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文档简介
1、内容目录 HYPERLINK l _TOC_250019 一、总论4 HYPERLINK l _TOC_250018 二、热管理市场巨大、增长迅速、对新能源车至关重要5 HYPERLINK l _TOC_250017 系统市场增量与受益公司5 HYPERLINK l _TOC_250016 新生零部件与受益公司5 HYPERLINK l _TOC_250015 热管理的必要性6 HYPERLINK l _TOC_250014 三、热管理子系统及市场分析8 HYPERLINK l _TOC_250013 电池热管理8 HYPERLINK l _TOC_250012 空调系统11 HYPERLIN
2、K l _TOC_250011 电驱动和大功率电器元件冷却15 HYPERLINK l _TOC_250010 零部件15 HYPERLINK l _TOC_250009 四、国内供应商受益本土市场优势、渗透全球17 HYPERLINK l _TOC_250008 国内供应商占据本土优势抢占市场17 HYPERLINK l _TOC_250007 国内系统及关键零部件供应商受益19 HYPERLINK l _TOC_250006 系统方案定制化模块化趋势,供应商更加受益20 HYPERLINK l _TOC_250005 五、相关公司22 HYPERLINK l _TOC_250004 银轮股
3、份:热交换器龙头企业,新能源汽车热管理成为增长重点22 HYPERLINK l _TOC_250003 奥特佳:国内汽车空调压缩机龙头,切入新能源汽车热管理系统22 HYPERLINK l _TOC_250002 三花智控:制冷控制元件龙头,新能源车热管理新增量23 HYPERLINK l _TOC_250001 松芝股份:客车空调系统龙头,开拓乘用车客户,发力新能源23图表目录图表 1:我国汽车热管理市场规模(亿元)4图表 2:我国新能源车产量预计(万辆)4图表 3:新能源车热管理市场增量(2020 年)与受益公司4图表 4:我国新能源车热管理市场增量(亿元)5图表 5:新能源车热管理子系统
4、 2020 年市场增量5图表 6:新能源车热管理零部件 2020 年市场增量6图表 7:电池合适的温度区间 15-356图表 8:不同温度下电池的容量和寿命6图表 9:低温时锂电池容量急剧衰减7图表 10:高温时锂电池循环容量急剧下降7图表 11:电池高能量密度趋势(Wh/kg)7图表 12:电池低能耗趋势(kWh/100km)7图表 13:新能源车高续航里程趋势(km)7图表 14:补贴政策调整(万元/单车补贴)7图表 15:传统车热管理8图表 16:新能源车热管理8图表 17:被动风冷/加热9图表 18:丰田普锐斯电池风冷系统9图表 19:主动风冷/加热9图表 20:起亚Soul 电池风冷
5、系统9图表 21:板式蒸发器直接液冷9图表 22:奔驰S400 电池液冷系统9图表 23:电池独立回路液冷/加热10图表 24:雪佛兰Bolt 液冷系统10图表 25:相变材料包裹式10图表 26:相变材料夹层式10图表 27:电池热管理对比11图表 28:空调制冷剂回路11图表 29:传统涡旋式压缩机12图表 30:电动涡旋式压缩机12图表 31:2017 年全球乘用车传统压缩机市场占有率12图表 32:2017 年全球车用电动压缩机市场占有率12图表 33:发动机冷却回路13图表 34:发动机余热进入驾驶舱13图表 35:PTC 风暖加热器13图表 36:PTC 水暖加热器13图表 37:
6、热泵系统原理图14图表 38:奥迪Q7 e-tron 热泵制热模式14图表 39:奥迪Q7 e-tron 热泵制冷模式14图表 40:2017 年全球汽车空调市场占有率15图表 41:我国市场格局15图表 42:大众e-Golf 电机、充电机及大功率电器元件冷却回路15图表 43:电子水泵16图表 44:电子膨胀阀16图表 45:电池冷却器chiller16图表 46:电池冷却器与电子膨胀阀模块16图表 47:各车型热管理方案差异巨大17图表 48:国际热管理市场由四大巨头占据18图表 49:国外国内主要热管理供应商配套情况18图表 50:国内热管理系统主要供应商19图表 51:特斯拉热管理系
