能效系數(shù)永遠小于1。圖
逆卡諾循環(huán)圖
特斯拉Model
Y熱泵能效系數(shù)圖數(shù)據(jù):散熱聯(lián)盟,長城證券研究院|202.2熱泵空調(diào)逐步替代PTC空調(diào)?
據(jù)我們計算,2022年熱泵車型滲透率已經(jīng)達到38%,我們預計后續(xù)隨著比亞迪、特斯拉等車企旗下熱泵車型的熱銷,越來越多的電動車企將布局熱泵空調(diào)新能源車型,熱泵滲透率有望持續(xù)提升。圖
國內(nèi)熱泵空調(diào)新能源車型及銷量(輛)銷量車企品牌車型動力類型2020280202021417390209433012101180295980202245451161131576318169138192648851200205417202058144664129351251451256873994ES6ES7ES8EC6ET5ET7海豹海豚元PLUS漢EV漢DM唐EV唐DMAionLXBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVPHEVBEVPHEVBEVBEVBEV0111065367蔚來000000000海洋王朝比亞迪廣汽00002745460911070910046922015826廣汽埃安
AionS11567931830AionV廣汽豐田
威蘭達PHEV041672967G9P5iX3BEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEVBEV000006373379825915131405336125270719412179568552557744550912794562480368小鵬寶馬786500寶馬幾何幾何G6幾何A幾何C極氪001XC40M5Model3ModelY50515277025301498610770600710260283999200131137798875318吉利極氪沃爾沃問界賽力斯特斯拉00其他20076134695熱泵空調(diào)搭載車型銷量新能源乘用車總銷量YOY1203697
3322668
653549813%176%105%熱泵滲透率11%26%38%|20數(shù)據(jù):無敵電動網(wǎng),汽車之家,MARKLINES,長城證券研究院(注:部分車型過去版本為搭載熱泵,以空值列示)2.3空調(diào)制冷劑特性對比:CO2冷媒GWP、成本低于R134a?
當前車用制冷劑發(fā)展出現(xiàn)R1234yf和R744兩個主要方向。R134a是第三代傳統(tǒng)冷媒,2017年開始被禁止在歐盟境內(nèi)新售汽車上使用,目前制冷劑出現(xiàn)兩種發(fā)展趨勢,一種以日系、法系、美系(通用和福特等)車企為代表的采用化學合成工質(zhì)的零ODP、低GWP制冷劑,如R1234yf(目前已被美國杜邦和霍尼韋爾申請專利);另一種以韓系、德系(大眾和寶馬等)為代表,采用天然工質(zhì)作為替代物,如R744(CO2)。?
CO
冷媒被寄予厚望。CO
冷媒成本低,無污染,并且由于其沸點更低,低溫下制熱效率強于R134a和R1234yf。目22前德國、英國、瑞士、荷蘭等國家對CO
冷媒空調(diào)系統(tǒng)均有補貼,但由于CO
冷媒空調(diào)系統(tǒng)其運行壓力都顯著高于傳22統(tǒng)的制冷空調(diào)系統(tǒng),高臨界壓力、低臨界溫度對系統(tǒng)及部件的設(shè)計提出了許多較高的要求,因此目前CO
冷媒尚未2得到大規(guī)模應(yīng)用,國內(nèi)冷媒仍以R134a為主。我們認為國內(nèi)騰龍股份、克來機電等公司已經(jīng)開始布局CO
熱泵配套產(chǎn)2品,未來隨著配套系統(tǒng)的持續(xù)升級,CO2有望成為國內(nèi)主流車用冷媒。表
不同類型制冷劑性能參數(shù)對比運行壓力(bar)制冷劑名稱化學式ODPGWP燃燒性不可燃沸點(℃)
臨界溫度(℃)
使用情況
成本(元/噸)R12CCl2F2(氟利昂)1560020-30-29.8-40.8-51.6-26.1112.296已被禁用/國內(nèi)2030年前R22CHClF2(氟利昂)000170021001430不可燃不可燃不易燃20-3020-3020-3018500/全面淘汰R410aCH2F2&C2HF570.5101.1中國(家用)目前使用最廣泛的制冷劑R134a
CH2FCF3(氟利昂)25000低度可燃性,有汽油可以點燃R1234yfR744C3H2F4004120-30-29.5-56.695北美、日本歐洲、韓國70000600CO2等不可燃100-12031.1注:ODP指臭氧消耗潛值,GWP指溫室效應(yīng)指數(shù),臨界溫度指對氣態(tài)物質(zhì)加壓使之液化的最高溫度數(shù)據(jù):汽車之家,長城證券研究院|212.4新能源熱管理系統(tǒng)集成化趨勢明顯?
