《汽車熱管理行業深度:前沿技術、發展趨勢、市場空間、競爭格局及相關公司深度梳理-230701(28
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1、 1/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 汽車熱管理行業汽車熱管理行業深度:深度:前沿技術、發展趨勢、前沿技術、發展趨勢、市場空間、競爭格局市場空間、競爭格局及及相關相關公司深度梳理公司深度梳理 寒來暑往,秋收冬藏。面對變化多端的氣候條件,如寒冬的冰霜雨雪或酷暑的驕陽烈日,熱管理系統承擔起了保障汽車高效運行、系統安全和駕乘人員舒適性的多重任務。通常我們將汽車熱管理分為傳統汽車熱管理及新能源汽車熱管理,2022 年中國新能源乘用車滲透率已達到 27.6%,電動化推動熱管理市場規模持續增長,且新能源熱管理的技術和市場發展均處于
2、前期階段,格局尚未固化,由此可見國內優質熱管理企業的發展潛力和國產替代空間巨大。下面我們從汽車熱管理相關概念出發,了解汽車熱管理的必要性、技術路線、競爭格局、產業鏈及相關公司、市場空間、電動化帶給熱管理系統單車價值量提升等方面的問題,以期讀者能夠見微知著。目錄目錄 一、汽車熱管理概念及組成.1 二、汽車熱管理必要性.2 三、汽車熱管理前沿技術及升級變化.3 四、汽車熱管理回路.14 五、電動化帶動熱管理系統單車價值量提升.15 六、國內汽車熱管理市場規模預測.18 七、汽車熱管理產業鏈、競爭格局及細分賽道.20 八、相關公司.23 九、參考文獻.28 一、一、汽車熱管理概念及組成汽車熱管理概念
3、及組成 1.定義定義 汽車熱管理是指從系統集成和整車角度出發,統籌整車熱量與環境的熱量,采用綜合手段控制和優化熱量傳遞,保持各部件工作在最佳溫度范圍,改善汽車各方面性能。2.主要作用主要作用 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。2/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.汽車熱管理系統組成汽車熱管理系統組成 傳統汽車熱管理主要有發動機、變速箱的冷卻以及空調系統熱管理,新能源汽車熱管理有電機電控系統熱管理、電池系統熱管理及乘員艙空調熱管理。汽車熱管理系統主要零部件包括各類泵(機械水泵、電子水泵
4、、電子油泵等)、閥(熱力膨脹閥、電子膨脹閥、電磁閥、多通水閥等)、工質容器、熱交換器(前端模塊、空調箱、電池冷卻器、電池水冷板)、壓縮機(機械/電動)以及管路系統等,并按需應用于發動機、變速箱、電池、電機電控和空調系統等部位。二、汽車熱管理必要性二、汽車熱管理必要性 1.燃油車燃油車(1)高溫環境下增加發動機、變速箱報廢風險高溫環境下增加發動機、變速箱報廢風險 過高溫度會導致活塞拉缸、缸蓋缸體變形,甚至整個發動機報廢。此外,進入氣缸的混合氣溫度變高也容易產生爆燃。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。(2)低溫環境下阻力加大,增加油耗低溫環境下阻力加大,增加油耗
5、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??朔蜏厮斐傻倪\轉和行車阻力增加燃油消耗量。BXeXvZqUNAmWlYnRsP9PdNaQtRmMoMnOlOrRrOeRmMnO6MoOmMvPrQnNuOnRqQ 3/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.純電車純電車(1)高溫環境下易電池熱失控現象高溫環境下易電池熱失控現象 出現電池熱失控現象,電池包出現漏液和冒煙,嚴重時會導致起火和爆炸。長期高溫會導致電池容量快速衰減,降低其使用壽命。(2)低溫環境下放電性能變差低溫環境下放電性能變差 目前大規模使用的鋰離子電池,
6、在-30到 45氣溫范圍內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航里程。三、三、汽車熱管理前沿技術汽車熱管理前沿技術及升級變化及升級變化 1.油車到電車熱管理系統的變化油車到電車熱管理系統的變化 油車到電車,由于動力總成發生變化,使得整車熱管理在功能架構和技術方案上均產生一定變化。(1)功能架構變化功能架構變化 發動機、變速箱取消,新增電池、電機和電控。電池同時需要制熱和制冷,電機電控需要制冷;此外,純電動汽車由于智能座艙和智能駕駛功能的提升,芯片算力大幅提升,部分車型新增了對芯片散熱的需求。(2)主要技術方案變化主要技術方案變化 4/28 2023 年年 7 月月