7、统20图表 52:雪佛兰Bolt 热管理三条回路系统21 HYPERLINK l _TOC_250000 图表 53:行业内重点公司投资评级(人民币)24一、总论热管理关注度低但市场庞大,目前我国汽车热管理市场 800 亿左右,2020 年可望达到 1000 亿元。而热管理是新能源汽车产业的又一个高速成长的子行业。目前电动车单车热管理系统价值5000 元,市场超 100 亿。随着电动车单车载电量的增加和电池能量密度的提高,且热管理系统不仅影响电池寿命和续航能力,也在很大程度上影响到安全,重要性越来越高。国内供应商依靠我国对于新能源汽车的政策红利、财政补贴以及整个产业联动,利用本土优势及传统业务
8、支持,迅速抢占热管理的市场;具有关键零部件配套能力、系统集成能力的供应商,会占据行业优势地位,拿到大部分的市场与利润,并随着市场的发展从而得到良性发展,继而渗透进入全球市场。图表1:我国汽车热管理市场规模(亿元)图表2:我国新能源车产量预计(万辆)1,2001,000800600400200-2015201620172018E2019E2020E16%14%12%10%8%6%4%2%0%25020015010050-2015201620172018E2019E2020E60%50%40%30%20%10%0%图表3:新能源车热管理市场增量(2020 年)与受益公司新能源车热管理价值中国市场全
9、系统(元)(亿元)全球市场(亿元)国产渗透率国外厂商国内厂商整车热管理500011325040%电装,汉拿,马勒,法雷奥整车厂、奥特佳空调23004710450%电装,汉拿,马勒,法雷奥奥特佳,华域,协众,松芝热泵空调330071710%电装,汉拿,法雷奥奥特佳电驱和元件700163570%电装,汉拿,马勒,法雷奥奥特佳,三花,银轮,八菱科技电池热管理20004510020%电装,汉拿,马勒,法雷奥奥特佳电动压缩机1500347560%电装,汉拿,三电,松下奥特佳,海立,华域,重庆建设冷凝器1002580%电装,汉拿,马勒,三电,松芝,威乐,江苏鑫通热膨胀阀501380%电装,鹭宫,不二工机三
10、花,宁波松鹰,威乐,浙江新劲蒸发器1503880%电装,马勒,法雷奥,康奈可三花,银轮,松芝,威乐,康宝PTC 加热器20051050%博格华纳,法雷奥,马勒,银轮,八菱科技电子水泵750173840%马勒西泵,三花电池冷却器20051050%马勒,康奈可三花,银轮冷却板600143060%法雷奥银轮,三花电子膨胀阀1503880%不二工机,丹佛斯,艾默生三花阀门1503880%不二工机,电装,鹭宫三花,宁波松鹰,低温散热器30071570%电装,马勒,康奈可银轮,八菱科技导热材料25061380%杜邦,霍尼韦尔,大金巨化控制器传感器30071560%博世,大陆,森萨塔联合电子,航天机电管路3
11、0071580%电装,邦迪中鼎、腾龙,锦飞,赛特子系统零部件二、热管理市场巨大、增长迅速 、对新能源车至关重要系统市场增量与受益公司我国汽车热管理市场已经有 800 亿,2020 年可望达到 1000 亿元。传统乘用车热管理单车价值 2000 元左右,商用车热管理单车价值 5000 元左右。传统热管理市场发展较为成熟,乘用车上价值量较小,商用车年产量较小, 造成了整体行业关注度不高,但将近千亿的市场规模巨大。新能源车热管理系统单车价值 5000 元,新增市场超 100 亿,三年翻三倍。新能源车热管理价值量有显著的提高,是攸关安全、性能、寿命的关键系 统,随着电池高能量密度趋势,必然会加大投入;
12、且是一个随着新能源整 车增长而增长的纯增量市场,我国新能源车 2017 年产量 79.4 万辆,热管 理市场 34 亿元;预计 2020 年产量达到 225 万辆,市场达到 113 亿。电池系统热管理是完全新生的系统,单车价值约 2000 元。主要功能有:1) 在电池温度低时进行预热,确保电池的充放电性能及安全性;2)在电池高 温时冷却,防止热失控事故;3)减小电池组间温差,能够提升电池的寿命 与效率。热泵系统是未来驾驶舱空调的发展方向,单车价值约3300 元。热泵系统能够把热量从温度低的地方搬运到温度高的地方,从而达到夏天制冷冬天 制热的效果,优点在于高度集成化和高能效表现,但目前成本较高,
