热管理系统的前世今生

1、投资案件结论和投资建议热管理从简单模块到系统工程下带来从 0-1 的突破，单车价值量翻 3-4 倍，产业链的标的都将明显受益。我们综合考虑市场空间、竞争格局、管理能力等各方面，推荐三花智控、克来机电、银轮股份，拓普集团，关注奥特佳。原因及逻辑从技术壁垒上看，阀类、CO2 管路、压缩机更胜一筹；从格局上看，国内阀类、CO2管路优秀企业更有竞争力；从单车价值量看，电动压缩机价值量最高，大概在 2000 元左右，阀类、 CO2 管路在 1000-2000 元，前端模块在 1000 元左右。1）空调系统格局出现细微变化。一方面，海外供应商资本开支大幅萎缩。另一方面，电动化浪潮下，成本和配套服务的综合能

2、力成为重要变量，自主品牌可以通过高性价比取得车企的青睐。2）以 Model Y 为例的新能源汽车热管理系统主要涉及到八通阀。3）传统车的管路以普通铝合金管为主，已被国内公司占领半壁江山，但新能源方面因技术路线出现变化，二氧化碳因解决了 R1234yf 在低温下 COP 值较低和低温下制热量不足的问题，有望成为热泵空调主要的路线。4）前端模块的核心零部件主要包括冷凝器、电池冷却器（Chiller）、换热器、温度压力传感器、冷却风扇等。从竞争格局看，全球供应商在前端模块的配套优势正在消失，国内供应商已经突围。过去看，全球热交换器领域的龙头大都为贝洱、电装等，但当前本土热交换厂商如银轮股份、拓普集团

3、已经进入主流供应商，打开进口替代空间。有别于大众的认识市场对于整车热管理的技术演变过程，以及全产业链各环节格局缺乏系统性认识。本文梳理了整车热管理由简到繁，结构日趋复杂，从独立模块到系统工程的历史发展过程。判断热管理的单车价值量将由 1600-2500 提升至近 7000 元，按照 2025 年全球新能源汽车销量 1150 万辆算，热管理系统空间 805 亿。同时，本文系统性梳理了空调系统、泵阀类、管路系统及前端模块的技术壁垒及格局。认为从技术壁垒上看，阀类、 CO2 管路、压缩机更胜一筹；从格局上看，国内阀类、 CO2 管路优秀企业更有竞争力；从单车价值量看，电动压缩机价值量最高，大概在 2

4、000 元左右，阀类、 CO2 管路在 1000-2000 元，前端模块在 1000 元左右。目录 HYPERLINK l _TOC_250024 一、由简到繁，整车热管理功能日益强大 7 HYPERLINK l _TOC_250023 传统燃油车的“ 空调系统+发动机冷却系统”是独立模块 7 HYPERLINK l _TOC_250022 早期电动车热管理系统设计思路仍大量沿用传统思路 8 HYPERLINK l _TOC_250021 从 Model3 开始，统一的热源管理开始出现 10 HYPERLINK l _TOC_250020 主流品牌的新能源热管理系统各有各的技术路线 11 HY

5、PERLINK l _TOC_250019 Model Y 的热泵系统集成了所有的冷却和制热回路 12 HYPERLINK l _TOC_250018 大众 MEB 架构热管理系统冷媒的变化成市场焦点 14 HYPERLINK l _TOC_250017 小结：热管理从独立模板到系统工程，升级明显 16 HYPERLINK l _TOC_250016 二、新能源热管理系统：格局改善，助力国产化 17 HYPERLINK l _TOC_250015 空调系统壁垒高，电动化助力国产替代 17 HYPERLINK l _TOC_250014 空调系统行业空间大 17 HYPERLINK l _TOC

6、_250013 压缩机是空调系统的核心产品 18 HYPERLINK l _TOC_250012 泵阀类在新能源热管理系统持续量价齐升 21 HYPERLINK l _TOC_250011 电子水泵市场多倍增长，自主品牌已经突围 21 HYPERLINK l _TOC_250010 阀类产品持续量价齐升，格局稳定，国内领先优势 23 HYPERLINK l _TOC_250009 管路技术路线选择下的高壁垒 25 HYPERLINK l _TOC_250008 普通管路格局稳定，自主品牌占据半壁江山 25 HYPERLINK l _TOC_250007 CO2 方案有望成为新冷媒技术路线的主要

7、选择，门槛提升 26 HYPERLINK l _TOC_250006 前端模块在全球新能源配套中最先被自主突破 29 HYPERLINK l _TOC_250005 三、主要零部件企业的介绍 31 HYPERLINK l _TOC_250004 三花智控：阀类绝对龙头，确定性增长 31 HYPERLINK l _TOC_250003 克来机电：前瞻布局 CO2 空调管路，构建核心技术壁垒 34 HYPERLINK l _TOC_250002 银轮股份：汽车热交换龙头，前瞻布局新能源热管理 36 HYPERLINK l _TOC_250001 拓普集团：有潜力的热管理系统集成商 37 HYPER

8、LINK l _TOC_250000 奥特佳：国内空调系统配套商，静待格局变化 39图表目录图 1：制冷剂在制冷系统中的循环过程 7图 2：冷却液在供暖系统中的循环过程 7图 3：PTC 水加热器供暖系统需增加电子水泵及管路系统 9图 4：电机电控冷却系统原理与发动机冷却系统十分接近 9图 5：电池 Pack 的水冷系统开始与空调系统发生单向热交换 10图 6：Model3 热管理系统制冷过程 11图 7：Model3 热管理系统制热过程 11图 8：以 Model Y 为例特斯拉整车热管理方案 12图 9：Model Y 热泵系统空间区域位置 13图 10：Model Y 热泵系统主体结构较

