2022年新能源汽车未来发展市场研究报告合集

2022年新能源汽车未来发展市场研究报告合集资料汇编

目录1、2022年新能源汽车热管理技术专题研究2、中天科技研究报告：海风龙头蓄力起航_新能源护驾破浪前行3、新能源金属行业2022年投资策略：稀土锂钴将维持高景气度4、金属新材料行业深度研究及投资策略：新能源革命_新材料进阶5、2021年中国新能源汽车动力电池行业产业链全景分析：装机量将持续扩大_市场竞争进一步加剧[图]

2022年新能源汽车热管理技术专题研究一、新能源车热管理功能架构及趋势新能源车热管理系统技术迭代的目的在于实现各回路热量与冷量需求的内部匹配，能耗最优，降低电池能耗实现制冷与制热功能；纯电动车型的热管理回路主要包括汽车空调回路（驾驶舱热管理回路）、电池热管理回路，电机热管理回路。其中，空调制暖回路可以通过PTC或热泵产生热量、空调制冷回路可以产生冷量；电池热管理回路可产生热量，但在不同情况下既需要被制冷又需要被制热；电机热管理回路可产生热量，主要需要被制冷。如果我们按照热量与冷量的供给和需求角度去划分各个回路：热量供给方：空调制暖回路、电池热管理回路、电机（或电驱动）热管理回路；冷量供给方：空调制冷回路；热量需求方：驾驶舱、电池热管理回路；冷量需求方：驾驶舱、电池热管理回路、电机热管理回路。热管理系统升级可提升新能源汽车整车续航里程和车主驾驶体验。1）高效的热管理技术能够降低整车能耗，在不增加动力电池容量的情况下提升续航里程。同时，汽车空调系统能够通过调节PTC功率或者热泵功率保持汽车座舱恒温，使得乘客体感温度舒适；2）通过对热管理回路结构差异、零部件增减量拆分来看，新能源车热管理系统单车价值量可达5000-10000元（含热泵），显著高于传统燃油车一般不高于2500元的价值量。随着热管理技术、集成化程度、冷媒介质等解决方案升级，有望驱动热管理单车价值量提升。通过分析梳理热管理技术解决方案迭代变化历史，我们发现行业在加速成长期具备二大特征：第一，目前国内主流主机厂已完成热管理基本功能实现，但热管理技术仍在不断创新和迭代。通过梳理特斯拉、丰田等强势主机厂和三花、银轮等热管理厂商的技术路线，我们认为热泵空调及集成控制等技术迭代方向明确。目前，领先的主机厂的电机热管理、电池热管理和座舱热管理均已衍生出了第二代、三代技术，且每一代技术对于软件和硬件的集成要求都更高。以电机热管理的主动液冷技术为例，为了快速冷却电机，车载电脑需要根据预设程序调节回路中冷却液流量大小，并可根据电池包热量决定是否通过四通阀将电池回路和电机回路进行串联，以实现更高效的集成热管理控制。我们认为，新能源汽车热管理方案的技术趋势是通过集成或改变各回路的连接方式等方式，实现各热管理回路内部能耗最优，尽可能减少对于电池能耗的依赖。第二，主机厂主导热管理解决方案开发，定制化特征显著；政策层面无明确热管理技术路线指引；通过整理工信部、市场监管总局等监管部门的政策，我们发现国家政策对技术指引较少，主要聚焦于新能源整车及电池安全上。目前，国家多部门先后出台政策以防控电池在极端情况下发生自燃、爆炸现象。但是，并没有对具体热管理技术路线做出指引要求。以热泵技术为例，目前欧洲等国出于环保要求禁止使用R134a，但并没有确定未来进一步的冷媒路线（CO2或R1234yf）。在热管理技术层面，特斯拉在ModelS/X/3/Y四款车型中先后迭代出了3个版本的技术路线；分别在电机余热回收、大型集成式控制阀、电机堵转技术、整车热管理标定和智能热管理算法方面拥有极强的技术积累。通过比较特斯拉和国内各家主机厂商技术差异，我们认为以ModelY为代表的特斯拉第三代技术在能耗管理和热控制方面具有卓越的优势。相较之下，国内主机厂和热管理厂商仍停留在电机余热回收阶段（特斯拉第一代技术），2021年热泵渗透率仅约二成，尚未大规模量产大型集成式控制和智能热管理算法等解决方案。