13、需要 配备特殊的压缩机和额外的电子膨胀阀及热交换器,只有少数车辆装配。具有热管理整车系统或子系统集成能力的供应商将会受益,如:奥特佳, 收购的空调国际本身就是全球热管理系统供应商,与奥特佳压缩机业务发挥协同作用,向模块化系统化趋势发展。图表4:我国新能源车热管理市场增量(亿元) 图表5:新能源车热管理子系统2020 年市场增量2020E2017整车热管理系统空调热泵空调电驱和功率元件单车价值(元)500023003300电池热管理200045100700中国市场(亿元)113527416全球市场(亿元)25011516535020406080100120新生零部件与受益公司新能源车热管理新生零
14、部件单车价值 3000 元,新增市场近 70 亿元。新能源车围绕动力电池展开的电池热管理及电气化空调系统,新生零部件如电 动压缩机、PTC 加热器、电子水泵、电池冷却器、冷却板、电子膨胀阀, 预计 2020 年新增市场近 70 亿元。电池系统新生的零部件有:电池冷却器、电子膨胀阀、电子水泵、冷却板。空调制冷动力源由发动机皮带变成了动力电池,压缩机变成了电动压缩机, 单个价值约 1500 元。空调热源由发动机余热变成了电力加热,新增了 PTC 加热器。目前由于成本低、结构简单、工作稳定,PTC 是主流方案,但能耗巨大,暖风空调造成续航减少三成甚至一半。具有关键零部件配套能力的供应商将会受益,如:
15、奥特佳 ,压缩机的龙头企业;三花智控,电子膨胀阀、四通阀、微通道换热器的全球龙头企业; 银轮股份,热交换器龙头企业。图表6:新能源车热管理零部件2020 年市场增量单车价值(元)中国市场(亿元)全球市场(亿元)电动压缩机15003475PTC 加热器200510电池冷却器 Chiller200510电子膨胀阀15038冷却板6001430电子水泵(x3)7505138热管理的必要性对于核心部件动力电池来说,温度是决定其安全、性能及寿命的关键因素, 热管理是维持适宜的温度区间及均匀性的必要手段。图表7:电池合适的温度区间15-35图表8:不同温度下电池的容量和寿命安全在电池工作过程中,局部过热或
16、整体温度过高,会导致不可逆损耗甚至热失控,起火甚至爆炸;在过低温度下(低于 0)对电池进行充电,可能引发瞬间的高电压过充现象,造成内部析锂并进而引发短路。性能温度较低时电池的可用容量迅速发生衰减,充放电性能下降,如图 6 所示。并且同一电池包中不同模组的温度差会导致不同模组的充放电特性差异,性能 的不均衡性会导致电池包性能的衰减。寿命过高或过低的温度、单体电池温度不均匀都将引起电池寿命的较快衰减。 随着充放电次数的增加,当电池温度过高时,电池容量随之大幅衰减(如图7所示);温度过低时,电池充电时易出现过充现象,使电池容量发生不可逆衰减,缩短其使用寿命,同时电池正极易出现开裂、漏液等现象,产生不
17、可逆的损伤。行业深度研究图表9:低温时锂电池容量急剧衰减图表10:高温时锂电池循环容量急剧下降 电池高能量密度、大型化更需要热管理从 2017 年上公告的车型进行了统计分析,乘用车中采用三元电池的比例显著上升,镍钴锰 NCM 电芯占了七成以上,其余主要是磷酸铁锂 LFP;2017 年国内电芯平均能量密度达到 170wh/kg,较以往上升 5wh/kg;而 PACK 平均能量密度达到了 117wh/kg,较以往上升 11wh/kg。能量密度的追求导致高镍三元电池会是后续发展的方向,而能量密度越高的电芯更容易引发热失控,热失控后造成的损失更大,高镍三元电池高能量密度、低安全性的特性更需要热管理的支
18、持;并且电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小,电池内部热量不易散出,容易出现内部温度不均、局部温升过高等问题,这样热管理的必要性更加凸显。能耗现在已经成为各大车厂电池厂追逐的目标,在电池能量密度达到一定水平之后,热管理会成为有效降低能耗的手段。图表11:电池高能量密度趋势(Wh/kg)图表12:电池低能耗趋势(kWh/100km)1406513060120551105010045904080357030 车型结构升级热管理需求提升今年政策将降低小型微型电动车的补贴,而加大高能量密度电池、高续航 里程车型的补贴,补贴门槛提升也将促进车型结构的升级, 高续航里程、高价值的车,对于热管理的需求
19、也会更迫切。图表13:新能源车高续航里程趋势(km)图表14:补贴政策调整(万元/单车补贴)28026024022020018064202015201620172018过渡2018正式混动50100-150150-200200-250250-300300-400400三、热管理子系统及市场分析汽车热管理是从整车角度统筹车辆发动机、动力总成、空调、电池、电机、大功率电器元件等相关部件及子系统相关匹配、优化与控制,在避免发生热损 害的前提下,一方面要保证功能单元工作在最佳温度工况区间,降低能量损耗, 同时提高能量利用率,保证车辆运行的安全性、动力性、经济性。进入新能源汽车时代,热管理的范围、实现方