7、1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 乘員艙(空調系統):電車沿用了傳統的“壓縮機-冷凝器-膨脹閥-蒸發器”的制冷循環,區別僅是油車的壓縮機由發動機帶動,電車采用的是電動壓縮機,由動力電池供能驅動。乘員艙的制熱功能油車和電車區別較大,油車采用發動機運轉的余熱來給乘員艙加熱,而電車由于取消了發動機,需要額外新增制熱功能,通常采用的有 PTC 加熱方案和熱泵方案。動力電池:動力電池的冷卻方案有風冷、液冷和直冷;低溫加熱方案有電加熱膜、PTC 加熱(水暖 PTC)和熱泵加熱等技術方案。2.汽車熱管理制冷系統汽車熱管理制冷系統(1)液冷液冷是動力電池的主要冷卻方式是動力電池的主要冷卻方式 液
8、冷是動力電池冷卻的主流技術。動力電池的續航和工作環境溫度有較大關聯,因此動力電池的溫度控制是三電系統熱管理的核心,根據管理方式分類,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,冷媒直冷技術難度較高,因此電池冷卻的技術路線仍以液冷為主。5/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告(2)冷媒直冷有望成為電池冷卻新方案冷媒直冷有望成為電池冷卻新方案 冷媒直冷技術原理與空調制冷原理類似。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
9、閥碰撞,將低溫低壓的兩相流進入蒸發器,蒸發器通過車艙空調蒸發器或是電池包內的冷板,制冷劑吸收熱然后不斷蒸發,最后變成氣體通過膨脹閥回到壓縮機完成整個循環。冷媒直冷技術換熱性能強、結構簡單。1)換熱性能強。相較于液冷系統利用冷媒與冷卻液換熱,再通過冷卻液冷卻電池,直冷系統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沸騰化熱,換熱能力顯著增強。2)結構簡化。原有的液冷系統借助 Chiller 來完成,然后再通過水泵水管到水冷板上,直冷技術可以直接將電池回路的冷卻液系統徹底消除,在額外的空調回路中用制冷劑直接冷卻電池,節省大量零部件以及成本。(3)冷媒直冷直熱優秀案例:比亞迪海豚熱管理系
10、統冷媒直冷直熱優秀案例:比亞迪海豚熱管理系統 比亞迪海豚熱管理系統:對熱泵系統進行集成,用冷媒直冷直熱替代傳統冷卻液。1)寬溫域熱泵技術寬溫域熱泵技術 運用閥島結構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,實現更寬的空調工作溫域(-3060)以及更長續航里程。2)冷媒直冷直熱冷媒直冷直熱 刀片電池上面采用了直冷直熱技術以冷媒取代了傳統的冷卻液,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屬于全球首創。6/28
11、2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.汽車熱管理制熱系統汽車熱管理制熱系統(1)熱泵空調逐步替代熱泵空調逐步替代 PTC 空調空調 發動機熱源消失,新能源車新增 PTC 加熱器。由于發動機熱源消失,汽車需額外的熱源補充,才能維持空調系統高效運轉。成本低、結構簡單、工作穩定的 PTC 加熱方案就成為了新能源汽車行業普遍采用的制熱方案。根據其工作方式不同,PTC 加熱器可分為風暖式和水暖式。PTC 電加熱嚴重降低續航里程。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
12、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駛里程。熱泵空調制冷過程和傳統空調一致,制熱過程依靠系統的反向循環,將外界空氣的熱能強制轉移到乘客艙的空調系統,整個熱泵系統充當環境熱量的“搬運工”,制熱過程(逆卡諾循環)主要分四大循環過程:冷媒從大氣環境中吸收熱量吸收熱量汽化后的冷媒被壓縮,溫度進一步升高高溫高壓冷媒通過熱傳遞加熱艙內空氣或冷卻液被加熱的熱空氣吹入駕駛艙。能效系數更高的熱泵空調是未來空調系統的發展趨勢。熱泵通過制冷劑的氣液轉換,將空氣中的熱量轉化為自身的內能,COP 值(能效系數)比 PTC 加熱高出 2-3 倍,可以有效延長 20%以上的續航里程,即使在極低溫度下