隨著汽車向電動化和智能化方向發(fā)展,整車能量管理內(nèi)容增多,對汽車能量管理的要求也越來越高。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。?
傳統(tǒng)分散式熱管理系統(tǒng)特點:?
電池、電機電控和空調(diào)系統(tǒng)回路彼此獨立,各自有一套完整的溫控系統(tǒng)和管路系統(tǒng)?
存在著某一系統(tǒng)用電加熱系統(tǒng)制熱的同時另一部件或系統(tǒng)在對外散熱的過程,能量利用不充分?
系統(tǒng)集成度較低,管路復雜、零部件數(shù)量多,成本較高?
集成式熱管理系統(tǒng)特點:?
利用多通道閥門或管路,將電池、電機電控和空調(diào)系統(tǒng)中某些或全部回路連通,形成一個大循環(huán)回路?
熱管理控制器根據(jù)各部件的溫控需求,控制壓縮機、加熱器、閥體等部件的開啟或關(guān)閉,改變循環(huán)回路,統(tǒng)籌熱量管理,減少能量的浪費?
系統(tǒng)集成度高,控制邏輯復雜,難度較大圖
傳統(tǒng)分散式熱管理系統(tǒng)圖
集成式熱管理系統(tǒng)電池熱管理系統(tǒng)回路電池熱管理系統(tǒng)回路電池系統(tǒng)熱管理控制器電驅(qū)系統(tǒng)熱管理控制器電控多通道閥門或管路熱管理控制器電驅(qū)動系統(tǒng)熱管理回路電驅(qū)動系統(tǒng)熱管理回路空調(diào)熱管理系統(tǒng)回路空調(diào)系統(tǒng)熱管理控制器熱管理控制器空調(diào)熱管理系統(tǒng)回路數(shù)據(jù):太平洋汽車網(wǎng),長城證券研究院,控安汽車研究院|222.4集成化趨勢:特斯拉熱管理系統(tǒng)發(fā)展歷程?
特斯拉熱管理系統(tǒng):首次應(yīng)用于Roadster,第四代熱管理系統(tǒng)領(lǐng)跑行業(yè)。特斯拉熱管理系統(tǒng)始于Roadster,歷時十余年已形成第四代技術(shù)方案,應(yīng)用于ModelY,成為熱管理行業(yè)的領(lǐng)軍者。圖
特斯拉熱管理系統(tǒng)發(fā)展歷程第1代第2代第3代第4代RoadsterModel
SModel
XModel
3Model
Y傳統(tǒng)空調(diào)間接制冷傳統(tǒng)空調(diào)直接制冷傳統(tǒng)空調(diào)直接制冷熱泵空調(diào)直接制冷水冷電機水冷電機油冷電機油冷電機乘員艙高壓風暖PTC乘員艙高壓風暖PTC乘員艙高壓風暖PTC乘員艙高壓風暖PTC電池回路高壓水暖PTC電池回路高壓水暖PTC電池回路取消水暖PTC電池回路取消水暖PTC電機/壓縮機/鼓風機低效制熱集成歧管模塊集成閥門模塊四通閥電機低效制熱PTC分區(qū)控制集成式儲液罐20082012201520172020數(shù)據(jù):《特斯拉電動汽車熱管理技術(shù)發(fā)展趨勢》,長城證券研究院|232.4集成化趨勢:特斯拉熱管理系統(tǒng)1.0?
特斯拉熱管理系統(tǒng)1.0:首次應(yīng)用于Roadster,各回路耦合度較小。特斯拉第1代熱管理系統(tǒng)應(yīng)用于Tesla
Roadster車型,包含電機回路、電池回路、空調(diào)暖通(Heating
Ventilation
and
Air
Conditioning,
HVAC)回路和空調(diào)回路,各回路功能相對獨立,不同回路之間的耦合度相對較小。?
電池回路:低溫環(huán)境下,PTC加熱器加熱冷卻液,被加熱過后的冷卻水和電池進行熱交換;高溫環(huán)境下,通過與空調(diào)系統(tǒng)交互的熱交換器,對動力電池進行冷卻。?