20、式及零部件都发生了很大的改变。驾驶舱空调系统由于动力源和热源的变化有新的实现方案,电驱动和大功率电器元件的冷却也并入了热管理的整体方案,而电池的热管理系统则是新能源车的重中之重。新的车,新的热管理系统,新的零部件,催生了全新的电气化时代热管理的巨大市场。图表15:传统车热管理图表16:新能源车热管理电池热管理电池的热管理按传导介质可以分为空气、液体及相变材料几条技术路线:空气利用环境空气或空调空气,被动或主动风机冷却,结构简单成本低,无需铺设管路,但应对较冷较热外界环境时效率太低。国内使用较多,应用于早期的乘用车及绝大多数大巴车、物流车。 主要是因为新能源车发展初期,磷酸铁锂电池在国内动力电池
21、中占主导地位、稳 定性较好,电池的热管理在当时并不是一个迫切的问题。应用车型例如: 丰田 Prius、本田 Insight、日产 Leaf、起亚 Soul、知豆、北汽 EC180、比亚迪秦、唐、宋等磷酸铁锂电池车型、江淮iEV6E 等。A. 环境空气被动冷却:汽车行驶时利用风机或自然吸入外部环境空气将电池包热量带走。B. 驾驶舱空气被动冷却/加热:吸入驾驶舱内经空调调节的空气对电池包进行冷却或加热。图表17:被动风冷/加热图表18:丰田普锐斯电池风冷系统 C. 主动风冷/加热:利用空调系统蒸发器以及电池包专用蒸发器对外部环境空气处理后进入电池包完成冷却或加热。图表19:主动风冷/加热图表20:
22、起亚Soul 电池风冷系统 液体乘用车优选方案的也是热管理发展的主要方向。 利用直接接触介质(油) 或间接接触介质(水乙二醇),空调制冷剂回路或独立回路,效率高,电池温度均匀性优异,热管理控制更精确,但结构复杂成本较高。D. 板式蒸发器直接液冷:电池包内部的板式蒸发器通入制冷剂,接入空调制冷剂回路,蒸发吸热,直接带走电池包热量。应用车型例如:奔驰S400、宝马i3,奥迪A6 等图表21:板式蒸发器直接液冷图表22:奔驰S400 电池液冷系统 行业深度研究E. 电池独立回路液冷/加热:电池设计有独立的冷却剂(水乙二醇)回路, 低温时( 38-45)仅通过低温散热器进行冷却,高温时( 45以上)通
23、过电池冷却器 Chiller 与空调制冷剂回路进行热交换完成冷却;而当电池温度过低需要加热时,回路上的加热器如 PTC 加热器开始工作对电池加热。应用车型例如:雪佛兰 Bolt、特斯拉、吉利帝豪、北汽 EU260、比亚迪宋、江淮iEV7S、荣威eRX5 等。图表23:电池独立回路液冷/加热图表24:雪佛兰Bolt 液冷系统相变材料冷却/加热相变材料是通过材料的相变吸热放热进行热量的转移,效率高且无需管路, 但目前还在实验阶段尚未量产使用。以动力电池适宜的固一液相变为例,在加热到熔化温度时,就产生从固态 到液态的相变,相变材料熔化吸收并储存大量的潜热;当冷却时,储存的 热量在一定的温度范围内要散
24、发到环境中去,进行从液态到固态的逆相变。以此为基础来调节电池的温度。目前有两种结构方式:电池单元直接置于 相变材料中的包裹式形式、相变材料将电池单元夹在中间形成三明治夹层 结构形式。图表25:相变材料包裹式图表26:相变材料夹层式 电池热管理对比:空气Vs.液体 Vs.相变材料我国新能源车发展初期磷酸铁锂电池 LFP 的大规模应用,不重视热管理, 多数新能源车电池都还只是被动风冷的方案,除了空调,根本没有热管理的概 念;到现阶段对能量密度的极度追求,三元电池逐渐成为主流的动力电池选型, 以及电池大型化、车型高端化的趋势,这样液冷的电池热管理方案会成为首选。图表27:电池热管理对比空气直接液冷独
25、立回路相变材料介质空气制冷剂 R134a冷却剂水乙二醇相变材料密封性风道裸漏管路密封管路密封材料包裹设计难易简单中等复杂简单成本低较高较高中等维护成本低较高较高中等换热系数差优优取决于材料温度均衡差中等优优能耗表现差中等优优装配难易简单复杂复杂简单配合空调系统冷暖风连接回路热交换不需要热管理控制差中等优理论优异低温表现差差优中等技术成熟度成熟成熟成熟实验阶段目前应用低端车中端车中高端车无空调系统制冷新能源车空调制冷原理与传统车相同,唯一的区别是动力源从发动机变为了电池,新能源车需要使用电动压缩机。空调制冷剂回路主要包含四个关键部件分别是压缩机Compressor、冷凝器 Condenser、膨