9、为紧凑 13图 11：集成式八通阀工作示意图 13图 12：八通道阀完成 12 种模式的切换 13图 13：大众 MEB 产品图 14图 14：大众基于 MEB 首款紧凑车型 ID.3 14图 15：大众 MEB 电池系统解构图 15图 16：冷板具有双重冷却功能 15图 17：随着整车热管理方案的进化，单车价值量有着近 3 倍的提升（单位：元） 17图 18：汽车空调系统结构图 17图 19：中国汽车空调系统未来五年仍有百亿级增量市场（单位：亿元） 18图 20：传统压缩机中斜盘式压缩机占据市场主流 18图 21：传统涡旋式汽车空调压缩机外观图 19图 22：电动涡旋式汽车空调压缩机外观图

10、19图 23：电动压缩机全球未来五年市场规模为 250-280 亿元（单位：亿元） 20图 24：外资品牌垄断空调系统行业（2018 年） 21图 25：车企选择空调系统供应商上具有地域性 21图 26：电子水泵结构图 21图 27：24v 直流无刷汽车电子水泵 22图 28：无刷汽车电子水泵结构图 22图 29：未来五年电子水泵市场规模达 83 亿元，对应 CAGR=27%（单位：亿元）. 22图 30：未来五年阀类产品市场规模约 59 亿元，CAGR 达 25.7%（单位：亿元）24图 31：2018 年三花智控四通阀和电子膨胀阀全球市占率居于首位 25图 32：腾龙股份空调管路产品 25

11、图 33：自主品牌占据将近一半市场份额 26图 34：欧洲乘用车二氧化碳排放目标相比中美更为严苛 27图 35：汽车空调管路连接压缩机总成、蒸发器总成、冷凝器总成等构成 28图 36：CO2 软管未来五年行业市场规模约 69 亿元，CAGR 达 64.3%（单位：亿元）. 29图 37：Model Y 液冷冷凝器 LCC 与电池冷却器位置. 30图 38：三花汽零发展历程. 31图 39：传统汽车空调中三花主攻膨胀阀和储液器 . 32图 40：三花已从传统车延伸至新能源汽车领域 32图 41：三花汽零 2017 年仍以传统汽零为主 32图 42：三花汽零营收、净利高速增长（亿元/%） 32图

12、43：三花汽零拥有众多国内外一线整车企业一级供应商资质 33图 44：公司新能源占比迅速提升（亿元） 34图 45：新能源业务高速发展（亿元/%） 34图 46：克来机电（子公司众源）汽车零部件业务布局 34图 47：上海众源 2019 年营收增速达 43% 35图 48：上海众源 2019 年净利润增速达 89% 35图 49：众源头部客户主要为大众系 35图 50：德系车企普遍押注 CO2 管路技术路线 35图 51：银轮股份新能源热管理配套客户情况 36图 52：公司已具备较为成熟的电子真空泵量产盈利能力 38图 53：拓普集团拥有完整电子水泵产品系列 38图 54：拓普集团逐步突破热管

13、理系统核心零部件 38图 55：奥特佳专注压缩机和汽车空调系统两项主业 39图 56：奥特佳主要产品含压缩机和汽车空调系统 39表 1：燃油车汽车热管理主要零部件价值量集中于空调系统中 8表 2：早期新能源车汽车热管理主要零部件增量为电动压缩机及 PTC 加热系统 8表 3：新能源汽车热管理主要零部件（以 model3 为例） 11表 4：特斯拉几款车型加热方式演化及对比 12表 5：在不同环境温度下有不同的制热方案 14表 6：以 Model Y 为例的新能源车热管理零部件 14表 7：热管理从传统向新能源过度，阀泵、压缩机等产品技术升级明显 16表 8：涡旋式电动压缩机拥有众多优势 20表

14、 9：电子水泵相较于传统的机械水泵具有明显优势 22表 10：电子膨胀阀对比热膨胀阀优势明显 24表 11：阀类组件在热泵系统中的单车价值量显著高于燃油车 24表 12：自主品牌与龙头车企及系统供应商建立稳定供货关系 26表 13：不同制冷剂的热力性能及环境性能对比 26表 14：相比 R1234yf,CO2 空调系统更具备综合优势 28表 15： 前端模块空间测算 30表 16：通过特斯拉优质客户认证资质打开全球新能源汽车热管理部件市场 33表 17：银轮股份在新能源热管理领域布局较为完善 36表 18：银轮股份在手新能源全生命周期订单超 60 亿元 37表 19：电子真空泵市场目前由外资主

15、导，拓普是自主厂商主要力量 38表 20：公司主要子公司及历史商誉情况 39表 21：汽车行业重点公司估值表 41一、由简到繁，整车热管理功能日益强大传统燃油车的“ 空调系统+发动机冷却系统”是独立模块内燃机时代，整车热管理被划分为 2 个独立的模块：汽车空调系统和发动机冷却系统。前者用于保障车厢内部始终处于一个适宜的温度，后者用于发动机及变速箱的冷却。汽车空调系统按功能模块主要划分为制冷、供暖、通风和控制四大系统。其中，制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器、蒸发器五大零部件组成。在空调制冷过程中，吸热后的气体形态的制冷剂首先在空调压缩机处被压缩成高温高压的气体，然后循环至冷凝器处，向

16、外界空气释放大量热量后，冷凝成中温高压的液体形态的制冷剂，之后经储液干燥器和膨胀阀后，其温度和压力进一步降低，最终以低温低压液体形态循环至蒸发器，制冷剂在蒸发器处吸热后又恢复气体形态，最后转回到空调压缩机，如此循环往复。 图 1：制冷剂在制冷系统中的循环过程资料来源：搜狐新闻，研究供暖系统是由加热器芯体、水阀、水管、鼓风机等零部件组成。在制热过程中，发动机冷却液首先在发动机启动后吸收其散发的热量，之后吸热后的冷却液循环至加热器芯体，同时鼓风机将风吹向加热器芯体以加热空气，因此驾驶员能感受到热风从出风口吹出。图 2：冷却液在供暖系统中的循环过程资料来源：盖世汽车，研究整体看， 传统燃油车的整车热