空調(diào)暖通回路:低溫環(huán)境下,通過高壓風暖PTC對鼓風機吸入的低溫空氣進行加熱,為乘員艙進行采暖;高溫環(huán)境下,制冷劑通過與空調(diào)系統(tǒng)交互的熱交換器,對HVAC
回路中的冷卻液進行冷卻,冷卻液經(jīng)散熱器對鼓風機吸入的高溫空氣進行冷卻,為乘員艙進行制冷。圖
Roadster熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
特斯拉Roadster儲液罐驅(qū)動電機散熱器風扇系統(tǒng)電子器件電子水泵電子水泵散
加
鼓熱
熱
風器
器
機電池冷凝器電子水泵加熱器風扇干燥機/氣液分離器儲液罐空調(diào)制冷回路空調(diào)制暖回路電機回路電池回路數(shù)據(jù):《特斯拉電動汽車熱管理技術(shù)發(fā)展趨勢》,汽車之家,長城證券研究院|242.4集成化趨勢:特斯拉熱管理系統(tǒng)2.0?
特斯拉熱管理系統(tǒng)2.0:首次引入四通換向閥,電機和電池回路相互耦合。特斯拉第2代熱管理系統(tǒng)應(yīng)用于
ModelS/X車型,相對于第1代熱管理系統(tǒng),集成度更高,首次引入四通閥控制結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)電機回路與電池回路的串并聯(lián)模式。?
首創(chuàng)四通換向閥:增加電機回路與電池回路相耦合的四通閥結(jié)構(gòu),電池溫度較低時,電機系統(tǒng)余熱為電池系統(tǒng)進行加熱,減少高壓PTC為電池加熱所消耗的電能;電池溫度較高時,電機回路散熱器為電池系統(tǒng)進行冷卻,節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)為電池冷卻所需要的能量消耗。?
空調(diào)制冷效果提升:第二代空調(diào)回路取消HVAC回路,實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)對乘員艙的直接冷卻,制冷效果更好。?
引入Chiller精確分配冷量:空調(diào)系統(tǒng)與電池回路通過Chiller熱交換器進行換熱,可對空調(diào)制冷量進行精確分配,減小電池回路的主動冷卻過程對乘員艙制冷舒適性的影響。圖
特斯拉第二代熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
四通換向閥三通閥冷水泵PTC膨脹閥膨脹閥低溫散熱器凝器1風扇水冷板PTC蒸發(fā)器鼓風機電池電機集成減速器及逆變器DC/DC冷凝器2三通閥水泵充電機壓縮機四通閥膨脹水壺水泵空調(diào)回路電機回路電池回路數(shù)據(jù):《特斯拉電動汽車熱管理技術(shù)發(fā)展趨勢》,長城證券研究院|252.4集成化趨勢:特斯拉熱管理系統(tǒng)3.0?
特斯拉熱管理系統(tǒng)3.0:自主研發(fā)Superbottle,集成度提升。特斯拉第3代熱管理系統(tǒng)應(yīng)用于
Model3車型,相對于第2代熱管理拓撲結(jié)構(gòu),在風暖
PTC、驅(qū)動電機和儲液罐結(jié)構(gòu)設(shè)計上均有較大的技術(shù)創(chuàng)新,同時結(jié)構(gòu)設(shè)計上更凸顯集成化。?
Super
bottle(五通閥):
Super
bottle通過將四通閥、電機水泵、電池水泵、Chiller熱交換器、散熱器和執(zhí)行器等部件集成在一起,減少不必要的熱管理系統(tǒng)管路和接頭連接數(shù)量,降低成本和整車質(zhì)量,并簡化熱管理系統(tǒng)在整車上的裝配工作量,節(jié)省整車裝配時間和后期維護成本。?
電機新技術(shù):驅(qū)動電機以油冷替代水冷,冷卻效果增強,同時電機新增低效制熱模式用于電池回路的加熱,相應(yīng)的取消電池回路的高壓
PTC,減少成本。?
分區(qū)加熱控制:第三代熱管理系統(tǒng)PTC采用正溫度因子材料隨長度變化的加熱管,可實現(xiàn)駕駛座與副駕駛座的分區(qū)加熱控制。圖
Model
3熱管理系統(tǒng)圖
Super
bottle結(jié)構(gòu)圖電池包管理模塊五通閥膨脹閥膨脹閥電池包電控低溫散熱器冷凝器PTC蒸
鼓發(fā)
風器
機風扇ADAS電機集成減速器及逆變器壓縮機油冷三通閥空調(diào)回路電機回路電池回路|26數(shù)據(jù):《特斯拉電動汽車熱管理技術(shù)發(fā)展趨勢》,長城證券研究院2.4集成化趨勢:特斯拉熱管理系統(tǒng)4.0?
特斯拉熱管理系統(tǒng)4.0:首次引入熱泵空調(diào),八通閥高效連接三大回路?