26、胀阀 Expansion Valve、蒸发器 Evaporator,制冷剂(通常为 R134a)在系统中经过这四个部件主要呈现四个状态:高压气态、高压液态、低压液态、低压气态。首先,压缩机将管路里的制冷剂进行压缩,制冷剂以高 温高压的气态进入管道,在发动机舱前部的冷凝器中从气态凝结成液态,释放 热量,随后经过膨胀阀,液态制冷剂压力忽然降低,然后在车厢内蒸发器中汽 化,吸收大量的热,从而达到驾驶舱的制冷效果,最终低温低压气体又进入压 缩机开始下一轮循环。图表28:空调制冷剂回路压缩机空调压缩机是制冷系统心脏, 起抽吸、压缩、循环泵的作用。可将压缩机看作制冷剂回路低压端与高压端的接口,将制冷剂从低
27、压侧吸入压缩,使其温度和压力升高、再泵入高压侧,往复循环。汽车空调压缩机多为油润滑式容积式结构,常见种类有斜盘式、曲轴连杆式、旋叶式和涡旋式压缩机。 此外,压缩机分为定排量和变排量,变排量可根据空调制冷负荷自动改变排量,运行更为经济。国内乘用车空调压缩机主要包括斜盘式(市场占比约 65%)、涡旋式( 25%)以及旋叶式(10%)。斜盘式压缩机是往复式压缩机的主导产品,已经发展多年,工艺比较成熟,主要用在大排量乘用车,能耗高,定排量 400 元/个,变排量500-600 元/个。涡旋式压缩机没有往复运动,效率比较高,且噪声小、运转平稳,相比于变排量的斜盘式压缩机,成本更低, 300-400 元/
28、个,更适合小排量车。旋叶式压缩机体积和重量小,易于在狭小的发动机舱内进行 布置,适用于微型车。电动压缩机由电池提供动力,控制器控制电机转速,进而控制制冷量,调节温度。涡旋式压缩机高效率、高转速承受力,决定了它适合与高速电机配合使用,并且通过电控单元调节电机的速度提高空调系统的能效,更适合在电动汽车上使用,单个价值较高约1500-1600 元/个。图表29:传统涡旋式压缩机图表30:电动涡旋式压缩机 压缩机市场格局:全球市场集中度非常高,电装、三电、汉拿占据了超半数的市场份额,国内企业奥特佳是自主品牌中的龙头地位,占据自主品牌60%市场份额。图表31:2017 年全球乘用车传统压缩机市场占有率O
29、thers, 7%Mahle, 8%图表32:2017 年全球车用电动压缩机市场占有率Mitsubishi,Panasonic,Hali, 4%3%2%Valeo, 9%Denso, 32%Aotecar, 7%Hanon, 14%Aotecar, 9%Denso, 55%Hanon, 14%Sanden, 21%Sanden, 15%制热传统车利用发动机余热进行空调制热。传统车另一个主要热管理系统是发动机冷却回路,使发动机始终处于合理的温度内工作(一般 85-100C),确保各零部件的安全性、可靠性及系统效率。一般分为大、小循环,区别在于冷却液是否流经散热器(水箱)。汽车冷启动时,为了迅速提
30、升发动机温度,冷却液进行小循环,不流经散热器;而在高 速运行或高功率运行时,发动机发热大,冷却液温度急剧升高,超过一定程度 后,节温器打开,冷却液流经散热器,热量散失到空气中,保证发动机冷却液 温度不至于过高。而在冷却液回路中,有一个独立分支为驾驶舱加热暖风回路,冷风经过暖风热交换器与冷却液进行热量交换,加热后的空气吹入驾驶舱,从而利用了发动机热量,达到冬天加热的目的。图表33:发动机冷却回路图表34:发动机余热进入驾驶舱新能源车必须依靠电力加热 - PTC 加热器PTC 加热成本低、稳定性高但能耗巨大。发动机热源消失,成本低、结构简单、工作稳定的 PTC 加热方案进入了新能源汽车行业。PTC
31、 指正温度系数热敏电阻,电阻与温度正相关,当外界温度降低,PTC 电阻值随之减小,通电发热量会相应增加。但 PTC 方案能耗巨大,在寒冷的冬天打开暖风空调,电池续航减少三成甚至一半,目前大多数电动车并未考虑极寒条件下应用的场景, 所以短期内PTC 方案成为了大多数电动车的首选。目前 PTC 加热器有两中方案:风暖和水暖,差异在于,采暖风时冷风是和PTC 散热片直接换热,还是和流有被加热冷冻液的换热器换热。随着液冷方案的普及,液体加热器也必然将成为主流。图表35:PTC 风暖加热器图表36:PTC 水暖加热器热泵系统是未来驾驶舱空调的发展方向热泵系统为通过多个泵和阀控制的系统,有二次压缩的过程,
