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汽車熱管理行業(yè)研究匯報導(dǎo)語我們估計到2025年全球新能源汽車銷量有望到達1500萬輛規(guī)模,進而帶動新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(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,估計單車價值量在7000-10000元,是老式汽車熱管理系統(tǒng)的3倍左右,我們估計2025年全球新能源熱管理市場規(guī)模有望到達874億元。來源:華安證券低溫?zé)峁芾韯菰诒匦?,熱泵前景廣闊。高效熱管理為現(xiàn)行處理低溫電化學(xué)反應(yīng)不活躍的最優(yōu)處理方案。PTC以低成本、結(jié)構(gòu)簡樸、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,在實際中一般可以到達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)通過一種八通閥實現(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)熱管理效率的提高,有望推進熱泵系統(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)重要廠商在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域具有全球競爭力,年以來三花智控、銀輪股份等廠商不停拿到新能源熱管理訂單,下游客戶不僅僅包括國內(nèi)自主品牌廠商,同步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)廠商有望充足享有國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展紅利,深入縮短與國際廠商的差距??傉摕峁芾頌樾履茉雌嚦娤到y(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老式車3-4倍,我們估計2025年全球新能源熱管理市場規(guī)模有望到達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。我們估計熱泵系統(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)重要廠商在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域具有全球競爭力,有望充足受益于新能源汽車發(fā)展。提議關(guān)注銀輪股份、三花智控、中鼎股份、奧特佳、克來機電。1、新能源汽車:扶搖直上,百花爭鳴多原因助力新能源汽車發(fā)展。新能源汽車的發(fā)展受政策、產(chǎn)品、成本等多原因影響。目前來看國內(nèi)外政策趨勢向好,相比于前幾年新能源汽車有著更為緩和的政策環(huán)境。而從競爭格局角度來看,自主、合資與造車新勢力進入百花爭鳴的階段,產(chǎn)品更加多樣化并且愈加成熟,為消費者提供更多細分市場的可選產(chǎn)品。同步伴隨行業(yè)供應(yīng)鏈成本的持續(xù)下探,新能源車型與老式燃油車價差的逐漸縮進將深入增強新能源汽車的競爭力。我們認為,新能源汽車處在以新增需求為主的高速發(fā)展階段,多原因的向好將使得行業(yè)的發(fā)展更為持續(xù)。積分政策更為嚴苛,新能源汽車發(fā)展勢在必行。未來車企的發(fā)展首先要面臨更為嚴苛的油耗原則,同步新階段雙積分政策較之前版本考核更為嚴苛:1)~年新能源汽車積分占比分別為14%、16%和18%;2)工況由NEDC切換至WLTC;3)純電動乘用車單車積分上限由5.0分下調(diào)至3.4分;插混乘用車單車積分由2分下調(diào)至1.6分。同等續(xù)航里程的純電動車型單車積分下調(diào)30%~50%。與此同步新階段雙積分政策引入了低油耗乘用車的概念,低油耗乘用車是指綜合燃料消耗量不超過《乘用車燃料消耗量評價措施及指標》中對應(yīng)的車型燃料消耗量目標值與該核算年度的企業(yè)平均燃料消耗量規(guī)定之積的老式能源乘用車。計算乘用車企業(yè)新能源汽車積分達標值時,低油耗乘用車的生產(chǎn)量或者進口量按照其數(shù)量的0.5倍計算。假設(shè)未來乘用車銷量以年化3%的增速增長,通過測算我們認為,新階段的雙積分政策雖然對于新能源積分的考核更為嚴苛。不過低油耗乘用車概念的引入,意味著政策層面但愿通過新能源和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展兩個層面到達節(jié)能減排的目的。補助政策更為平緩,政策環(huán)境趨于緩和,年補助退坡節(jié)奏符合預(yù)期。年4月23日,財政部等四部委公布年新能源汽車補助政策。有關(guān)要點包括:(1)新能源汽車補助政策延長至年,-年補助原則分別在上一年基礎(chǔ)上退坡10%、20%、30%。