熱泵空調(diào)。ModelY使用熱泵空調(diào)代替原有的PTC空調(diào),避免PTC加熱系統(tǒng)對續(xù)航里程的損耗,此外通過回收熱管理回路中的余熱,解決了熱泵空調(diào)低溫下工作效率低的問題。?
八通閥。ModelY在原有的五通閥(super
bottle)基礎(chǔ)之上設(shè)計出集成度更高的八通閥,可以實現(xiàn)空調(diào)、電池、電機三大回路的串聯(lián)和并聯(lián),將熱泵空調(diào)系統(tǒng)和電機、電池熱管理回路動態(tài)地結(jié)合在一起。?
智能熱管理器。在軟件方面,特斯拉ModelY熱管理器具備超強算力,通過檢測外部環(huán)境溫度、電機系統(tǒng)溫度、電池組溫度和座艙溫度等參數(shù),來綜合電機、電池組、熱泵系統(tǒng)和壓縮機等所有熱源供給的最佳效率,最終經(jīng)由智能熱管理算法輸出一個綜合結(jié)果來提升整車熱體驗。圖
ModelY熱管理系統(tǒng)圖
特斯拉八通閥結(jié)構(gòu)電子油泵膨脹水壺液冷冷凝器四通閥自動駕駛單元電機/減速器油冷器冷凝器膨脹閥散熱器膨脹閥水冷散熱器Chiller電機控制器風扇內(nèi)12VPTC12VPTC電池冷卻器蒸
置發(fā)
冷器
凝器電池電機氣液分離器DC/DC壓縮機PCS功率電子電池系統(tǒng)電子水泵四通閥三通閥空調(diào)回路電機回路電池回路電子水泵數(shù)據(jù):《特斯拉電動汽車熱管理技術(shù)發(fā)展趨勢》,特斯拉專利,長城證券研究院|273.新能源勢頭正盛,正當時
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323.1燃油車時代:外資熱管理廠商產(chǎn)品布局更完善?
燃油車時代,外資熱管理廠商產(chǎn)品力強于內(nèi)資廠商。?
國外汽車行業(yè)起步更早,外資廠商在傳統(tǒng)熱管理零部件積累了深厚技術(shù),產(chǎn)品矩陣更為豐富,以法雷奧為例,不僅能提供機械水泵、中冷器、機械壓縮機等關(guān)鍵零部件,還具備生產(chǎn)前端模塊、熱泵空調(diào)等熱管理總成系統(tǒng)的能力。?
國內(nèi)汽車行業(yè)起步較晚,內(nèi)資熱管理廠商產(chǎn)品相對單一,大部分關(guān)鍵零部件仍為外采。表
燃油車熱管理系統(tǒng)主要供應(yīng)商及產(chǎn)品布局發(fā)動機熱管理空調(diào)系統(tǒng)其他管路企業(yè)及類型機油冷卻器EGR冷卻機械壓縮熱力膨脹蠟式節(jié)溫閥
器機械水泵
散熱器風扇
冷卻管路油冷器
中冷器冷凝器
蒸發(fā)器暖風機芯
鼓風機器機電裝(日本)翰昂(韓國)★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★外資法雷奧(法國)馬勒(德國)銀輪股份三花智控拓普集團盾安環(huán)境川環(huán)科技奧特佳★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★內(nèi)資騰龍股份飛龍股份華域汽車松芝股份中鼎股份海立股份★★★★★★★★★★★★★★★|29數(shù)據(jù):MARKLINES,各公司年報,長城證券研究院3.1燃油車時代:背靠國際知名車企,外資廠商穩(wěn)居壟斷地位?
燃油車時代,熱管理市場由外資主導。過去全球汽車熱管理市場主要掌握在電裝、翰昂、法雷奧、馬勒等老牌外資零部件企業(yè)手中,根據(jù)2020年數(shù)據(jù)顯示,前四大外資熱管理廠商市場份額合計為64%。?
綁定國際知名主機廠,伴隨大客戶共同成長。?
電裝原為豐田汽車子公司,1951年獨立后在日本上市,主要給豐田汽車配套汽車熱管理和電子產(chǎn)品;?
翰昂由福特與萬都機械(韓國)合資成立,主要為現(xiàn)代、通用等車企進行配套;?
法雷奧于1923年在法國成立,主要為大眾、寶馬、日產(chǎn)、現(xiàn)代等德國、亞洲整車廠進行配套;?