17、管理相对简单， 主要系统之间工作独立， 并无明显的热源协同机制。从单车价值量角度看， 主要价值量集中于空调系统， 平均单车价值量在 16002500 元之间。系统子系统主要零部件表 1：燃油车汽车热管理主要零部件价值量集中于空调系统中汽车空调系统制冷系统蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀、储液干燥器、冷却风扇、控制系统、管路 供暖系统暖风芯体、水阀、鼓风机、管路发动机冷却系统水冷却系统散热器（水箱）、膨胀水箱（蓄液罐）、水泵、节温器、冷却水套、冷却风扇、管路、传感器资料来源：研究整理从燃油车的发展趋势看，整车电气化将对空调系统产生明显的影响。在 48V、HEV，甚至 PHEV 车型中，原有传统压缩

18、机将被替换为电动压缩机；而原有水泵也将借助于高效管理的需求被替换为电子水泵。其中电动压缩机带来的价值增量在 1200-1600 元之间，环比增幅最为显著。早期电动车热管理系统设计思路仍大量沿用传统思路早期（48 年前）新能源汽车的热管理系统主要包含 3 大部分，空调系统（主要包括制冷系统和供暖系统）、电机电控冷却系统和电池温度控制系统，分别用于保障乘客舱内部、电机和电池处于一个适宜的温度，各个系统之间仍然处于一种相对独立的状态。早期新能源汽车的空调系统与传统燃油车工作原理类似，主要差异在于制冷系统中压缩机的驱动方式和供暖系统中暖风来源（传统燃油车有发动机提供）这两个方面。因此，新能源汽车在制冷

19、系统上，仅用电动压缩机替代传统压缩机(发动机驱动)，并以动力电池进行驱动。主要包含电动压缩机，冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、冷却风扇、鼓风机等零部件。表 2：早期新能源车汽车热管理主要零部件增量为电动压缩机及PTC 加热系统系统子系统主要零部件汽车空调系统制冷系统蒸发器、冷凝器、电动压缩机、膨胀阀、储液干燥器、冷却风扇、鼓风机、控制系统、管路供暖系统(PTC 水加热)PTC 水加热器、电动水泵、暖风芯体、水阀、鼓风机、管路电池温控系统水冷系统电子水泵、换热器、电池散热板、PTC 加热器、电池补偿水箱电子水泵、油冷器、电子油泵、散热器、冷却风扇、膨胀水壶、管路、温度传感器电机电控冷却系统资料来

20、源：研究整理，红色代表早期新能源汽车的新增或升级零件供暖系统一般通过采用电加热的 PTC 作为热量来源，主要有 PTC 空气加热器和水加热器两种方案。采用 PTC 空气加热器时，其直接取代了传统燃油车上的暖风芯体，冷空气在流经加热器表面时被加热。这种方案成本相对比较低廉，但由于 PTC 直接接入乘员舱内，存在一定的安全隐患风险。采用 PTC 水加热器方案时，不仅保留了传统空调的暖风芯体，同时外接一套 PTC 加热循环回路。工作时，PTC 加热器先将防冻液进行加热，加热后的防冻液流入暖风芯体与冷空气进行换热。整套回路安全性相对较高，但增加了 PTC、水泵、管路等零部件。 图 3：PTC 水加热器

21、供暖系统需增加电子水泵及管路系统资料来源：OFWEEK，研究电机电控冷却系统与燃油车的发动机冷却系统十分相似，主要包括电动水泵、散热器、冷却风扇、膨胀水壶和管路等零部件。一般会根据车内的电子功率件(如电机控制器、DCDC等)和电机的的温度特性进行位置排布，后串联在一个回路之中。图 4：电机电控冷却系统原理与发动机冷却系统十分接近资料来源：OFWEEK，研究最初，我国新能源汽车的电池能量密度相对较低，电池温控系统普遍采用自然风冷和强制风冷技术。随着电池容量和能量密度的不断提高，新能源汽车对于热管理系统中的电池温控模块有了更高的需求，因此水冷系统应运而生。在水冷系统下，不仅增加了加热功能，同时还通

22、过增加一个换热器（Chiller）与空调制冷循环耦合，通过制冷剂将电池的热量带走。整个系统主要包括：电子水泵，换热器，电池散热板，PTC 加热器、电池补偿水箱等零部件。电池温度过高需要冷却时，电池通过散热板与冷却液进行换热，加热后的冷却液被电子水泵送入换热器内，在换热器内部一侧通入制冷剂，一侧通入冷却液，两者在换热器内充分换热，热量被制冷剂带走，冷水流出换热器在流入电池，形成一个循环。而当电池需要加热时，制冷回路被关闭，PTC 加热器被打开，冷却液被加热后送入电池内部，通过散热板对电池进行加热。 图 5：电池Pack 的水冷系统开始与空调系统发生单向热交换资料来源：OFWEEK，研究从Mode

23、l3 开始，统一的热源管理开始出现近期（23 年前）新能源汽车的热管理系统在特斯拉 model3 的带领下，发生了较大的变化，各个系统之间的联系进一步加强。在 model3 的设计之中，热管理系统由空调管路和电池及功率电子冷却管路构成，并加入集成了换热器、切换阀、电子控制器、电子水泵和散热器的 CR(Coolant Reservoir)冷却液储罐这一核心零部件，以实现三个管路的热量交换。系统主要零部件表 3：新能源汽车热管理主要零部件（以 model3 为例）空调系统高压阀门、低压阀门、控制阀（集成一个磁阀）、蒸发器、换热器（集成一个电磁阀）、冷凝器、压缩机、管路电机电控冷却系统智能冷却液储罐