純電動乘用車工況里程提高至300km,能耗水平設(shè)置調(diào)整系數(shù),工況條件下百公里耗電量應(yīng)滿足門檻條件有所提高;(2)公交、客運、出租(含網(wǎng)約)、環(huán)衛(wèi)、都市物流等運行車輛年補助原則不退坡,-年補助原則分別在上一年基礎(chǔ)上退坡10%、20%;(3)新能源乘用車補助前售價須在30萬元如下(含30萬元),為鼓勵“換電”新型商業(yè)模式發(fā)展,加緊新能源汽車推廣,“換電模式”車輛不受此規(guī)定;(4)燃料電池補助區(qū)域化,詳細狀況另行告知;(5)年4月23日至年7月22日為過渡期。過渡期期間,符合年技術(shù)指標規(guī)定但不符合年技術(shù)指標規(guī)定的銷售上牌車輛,按照年補助原則對應(yīng)的0.5倍補助,符合年技術(shù)指標規(guī)定的銷售上牌車輛按年原則補助。補助車輛限價規(guī)定過渡期后開始執(zhí)行。年私人領(lǐng)域乘用車補助在年的基礎(chǔ)上退坡20%,與前期預(yù)期保持一致。我們認為,補助退坡節(jié)奏的緩和為消費者購置、廠商推出新車型等節(jié)奏提供更為平穩(wěn)的政策環(huán)境,對市場的擾動將減少到最低程度。海外加速新能源汽車普及,政策助力更為積極。歐美市場加速推進新能源汽車的普及,各國政府通過補助、免稅、路權(quán)等多種方式刺激當(dāng)?shù)匦履茉雌嚨匿N量。年受疫情影響,海外各國汽車產(chǎn)業(yè)受到較大沖擊,為鼓勵支持新能源汽車的發(fā)展,歐洲各國政府加大了新能源汽車補助力度,法國、德國紛紛加大新能源汽車的單車補助,希臘、荷蘭、西班牙等國家同樣積極推出新能源刺激政策。從各國的政策指向來看,新能源汽車的發(fā)展成為海外各國的共識,新能源刺激政策的逐漸向好,將深入增進海外新能源汽車銷量的提高,對于國內(nèi)供應(yīng)鏈的發(fā)展起著重要的支撐作用。車型數(shù)量提高,銷量構(gòu)造愈加趨于合理。初期新能源汽車導(dǎo)入市場時售價較高,為刺激新能源汽車銷量,實現(xiàn)新能源汽車對老式燃油車的替代,補助政策的支持必不可少。因此早起新能源汽車的發(fā)展與政策的導(dǎo)向息息有關(guān)。17年及此前補助政策愈加傾向于續(xù)航里程較短的A00級車型,因此在純電動領(lǐng)域A00級車的銷量占比超過50%。伴隨電池技術(shù)的發(fā)展以及政策導(dǎo)向向高續(xù)航里程車型的轉(zhuǎn)變,截至年國內(nèi)純電動車型中,A級車的占比到達了55%,愈加趨于合理。在補助政策的推進以及雙積分政策的壓力下,作為供應(yīng)端的車企推出新能源車型的速度遠高于汽車行業(yè)總體水平。車型的逐漸完善帶給消費者更多的可選性,這也使得新能源汽車的銷量規(guī)模逐漸提高,同步銷量構(gòu)造愈加合理。新能源產(chǎn)品逐漸成熟,產(chǎn)品力逐漸提高。國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)品的發(fā)展進行著高速迭代,從最早的油改電平臺再到專屬平臺的打造,新能源汽車產(chǎn)品力正迅速提高,憑借著新能源汽車產(chǎn)品優(yōu)勢,迅速拉近與老式燃油車在產(chǎn)品端的差距。同步新能源汽車憑借著加速、空間、前衛(wèi)的設(shè)計等獨特的優(yōu)勢,逐漸形成市場并變化著消費者的使用習(xí)慣。重要原材料成本下行,提供更大降價空間。新能源汽車發(fā)展初期,無論是政策端還是車企的反應(yīng)層面,自主品牌新能源汽車的發(fā)展領(lǐng)先于合資品牌。年之前,自主品牌占據(jù)著國內(nèi)新能源汽車市場的靠近所有份額。但年開始,造車新勢力開始實現(xiàn)交付,尤其在純電動領(lǐng)域的份額逐漸提高;而合資品牌通過既有車型的混動版本逐漸搶占插混市場的份額。年特斯拉Model3實現(xiàn)國產(chǎn)化,國內(nèi)新能源汽車市場競爭格局深入發(fā)生變化。格局:一枝獨大向百家爭鳴轉(zhuǎn)變。新能源汽車發(fā)展初期,無論是政策端還是車企的反應(yīng)層面,自主品牌新能源汽車的發(fā)展領(lǐng)先于合資品牌。年之前,自主品牌占據(jù)著國內(nèi)新能源汽車市場的靠近所有份額。但年開始,造車新勢力開始實現(xiàn)交付,尤其在純電動領(lǐng)域的份額逐漸提高;而合資品牌通過既有車型的混動版本逐漸搶占插混市場的份額。年特斯拉Model3實現(xiàn)國產(chǎn)化,國內(nèi)新能源汽車市場競爭格局進一步發(fā)生變化,ModelY國產(chǎn)化在即,并且訂單旺盛。新勢力、合資品牌的逐漸發(fā)力,將為新能源汽車市場投入更多的車型,對于消費者而言,更多的車型選擇有望深入刺激消費市場,有助于國內(nèi)市場的發(fā)展。同步對于國內(nèi)自主廠商而言,更為劇烈的競爭環(huán)境將倒逼自主廠商深入提高產(chǎn)品競爭力。