馬勒于1920年在歐洲成立,2014年在沈陽和成都分別新建熱管理系統(tǒng)新工廠,2015年收購美國德爾福溫控部門,主要客戶為大眾、寶馬、奔馳等德國車企。圖
2020年全球汽車熱管理系統(tǒng)市場份額表
四大外資廠商主要產(chǎn)品和配套客戶企業(yè)電裝主要產(chǎn)品主要客戶28%空調(diào)、散熱器水箱、壓縮機、冷凝器、中
豐田、大法、本田、鈴木、36%冷器等馬自達空調(diào)、散熱器水箱、壓縮機、冷凝器、中冷器等翰昂現(xiàn)代、起亞、通用、福特13%空調(diào)、散熱器水箱、冷凝器、中冷器、空
大眾、寶馬、日產(chǎn)、鈴木、11%12%法雷奧馬勒調(diào)控制器通用大眾、寶馬、奔馳、日產(chǎn)、本田空調(diào)、散熱器水箱、冷凝器、中冷器等電裝
翰昂
法雷奧
馬勒
其他|30數(shù)據(jù):華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,MARKLINES,各公司年報,長城證券研究院3.2電動車時代:內(nèi)資熱管理廠商亮點產(chǎn)品百花齊放?
電動車熱管理新技術(shù)間接縮短內(nèi)資和外資廠商技術(shù)差距。新能源車的動力總成由發(fā)動機換為三電系統(tǒng),為熱管理系統(tǒng)的革新提供了條件,電子水泵、電子膨脹閥、四通閥、Chiller等新技術(shù)層出不窮,傳統(tǒng)熱管理零部件的替換一定程度上縮短了內(nèi)資和外資熱管理廠商的技術(shù)差距。?
國內(nèi)熱管理廠商迅速布局新能源領(lǐng)域?
銀輪股份基于在傳統(tǒng)熱管理系統(tǒng)的熱交換器優(yōu)勢,執(zhí)行“1+4+N”戰(zhàn)略,已經(jīng)獲得特斯拉、寧德時代、蔚小理等新能源客戶的定點。?
三花智控憑借在制冷空調(diào)業(yè)務(wù)積累的技術(shù)優(yōu)勢,迅速拓寬汽零業(yè)務(wù),研發(fā)電子水泵、電子膨脹閥等優(yōu)秀熱管理產(chǎn)品。?
拓普集團依托研發(fā)
IBS
智能剎車系統(tǒng)所形成的研發(fā)及精密制造的能力,成功研發(fā)熱泵總成、電子膨脹閥、電子水閥、電子水泵、氣液分離器、換熱器等產(chǎn)品,目前已經(jīng)具備熱泵總成的量產(chǎn)能力。?
盾安環(huán)境緊跟行業(yè)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展趨勢,特別在大口徑電子膨脹閥系列產(chǎn)品上目前處于市場領(lǐng)先地位,目前已經(jīng)和比亞迪、蔚來、理想、長安等一線新能源主機廠達成合作。表
電動車熱管理系統(tǒng)主要供應(yīng)商及產(chǎn)品布局電機電控熱管理空調(diào)系統(tǒng)電池其他管路企業(yè)及類型機油冷卻電動壓縮電子膨脹Chiller冷電池水冷電子膨脹電子水泵
散熱器
風扇
電子油泵冷凝器
蒸發(fā)器
輔助PTC四通閥
鼓風機★器機★★★★閥★卻器★板閥★電裝(日本)翰昂(韓國)★★★★★★★★★★★★★外資法雷奧(法國)馬勒(德國)銀輪股份三花智控拓普集團盾安環(huán)境川環(huán)科技奧特佳★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★內(nèi)資騰龍股份飛龍股份華域汽車松芝股份中鼎股份海立股份★★★★★★★★★★★★★|31數(shù)據(jù):MARKLINES,各公司年報,長城證券研究院3.2電動車時代:新能源浪潮下,內(nèi)資熱管理廠商有望破局?
新能源浪潮已至,自主品牌崛起。2022年國內(nèi)新能源車銷量實現(xiàn)687萬輛,同比高增96%,電動化率達到26%,電動化進程持續(xù)加速。在新能源大浪潮中,國內(nèi)涌現(xiàn)出了比亞迪、奇瑞、蔚來、理想、賽力斯等優(yōu)秀的自主新能源品牌,旗下王朝、海洋、螞蟻、問界等火爆車型持續(xù)熱銷,助力自主品牌份額持續(xù)提升,2022年自主品牌份額同比+5.2pct。?