13、,仍可保證 COP 大于等于 1,而 PTC 能效系數永遠小于 1。7/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 據我們計算,2022 年熱泵車型滲透率已經達到 38%,預計后續隨著比亞迪、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新能源車型,熱泵滲透率有望持續提升。(2)技術賦能,二氧化碳熱泵大有可為技術賦能,二氧化碳熱泵大有可為 1)熱泵空調類型)熱泵空調類型 熱泵空調取代 PTC,已成為新能源汽車標配。熱泵空調系統按照制冷劑不同可分為 R134a、R1234yf 和R744(CO2 二氧化碳)等幾種類型:R134a 型熱泵是目前
14、最常見的熱泵,目前各種電動汽車的零部件設計、生產售后及維護大多依據 R134a制冷劑物理性能設計。由于溫室效應潛能值(GWP)高達 1430,不環保,因此歐盟、美國分別決定自2017 年、2020 年起不再允許采用該制冷劑的車輛銷售,歐盟規定未來使用的制冷劑 GWP 必須小于150。R134a 制冷劑必將退出歷史舞臺。R1234yf 是新型冷媒,GWP 為 1,較為環保,但存在專利壁壘,且冬季性能較差。R1234yf 與 R134a 有很多相似的參數,可直接將 R1234yf 灌注到原空調系統中工作,減少了研發制造成本。然而 R1234yf 被杜邦和霍尼韋爾公司專利壟斷,短期內普及存在困難。并
15、且 R1234yf 冬季性能較差,在-5 度以下,R1234yf 制熱效果有限。因此 R1234yf 不是最佳技術路線。R744(二氧化碳)是最好的替代品之一。R744 的 GWP 為 1、安全等級為 A1,環保且安全。R744 制熱性能好,即使在-20下運行,COP 也能達到 2,明顯高于 R134a。但是由于 R744 沸點較低,制冷系統在工作時需要高壓力,增加了新的研發制造成本??紤]到環保趨嚴以及熱效率的差距,CO2 熱泵路線有望成為主流。8/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2)CO2熱泵價值量較普通熱泵大幅提升熱泵價值量較普通熱泵大幅提升
16、 CO2 熱泵需要整個系統有較強的抗高壓和高溫性能,因此對零部件抗壓要求高。二氧化碳熱泵系統高壓出口的極限壓力為 18MPa,溫度為 180;而傳統制冷劑 R134a 制冷系統的高壓出口壓力僅為 1MPa,溫度為 80。因此 CO2 熱泵對壓縮機、管路和閥類等的抗高壓、高溫能力要求嚴格,同時需要壓力傳感器監測系統壓力。此外,CO2 易與管路材料等發生反應,技術難度加大。因此 CO2 冷媒對制冷空調系統的設計和制造提出了較高要求。3)含含CO2熱泵的熱管理系統單車價值量接近萬元熱泵的熱管理系統單車價值量接近萬元 傳統燃油車空調系統單車價值量約為 2250 元,配備 R134a 熱泵的熱管理系統單
17、車價值量約為 6860 元,而配備 CO2 熱泵的單車價值量約為 9600 元,比 R134a 空調增加約 2700 元。價值量的增加主要體現在電動壓縮機、空調管路、傳感器和閥類等產品。隨著熱泵系統的推廣以及技術改進,預計未來熱泵系統價格將大幅降低。4)國內廠商紛紛布局國內廠商紛紛布局CO2熱泵市場熱泵市場 三花智控已經在歐洲部分車型上實現 CO2 熱泵配套,包括 CO2 電子膨脹閥、CO2 截止閥/單向閥/調節閥、四通閥、氣液分離器等??藖頇C電致力于研究二氧化碳高壓管路系統(冷媒導管),目前已通過大眾MEB 的實驗認證,并進入預批量生產供貨階段。(3)新能源熱管理系統集成化趨勢明顯新能源熱管
18、理系統集成化趨勢明顯 隨著汽車向電動化和智能化方向發展,整車能量管理內容增多,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進行能量統籌管理將成為電動汽車未來的發展趨勢。傳統分散式熱管理系統特點:電池、電機電控和空調系統回路彼此獨立,各自有一套完整的溫控系統和管路系統;存在著某一系統用電加熱系統制熱的同時另一部件或系統在對外散熱的過程,能量利用不充分;系統集成度較低,管路復雜、零部件數量多,成本較高。集成式熱管理系統特點:利用多通道閥門或管路,將電池、電機電控和空調系統中某些或全部回路連通,形成一個大循環回路;熱管理控制器根據各部件的溫控需求,控制壓縮機、加熱器、閥體等部件的開啟或關閉,