32、能够把热量 从温度低的地方搬运到温度高的地方,从而达到夏天制冷冬天制热的效果,优 点在于高度集成化和高能效表现,但目前成本较高,且低温下制热性能及结霜 问题有待提高,需要配备特殊的压缩机和额外的电子膨胀阀及热交换器或四通 阀,有时与 PTC 联合应用,只有少数车辆装配。如大众 e-Golf、奥迪 Q7 e- tron、日产Leaf、雷诺Zoe、宝马i3。原理如下图所示,制热模式下 1.热量从环境中被吸取进热泵系统, 2.热量被压缩并被加热, 3.热量被用来加热车厢内的冷空气并使其升温, 4.加热后的空气被送入车厢内, 5.减压后的热量被转化成低温热量排出车外。热泵系统需要兼顾制热和制冷两种工况
33、;制冷模式下的车内蒸发器在制热模式下用作冷凝 器,相应的制冷模式下的车外冷凝器在制热模式下用作蒸发器。目前国际上电装、三电、法雷奥都具有热泵系统,国内奥特佳也在开发。图表37:热泵系统原理图图表38:奥迪Q7 e-tron 热泵制热模式图表39:奥迪Q7 e-tron 热泵制冷模式空调系统市场格局全球行业集中度较高,国内三分天下。 在全球热管理市场上,通过兼并收购,行业集中度不断提高,四大巨头占据了整个市场 6 成份额,分别为: 日本电装 22%,韩国汉拿 13%,德国马勒 13%,法国法雷奥 12%,这些企业在我国传统车热管理的市场上,也基本都是合资车厂的主要供应商,而国内的一些供应商通过近
34、些年的积累,往往只是供应自主车厂。现在在国内热管理市场呈现欧美系、日系、本土系三分天下的局面。图表40:2017 年全球汽车空调市场占有率图表41:我国市场格局Others, 31%Denso, 22%Sanden, 4%Calsonic,5% Valeo, 12%Mahle, 13%Hanon, 13%电驱动和大功率电器元件冷却由于新能源车工作在高电压大电流及电机高转速的状态下,驱动系统和高压架构上的电子部件受温度的影响更加明显、耐受温度低,所以新能源车中冷却回路铺设往往会涉及这些零部件,从而需要额外的电子水泵、多通路阀、管路等,增加的价值 1000 元左右,根据回路设计而不同。图表42:大
35、众e-Golf 电机、充电机及大功率电器元件冷却回路零部件汽车电动化的趋势也决定了零部件级别的电子化趋势,电动压缩机、电动水泵、电子膨胀阀、电池冷却器都得到普遍应用。单个零部件的价值得到了提升,并且对于热管理智能化精确化的管控有极大的帮助。新能源车水泵依靠电子控制,根据温度变化并且实时调整转速,其能耗和 精确控制更适合电动车及热管理的能效需求。 并且新能源车管路较复杂, 液冷系统电子水泵会用到 3 个左右,单车价值量有很大提升,达到 750 元。电子膨胀阀可以准确反应出过热度的变化,提供更准确的流量调节 ,流量控制范围大、反应灵敏、动作迅速、调节精细,弥补了毛细管和热力膨胀 阀不能调节的缺点,
36、更适合电动车电子化与热管理精细化的管控。图表43:电子水泵图表44:电子膨胀阀电池冷却器 chiller 是新能源车专用的紧凑型冷却器装置,分别由两个冷却液进出管,两个冷媒进出管,一个换热器主体和一个外部蒸发器组成。作 用在于引入空调系统中的冷媒,在膨胀阀节流后蒸发,吸收电池冷却回路 中冷却液的热量,此过程冷媒通过热交换,吸收电池冷却回路中冷却液的 热量,起到给电池降温的作用。图表45:电池冷却器chiller图表46:电池冷却器与电子膨胀阀模块四、国内供应商受益本土市场优势、渗透全球国内供应商占据本土优势抢占市场各车型热管理方案差异巨大,摸索阶段国内外供应商同等机会。 现阶段, 新能源车的热
37、管理还是一个百家争鸣百花齐放的状态,各个车厂各个系统 供应商对于热管理到底要怎样做还没有一个明显占优的方案。虽然液冷是 主流的热管理方案,但是冷媒就有 R134a、水乙二醇和油之分,是否独立回路,是否并联空调回路,是否涵括电驱动部件,主动还是被动,各个方 案差异巨大。在这种技术路线探索的阶段,国内外热管理供应商同等起步 竞争。图表47:各车型热管理方案差异巨大传统热管理供应商优势不在,国内外同一起跑线竞争。 传统热管理供应商的系统优势不再那么的明显,零部件级别新生的诸多部件并不在传统汽车 行业内,这对于国内的热管理供应商来说不失为一个好机会,可以与老牌 供应商处在同一起跑线上,并且坐拥中国这个