本土新能源車供應(yīng)鏈崛起給內(nèi)資廠商帶來發(fā)展新機遇。過去國內(nèi)傳統(tǒng)燃油車合資品牌長期占據(jù)國內(nèi)市場主要份額,并且和外資熱管理供應(yīng)商的供應(yīng)關(guān)系長期且穩(wěn)定,因此內(nèi)資零部件廠商僅依靠和自主品牌的合作難以擴大規(guī)模。但在國內(nèi)新能源自主品牌崛起的背景下,新的電動車供應(yīng)鏈正在形成,以三花智控、銀輪股份、盾安環(huán)境等為代表的內(nèi)資熱管理廠商,在部分細分賽道已經(jīng)研發(fā)出優(yōu)秀產(chǎn)品,有望憑借原有的市場渠道和成本優(yōu)勢,陸續(xù)切入國內(nèi)新能源車企的供應(yīng)鏈,擴大市場份額。圖
國內(nèi)新能源車銷量及同比增速圖
各國別車系國內(nèi)市場份額新能源汽車銷量(萬輛)YOY自主品牌日系德系美系韓系法系其他1%1%3%1%2%2%2%1%800180%160%140%120%100%80%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%1%5%1%0%1%5%2%19%17%700600500400300200100021%21%24%23%24%21%21%19%60%40%20%49%20220%42%201844%202139%201938%2020-20%20182019202020212022數(shù)據(jù):中汽協(xié),長城證券研究院|324.投資標的推薦
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374.1銀輪股份:汽車熱管理行業(yè)龍頭,新能源成增長引擎?
積極進行新能源轉(zhuǎn)型的熱管理龍頭?
深耕熱管理領(lǐng)域,熱交換器收入占比超八成。銀輪股份于1958年創(chuàng)建,業(yè)務(wù)主要為熱管理和尾氣處理兩大板塊,熱管理業(yè)務(wù)產(chǎn)品具體包括熱交換器和車用空調(diào)兩大類,尾氣處理主要產(chǎn)品包括應(yīng)用于國六柴油機后處理的DOC+DPF+SCR箱式總成以及應(yīng)用于柴油機后處理的尿素箱。根據(jù)2021年年報,公司熱交換器業(yè)務(wù)收入占比為80.4%。?
公司新能源業(yè)務(wù)營收增勢迅猛。2017年公司成立第五事業(yè)部孵化新能源汽車熱管理項目,正式吹響公司向新能源熱管理業(yè)務(wù)拓展的號角。在新能源領(lǐng)域,公司從單一零部件向模塊化方向發(fā)展,持續(xù)提升產(chǎn)品范圍和產(chǎn)品附加值,目前已經(jīng)形成“1+4+N”的產(chǎn)品布局,助力公司新能源業(yè)務(wù)快速增長。2022年公司新能源業(yè)務(wù)繼續(xù)保持快速增長,22H1新能源業(yè)務(wù)實現(xiàn)營收7.86億元,同比高增105.12%。表
銀輪股份營收構(gòu)成圖
新能源業(yè)務(wù)產(chǎn)品熱交換器尾氣處理其他貿(mào)易收入汽車空調(diào)100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%201720182019202020212022H1數(shù)據(jù):公司年報,長城證券研究院|344.1銀輪股份:汽車熱管理行業(yè)龍頭,新能源成增長引擎?
深度綁定頭部新能源客戶,電動化布局持續(xù)加速。?
綁定頭部新能源車企,新能源車業(yè)務(wù)定點不斷。公司在近幾年短時間以內(nèi)積累了特斯拉、小鵬、廣汽、蔚來等新能源龍頭車企的客戶資源,22年上半年公司又獲得北美新能源標桿車企電控和芯片液冷產(chǎn)品、理想某平臺熱管理產(chǎn)品、小鵬汽車水冷板產(chǎn)品等定點,新能源車定點不斷。我們認為北美客戶、比亞迪、理想、蔚來均為頭部新能源車企,未來下游客戶銷量持續(xù)高增再疊加雙方合作持續(xù)深化,公司有望伴隨優(yōu)質(zhì)客戶共同成長。?