19、改變循環回路,統籌熱量管理,減少能量的浪費;系統集成度高,控制邏輯復雜,難度較大。9/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 1)集成化趨勢:特斯拉熱管理系統發展歷程集成化趨勢:特斯拉熱管理系統發展歷程 特斯拉熱管理系統:首次應用于 Roadster,第四代熱管理系統領跑行業。特斯拉熱管理系統始于Roadster,歷時十余年已形成第四代技術方案,應用于 ModelY,成為熱管理行業的領軍者。特斯拉熱管理系統特斯拉熱管理系統 1.0:首次應用于 Roadster,各回路耦合度較小。特斯拉第 1 代熱管理系統應用于Tesla Roadster 車型,包含電機
20、回路、電池回路、空調暖通(Heating Ventilation and Air Conditioning,HVAC)回路和空調回路,各回路功能相對獨立,不同回路之間的耦合度相對較小。10/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 特斯拉熱管理系統特斯拉熱管理系統 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 代熱管理系統應用于 ModelS/X 車型,相對于第 1 代熱管理系統,集成度更高,首次引入四通閥控制結構,可實現電機回路與電池回路的串并聯模式。11/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告
21、 特斯拉熱管理系統特斯拉熱管理系統 3.0:自主研發 Super bottle,集成度提升。特斯拉第 3 代熱管理系統應用于 Model3車型,相對于第 2 代熱管理拓撲結構,在風暖 PTC、驅動電機和儲液罐結構設計上均有較大的技術創新,同時結構設計上更凸顯集成化。12/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 特斯拉熱管理系統特斯拉熱管理系統 4.0:首次引入熱泵空調,八通閥高效連接三大回路。ModelY 所搭載的整車熱管理系統首次引入了熱泵空調系統,取消了乘員艙的高壓 PTC,乘員艙新增了兩個低壓 PTC,配合壓縮機和鼓風機的低能效制熱模式,可以為系統
22、補償熱量,保證熱泵系統在低溫時的工作性能。ModelY 新一代熱管理系統的集成度大幅提升。能量上,這一代熱管理系統構建了更加復雜的熱量轉移路線,綜合管理整車中各系統的熱量釋放和需求,協調平衡整車的熱量,滿足各個系統的溫度要求。結構上,整個系統的集成度大幅提升,采用了集成歧管模塊和集成的閥門模塊,通過水路側的八通閥和冷媒側的電磁閥來實現冷媒和冷卻液在不同的回路中換熱,實現整車熱管理的各項功能。ModelY 熱管理系統雖然功能復雜但集成度高,因此在前機艙中只占據很小的體積。ModelY 熱管理系統主要的硬件組成:5 個換熱器(乘員艙蒸發器、乘員艙冷凝器、電池冷卻器、液冷冷凝器、室外換熱器)、1 個
23、壓縮機、2 個電磁閥、6 個電子膨脹閥、1 個氣液分離器、2 個電子水泵、1個八通閥、1 個水壺。2)熱管理系統集成度持續提升熱管理系統集成度持續提升華為華為TMS 1 體化設計:華為 TMS 采用了一體化的設計,綜合考慮乘員艙、動力電池和電機電控的制冷和制熱需求,達到整車能效最優+體驗最優+性能最優。2 個高度集成:(1)部件方面,華為 TMS 將壓縮機、儲液罐、電子水閥、電子膨脹閥等 12 個主要零部件集成為一體,并且用基板代替了傳統的管路通道,使管路數降低了 40%,部件數量降低了 10%,轉配工作量降低 60%。(2)控制方面,TMS 將傳統熱管理系統各部件的 ECU 集成為了一個 E
24、DU,有效地降低了系統故障率,大幅提升了系統的可靠性并降低了系統成本。3 大提升:(1)將熱泵系統最低溫度從-10改進至-18;(2)開創智能化自標定方法,提高標定效率,將標定周期從 120 天縮短至 45 天;(3)用戶體驗提升,千人千面,智能控溫。13/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3)熱管理系統集成度持續提升熱管理系統集成度持續提升比亞迪比亞迪E3.0 比亞迪在 E3.0 平臺上采用了熱管理集成模塊:以熱泵電動空調壓縮機為基礎,一體化熱管理控制模組為核心,為不同零部件(駕駛艙、動力電池、電驅動)分配整車產生的“冷量”和“熱量”。兩個亮點:
25、(1)采用了與特斯拉相類似的集成模塊設計,運用閥島的方案把冷媒側回路和組件進行了集成;(2)電池包中使用了直冷直熱的方案,直接用冷媒代替了水路。14/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 四、汽車熱管理回路四、汽車熱管理回路 1.燃油車:發動機燃油車:發動機/變速箱冷卻變速箱冷卻+乘員艙空調系統乘員艙空調系統+進氣熱管理進氣熱管理 發動機/變速箱冷卻:發動機冷卻需要水路循環,溫度較低時節溫器關閉,冷卻液走小循環;溫度較高時節溫器開啟,冷卻液走大循環,通過散熱器與風扇給冷卻液降溫,使發動機保持在最佳工作溫度;變速箱冷卻依靠油冷??照{系統:制熱主要是依靠發
26、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。進氣熱管理:中冷器可以降低進入發動機的空氣溫度,EGR 是將部分廢氣降溫后送入發動機再次燃燒。兩者共同作用提高發動機進氣量和燃燒效率。2.純電車:三電系統熱管理純電車:三電系統熱管理+乘員艙空調系統乘員艙空調系統 三電系統熱管理:動力電池高效工作溫度區間窄,制熱時通過 PTC 進行加熱,制冷時 PTC 關閉,通過Chiller 熱交換器與空調系統并聯,使冷卻液降溫,流經電池水冷板,帶走動力電池熱量;電機電控等功率器件串聯
27、,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??照{系統:制冷原理與傳統燃油車相同;由于沒有發動機,制熱需要新增制熱系統,主要有 PTC 制熱與熱泵空調兩種模式。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,熱泵空調更加節能,可以增加電動車續航里程。15/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.插電混動車:發動機冷卻插電混動車:發動機冷卻+三電系統熱管理三電系統熱管理+乘員艙空調系
28、統乘員艙空調系統 插電混動車熱管理系統是燃油車與純電車系統的綜合。發動機/變速箱冷卻:發動機/變速箱冷卻機理與燃油車類似,主要依靠液冷與油冷。三電系統熱管理:三電系統熱管理機理與純電車類似??照{系統:制暖既可以依靠發動機余熱,也可以通過熱泵空調制熱;制冷機理與燃油車類似。五五、電動化帶動熱管理系統單車價值量提升電動化帶動熱管理系統單車價值量提升 1.傳統燃油車傳統燃油車價值量價值量 傳統燃油車熱管理系統主要分為空調系統和發動機系統熱管理系統兩部分,整體熱管理系統價值量大約2800 元。16/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.純電車熱管理系統純電
29、車熱管理系統價值量價值量 純電車熱管理系統舍去發動機冷卻系統,主要分為空調系統和三電系統熱管理系統兩部分,整體熱管理系統價值量大約 7050 元。17/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.插電混合動力車插電混合動力車熱管理系統價值量熱管理系統價值量 純電車熱管理系統主要分為空調系統、發動機冷卻系統和三電系統熱管理系統三部分,整體熱管理系統價值量大約 7650 元。4.新能源汽車熱管理系統單車價值量大幅提升新能源汽車熱管理系統單車價值量大幅提升 純電動汽車整車熱管理系統由于新增部件以及組件升級等因素推動熱管理系統單車價值量大幅提升。一方面,純電動汽
30、車相較于傳統燃油車新增了如電池冷卻器、電池水冷板、水暖 PTC/熱泵系統等核心組件,另一方面原有的核心組件如壓縮機、蒸發器等由于升級帶來價值量的增加。18/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 整體來看,純電動汽車的整車熱管理系統單車價值量高達 7000 元左右,相比于傳統燃油車提升 2 倍以上。六六、國內汽車熱管理市場規模預測國內汽車熱管理市場規模預測 1.2025 年國內新能源車熱管理市場規模有望達到年國內新能源車熱管理市場規模有望達到 929 億元,億元,CAGR 約約23%。假設 1:22 年純電乘用車熱泵和非熱泵熱管理系統平均單車價值量分別為
31、 7800 元和 7500 元,插混乘用車熱泵和非熱泵熱管理系統平均單車價值量分別為 8350 和 7950 元,未來受原材料價格回落、熱泵技術成熟、熱管理系統集成度上升等因素影響,熱管理系統價值量呈逐步下降趨勢。假設 2:我們預測 2025 年國內新能源車銷量有望達到 1243 萬輛,電動化率達到 50%。19/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.燃油熱管理市場規模緩慢下滑燃油熱管理市場規模緩慢下滑 3.新能源熱管理市場規模有望快速增長新能源熱管理市場規模有望快速增長 20/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告