特斯拉ModelY是新能源车热管理技术集大成者。2010-2019年新能源纯电动热管理技术仍然处于实现基本功能阶段，技术仍在频繁迭代（集成化），同时类似于冷媒技术升级等技术趋势尚未明确，行业竞争格局尚未完全定型（各供应商基于自身优势产品逐步扩展热管理其余环节产品）。2020年特斯拉ModelY开辟了新能源车热管理解决方案新标杆，2021年比亚迪及华为等跟进推出新型高效解决方案，对于其技术路线的分析有助于梳理技术发展路径以及前瞻预判技术趋势：1）技术特点一：大型集成式八通阀。将热泵空调系统和电机、电池热管理回路动态地结合在一起，实现电机余热回收，减少管路用量，节能降本；2）技术特点二：采用R1234yf冷媒的多功能热泵。基于R1234yf的热泵通过回收热管理回路中的余热，同时辅以低电压加热器并采用冷媒再循环技术，加强了低温环境下热管理回路的制热量和制热效率，提升续航，改善车主体验；3）技术特点三：电机油冷。在Model3的系统中，特斯拉加入油冷模块来辅助冷却，大幅提高热管理效率，满足电机的高功率运行的冷却要求。二、新能源车热管理1.0技术架构核心观点：为了更好地了解特斯拉的技术迭代以及集成度较高的热管理技术，我们首先介绍最基础的新能源纯电动热管理回路。一般而言，新能源纯电动整车热管理系统可以分为汽车空调回路、电池热管理回路和电机热管理回路。其中，电池热管回路工况温度适中一般需要维持在20-35℃，该回路可产生热量，在夏天和冬天分别有制冷和制热需求；汽车空调回路工况温度一般在18-30℃，可制热与制冷；电机热管理回路正常工况温度最高可达60-80℃，该回路可产生热量，只有制冷需求。2.1功能原理及结构组成在基本的热管理架构中，空调、电池和电机三大回路相互并联并独立，冷却液不会出现跨回路流动的现象。以国内某新势力车企第一代热管理回路为例，电机回路并联在整个热管理回路的外侧；电池回路和汽车空调回路相互并联，并通过chiller进行冷媒和冷却液的热交换；汽车空调回路内部，制冷和制热功能回路又相互并联。2.1.1乘客舱空调回路制冷路径：电动压缩机7→冷凝器8（电子风扇24）→三通阀9→电子膨胀阀10→蒸发器11→三通阀12→压缩机7制热路径：电子水泵20→W-PTC21→暖风芯体22→膨胀水壶23→电子水泵20汽车空调回路被分为空调制冷回路和空调制热回路。空调制冷回路通过电子膨胀阀+Chiller和电池回路并联，空调制暖回路则完全独立。当座舱需要制冷时：制冷回路中的压缩机会开始工作，并将高压气态冷媒（R134a、R1234yf等）输送至冷凝器中转化为高压液态冷媒，冷媒在冷凝器出由气态转换为液态，实现放热，由电子风扇将热量吹走，之后冷媒经三通阀（9）抵达电子膨胀阀（10）节流，并在蒸发器（11）处由液态转换为气态，同时吸收周围环境热量，开始制冷，同时，紧贴蒸发器上的鼓风机（24）开始工作，并将蒸发器附近的冷风打入座舱进行制冷。最后冷媒从蒸发器流出，经由三通阀（12）返回压缩机，完成循环。当座舱需要加热时：此时制暖回路中的W-PTC（水冷-PTC）开始工作，冷却液从电子水泵出发，经W-PTC加热后抵达暖风芯体，并在暖风芯体中向座舱吹出热风，之后经水箱重新回到电子水泵，完成循环。2.1.2电池热管理回路冷却路径：电子水泵17→电池水冷板19→Chiller14（右侧）→低温水箱15→W-PTC16（关闭状态）→电子水泵17；电子膨胀阀13（冷媒回路导通）→Chiller14（左侧）加热路径：电子水泵17→电池水冷板19→Chiller14（关闭状态）→低温水箱15→W-PTC16（加热状态）→电子水泵17当电池需要冷却时：汽车空调制冷回路开始工作，并且三通阀右侧阀口会打开，电子膨胀阀13调节经过Chiller冷媒流量大小，降低Chiller温度，此时W-PTC处于工作停止状态，此时低温冷却液会从电子水泵出发流经水冷板，带走电池产生的热量，之后抵达Chiller并再次降温，之后冷却液经水箱、停止工作的W-PTC后重新返回电子水泵，完成回路循环。