38、巨大的市场优势,在新能源 车的浪潮下,热管理这个子行业也面临供应链重构的局面。国外传统热管理供应商系统配套能力强,有一定的技术优势。 这些供应商, 依靠在传统市场的优势,沿承严谨扎实的技术开发,很早就进入了电动车 热管理的市场,技术水平在一些方面有一定的领先,从零部件到系统,能 够提供整车热管理的解决方案;如电装、汉拿、法雷奥、马勒、捷温、三 电、康奈可、Eberspcher 等。国际热管理市场由电装、汉拿、法雷奥、与马勒四家主导,2016 年合计占据 55%全球市场。图表48:国际热管理市场由四大巨头占据45%电装、汉拿、法雷奥、马勒55%其他企业国内的热管理供应商利用本土化优势抢占新兴市场
39、。 随着这波汽车电气化的浪潮,依靠我国对于新能源汽车的政策红利、财政补贴以及整个产业联 动,利用本土优势及传统业务支持,迅速抢占热管理的市场。而谁能从前 期的获利中继续投入研发,深入理解新能源车热管理系统,绑定整车厂开 发更精细的管控系统,继而开发模块化的产品,谁就能在中后期的竞争中 掌握主动权,从而领导市场。图表49:国外国内主要热管理供应商配套情况大众宝马奔驰通用福特PSA丰田本田日产现代上汽北汽BYD广汽长安吉利长城电装xxxxxxxxxxx汉拿xxxxxx马勒xxxxxxxxxxx法雷奥xxxxxxxx三电xxxxxxxxx奥特佳xxxxxxxxxxx三花xxxxxxxxxxx银轮xx
40、xxxxxx南方英特xxxxxx重庆建设xxxxx松芝xxxxxxxx华域三电xxxxxx豫新x协众国际xxx国内系统及关键零部件供应商受益国内新能源车的热管理供应商有几个来源:图表50:国内热管理系统主要供应商1. 传统汽车热管理供应商拓展业务无太多的技术积累支撑,很难进入最核心的部分,也拿不到热管理份额最大的利润。2. 其他行业如家电热管理供应商转型行业的差异化、汽车应用的严苛要求以及电池和整车热管控的复杂性精细程度,成为了这类企业在中后期发展的挑战。3. 零部件供应商升级在汽车电气化初期,这些零部件的利润较高, 在此基础上,这些零部件供应商会乘着产业 洗牌的机会,向上升级成为系统供应商。
41、传统车热管理供应商拓展业务这些供应商往往从传统车空调系统切入新能源车热管理系统,因为驾驶舱 空调系统的变动不大,只是皮带轮压缩机替换成了电动压缩机,其他冷凝器、 膨胀阀、蒸发器及管路跟传统方案相同,制热的部分热源替换为PTC 加热器, 难度增加不大;还有一部分是以前发动机及传动冷却系统的供应商,回路的部 分可以转化成新能源车电驱动及电子件的冷却系统。诸如此类的供应商,如同 拓张新兴市场一般进入了新能源车的热管理市场,替换零部件即可进入,并且 能够获取相对较大的利润。但是对于新能源车最关键的电池热管理部分,这部 分供应商没有太多的技术积累支撑,很难进入最核心的部分,也拿不到热管理 份额最大的利润
42、。其他行业如家电热管理供应商转型在新能源车发展的初期,新的领域新的市场再加上政府补贴的刺激,从事 其他行业热管理的供应商也纷纷加入到汽车行业里试图分一杯羹。例如家电行 业,从核心的压缩机、电机跨界发展,更明显直接的是 IT 行业,将服务器热管理的硬件方案及软件控制思路转化到新能源车的热管理。在初期这样的转型应 用见效快,解决了从无到有的第一步,但是,行业的差异化、汽车应用的严苛 要求以及电池和整车热管控的复杂性精细程度,成为了这类企业在中后期发展 的挑战。零部件供应商升级由于电气化,新能源车热管理应用了不少全新的零部件,例如电动压缩机、电子水泵、电子膨胀阀、电池冷却器、冷却板等,有一些零部件供
43、应商传统的 产品线横向延伸就涵盖了电子化的零部件。例如奥特佳,从传统涡旋式压缩机, 收购牡丹江富通拓展了斜盘式压缩机市场,电子化升级拓展了电动涡旋压缩机。并且在汽车电气化初期,这些零部件的利润较高,在此基础上,这些零部件供应商会乘着产业洗牌的机会,向上升级成为系统供应商。例如奥特佳收购空调国际,具备了热管理系统的能力;松芝本身就是客车空调系统供应商,也在向乘用车及新能源车延伸。国内热管理系统这部分巨大的市场有待开拓,通过兼并收购系统级供应商,能够迅速掌握局部模块或系统整合的能力,确实是一条捷径;但是优质系统供应商需要仔细寻觅,并且如何和自身零部件有机结合,达到 1 加 1 大于 2 的效果,非
44、常考验供应商的能力。关键零部件及系统供应商会受益,继而渗透全球市场。 而在这个拓展、转型以及升级的过程中,具有关键零部件配套能力的供应商,具有系统集成和配套能力的供应商,会站在行业的优势地位,拿到大部分的市场与利润, 并随着市场的发展从而得到良性发展。并且,不论是传统车业务还是新能 源车业务,在占据了市场的优势地位时,必然会进入进口替代,继而渗透 进入全球市场的道路。系统方案定制化模块化趋势,供应商更加受益基于新能源车热管理的特殊属性,我们认为未来的发展趋势有两个层面:热管理供应商与整车厂绑定开发整个系统级的定制化解决方案鉴于整车电池、电驱动、驾驶舱空调系统的复杂性以及各回路及部件的关联性,热