32、研究報告 受益于電動化進程加速,新能源熱管理市場規模有望快速增長,根據我們測算,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%。七七、汽車熱管理、汽車熱管理產業鏈、產業鏈、競爭格局及細分賽道競爭格局及細分賽道 1.新能源新能源汽車熱管理產業鏈汽車熱管理產業鏈 新能源熱管理系統產業鏈中產品更復雜:由于其熱管理系統的覆蓋范圍、實現方式相較傳統燃油汽車發生了較大改變,其對于零部件節能性、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
33、閥等零部件,中游熱管理系統中的熱泵空調系統、電池冷卻系統使得系統復雜程度進一步上升。新能源汽車產業鏈中游主要包括空調熱管理系統、電機電控冷卻系統以及電池熱管理系統等模塊或者總成,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。21/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.汽車熱管理行業的參與者汽車熱管理行業的參與者 汽車熱管理行業的參與者可以分為兩類:(1)國際國際 國際零部件巨頭如電裝、法雷奧、馬勒電裝、法雷奧、馬勒和翰昂翰昂等。國際巨頭的行業進入時間早,先發優勢明顯,技術成熟領先,產品線豐富齊全,且均具有系統化集成能力
34、,占據當前汽車熱管理行業較高的市場份額。(2)國內)國內 國內熱管理系統中的零部件供應商業務升級。這些企業原本深耕某一細分賽道,在單一產品市場具有領先優勢,隨著當前下游的電動化持續推動和升級,抓住行業機會實現業務升級,逐步擴展業務,提升系統化集成產品的能力。主要包括三花智控、拓普集團、銀輪股份三花智控、拓普集團、銀輪股份和飛龍股份飛龍股份等。3.目前四家國際巨頭仍占據汽車熱管理市場主要份額,國內企業正快速追目前四家國際巨頭仍占據汽車熱管理市場主要份額,國內企業正快速追趕趕 從數據來看,電裝、翰昂、馬勒電裝、翰昂、馬勒和法雷奧法雷奧四家企業憑借著先發優勢占據了全球 60%以上的市場份額,其中電裝
35、以接近 30%的市占率為全球汽車熱管理行業的龍頭。國內企業如三花、拓普、銀輪、飛龍三花、拓普、銀輪、飛龍等正快速發展,市場份額也在持續提升。22/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4.新能源汽車熱管理主要細分賽道新能源汽車熱管理主要細分賽道 我們梳理了新能源汽車熱管理相關的主要六大賽道,分別為閥類(電磁閥、電子膨脹閥、四通閥等)、泵類(電子水泵、電子油泵)、電動壓縮機、換熱器(空調箱、前端模塊、電池冷卻器、電池水冷板、芯片冷卻)、管路以及冷媒冷卻液集成模塊。23/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 八八、
36、相關公司、相關公司 1.新能源汽車熱管理行業各公司業務布局新能源汽車熱管理行業各公司業務布局 2.國際國際(1)電裝電裝:豐田集團核心零部件企業豐田集團核心零部件企業 電裝是豐田集團的零部件核心企業。電裝業務包括車載和非車載兩大部分,其中車載業務包括五個領域,分別為:電氣化系統、動力總成系統、熱管理系統、汽車電子和先進設備。汽車熱管理業務主要產品:公司熱管理產品布局全面,從泵(電動水泵)、閥(電子膨脹閥、電磁閥、多通閥)、(電動)壓縮機、換熱器(蒸發器、冷凝器、水冷冷凝器、電池冷卻器等)等零部件到整個熱泵空調系統集成均有布局??蛻艚Y構:電裝第一大客戶為豐田,2022 財年豐田收入占比 51%,
37、其他客戶包括本田(7%)、Stellantis(4%)、福特(2%)、通用(2%)、斯巴魯(2%)、鈴木(2%)等。營收和凈利潤:2022 財年電裝實現營收 451.49 億美元,同比基本持平;實現歸母凈利潤 21.60 億美元,同比增長 90.64%。(收入按 Wind 歷史匯率換算)收入結構:2022 財年公司熱管理業務收入 104.94 億美元,在總收入中占比 23.20%,為公司第二大業務。24/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 (2)翰昂翰昂:韓國汽車熱管理解決方案供應商韓國汽車熱管理解決方案供應商 翰昂是全球知名的汽車熱管理解決方案提供