当电池需要加热时：空调回路中的三通阀关闭右侧阀口，使得热交换器Chiller保持常温，同时回路中的制热部件W-PTC开始工作；经PTC加热的冷却液从电子水泵出发，抵达电池水冷板并加热电池，随后经过Chiller、水箱后抵达W-PTC并再次加热，并最终回到电子水泵，完成回路的循环；2.1.3电机热管理回路冷却路径：电子水泵6→低温散热器1→DC/DC2→IPU3→电机4→膨胀水壶5→电子水泵6当电机需要冷却时，高温冷却液从电子水泵出发，抵达低温散热器进行降温，之后温度较低的冷却液流经DC/DC、IPU、电机并带走功率部件的热量；高温冷却液随后通过水箱回到电子水泵，完成回路循环。2.2ModelS热管理解决方案2.2.1功能及组成特斯拉第一代热管理技术路线应用在ModeS/X上，和国内各家厂商一样把整车热管理分成电池、电机和汽车空调三大管理回路。其中，ModelS回路有4大功能：电池冷却、电池加热、座舱热管理、电机电控冷却。从热功能元件来看，整车是电池冷却器+空冷PTC（chiller+A-PTC）的双能系统，可以通过PTC和电机余热的方式给座舱和电池包加热。第一代热管理技术路线相对通用基础方案的变化主要体现在：第一，通过新增四通阀实现了电机热管理回路和电池热管理回路的串联，也就是引入了电机余热回收功能，实现将电机多余热量导入电池回路功能；第二，采用了两组冷凝器+电子风扇的组合，其考虑主要是高端车驾驶舱温度控制及保障舒适性；第三，其空调制暖回路采用一个集成的A-PTC+蒸发器。汽车空调回路分析制热路径：A-PTC（风冷PTC）16→鼓风机17→座舱制冷路径：压缩机9→冷凝器10（电子风扇11）→冷凝器12（电子风扇13）→热力膨胀阀14（打开）→蒸发器15→压缩机9汽车空调主要为座舱加热或者冷却。当座舱需要加热时，此时回路不循环，压缩机不工作，A-PTC通电并放热，紧贴A-PTC的鼓风机（回路中未画出）将外部风吹至A-PTC上，经加热后吹出热风至座舱内。当座舱需要冷却时，此时A-PTC不工作，冷媒经压缩机抵达蒸发器并吹出冷风后产生冷量，经截止阀（14）、蒸发器并回到压缩机，完成循环。电池热管理回路分析加热路径：电子水泵25→三通阀26（左侧关，上侧开）→电子水泵20→W-PTC21（加热状态）→电池23（电池水冷板22）→四通阀3（左侧和下侧关闭）→电子水泵25冷却路径：电子水泵25→三通阀26（左侧开，上侧关）→Chiller19（与空调制冷回路发生热交换进行冷却，电子膨胀阀18处于打开状态，控制流经冷媒流量）→电子水泵20→W-PTC21（关闭状态）→电池23（电池水冷板22）→四通阀3（左侧和下侧关闭）→电子水泵25当电池需要加热时：冷却液从电子水泵开始，经W-PTC流过紧贴电池的水冷板，最后再经过四通阀、水泵、三通阀后回到最初的电子水泵，完成回路的循环。此外，ModelS还可以通过调整四通阀导向，将电机回路和电池回路串联，实现电机余热回收。当电池需要冷却时：水路从电池冷却器Chiller开始，经电子水泵、W-PTC（此时不工作）流经水冷板，给电池降温；之后再流过四通阀、电子水泵、三通阀并回到chiller，完成回路的循环。电机热管理回路分析冷却：电子水泵5→充电机6→电机集成减速器及逆变器7→三通阀8（左侧开，下侧关）→低温散热器1（电子风扇2）→四通阀3（上侧和右侧关，左侧和下侧开）→膨胀水壶4→电子水泵5电机工作时温度较高，主要需求是冷却。当电机电控和充电机需要冷却时，冷却液从低温散热器出发，流经四通阀、电子水泵后经过功率元件并带走热量，最后经三通阀后回到低温散热器，完成循环。