年比亞迪漢、小鵬P7等車型搭載自主品牌最新技術(shù),產(chǎn)品力深入提高,有望增進自主品牌銷量與品牌力的提高。2、新能源汽車為熱管剪發(fā)展帶來全新契機2.1熱管理必不可少,新能源汽車單車價值量提高熱互換器在汽車上必不可少。熱互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。汽車上使用的熱互換器品種較多,發(fā)動機系統(tǒng)使用有油冷器、散熱器、中冷器,排放有關(guān)的有EGR冷卻器;變速箱和液壓系統(tǒng)也均有使用油冷器;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,熱管理是維持合適的溫度區(qū)間及均勻性的必要手段,合適的溫度可以優(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,新能源汽車熱管理規(guī)定更為苛刻。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℃),對電池充電會引起瞬間的高壓充電現(xiàn)象,將會導(dǎo)致電池析鋰從而導(dǎo)致內(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,進而會減少充放電的性能。同步統(tǒng)一電池包中的不一樣模組的溫度差會導(dǎo)致不一樣模組的充放電差異,最終影響電池包的性能。從電池壽命角度考慮,伴隨充放電次數(shù)的增長,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,輕易引起電池的析鋰現(xiàn)象將導(dǎo)致電池循環(huán)壽命大幅下降,同步會導(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。電池能量規(guī)定越來越高,能耗規(guī)定越來越低。而高能量密度的電芯更輕易受到溫度的影響而影響其安全性能,引起熱失控,從而導(dǎo)致較大的損失,乘用車近些年三元電池的比例明顯上升,而高鎳三元電池高能量密度、低安全性能愈加需要熱管理進行輔助支持以保證其安全性的問題。電池能耗目前逐漸是各大廠商追求的目的,當(dāng)電池能耗逐漸提高,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高,熱管理的需求也會愈加迫切。工信部公布的補助指導(dǎo)方案中指導(dǎo)高續(xù)航發(fā)展,同步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,伴隨電池能量密度上行,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愈加迫切。伴隨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,對應(yīng)帶來熱管理行業(yè)的較大市場。對于老式車熱管理系統(tǒng),其包括動力系統(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,其包括電池?zé)峁芾?、汽車空調(diào)系統(tǒng)、電驅(qū)動及電子功率件冷卻系統(tǒng)。相比老式車熱管理系統(tǒng),新能源汽車重要新增了電池?zé)峁芾?、整車空調(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明顯的提高,是攸關(guān)安全、性能、壽命的關(guān)鍵系統(tǒng),伴隨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,為老式汽車熱管理零部件單車價值量的3-4倍。在熱管理方案中,重要應(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種大類。同步不一樣整車構(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、搭配方式等均有較大的不一樣,而不一樣類別上相似零部件的功能相近,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。伴隨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伴隨新增系統(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,單個價值量由一般壓縮機300-500元提高至元。(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),一般需要加入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構(gòu)成,單車價值量約150-200元。(4)電池冷卻器:由一種換熱主體和一種外部蒸發(fā)器構(gòu)成,重要作用是引入冷媒吸取電池冷卻導(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)液體傳播的可調(diào)性和精確性,單個價值量約100-200元。