38、商。翰昂是韓國最大的車用空調系統企業,1986 年由福特和韓國萬都合資成立;后成為偉世通的子公司;2015 年偉世通轉讓全部股份后正式改名為翰昂。汽車熱管理業務主要產品:翰昂在熱管理領域同樣布局全面,包括泵(電子水泵)、閥(電子膨脹閥、多通閥、電子截止閥)、管路系統、(電動)壓縮機、換熱器(前端模塊、空調箱)等單一零部件以及整套熱泵系統解決方案??蛻艚Y構:2021 年公司分客戶的營收占比為現代(47%),福特(12%),大眾(9%),通用(6%),Stellantis(4%)。營收和凈利潤:2021 年翰昂實現營業收入 61.80 億美元,同比下降 2.17%;實現歸母凈利潤 2.59 億美元
39、,同比增長 156.44%。(收入按 Wind 歷史匯率換算)(3)馬勒馬勒:通過通過多次收購完成熱管理業務布局多次收購完成熱管理業務布局 馬勒的汽車熱管理業務發展迅速。德國馬勒成立于 1920 年,目前擁有發動機系統和組件、濾清器和發動機外圍設備、熱管理、電子和機電一體化以及售后市場五個業務單元。其中,馬勒的熱管理業務部門成立于 2013 年,并于 2013 年收購整合了貝洱公司,于 2015 年收購了德爾福的熱管理部門,進一步完善了在熱管理領域的布局。汽車熱管理業務主要產品:馬勒熱管理產品主要包括泵類(電動水泵)、電動壓縮機、換熱器(空調箱、前端模塊、電池冷卻器等)以及熱管理系統集成產品。
40、25/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 營收和凈利潤:2021 年公司實現營業收入 109.33 億歐元,同比增長 11.86%;實現歸母凈利潤-1.08 億歐元,同比虧損幅度縮窄。收入結構:2021 年馬勒熱管理業務收入 38.65 億歐元,占比 35%,為公司第一大業務。(4)法雷奧法雷奧:熱管理行業領先供應商熱管理行業領先供應商 法雷奧是熱管理行業領先供應商。法雷奧是法國大型汽車零部件企業,包含四大業務領域,分別為:舒適與駕駛輔助系統、動力總成系統、熱管理系統和視覺系統。汽車熱管理業務主要產品:法雷奧熱管理業務主要包括換熱器(前端模塊、空調箱
41、、電池冷卻板等)、(電動)壓縮機和熱泵系統集成等。營收和凈利潤:2021 年法雷奧實現營業收入 172.62 億歐元,同比增長 6.83%;實現歸母凈利潤 1.75 億元,同比扭虧為盈。收入結構:2021 年,法雷奧熱管理業務實現營業收入 39.26 億歐元,同比增長 6%,占公司總營收比例為 23%,為公司第三大業務,收入規模次于視覺系統和動力總成系統業務。3.國內國內(1)三花智控:制冷零件龍頭,熱管理開啟第二成長三花智控:制冷零件龍頭,熱管理開啟第二成長 公司專注于冷熱轉換、溫度控制的環境熱管理解決方案業務。公司以熱泵技術和熱管理系統產品的研究與應用為核心,專注于冷熱轉換和溫度控制的環境
42、熱管理解決方案開發,主要業務包括制冷空調電器零部件業務和汽車零部件業務兩大板塊。三花智控熱管理產品譜系齊全,具備底層核心零部件的自制能力。三花在新能源汽車熱管理領域擁有廣泛的產品布局,主要包括泵類(電子水泵、電子油泵)、閥類(熱力膨脹閥、電子膨脹閥、電磁閥、電子水閥等)、換熱器(電池冷卻器、水冷板)以及其他部件(氣液分離器、儲液罐等)。廣泛的產品布局使得公司具備新能源汽車底層核心部件,特別高壁壘閥件的自制能力。26/28 2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 以閥、泵、換熱器為基礎,積極向組件延伸,具備集成化供貨能力。以特斯拉為代表的具備強大自研能力的車企開
43、始跳過傳統熱管理 Tier1 直接對接 Tier2 并自己主導整車熱管理系統的設計開發。三花具備核心底層部件的能力,積極與特斯拉對接并向組件總成供貨發展,從 Tier2 向 Tier1 轉變并大幅提升了公司的單車配套價值量。且三花具備垂直一體化能力,集成組件業務競爭力領先。國內外業務布局完善,屬地化服務增加客戶粘性。公司制冷業務和汽零業務均實現了全球布局。其中,汽零業務在國內的杭州、紹興、海外的墨西哥、波蘭和印度均有產能布局;此外,公司還在美國、日本、韓國、德國等地建有技術中心或銷售據點,屬地化服務當地客戶,增加與客戶的綁定關系。(2)拓普集團:后拓普集團:后起之秀,積極布局系統級產品起之秀,