2.2.2价值链分布通过拆解不同回路中使用的零部件，我们测算预计ModelS单车热管理价值量约9075元左右（不包括软管和传感器）。其中，价值量最高的是使用A-PTC的空调热管理回路，价值量约为5000元，成本占比约55%；电池热管理回路价值量约为2375元，成本占比约25%；电机热管理回路价值量约为1500元，成本占比约16%；交叉回路1价值量约为390元，成本占比约4%。ModelS中并没有特别新颖的热管理技术，但因定位属于高端车型，配备了双冷凝器且电机回路低温散热器单独加装电子风扇，而不是和空调回路共用，因此热管理系统综合单车价值量较高。2.3ModelX热管理解决方案2.3.1功能及组成特斯拉ModelX的热管理回路设计与ModelS的热管理回路差别较小，在核心技术上都主要利用四通阀进行电机回路和电池回路的串并联。当座舱需要制冷时：此时PTC不工作，冷媒经压缩机压缩成高压气态的工质后流冷凝器变为液态，并经2个截止阀（膨胀阀）节流后抵达蒸发器，通过吸收外部热量的方式降低环境温度。鼓风机对蒸发器打风后吹出冷风，为座舱供冷。之后冷媒由蒸发器流出，回到压缩机，完成循环。电池热管理回路分析加热路径：电子水泵12→Chiller13（电子膨胀阀21处于关闭状态）→电子水泵14→W-PTC15（加热状态）→电池包16（电池水冷板17）→四通阀2（左、上关，右、下开）→电子水泵12冷却路径：电子水泵12→Chiller13（电子膨胀阀21处于打开状态，控制流经冷媒流量）→电子水泵14→W-PTC15（关闭状态）→电池包16→四通阀2（左、上关，右、下开）→电子水泵12当电池需要加热时：W-PTC正常工作，被加热的冷却液从电子水泵流经Chiller、电子水泵后抵达四通阀，并通过紧贴在电池包上的水冷板加热电池。此外，还可以通过调节四通阀流向，接通电机回路和电池回路进行电机余热回收。当电池需要降温时：此时W-PTC不工作，冷却液和Chiller中的冷媒进行热交换以达到降温的效果，并且从Chiller流出的低温冷却液经电子水泵、四通阀后抵达水冷板，通过接触的方式带走电池热量。2.3.2价值链分布相较于ModelS，ModelX热管理系统单车价值量增加主要在空调制暖回路，这是因为ModelX是一款中大型SUV，座舱空间较大。单个A-PTC+蒸发器系统无法在较大空间内实现制热，在冬天必须要使用多个PTC才能保证极寒情况下座舱供暖。特斯拉ModelX与ModelS热管理回路主要差异点体现在：第一，ModelX是一款轴距近3米的B级SUV，内部座舱空间比ModelS大，单个A-PTC加热提供的热量不足，需要配备2个A-PTC用于座舱加热；第二，空调制冷回路减少了一个冷凝器+电子风扇的结构；第三，电机热管理回路中减少一个电子风扇，主要通过和冷凝器（19）共用电子风扇。2.3.3技术创新：基于四通阀的电机余热回收（回路串联）新能源汽车在正常工况时驱动电机温度约在60℃以下。当电机功率过大时电驱动系统温度会发生热过载的现象。过高的温度将引发电机故障、造成安全隐患，所以大部分主机厂商会采用铺设冷却水路的方式进行电机热管理。相较于电池热管理回路（20~25℃）和汽车空调回路（20~30℃）而言，电机热管理温度（50~60℃）仍然是最高的，自然拥有将热量从高内能传到低内能的条件。前沿技术开始尝试将电机运行中产生的余热给车辆电池包甚至是汽车座舱加热；该方案通过一个四通阀，将电机热管理回路与电池热管理回路串联，并依赖多通阀的特性来切换不同回路的串并联，将电机热管理回路中的高温冷媒导入到低温电池回路中，对电池包进行加热。还有方案尝试用Chiller代替四通阀，将电机冷却水路通过Chiller与电池冷却回路进行热交换。国内厂商早期热管理技术普遍将电机、电池、汽车空调3大回路并联（如蔚来ES8、小鹏G3），直到2018年以后的第一代技术时才通过加入四通阀/三通阀将电机冷却回路和电池回路串联起来，实现电机余热回收的功能。