2.2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新冷媒具有獨特優(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,同步對應(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,不過缺陷就是成本要比風(fēng)冷;相變材料目前的技術(shù)還在試驗室階段并未成熟,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:其構(gòu)造簡樸且成本較低,無需鋪設(shè)管路,但對應(yīng)效率較低。分為被動式風(fēng)冷與積極式風(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,積極式風(fēng)冷即運用空調(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畢冷卻或加熱。其技術(shù)在國內(nèi)使用較多,重要應(yīng)用于初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)航車散熱規(guī)定相對較低。液冷效率高,電池溫度均勻性優(yōu)秀,是未來熱管剪發(fā)展的重要方向。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,運用蒸發(fā)吸熱,從而到達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)制冷劑回路進行熱互換完畢冷卻;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)中滲透率提高。我們選用國內(nèi)銷量較為靠前的新能源車型作為記錄樣本,可以看出液冷憑借更為杰出的熱管理效率,在新能源汽車中的滲透率逐漸提高。而風(fēng)冷目前重要應(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。目前小型空調(diào)制冷劑大多仍以HFC-134a為主,但歐盟規(guī)定年起嚴禁所有生產(chǎn)車型的空調(diào)使用GWP>150的制冷劑,美國環(huán)境保護部根也將于年起將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,雖然兩者自身環(huán)境保護性能差異不大但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)商電裝等則同步開發(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作為制冷劑的重要難點在于運行壓力到達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仍然能到達2,是此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)境保護性能、安全性能、制導(dǎo)致本和可持續(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善,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,處在爆發(fā)前夜。三花智控目前已經(jīng)形成CO2產(chǎn)品處理方案,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。而中鼎股份具有CO2冷媒管路的技術(shù)。2.3空調(diào)系統(tǒng):電動壓縮機為最關(guān)鍵部件新能源汽車與燃油車空調(diào)制冷原理基本一致,重要區(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。制冷劑回路重要包括壓縮機、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,隨即通過膨脹閥,液態(tài)制冷劑壓力忽然減少,然后再車廂內(nèi)蒸發(fā)器中汽化,吸取大量的熱量,從而到達駕駛艙制冷效果。壓縮機是制冷系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一環(huán)??蓪⒅评鋭牡蛪簜?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%),同步,壓縮機分為定排量和變排量,變排量可根據(jù)空調(diào)制冷負荷自動變化排量,運行更為經(jīng)濟,同步變排量比定排量貴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)品重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,合用于微型車。