與動力電池龍頭擴大合作范圍,電池冷卻產(chǎn)品有望實現(xiàn)量價齊升。22年11月,公司與寧德時代簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,在原有電池冷卻板的合作基礎(chǔ)上,進一步打造電池冷卻板、銅鋁巴、鋁壓鑄件、CTC集成模塊、儲能柜冷卻系統(tǒng)等全生命周期合作模式,進一步拓寬了雙方合作的產(chǎn)品種類,未來公司電池冷卻產(chǎn)品有望實現(xiàn)量價齊升。圖
銀輪股份營收及同比增速表
銀輪股份主要客戶908070605040302010045%40%35%30%25%20%15%10%5%產(chǎn)品名稱主要客戶營業(yè)收入(億元)YOY(%)沃爾沃、保時捷、蔚來、小鵬、理想、威馬、通用、福特、新能源汽車領(lǐng)域?qū)幍聲r代、吉利、長城、廣汽、比亞迪、宇通、江鈴、長安等;燃料電池領(lǐng)域的主要客戶有億華通、上汽大通等福特、通用、寶馬、雷諾、曼胡默爾、捷豹路虎、廣汽三菱、乘用車領(lǐng)域
東風日產(chǎn)、豐田、吉利、廣汽、長城、長安、比亞迪、上汽等法拉利、奧迪、奔馳、蘭博基尼、賓利、寶馬、邁凱倫、福超級跑車領(lǐng)域特等0%戴姆勒、康明斯、納威司達、斯堪尼亞、一汽解放、東風汽車、中國重汽、北汽福田、玉柴、錫柴、濰柴等-5%-10%商用車領(lǐng)域201720182019202020212022H1卡特彼勒、約翰迪爾、住友、徐工、龍工、三一重工、久保田等工程機械領(lǐng)域工業(yè)/民用換熱
ABB、康明斯、卡特、MTU、格力、美的、海爾、海信、三板塊
星、LG、天舒等。數(shù)據(jù):公司年報,長城證券研究院|354.2川環(huán)科技:汽車膠管領(lǐng)軍企業(yè),乘新能源春風而起?
國內(nèi)汽車膠管主流供應(yīng)商,電動化潮流下成長性十足。?
產(chǎn)品覆蓋九大系列,總成化、集成化打包服務(wù)優(yōu)勢明顯。公司深耕車用膠管及總成開發(fā)40余年,產(chǎn)品范圍涵蓋車用冷卻、燃油、制動、空調(diào)、進排氣、車身附件等九大系列,品種齊全,也可根據(jù)不同實際需求進行專業(yè)定制開發(fā),總成化和集成化供貨能力強,增強供貨的適配性和快捷性。?
新能源產(chǎn)能持續(xù)加碼。2021年初公司投資建設(shè)傳統(tǒng)汽車與新能源汽車零部件增量(制造)項目,對應(yīng)總產(chǎn)能約10000噸,目前該項目一期工程已于2022年8月全面投產(chǎn),產(chǎn)能爬坡順利,總產(chǎn)值約10億元,二期工程建設(shè)順利,預計明年二期工程投產(chǎn)后全部工程總產(chǎn)值將達到20億元。?
綁定多家新能源頭部車企,有望實現(xiàn)量價齊升。公司成功為比亞迪、廣汽埃安、賽力斯、吉利新能源、哪吒等新能源車企進行配套供貨,而新能源車對冷卻管路的需求遠大于燃油車,導致新能源車管路價值量遠高于燃油車,因此下游新能源客戶銷量的增長有望助力公司實現(xiàn)量價齊升。圖
公司實現(xiàn)整車膠管產(chǎn)品全覆蓋圖
公司主要新能源客戶及配套車型車企/品牌比亞迪配套車型秦、漢、宋、唐、元、海豚AIONY/S/V/LX五菱宏光MiniU/V/N/S廣汽埃安上汽通用五菱哪吒汽車北汽新能源長安新能源金康賽力斯吉利汽車極狐深藍系列問界M5/M7領(lǐng)克、極氪嵐圖東風新能源威馬汽車EX系列數(shù)據(jù):公司年報,長城證券研究院|364.3三花智控:產(chǎn)能與訂單需求協(xié)調(diào),儲能熱管理或帶來新增量?
新能源春風下,汽零業(yè)務(wù)貢獻顯著增量。公司業(yè)務(wù)主要分為制冷空調(diào)電器零部件業(yè)務(wù)和汽車零部件業(yè)務(wù)。車用產(chǎn)品包括電子膨脹閥、新能源車熱管理集成組件、電子水泵等,客戶覆蓋法雷奧、大眾、奔馳、寶馬、比亞迪、上汽、蔚來等頭部零部件供應(yīng)商和車企。受益于新能源熱潮,公司汽零業(yè)務(wù)營收規(guī)模和占比持續(xù)提升,22H1實現(xiàn)營收32億元,同比上升51.5%,占比31.5%,同比+4pct。?
產(chǎn)能持續(xù)加碼應(yīng)對新能源高需求。公司于2017年通過發(fā)行股份融資以擴充新能源產(chǎn)品產(chǎn)能,2021年底完成年產(chǎn)1150萬套新能源汽車零部件建設(shè)項目,新能源產(chǎn)能持續(xù)加碼。?