然而，特斯拉在2013年上市的ModelS中已设计出了这一功能。这也是第一代技术的核心难点与增量空间。ModelS电机余热回收路径：电子水泵5→充电机6→电机集成减速器及逆变器7→三通阀8（左侧关闭，右侧与下侧打开）→四通阀3（下侧和右侧关闭，左侧和上侧打开）→电子水泵25→三通阀26（左侧关闭，下侧和上侧打开）→电子水泵20→W-PTC21（此时可以不工作）→电池23（电池水冷板22）→四通阀3（左侧和上侧关闭，右侧和下侧打开）→膨胀水壶4→电子水泵5通过电机余热回收技术，主机厂可以节省下电池热管理回路中的PTC加热模块。在ModelS中，特斯拉仅使用A-PTC加热汽车座舱，取消了电池回路中常见的W-PTC。此外，电机余热回收方案还可以和热泵系统搭配使用。博世曾在2016年开发出了使用热泵系统的电机余热回收技术。博世的新型热管理系统通过结合使用热泵、冷却剂泵、电子膨胀阀和电磁阀，根据汽车空调回路和电池回路中的热量来决定热泵工作效率以及三大回路中的冷却液流量分配比例。通过将电机/电控产生的废热传导到另外两个回路中，可以提升25%的热泵系统能耗节省水平，使得1000瓦的热泵产生接近2000-3000瓦时输出的热量。三、新能源车热管理2.0技术架构3.1Model3热管理解决方案3.1.1功能及组成特斯拉第二代热管理技术应用在Model32上，通过将2个电子水泵、1个chiller、1个三通阀和1个四通阀组装在一起，实现了热管理回路中阀、泵、交换器的初步集成。这个集成阀体，又名Superbottle，能够极大地节省回路中不必要的阀体和泵体数量以节省成本，简化管路结构以降低整车质量。基于Superbottle的第二代回路在功能效用上和之前保持一致，仍然是将整车热管理回路分成了电池、电机电控、汽车空调三大热管理回路。相较于ModelS繁琐的回路结构和功能单一的阀体，Model3因为使用了集成阀体，所以比ModelS节省了：1个W-PTC、1个电子水泵、1个膨胀水壶、1个三通阀、1个冷凝器、2个电子风扇，共计2655元的价值量（不包括节约下来管路的价值量）。此外，在Model3的系统中，特斯拉还可以通过优化管路设计，将ADAS控制器和电池包管理模块整合入冷却回路中，并且加入油冷模块来辅助冷却，大幅提高热管理效率。电池热管理回路分析冷却路径：电子水泵8→Chiller9（电子膨胀阀16打开，获得冷量）→电池11（电池冷却板12）→五通阀2（C口）→五通阀2（B口）→电子水泵8加热路径：电子水泵8→Chiller9（电子膨胀阀16关闭，无冷量）→电池11（电池冷却板12）→五通阀2（C口）→五通阀2（D口）→电子水泵3→充电机4→电控5→油冷器6→五通阀2（A口）→五通阀2（B口）→电子水泵8当电池需要制热时：在电池热管理回路中（蓝色回路），因为取消了W-PTC，所以当电池需要加热时，必须利用电机余热来加热电池包：冷却液先从Superbottle上方的电子水泵流出，经过充电机、电控、油冷器后加热，再抵达四通阀口A、B，并从下方的电子水泵进入电池热管理回路；之后水路再由chiller到水冷板，以加热电池，最后经四通阀口C、D流向上方的电子水泵，完成循环。当电池需要冷却时：使用冷却液的电池回路和使用冷媒的空调回路会通过Chiller进行热交换，此时汽车空调回路会进行制冷：压缩机压缩冷媒后，冷媒在冷凝器内降温成高压液态工质，然后经截止阀（此时完全打开，不节流）抵达Chiller，为chiller提供稳定的冷源。同时，电池回路内冷却液仍然以chiller-电子水泵-水冷板-四通阀口C-四通阀口B的路线进行循环，于是中温冷却液和低温冷媒在chiller进行热交换，实现电池包降温的功能。