24、 CR(集成了两个水泵、切换阀、热交换器、散热器和电子控制器)、水油交换器、管路电池温控系统智能冷却液储罐 CR(上述为同一部件)、电池模组内散热管路、换热器（集成一个电磁阀）、控制单元资料来源：Munro & Associates，研究其与早期的热管理系统相比，主要区别在于电池加热不再依靠于 PTC 加热器，而是利用电机、电控设备产生的废热进行加热，同时功率电子（如电控、DCDC 等）的冷却系统与空调系统相连接。当切换成制冷模式时，冷却液在 CR 的管路切换阀和水泵的驱动之下，分别进入电池和功率电子两条管路，而后经 CR 集成的散热器将热量与空调系统进行交换。而当切换成制热模式时，在 CR

25、的管路切换阀控制下，电池与功率电子管路切换成串联电路，主散热器切换成旁路，冷却液流经功率电子吸收废热，而后经 CR 集成的水泵将废热进一步输送至电池，确保电池工作在合适的工作温度。图 6：Model3 热管理系统制冷过程 图 7：Model3 热管理系统制热过程资料来源：Munro & Associates，研究资料来源：Munro & Associates，研究特斯拉 Model 3 是市场上首款采用了集中式热管理的新能源汽车，它开创性地将车型中的三大冷/热源进行了整合，大幅提高了整车热效率。官方测试百公里 12.8 度的电耗水平就是极好的证明。而在这一变化过程中，由于需要对整车热源的流动进

26、行精确控制，因此对阀类产品（电子膨胀阀、电磁阀等）的性能需求得到提升。主流品牌的新能源热管理系统各有各的技术路线随着汽车的电动化（单车载电量及电池能量密度的提升）和智能化（电子电器功率件增多）的发展，为保证功能单元维持最佳工况温度区间以及提升整车能量利用效率，新能源汽车热管理系统变得愈发重要。驾驶舱即时温控的舒适度、电池及电驱动等相关热管理保障的整车性能及安全、合适的热管理方案对续航焦虑的缓释，均从电动车消费层面肯定热管理的重要性。对于电动车，由风冷向更复杂的液冷更迭的电池热管理、PTC 加热向热泵空调的驾驶舱供热体系发展以及整车子系统联结方式等方案技术的持续进步，均带来新增量。Model Y

27、 的热泵系统集成了所有的冷却和制热回路Model Y 的整车热管理系统主要包含了：整车热泵系统，电池冷却液循环系统，冷却液阀系统，电机冷却液循环系统，空气系统及电控系统等。在制冷环节，电池冷却系统采用冷却剂回路方案进行液冷，冷却控制系统管理冷却液在各个子系统之间的流动，驾驶舱冷却系统通过蒸发器为车厢提供冷却空气。各个子系统可在散热量不大时独立冷却。 图 8：以Model Y 为例特斯拉整车热管理方案资料来源：特斯拉专利 Patent Application Publication（US 20190070924A1），研究在制热环节，Model Y 创新性地采用了三换热器方案的热泵空调系统，降低

28、低温下整车的能耗，有效缓解电动车冬季采暖导致续航里程衰减的痛点。相比 Model 3，特斯拉在 2020 年新上市的 Model Y 车型因为采用了更加利于能耗的热泵空调系统用于乘员舱及电池系统进行加热而使其与之前的车型相比与众不同，从而能够满足来自全球市场特别是北欧等寒冷地区的消费者需求。在超低温工况中，Model Y 通过电动压缩机、鼓风机和小功率低压 PTC 辅助加热。表 4：特斯拉几款车型加热方式演化及对比车型加热对象200820122016 2020Roadster乘员舱PTC电池PTCModel S/X乘员舱风热 PTC电池水热 PTCModel 3乘员舱风热 PTC电池电机余热乘

29、员舱热泵+低压 APTCModel Y热泵+电机余热电池资料来源：铭思奇谈，研究热泵是一种可以将低位热源的热能强制转移到高位热源的空调装置，类似可以将低处的水泵到高处的“水泵”。 热泵空调的工作原理基于逆卡诺循环，在于其功能实现为“转移热量”（由低位热源热能高位热源）而非 PTC 加热器的“转换热量”，从而使用 1 千瓦的电力能产生 2 千瓦的制热效率或 3 千瓦的制冷效率。热泵系统构架与普通空调系统相似，区别在增加了可改变制冷剂流向的四通换向阀及双向流通的膨胀阀，使用四通换向阀可以使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换，改变热量转移方向，从而达到夏天制冷冬天制热的效果。图 9：Model Y

30、 热泵系统空间区域位置图 10：Model Y 热泵系统主体结构较为紧凑资料来源：OK 特斯拉网站，研究资料来源：知化汽车，研究Model Y 另外一个重要创新是应用了集成式的八通阀（Octovalve）系统。在 Model Y 之前，日产 Leaf、雷诺 ZOE、大众 e-golf、宝马 i3、捷豹 I-PACE、奥迪 e-tron、丰田普锐斯、荣威 Ei5、荣威 Marvel X、蔚来 ES6 等典型车型都有采用热泵技术。相比于这些车型，Model Y 的创新点在于在热泵与整车的集成上做得更进一步，相比 Model 3 只集成了所有冷却回路，Model Y 则进一步集成了所有冷却和制热回路

31、。通过将八通阀系统作为连接冷却环节和热泵系统的桥梁，Model Y 实现了几个系统间的串并联，进一步简化热管理系统阀件及管路的复杂性，并能够实现 12 种不同加热模式的切换。图 11：集成式八通阀工作示意图图 12：八通道阀完成 12 种模式的切换资料来源：特斯拉专利，研究资料来源：特斯拉专利，铭思奇谈，研究特斯拉热泵集成应用的策略可以通过表 5 来说明，在满足乘员舱乘客舒适性需求的前提下，来采用 COP 较高的模式运行，减少能源消耗，提高续航里程。即根据环境温度与电池温度的关系，从 COP 的划分，来规划热泵系统参与加热的程度，以及启动不同级别的加热模式。表 5：在不同环境温度下有不同的制热