44、積極布局系統級產品 拓普集團,Tier0.5 級供應商。拓普集團于 1983 年成立,總部位于中國寧波,在汽車行業中已專注篤行近 40 年。公司是一家從事汽車核心零部件研發、生產與銷售的模塊化供應商,設立伊始聚焦橡膠減振產品與隔音產品。后經逐步發展,目前公司主營業務包括汽車 NVH 減震系統、內外飾系統、輕量化車身、智能座艙部件、熱管理系統、底盤系統、空氣懸架系統、智能駕駛系統共八大業務板塊。依托汽車底盤電子技術,進入熱管理系統領域。公司依托前期研發 IBS 智能剎車系統過程中所形成的電控及精密制造的能力,橫向拓展開發出新能源汽車熱管理系統并實現第一代產品的量產。目前,公司熱管理系統產品已經迭
45、代到第二代,可以提供水側和劑側獨立的部分集成方案,也可以提供高度集成的方案,后續有望持續實現客戶突破。(3)銀輪股份:熱管理行業老將,新能源業務發力銀輪股份:熱管理行業老將,新能源業務發力 公司在新能源熱管理領域擁有全面的產品布局。通過不斷加大研發投入,公司逐步形成了“1+4+N”的新能源汽車熱管理產品布局?!?”指的是一整套新能源熱管理系統;“4”代表的是構成系統的四大主要模塊,分別為冷媒冷卻液集成模塊、前端模塊、空調箱以及車載電子冷卻系統;“N”指的是組成各大模塊的零部件,包括 Chiller、高低溫水箱、水空中冷器、油冷器、電控單元、電子水泵、冷凝器、電子風扇、管路和鑄件等。27/28
46、2023 年年 7 月月 1 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司新能源熱管理業務覆蓋優質客戶。公司新能源熱管理業務面向全球市場,下游客戶分布廣泛,進入了大量優質客戶的供應鏈體系,其中海外客戶包括國際知名電動車企業:沃爾沃、保時捷、通用汽車、沃爾沃、保時捷、通用汽車、福特福特等;優質自主包括比亞迪、吉利、長城、廣汽埃安、長安比亞迪、吉利、長城、廣汽埃安、長安等;新勢力客戶包括蔚來、理想蔚來、理想和小鵬小鵬等;Tier1 客戶則主要包括寧德時代寧德時代。(4)盾安環境:積極拓展新能源熱管理的冷配龍頭盾安環境:積極拓展新能源熱管理的冷配龍頭 公司業務聚焦三大板塊。公司主要業務包括制冷元
47、器件、商用制冷空調設備以及汽車熱管理產品。其中,制冷元器件業務產品主要包括電子膨脹閥、四通閥、截止閥、電磁閥和換熱器等;商用制冷空調設備產品主要為商用冷水機組以及核電、軌交等特種制冷空調系統機組;汽車熱管理業務主要產品包括車用熱力膨脹閥、車用電子膨脹閥和電子水泵等。盾安熱管理為新能源熱管理系統核心零部件供應商。盾安在新能源汽車熱管理方面的客戶主要包括比亞迪、吉利、蔚來、理想等主機廠以及法雷奧、空調國際、馬瑞利、三電、拓普和銀輪等 Tier1 廠商。技術方面,盾安在大口徑電子膨脹閥系列產品上目前處于領先地位??春霉驹谥鳈C廠的二供策略下持續拓展新能源汽車熱管理業務。28/28 2023 年年 7
48、 月月 1 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 九、參考文獻九、參考文獻 1.億歐智庫-2023 中國智能電動汽車行業熱管理賽道研究報告2.安信證券-熱管理行業:為設備安全運行提供保障,未來市場空間廣闊3.招商證券-盾安環境-002011-汽車熱管理乘風起航,制冷配件龍頭煥發新生4.方正證券-盾安環境-002011-2023Q1 業績延續靚麗漲勢,汽車熱管理規模業務高速擴張5.開源證券-海信家電-000921-公司首次覆蓋報告:國內中央空調龍頭,汽車熱管理開啟第二增長曲線6.開源證券-盾安環境-002011-公司信息更新報告:盈利能力穩步提升,汽車熱管理業務快速增長7.浙商證券-盾安環境
49、-002011-2022 年年報及 2023 年一季報點評報告:盈利能力提升顯著,汽車熱管理業務加速放量8.中信證券-新能源汽車熱管理行業跟蹤報告:光模塊有望加速半導體制冷(TEC)國產化9.東吳證券-汽車熱管理行業深度報告:乘新能源汽車東風,熱管理迎來新機遇10.東吳證券(香港)-汽車熱管理行業深度報告:乘新能源汽車東風,熱管理迎來新機遇11.華安證券-電力設備行業專題:汽車電動化進程提速,熱管理市場迎來高景氣12.國信證券-亞太科技-002540-2022 年報及 2023 年一季報點評:汽車熱管理和輕量化鋁材訂單高增長,盈利逐季改善13.長城證券-汽車熱管理行業專題報告:新能源熱管理藍??善?,內資零部件廠商逐步崛起免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議。