對于電動壓縮機,其與老式的差異在于重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,從而到達調(diào)整溫度的作用。由于渦旋式壓縮機具有效率高、噪聲小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等長處,決定了它適合與高速高速電機配合使用,單個價值在元/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,同步電動壓縮機在新能源汽車市場占據(jù)一定的份額。2.4格局:外資品牌仍舊強勢,國內(nèi)廠商加速推進現(xiàn)階段,新能源汽車的熱管理作為一種邊際技術(shù)加速迭代,短期爆發(fā)性強的細分行業(yè),處在一種百家爭鳴百花齊放的狀態(tài)。伴隨全球新能源汽車崛起,包括特斯拉市值超過老式汽車廠商豐田,以及老式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。未來伴隨熱管理方案原則化、模塊化趨勢行業(yè)集中度不停提高,優(yōu)勢廠商將逐漸脫穎而出。目前國內(nèi)外廠商同處在一種競爭水平線,予以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種明顯占優(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)商處在同一起跑線,并且擁有當(dāng)?shù)佚嫶蟮氖袌鰞?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)著全球重要市場份額。老式熱管理供應(yīng)商系統(tǒng)配套能力強,依托在老式市場的優(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,且可以提供整車熱管理的處理方案;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,重要的汽車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、動力傳動冷卻系統(tǒng)、壓縮機等。年汽車業(yè)務(wù)總營收到達466億美元,其中熱管理業(yè)務(wù)營收占比到達26.2%,近些年來積極布局電動化、智能化領(lǐng)域。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。重要的汽車熱管理產(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。年法雷奧整年營收為218億美元,熱管理業(yè)務(wù)營收占比到達24%。韓國翰昂是全球?qū)W⒂谄嚐峁芾硐到y(tǒng)的廠商。重要的汽車熱管理產(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。年企業(yè)總體營收規(guī)模為61億美元。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??照{(diào)、日本國產(chǎn)電機,并購德國O-Flexx熱管理企業(yè),使其熱管理業(yè)務(wù)發(fā)展較快。重要的汽車熱管理產(chǎn)品有空調(diào)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓縮機、電池調(diào)整技術(shù)等。年馬勒總體營收規(guī)模為148億美元,其中熱管理有關(guān)業(yè)務(wù)占比為37%。國內(nèi)的新能源車熱管理廠商相對國外老式廠商具本土配套及成本優(yōu)勢,有望迅速搶占新能源車熱管理市場,老式熱管理供應(yīng)商的系統(tǒng)優(yōu)勢不再明顯,零部件級別諸多新生領(lǐng)域不在老式汽車行業(yè),給了國內(nèi)熱管理供應(yīng)商和老式國際老牌供應(yīng)商站在同一起跑線的機會。雖說老式國際老牌供應(yīng)商擁有數(shù)年的熱管理行業(yè)積累,國內(nèi)廠商在技術(shù)上略遜一籌,近些年也體現(xiàn)為追趕的態(tài)勢,伴隨電動化浪潮持續(xù)推進,國內(nèi)廠商在具有對應(yīng)優(yōu)勢下有望由零部件深入向系統(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,詳細的表目前:(1)國內(nèi)廠商有較大的發(fā)展空間,伴隨全球新能源汽車浪潮逐漸加速,補助催化及有關(guān)政策推進,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、原材料及運送等方面的差異,國內(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)鏈更輕易,國內(nèi)汽零企業(yè)與本土整車廠一般已構(gòu)建好良好的合作關(guān)系,對于獲得對應(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。