32、方案温度范围加热模式COP 值低于-10压缩机作为加热器来使用，单纯地利用电池包的电能来加热COP=1在-1010之间启动混合模式，部分来自加热器（如乘员舱低压加热器），部分热能来自热泵COP=1210以上完全依靠热泵系统进行加热COP 大于 2资料来源：OK 特斯拉网站，研究总之，在热管理方案中的主要应用零部件可分为阀类、换热器类、泵类、压缩机类、传感器类、管路以及其他运用较多的部件（如汽液分离器）几个大类。我们将 Model Y 热管理系统的零部件按照冷媒模块、冷却液模块、空调箱模块和前端模块四个部分进行了梳理，如下表所示。模块零部件表 6：以 Model Y 为例的新能源车热管理零部件冷

33、媒模块压缩机、风冷换热器、Chiller、气液分离器、阀件、温度压力传感器、冷媒通道支架冷却液模块2 个水泵、八通阀（2 个四通阀和 1 个三通阀）、水壶、温度传感器、冷却液通道支架空调箱模块蒸发器、冷凝器、鼓风机、各种风门等前端模块散热器及风扇资料来源：Munro，研究大众MEB 架构热管理系统冷媒的变化成市场焦点MEB 作为电动车模块化平台，是大众集团重要的 3 大新能源汽车制造平台之一，在全球拥有 8 大生产工厂基地，未来将生产大众旗下的大部分新能源汽车。与特斯拉路线不同，模块化设计平台策略共摊成本是大众这种传统车企拥抱电动化的方式。根据大众汽车集团的规划，从 2020 年起，MEB 平

34、台将成为大众生产电动汽车的主要平台。生产车型延展性极强，涵盖轿车、SUV、MPV 等车型，价位覆盖入门、中端、高端等，细分市场广阔。 图 13：大众MEB 产品图 图 14：大众基于MEB 首款紧凑车型 ID.3资料来源：盖世汽车，研究资料来源：汽车之家，研究由于 MEB 平台围绕电池模组设计，电池热管理系统变得更加重要。MEB 的电池均采用液冷和液热，热管理系统采用的是类似捷豹 I-Pace 的三明治结构，电池的冷却液不是在电池模组中间，而是在电池底部，底部有一层保护板，保护整车在磕碰底盘的时候不会使电池包的冷却液泄露，防止液体进入到电池模组内部。但是底部的水冷板流道，水冷板直接集成在底板上

35、，这一点和 i-pace 不同，具有更高的冷却效率。冷板与模组之间通过导热胶填充空气间隙。总之，冷板被划分为两部分，一部分用来冷却电池模组，另一部分用来冷却高低压电器。 图 15：大众MEB 电池系统解构图 图 16：冷板具有双重冷却功能资料来源：知化汽车，研究资料来源：知化汽车，研究MEB 另外一个重要变化是采用二氧化碳方案的热泵系统。目前按照新能源车热泵空调的制冷剂划分，热泵空调可以分为 R134a 型、CO2 型、R1234yf 型等。R134a 型热泵空调系统为当前市场主流。但受限于电池技术的发展和续航里程的短板，节能高效成为新能源汽车空调系统的成为首要考虑因素。由于当前主流汽车空调系

36、统使用的制冷剂 R134a（在京都议定书中被列为限制使用的工质）具有温室效应，全球主要发达国家均在研发温室效应低的制冷剂。二氧化碳作为制冷剂，可充分发挥其高环保、低价、高制热能效的特点，二氧化碳热泵空调在新能源车领域具备很广阔的应用前景。大众 MEB 热管理系统涉及零部件情况。从前文可知，MEB 热管理系统涉及零部件包括水冷板、电池冷却器、热泵、电子膨胀阀、膨胀阀（R134a）及截止阀（R744）、电池冷却器（Chiller）、电动水泵、空调、空调电动压缩机（R1234yf）、冷疑器、压缩机、冷却器 Chiller 膨胀阀 Value 集成、气体冷却器、高压加热器热泵、空调压缩机（R744）、

37、空调冷凝器（R1234yf）、气体冷却器 R744 冷媒用、高压加热器 PTC、冷媒导管等。小结：热管理从独立模板到系统工程，升级明显通过对过去几年热管理系统发展史的回顾，可以发现，相比传统汽车，新能源热管理系统不仅新增功能模快，包括电池热管理系统、电机电控热管理系统，更重要的是，注重系统性功能提升， 由此带来未来可能被大规模应用的系统产品或者技术驱动型产品，以及更高的单车价值，比如传统压缩机升级为电动压缩机、阀产品升级为八通阀、普通管路升级为 CO2 管路等。表 7：热管理从传统向新能源过度，阀泵、压缩机等产品技术升级明显热管理核心零部件燃油车早期阶段（4-8 年前）近期（2-3 年前）Mo

38、del 3 为例当前（Model Y 为例）冷凝器机械压缩机蒸发器膨胀阀空调系统管路其他（鼓风机、控制系统、制冷剂等）电动压缩机PTC（空热、水热）其他阀（高/低压、热力）八通阀（2 个四通阀和 1 个三通阀）气液分离器发动机热管机械水泵、风扇、暖风机芯、中冷器、油冷器理系统散热器其他（冷却液、储液罐等）电池散热板电子水泵动力电池热其他（冷却液、储液罐等）管理系统PTC 加热器电池补偿水箱换热器、冷却器电子水泵电机电控散热系统散热器其他（冷却液、储液罐、传感器、管路等）资料来源：盖世汽车，研究新能源整车热管理的单车价值量出现了近 3 倍的增长。传统燃油车因供应链及方案的成熟，普遍单车价值在 1