45、管理供应商会和整车厂绑定开发一整套定制化的热管理解决方案。这对于供应商的系统集成能力及能效管控能力有很高的要求,开发成本高,单车价值量高,能耗管控效率高。对于大型整车厂以及年产量大的或价值量大的单一车型或平台化方案来说,这样的定制化是可行而高效的。但定制化方案普遍适用性不强,如果量不大的情况下,回报率不高,经济性不强。例如特斯拉的热管理系统,三个子系统又互相作用,电驱动的热量可以用来加热电池和驾驶舱,电池和空调系统共用一个热交换器,电池和电驱动又能独立冷却,根据工况选择最优热管理方式。图表51:特斯拉热管理系统热管理供应商提供模块化解决方案随着新能源车的更新越来越快,迭代周期越来越短,并且技术
46、方案日渐成 熟,供应商在定制化设计整体方案之外,也会开发单一的回路或者局部的模块, 例如驾驶舱空调回路、电池制冷制热回路、膨胀阀与 chiller 模块、微通道散热器等等,这样分摊了开发成本,标准化模块化的产品更具有普适价值,能够快 速的适配整车厂的需求,并且成本更具优势。这样热管理系统供应商在定制化方案之外,能够迅速开发出普适程度更高价格更低的模块化方案,一方面能够促进中低端车热管理方案的渗透,另一方面对于自身市场的占有率出货量利润率都有提升,会使系统供应商更加受益。图表52:雪佛兰Bolt 热管理三条回路系统五、相关公司银轮股份:热交换器龙头企业,新能源汽车热管理成为增长重点公司是国内热交
47、换器龙头,行业地位稳固,新能源车热管理成为增长重点。四大业务涵盖三大领域,油冷器、中冷器国内市场占有率分别达到 45%和35%,核心业务稳定增长;尾气处理业务充分受益减排法规,进一步布局 下一阶段方案;加大投入新能源车热管理业务,多款产品量产成为增长重 点。热交换器随着自主品牌的高速增长而发展。乘用车热交换器营收占比从2013 年 10%提升到 2016 年的 40%,为主要增长来源,前五大客户福特、吉利、广汽、长城、长安,有望继续随自主品牌的高速增长而发展。中冷 器增量主要来自乘用车涡轮增压发动机的渗透率提升,新增订单长安40 万套、广汽 20 万套,且有美国通用和上汽通用订单释放。升级冷却
48、模块配套供应吉利,提高利润率,提升市场占有率。尾气后处理业务受益于减排法规。 公司在法规各阶段均有产品与方案,国内商用车 EGR 冷却器市占率约 30%,从轻卡扩展至整个柴油机商用车, 并向汽油机迅速渗透。SCR 封装以中重型商用车为主,继而进入轻卡领域; DPF 项目已为国六阶段做好准备。新能源汽车热管理成为增长重点。 系统单车价值 5000 元,新增市场超100 亿。公司切入新能源汽车热管理行业,受益于行业爆发,现已供应前端模块、电控冷却器、电机冷却器、电池水冷板、高低温水箱等产品,配套吉利、广汽、比亚迪、宇通、宁德时代。我们预计 2017 年-2019 年归母净利润分别为 3.3、3.8
49、、4.5 亿元, EPS分别为 0.41、0.47、0.56 元,对应PE 分别为 25x、21x、18x。奥特佳:国内汽车空调压缩机龙头,切入新能源汽车热管理系统汽车空调压缩机龙头,产销国内第一,整车自主品牌崛起带动企业发展, 收购空调国际切入热管理系统领域,布局新能源车热管理。 公司是全球最大的涡旋式压缩机生产企业,国内最大的自主品牌斜盘式压缩机生产企业, 压缩机超过 60%的自主品牌乘用车市场份额;收购空调国际具备了热管理系统集成能力,协同开发全球市场。新能源车热管理爆发,电池热管理、热泵与电动压缩机齐发力。 新能源车热管理系统单车价值 5000 元,新增市场超 100 亿;公司既有系统集成能力又有本土优势,确定供应蔚来和 CATL;热泵系统趋势明显,为整车厂定制化开发;电动压缩机龙头,进入德国大众、比亚迪供应体系。传统车热管理与压缩机互补、客户共享、协同发展。 核心用户包括通用、福特、大众、克莱斯勒、长城、上汽等,通用长期为空调国际贡献约 50% 的销售收入;不断开发新客户资源,2018 年起为蔚来供应空调系统。斜盘式压缩机业务稳步增长,自主替代趋势明显,成为大众欧洲供应商。 国内配套企业达 26 家,配套车型 40 多种,进入东风日产、一汽大众、
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