伴隨這波汽車電氣化的浪潮,依托我國對于新能源汽車的政策紅利、財政補助以及整個產(chǎn)業(yè)聯(lián)動,運用本土優(yōu)勢及老式業(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積極權(quán),從而領(lǐng)導(dǎo)市場。國內(nèi)主流熱管理廠商在新能源領(lǐng)域加速推進,年以來不停拿到新能源熱管理訂單,下游客戶不僅僅包括國內(nèi)自主品牌廠商,同步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)廠商有望充足享有國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展紅利,深入縮短與國際廠商的差距。3、低溫?zé)峁芾砬熬皬V闊,熱泵為高效處理方案3.1低溫電化學(xué)反應(yīng)不活躍,高效熱管理為現(xiàn)行最優(yōu)處理方案低溫下電化學(xué)反應(yīng)不活躍是電池冬季續(xù)航減少的重要原因。鋰離子電池是一種典型的“搖椅電池”,其充電時鋰離子從正極脫嵌穿越隔閡進入負極,使得負極呈富鋰狀態(tài),正極呈貧鋰狀態(tài),同步碳負極通過外電路獲得賠償電荷,放電時則相反。環(huán)境溫度過低時,電解液黏度增大甚至部分凝固,使得鋰離子脫嵌運動受阻,電導(dǎo)率減少,最終引起了容量減少。低溫下使用鋰電池易導(dǎo)致不可逆的容量損傷和潛在危險。鋰離子的溶解性在低溫時會明顯減少,易析出沉積形成鋰晶枝,生長到一定程度時有也許會刺穿隔閡導(dǎo)致電池短路,形成潛在安全風(fēng)險。且此時電池負極動力學(xué)條件較差,固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)厚度會增長,將不可逆地持續(xù)阻礙離子流動,導(dǎo)致有效容量衰減。各類正極材料的抗低溫能力均不相似,NCM811電池相對抗凍。研究發(fā)目前-20℃下電池的容量保持率均有下降,總體上NCM與NCA材料抗低溫性能相似,NCM811比NCA稍高,但兩者均明顯優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。目前國內(nèi)的電池向NCM811發(fā)展的趨勢有助于減緩冬季低電量的現(xiàn)象,但仍需要低溫?zé)峁芾韥碜岆姵毓ぷ髟谧罴逊秶D偷蜏仉姵氐难邪l(fā)是處理冬季續(xù)航下降較為主線的措施,重要方向有改性電解液與全天候電池,但目前仍在試驗階段。采用混合鋰鹽、溶劑與添加劑獲得綜合性能較強的低溫電解液是獲得低溫鋰電池的重要手段。電解液是電池抗低溫能力最重要的原因之一,目前研究表明將不一樣的鋰鹽、溶劑與添加劑這三種組分按特定比例混合可以到達綜合最優(yōu)的效果。例如在溶劑方面,老式溶劑EC介電常數(shù)高、成膜性好,但因其熔點高、黏度大,而低熔點(-48℃)的PC溶劑可有效地防止電解液體系在低溫下發(fā)生凝固,調(diào)整兩者配比可減少體系粘度,獲得綜合兩者長處的抗低溫溶劑。高效熱管理是目前最可行的冬季續(xù)航管理方案。若僅從最大續(xù)航角度考慮,電池加熱系統(tǒng)為保持電池在特定溫度下的自身能耗存在最優(yōu)解,但從電池安全角度,在0℃如下均需要采用電池加熱系統(tǒng)以盡量延長電池壽命。此外采用電池加熱勢必需要在電池組中填入保溫材料,但這與高溫?zé)峁芾淼男枨蟊车蓝Y,因此熱管理系統(tǒng)的設(shè)計需要綜合考慮各類原因。3.2熱泵空調(diào)系統(tǒng)逐漸普及,未來深度替代市場廣闊對于老式車來說,其制熱過程是運用發(fā)動機余熱進行空調(diào)制熱。重要管理系統(tǒng)有發(fā)動機冷卻回路,目的是使得發(fā)動機處在合適的工作溫度,保證各零部件可以正常運轉(zhuǎn)。區(qū)別于冷卻液與否流經(jīng)散熱器,分為大、小循環(huán)。汽車冷啟動時,冷卻液進行小循環(huán)迅速提高發(fā)動機溫度;當(dāng)在高速運行過程中,發(fā)動機發(fā)熱大,冷卻液溫度急劇升高,到達一定度時,節(jié)溫器打開,冷卻液流經(jīng)散熱器,將熱量散失到空氣中,保證發(fā)動機處在正常的溫度。有一種獨立分支為駕駛艙和熱暖風(fēng)回路,冷風(fēng)通過暖風(fēng)熱互換器和冷卻液進行熱量較緩,最終帶有熱量的空氣進入駕駛艙,從而到達了加熱的目的。而對于新能源汽車,發(fā)動機熱源消失,必須依托電力進行加熱。目前重要有PTC加熱器、熱泵系統(tǒng)。PTC能耗較大,對電動車續(xù)航影響較大。PTC即正溫度系數(shù)熱敏電阻,其電阻與溫度成正有關(guān),當(dāng)溫度升高時,PTC電阻值隨之上升,通電發(fā)熱量將會隨之減少,反之相反。其以低成本、構(gòu)造簡樸、工作穩(wěn)定等特點打入新能源汽車行業(yè),相比于電熱絲加熱能量轉(zhuǎn)換效率從70%上升至98%,但因PTC是將電能轉(zhuǎn)化成熱能,能量消耗較大。