39、600-2500 元之间；而在传统空调+高压 PTC 的方案下，价值量的增加主要来自于压缩机从传统切为电动（增加 1000-1500 元），新增换热器（增加500-700 元），换热需求促使电子水泵的使用（增加 600-900 元），高压 PTC 的引入（增加 1200-1500 元），合计增加约 3500-5000 元。进入热泵方案后，在整车热效率有了明显提升的情况下，整车方案的成本也略有增加。主要的变化在于高压 PTC 节省的成本，转移去了空调系统中的气液分离器、三/四通阀、冷媒电磁阀等，整体单车成本基本接近，甚至略低于高压 PTC 方案。但为了进一步提升热泵空调的低温性能，在重新加入辅助

40、 PTC 方案后，单车价值量可进一步增加约 1000 元，至 7000 元左右。 图 17：随着整车热管理方案的进化，单车价值量有着近 3 倍的提升（单位：元） 资料来源：盖世汽车，研究二、新能源热管理系统：格局改善，助力国产化新能源汽车行业快速发展，电动化浪潮为热管理市场提供新机遇。全球新能源乘用车销量自 2015 年-2018 年连续四年增速超过 50%，销量由 2015 年的 41.9 万辆增长至 2018年的 184.1 万辆，年均复合增长率为 64%，高工锂电预计 2025 年全球新能源汽车销量有望达到 1150 万辆；在混动领域，参考丰田对于未来不同动力总成渗透率的判断，我们预计

41、2025 年全球 HEV（含 P2 48V）车型总销量将至少达到 1000 万台（其中欧洲市场由于严苛的碳排放考核压力，预计销量 400 万台，中国区 200 万台，北美 100 万台，日本本土300 万台）。新能源汽车以及混动车型的快速普及为热管理市场打开增量空间，接下来我们将从空调系统、泵阀类产品、管路与前端模块四个维度分别论述其增长空间与格局演变趋势。空调系统壁垒高，电动化助力国产替代空调系统行业空间大空调系统是调节汽车座舱环境的核心部件。汽车空调系统可以实现车厢内制冷、取暖、换气以及空气净化等功能，在提升座舱舒适性上发挥重要作用，一般包括制冷系统、取暖系统、通风系统、空气净化系统与控制

42、系统五大模块。其中，在取暖系统方面，传统汽车与新能源汽车存在较大差异，传统汽车主要采取发动机余热+机械水泵的方式制热，而新能源汽车采取 PTC/热泵技术制热。图 18：汽车空调系统结构图资料来源：太平洋汽车网，研究空调系统行业空间大，增速稳。目前空调系统在商用车、传统燃油车、新能源乘用车上的单车价值量分别为 2000 元/1500/3500-4000 元左右。结合中汽协对未来五年中国乘用车与商用车销量的预测，可以计算得到2020 年国内空调系统行业规模为413 亿元，2025年行业规模为 517 亿元，仍有超百亿的增量空间，未来 5 年 CAGR 为 4.6%。而全球范围汽车空调系统将是 20

43、00 亿人民币规模的市场。 图 19：中国汽车空调系统未来五年仍有百亿级增量市场（单位：亿元）资料来源：中汽协，盖世汽车，研究压缩机是空调系统的核心产品压缩机负责将气体压缩至高压状态，是空调系统的核心产品。传统乘用车压缩机由发动机驱动，按照工作原理划分主要可以分为斜盘式、涡旋式以及旋叶式。（1）斜盘式：通过倾斜斜盘的旋转带动活塞或活塞杆往复运动，工艺成熟但能耗偏高，是目前市场主要机型，被广泛应用于大排量车辆；（2）涡旋式：涡旋式压缩机属于回转式压缩机的一种，通过动、静涡盘互相咬合压缩气体，噪声小，使用寿命长，但因特殊结构设计导致工艺复杂、压缩比较小，因此适用于小排量车；（3）旋叶式：旋叶式压缩

44、机同样属于回转式压缩机，通过在气缸中转动叶片压缩气体，体积与重量较小，适用于微型车。其中，斜盘式压缩机占据市场主流，根据一览众咨询数据，目前乘用车市场的搭载份额为 65%。图 20：传统压缩机中斜盘式压缩机占据市场主流资料来源：一览众咨询，研究电动化浪潮推动压缩机驱动方式由机械式向电动式转变。压缩机按照动力来源可以划分为机械式（由发动机驱动）与电动式（由电机驱动），其中电动式压缩机具有能效比高、噪音小与控制精细等优势，但是传统燃油车受限于储电与发电技术，发电机功率通常小于等于 1.5kw，难以满足电动压缩机动辄 2kw 以上的功率需求，因而燃油车时代电动压缩机并未成为主流。随着整车电动化水平提

45、升，一方面新能源汽车取消传统发动机等机构，电动压缩机成为必须选择；另一方面动力电池与发电机技术的发展为电动压缩机提供功率保障，电动压缩机有望实现从纯电-插电-更多车型的扩张。电动压缩机制冷空调系统在结构上取消了前端的驱动轮，增加了驱动电机和单独的控制模块，是导致空调系统效率差异化的核心变量。电动压缩机总成包括电动压缩机和驱动控制器部分，相比普通汽车空调压缩机，电动压缩机在运行时需要配置专门的辅助发动机产生驱动作用，电动压缩机将电机、控制器（控制模块（电压控制器件、变频器）用以将直流电转化为交流电）与压缩机组成有机整体，采用一体化设计，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

46、，因此，电动压缩机的系统控制器是导致效率差异化的核心变量。 图 21：传统涡旋式汽车空调压缩机外观图 图 22：电动涡旋式汽车空调压缩机外观图资料来源：奥特佳官网，研究资料来源：奥特佳官网，研究当前主流新能源汽车使用涡旋式电动压缩机。涡旋式压缩机高效率、高转速承受力的特点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，因此更适合在电动汽车上使用。涡旋式电动压缩机具有转速范围较大和转速高的优点，适应热泵空调运行需求，从而在已上市的搭载有热泵空调系统的电动汽车中得到大量应用。优点缺点表 8：涡旋式电动压缩机拥有众多优势采用封闭式涡旋压缩机，可靠性高，结构和接口简单