儲能熱管理新布局有望帶來新增量。公司于2022年3月成立儲能子公司,填補儲能熱管理的業(yè)務(wù)空白,未來有望帶來新的業(yè)務(wù)增量。圖
三花智控營收增速及結(jié)構(gòu)表
三花智控產(chǎn)品布局2001501005040%30%20%10%0%營業(yè)收入(億元)YOY(%)業(yè)務(wù)分類產(chǎn)品應(yīng)用四通換向閥、電子膨脹閥、電磁閥、微通道換熱器、Omega泵等制冷空調(diào)業(yè)務(wù)空調(diào)、冰箱、冷鏈物流、洗碗機0熱力膨脹閥、儲液器、電子膨脹閥、新能源車熱管理集成組件、電子水泵等2019202020212022H1汽車零部件業(yè)務(wù)新能源汽車、傳統(tǒng)燃油車制冷業(yè)務(wù)單元汽零業(yè)務(wù)單元100%80%60%40%20%0%2019202020212022H1|37數(shù)據(jù):公司年報,長城證券研究院4.4拓普集團:熱管理新進競爭者,依托先進制造能力快速擴張?
定位多品類產(chǎn)品線,汽車零部件平臺型供應(yīng)商。公司主要產(chǎn)品包括汽車NVH減震系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、輕量化車身、智能座艙部件、熱管理系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、空氣懸架、智能駕駛系統(tǒng)共八大業(yè)務(wù)板塊。?
新進競爭者,積極拓展業(yè)務(wù)。2020年12月,公司投資20億元新設(shè)全資子公司“拓普電動車熱管理系統(tǒng)(寧波)有限公司”,2021年該全資子公司競得寧波杭州灣新區(qū)約649畝國有建設(shè)用地使用權(quán)。?
依托IBS優(yōu)秀制造能力,熱管理業(yè)務(wù)進展迅速。公司依托研發(fā)
IBS
智能剎車系統(tǒng)所形成的研發(fā)及精密制造的能力,成功研發(fā)熱泵總成、電子膨脹閥、電子水閥、電子水泵、氣液分離器、換熱器等產(chǎn)品,2021年實現(xiàn)收入12.9億元。目前公司熱管理業(yè)務(wù)進展迅速,熱泵總成產(chǎn)品已經(jīng)具備量產(chǎn)條件,且獲得了一汽相關(guān)車型的訂單,熱泵零部件產(chǎn)品客戶順利推進,未來公司熱管理業(yè)務(wù)規(guī)模有望受益于新能源滲透率的提升持續(xù)高增。圖
拓普集團營收結(jié)構(gòu)圖
拓普集團熱管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)營收隔音產(chǎn)品減震器鍛鋁控制臂熱管理系統(tǒng)智能電子剎車系統(tǒng)
其他業(yè)務(wù)熱管理系統(tǒng)(億元)100%80%60%40%20%0%1412108642020212022H1201720182019202020212022H1數(shù)據(jù):公司年報,長城證券研究院|404.5北特科技:乘新能源春風,客戶和產(chǎn)品實現(xiàn)雙重升級?
2018年收購上海光裕,形成汽車底盤零部件+空調(diào)壓縮機兩大業(yè)務(wù)格局。公司靠轉(zhuǎn)向器、減震器等底盤零部件業(yè)務(wù)起家,2018年收購上海光裕進軍空調(diào)壓縮機領(lǐng)域,目前公司主要分為底盤零部件、空調(diào)壓縮機、高精密、鋁鍛輕量化四大事業(yè)部,空調(diào)壓縮機業(yè)務(wù)是公司未來重點發(fā)展方向。?
乘新能源春風,客戶和產(chǎn)品實現(xiàn)雙重升級。?客戶升級。公司過去空調(diào)壓縮機的客戶主要為北汽福田、中國重汽等商用車客戶,現(xiàn)在已經(jīng)獲得上汽大通、賽力斯、零跑等新能源車企的定點,客戶結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。?產(chǎn)品升級。公司為新能源車配套的電動壓縮機價值量可以達到1000元以上,相較于傳統(tǒng)燃油車的機械壓縮機價值量提升一倍左右,電動化帶動單車價值量迅速提升。圖
公司營收結(jié)構(gòu)圖
公司新能源系列產(chǎn)品客車底盤汽車空調(diào)壓縮機類
精密加工鋁鍛輕量化
其他100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2020:公司年報,長城證券研究院20212022H1數(shù)據(jù)|424.6盾安環(huán)境:制冷元器件龍頭,汽零業(yè)務(wù)有望創(chuàng)造第二
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