以現(xiàn)階段蔚來ES8為例,其在制熱環(huán)節(jié)采用了前排功率5.5kw、后排溫度3.7kw兩大加熱器,僅在暖風(fēng)空調(diào)啟動的狀況下每小時消耗近50公里續(xù)航。以續(xù)航300km平均帶電量35kw為例,以平均30km/h的車速行駛和配套一種2kw的PTC加熱器,在排除其他損耗的狀況下,續(xù)航里程最終縮短到191km,減少36%。熱泵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,類似可以將低處的水泵到高處的“水泵”。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,變化熱量轉(zhuǎn)移方向,從而到達夏天制冷冬天制熱的效果。這樣相對寶貴的電能在制熱的過程中可以僅作為熱量的“搬運工”,而不是自身轉(zhuǎn)換成低品位的熱能。其工作原理如下圖所示,1.蒸發(fā)器從環(huán)境中吸取熱量進入熱泵系統(tǒng),1.蒸發(fā)器從環(huán)境中吸取熱量進入熱泵系統(tǒng),2.低壓工質(zhì)被壓縮升溫,3.高溫高壓工質(zhì)在冷凝器中與艙內(nèi)空氣換熱,4.加熱后的空氣被送入車廂內(nèi),5.高壓工質(zhì)經(jīng)膨脹閥成為低溫低壓氣體完畢循環(huán)。熱泵空調(diào)熱效率體現(xiàn)突出。一般可以用所轉(zhuǎn)換熱量與輸入能量之間的比值COP(能效比)來衡量空調(diào)器性能的好壞,COP越高闡明空調(diào)的轉(zhuǎn)化效率越高、越節(jié)能。PTC制熱的COP僅為1,而熱泵制熱時的最低理論COP也高于1,在實際中一般可以到達2-4,即相似能耗下產(chǎn)生的熱量是PTC的2-4倍。以續(xù)航300km平均帶電量35kw的電動車為例,以平均30km/h的都市車速行駛,對三種經(jīng)典配置下里程變化進行測算。使用熱泵系統(tǒng)可以較PTC增長續(xù)航,從僅使用PTC的續(xù)航里程192km到233km。但同步考慮到僅使用熱泵系統(tǒng)的局限性,往往配合著PTC一起使用,也能是續(xù)航到達210km??梢娫趧恿﹄姵貨]有突破性進展下要保證低能耗制熱,熱泵是現(xiàn)階段為數(shù)不多的技術(shù)。四大關(guān)鍵零部件:電動壓縮機、電子膨脹閥、四通換向閥、換熱器。熱泵空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)造相對復(fù)雜,關(guān)鍵零部件有四通換向閥、電動壓縮機、電子膨脹閥、換熱器、氣液分離器、電子閥等,其他零部件則與老式汽車空調(diào)差異不大。電動壓縮機是電動機與壓縮機的一體化產(chǎn)品,兩者共用同一主軸,由于電動渦旋壓縮機具有構(gòu)造緊湊、可靠性高、排液持續(xù)等特點是電動汽車壓縮機的最佳選擇。電動壓縮機價值在元左右,占熱泵空調(diào)價值40%以上,因此競爭相對劇烈,國內(nèi)電動壓縮機以奧特佳為首。四通換向閥是熱泵空調(diào)運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,由電磁先導(dǎo)閥和四通主閥通過導(dǎo)向毛細管連接構(gòu)成,控制冷卻液的流向從而轉(zhuǎn)換制冷制熱模式,構(gòu)造復(fù)雜輕易損壞。目前三花智控是國內(nèi)外一流的閥體供應(yīng)商,市場份額國內(nèi)35%、國外20%。電子膨脹閥在溫度調(diào)整范圍、控制精度、過熱度控制以及反應(yīng)速度上對比老式的熱力膨脹閥均有明顯優(yōu)勢,尤其適合作為熱泵空調(diào)的重要節(jié)流零件。同四通閥,電子膨脹閥以三花智控為首,不二工機、TGK、Egelhof等國外競爭對手也有較強實力。換熱器需要冷熱兩用,既是冷凝器又是蒸發(fā)器,一般采用微通道平行流換熱器。換熱器制造門檻較低,但在熱泵系統(tǒng)中可以決定使用溫度下限,國內(nèi)銀輪股份是熱互換器的龍頭。國家廠商在熱泵控制和標定領(lǐng)域具有優(yōu)勢。熱泵系統(tǒng)面臨的工況更為復(fù)雜,因此在系統(tǒng)的控制與標定方面有很大的難度。電裝、三電等國際廠商在產(chǎn)業(yè)鏈的定位為系統(tǒng)集成商,負責(zé)整個系統(tǒng)的標定。目前電裝在控制方面做的最為完善。國內(nèi)廠商在熱泵系統(tǒng)關(guān)鍵零部件領(lǐng)域具有一定話語權(quán)。對于國內(nèi)廠商,三花智控已經(jīng)具有其關(guān)鍵零部件的供應(yīng)能力,在零部件供應(yīng)上已做到除壓縮機外的全覆蓋,公司在車載熱泵空調(diào)上已處在國內(nèi)領(lǐng)軍位置,后續(xù)行業(yè)爆發(fā)將會帶來一大利潤來源。銀輪股份已與江鈴E400、吉利新能源(SMART)等整車
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