47、制造成本高采用体积小、质量轻、效率高等优点的三相永磁同步电机，直流永磁无刷电机驱动耗电方便智能，智能驱动控制器，提供驱动与保护功能舒适性高，速度可连续控制达到变排量效果噪声低、体积小、振动小、使用寿命长、重量轻、转速高、效率高、运行平稳，可根据客户需要增加 CAN 通信在热泵式空调系统中，特别表现在制热性能高、稳定性好、安全性高；制冷系数可以提高 20%左右，功耗可以下降 23%左右，质量可以下降 30%左右资料来源：奥特佳官网，研究根据盖世汽车研究院的数据，电动压缩机目前售价在 15001700 元之间，假设未来每年年降 5%左右，2025 年全球新能源汽车销量为 1150 万辆，HEV 车

48、型 1000 万辆，到 2025 年全球车用电动空调压缩机市场空间约 250280 亿元，约为 2020 年的 3 倍，未来5 年 CAGR 将达到 27.1%。 图 23：电动压缩机全球未来五年市场规模为 250-280 亿元（单位：亿元）资料来源：EV Sales，Marklines，盖世汽车，研究外资品牌垄断压缩机市场，地域性配套。电装、马勒、法雷奥、翰昂等外资品牌占据压缩机市场的绝大多数份额，CR5 的市占率达到 88.4%，垄断格局明显。从现有配套供应商看，会发现大多数车企在选择压缩机供应商上具有地域性。例如标致雪铁龙、大众、通用、福特等欧美系车企主要由马勒、法雷奥、空调国际等品牌配

49、套；丰田、日产、现代等日韩系车企主要由电装、三电、翰昂等品牌配套；而吉利、比亚迪、蔚来等自主品牌则由松芝、华域、奥特佳等自主品牌配套。但压缩机行业的竞争格局开始出现变化，一方面海外供应商资本开支大幅萎缩，另一方面，自主品牌通过收购的方式成为外资车企的供应商。过去看，压缩机业务在全球市场集中度极高，主要是电装、马勒、法雷奥、翰昂、康奈可，合计市占率为 88.4%，国内只有奥特佳在中低端领域有所配套，市占率为 7%。但是近年部分海外供应商经营乏力，投资力度减弱，以三电为例，公司截至 2019 年 3 月/2020 年 3 月财年资本开支分别为 142/98亿日元，2020 年 4 月至 9 月半年

50、间资本开支萎缩至 28.5 亿日元，同比下滑 46%，2020年 6 月，日本三电控股表示原有考虑将资源向汽车设备集中的业务重组计划难以为继，并已经向债权人提出债务重组申请。同时，自主品牌在配套方面出现突破。比如松芝股份收购京滨大洋、海立股份收购马瑞利。同时，电动化浪潮下，成本和配套服务的综合能力成为重要变量，汽车行业格局有洗牌迹象，自主品牌可以通过高性价比取得车企的青睐。 图 24：外资品牌垄断空调系统行业（2018 年） 图 25：车企选择空调系统供应商上具有地域性 资料来源：盖世汽车，研究资料来源：盖世汽车，研究泵阀类在新能源热管理系统持续量价齐升电子水泵市场多倍增长，自主品牌已经突围电

51、子水泵作为一种带有电子控制驱动单元的水泵，在热管理系统中主要起到带动冷却液循环的作用，其适用于涡旋增压发动机的涡旋冷却以及新能源汽车的电池组和驱动系统的冷却。在结构组成上包括水泵盖、水泵体、控制器、叶轮总成、转子、定子、密封圈、连接盖、后端盖等部分。 图 26：电子水泵结构图资料来源：搜狐新闻，研究在技术结构上，与传统的机械水泵相比，电子水泵不仅具有结构紧凑，可靠性高，使用寿命长的优势，同时其由独立压电材料驱动，不同于机械水泵受限于发动机转速，可以根据实际需求灵活运转，特别是在发动机冷启动低转速的时候，可以帮助其快速升温，从而降低能耗，在实现液体传输的可调性和准确性的同时，降低了传热损失和机械

52、损失，有利于提高燃油经济性；但另一方面，其也存在着成本相对较高的现实问题。表 9：电子水泵相较于传统的机械水泵具有明显优势电子水泵机械水泵结构紧凑，可靠性高，使用寿命长，由优点独立压电材料驱动，可根据实际需求灵活运转，燃油经济性较高由发动机驱动，发动机高速运转的同时带动水泵高速运转，恰好满足发动机散热需求劣势成本较高发动机低速运转时，可能无法达到散热要求资料来源：立木信息，研究未来的发展方向看 ，无刷电子水泵是未来的发展大趋势。汽车电子水泵已经进一步细分成无刷电子水泵和有刷电子水泵两大类。无刷电子水泵抛弃了有刷电子水泵方案中的电刷和换向器的结构，采用电子组件进行换向，有效的避免了碳刷的磨损；同

53、时其水泵的定子与转子完全隔离，有效避免了冷却液的泄漏；此外无刷电子水泵还有效的避免了电磁干扰。因而，无刷电子水泵将成为未来电子水泵的发展趋势。 图 27：24v 直流无刷汽车电子水泵 图 28：无刷汽车电子水泵结构图资料来源：驿力科技，研究资料来源：驿力科技，研究市场规模看，考虑到传统燃油车向新能源汽车的市场变更，以及电子水泵相较于机械水泵的较大优势，电子水泵市场空间有望发生多倍增长，未来同样会有更多的新能源车型装配电子水泵。同样参考相关车型假设：2025 年市场新能源车型销量 1150 万辆，HEV相关车型销量 1000 万辆。目前市场上单个产品售价为 250-300 元，每辆车装配两个，单

54、车价值量为 500-600 元，假设未来以每年 5%的速度进行年降，则 2025 年车用电子水泵的市场空间约 83-100 亿元，约为 2020 年的 3.3-4 倍，未来 5 年 CAGR 将达 27%。图 29：未来五年电子水泵市场规模达 83 亿元，对应 CAGR=27%（单位：亿元）资料来源：EV Sales，Marklines，盖世汽车，研究竞争格局看，合资寡头垄断，但自主可突破。电子水泵的国际厂商主要有伟巴斯特、博世、皮尔博格、斯飞乐和大陆等企业，国内市场有三花智控、富奥股份、湘油泵、飞龙股份等企业。其中，三花汽零处于全球领先地位，目前与戴姆勒和通用汽车开展了电子水泵的相关合作，订

55、单规模在 359 万台，对应 10 亿元营收规模，同时已成为法雷奥、马勒、大众、奔驰、宝马、沃尔沃、丰田、通用、吉利、比亚迪、上汽等客户的供应商。富奥股份则通过与一汽集团深度绑定，获得了基于 MEB 平台生产的新能源汽车的电子水泵相关订单；湘油泵则已进入丰田汽车（新能源）、吉利汽车、长安汽车、比亚迪、广汽、盛瑞传动等自主品牌的客户采购系统；飞龙股份作为老牌汽车水泵企业，目前已获得东风柳汽、福特和北汽的相关订单，同时进入大众、通用、长城和吉利等国内五十余家知名企业采购系统。阀类产品持续量价齐升，格局稳定，国内领先优势以 Model Y 为例的新能源汽车热管理系统主要涉及到八种阀，包括截止阀、节流

56、阀、热平衡阀、热膨胀阀、电子膨胀阀、三通阀、四通阀和八通阀。相比较传统新能源车只有一个热力膨胀阀和电池换热器上的电子膨胀阀，热管理系统的阀体数量有所增加，且技术上更为升级。电子膨胀阀更适应未来热管理系统集成化的发展趋势。热力膨胀阀可以根据蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度自动调节制冷剂的流量大小，但在调节过程中存在响应慢，精度低以及范围有限的缺点。电子膨胀阀在用途上与热膨胀阀基本相一致，是按照事先预设的程序对制冷剂进行流量大小的调整，属于电子式调整模式，目前有电磁式、直动型电动式和减速型电动式三种类型。电子膨胀阀在结构上由转子、定子、阀针和阀体四个部分组成。在技术优势上：1）电子膨胀阀开闭时间极短，可

57、在几秒时间内实现全闭到全开的操作，反应极为迅速；2）电子膨胀阀的过热度设定值可通过改变程序中的代码进行快速调整，不同于热膨胀阀需要在冷库中对其上弹簧的预紧力进行调整；3）电子膨胀阀还具有适低温和节能的优点。而三通阀、四通阀以及八通阀则主要用于制冷剂路径的切换。热管理系统在不同工作状态时制冷剂路径需要切换，三通阀、四通阀与八通阀在其中扮演关键作用。三通阀结构简单，外观上比普通阀门多出一个流道口，可以在制冷剂流入后通过改变阀芯位置调节介质出口路径；四通阀结构复杂，作用较三通阀更多样，通过改变内部流道口对应关系。四通阀一方面可以对冷却剂进行换向，从而实现制冷制热模式的切换，另一方面可以协调整车热管理

58、系统中不同部分（如电机冷却回路、电池冷却回路）中的并联/串联关系，从而提升整体系统效率；八通阀作用与原理类似四通阀，但是可以协调更多回路，引入更多热源，因此带来热管理效率提升，对应的代价则是更复杂的结构与加工难度。电子膨胀阀热力膨胀阀表 10：电子膨胀阀对比热膨胀阀优势明显优点开闭时间短，反应迅速，可轻松调节过热度设定值，适低温，节能可以根据蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度自动调节制冷剂的流量大小劣势成本较高调节反应慢，调节精度低以及调节范围有限资料来源：盖世汽车，研究单车价值量方面，我们以 MEB 平台的车型为参考，热管理系统涉及截止阀，电子膨胀阀和热膨胀阀共 4 个，单车价值量在 650-700

59、 元左右，而普通中低端产品用量为 200 元左右，假设 HEV 车型阀类产品用量约为 100 元左右。表 11：阀类组件在热泵系统中的单车价值量显著高于燃油车单位（元）传统普通制冷+高压 PTC 方案电动车热泵系统电动车膨胀阀30100电子膨胀阀120*3三通阀110110四通换向阀200单车价值量30210670资料来源：盖世汽车，研究仍然假设 2025 年新能源车型全球销量 1150 万台，考虑欧洲产品结构，预计总量中 15%仍为 PHEV 车型；剩余 85%销量中的 35%产品为低端销量（A0/A00 等），采用普通方案；而剩余 50%产品均选择装配热泵方案；与此同时 1000 万 HE

60、V 车型选择普通热管理产品。则 2025 年各类阀在新能源汽车中的市场规模预计在 59 亿左右，约为 2020年的 3 倍，未来 5 年 CAGR 将达 25.7%。图 30：未来五年阀类产品市场规模约 59 亿元，CAGR 达 25.7%（单位：亿元）资料来源：EV Sales，Marklines，盖世汽车，研究在竞争格局方面，国内的三花智控在全球市场处于领先地位，与不二工机（日本）、鹭宫（日本）和 unix（韩国）等外资企业形成稳定的国际竞争格局。其中，三花智控的阀类产品涵盖范围较广，涉及热力膨胀阀、电子膨胀阀、四通阀、截止阀、冷媒阀和调温阀等多类产品，三花智控（家电领域）电子膨胀阀（50