3.1.2价值链分布从热管理零部件拆分来看，Model3主要热管理部件单车价值量约6420元左右（不包括管路及传感器、空调箱等）。其中，空调回路价值量为4150元，成本占比约65%，电池回路为875元，成本占比为14%，电机回路为545元，成本占比约8%，交叉连接回路价值量为850元，成本占比约13%。通过对各个回路零部件拆解，我们发现受益于集成阀体Superbottle，ModelS的热管理回路从构造上来说更加简洁了，同时可以更有效地利用电机和座舱的余热来加热电池包，并节省下串联在电池热管理回路中的W-PTC，节省将近1000元的成本。在三大回路中，价值量最高的仍然是空调回路，因为未改款Model3仍采用高电压PTC和电动压缩机，这两个零部件成本合计约2500元左右。我们进一步比较特斯拉第一代热管理技术和第二代热管理技术在价值量上的差异，通过比较Model3和ModelS（车型类型均为轿车）的热管理回路差异，我们认为差异点主要体现在以下几点：第一，从价值量的角度来看，我们测算特斯拉第二代Model3比第一代ModelS的热管理回路在电池回路减少1475元，在电机回路减少730元，在空调回路减少850元，但是新增加的交叉回路价值量为400元，整体来看特斯拉第三代Model3比第一代ModelS的热管理回路减少2655元；第二，从零部件增减角度来看，通过五通阀集成组件实现电机余热回收功能，节省了原电池热管理回路中的PTC、三通阀、四通阀以及电子水泵等部件；第三，Model3车型定位低于ModelS，空调制冷回路中减少了一套冷凝器+电子风扇的组合。整体来看，Model3在电机热管理回路中使用了Superbottle来实现阀体和泵体的集成化，所以在电池回路和汽车空调回路中，Model3先后节省了W-PTC、三通阀、水泵、电子风扇等零部件，以实现集成化。3.1.3技术创新：基于Superbottle的电机余热回收特斯拉第二代热管理技术在回路串联方案中利用一个可以电控切换水路循环流向的Superbottle（五通阀）以改变电机热管理回路和电池热管理回路的串并联情况。Superbottle不仅充当普通新能源汽车膨胀水壶的功能，还被特斯拉的工程师们集成了两个电子水泵、一个水-水换热器、1个三通阀和1个四通阀，是一种中型集成换热模块。当电池需要升温时：汽车会打开Superbottle中的多通阀体，将电池回路和电机回路串联起来，电池内部的低温冷却液经过四通阀（1）流向电子水泵（3），直接进入电驱动系统冷却回路，并且与驱动系统的油冷回路在水-水换热器进行热交换（加热）。加热后的冷却液再次返回四通阀（5）并经电子水泵（7）和冷却设备（4，此时冷却设备停止运行）进入电池热管理回路，并且对电池包进行加热。目前，国内已有主机厂根据成品逆向研发出了Superbottle类产品，但是在动态稳定性上距特斯拉的产品有一定距离。此外，大部分Tier1如大陆、德昌电机、三花、银轮也已推进Superbottle中四通阀单体产品的技术攻关，当前或已完成对第一阶段集成式阀体的实验与标定。3.2ModelY热管理解决方案3.2.1功能及组成ModelY的热管理在Model3上又进一步完成了迭代，并且有四大亮点技术：（1）阀体集成技术、（2）电机堵转技术、（3）多功能热泵技术、（4）智能热管理算法。这四种技术壁垒极高，是热管理行业内其他玩家难以逾越的四座高峰。通过对ModelY技术的研究分析，我们能够发现热管理行业在硬件和软件两方面的发展趋势：集成化和智能化。从功能上来看，ModelY主要也可被分为电池、电机电控和汽车空调三大功能回路。因为第三代技术在Superbottle的基础上进一步整合了另一个四通阀，构成了八通阀模块，所以在阀体集成度上比Superbottle更高。此外，ModelY在智能热管理算法上也十分有特点。根据披露的专利来看，车载计算机可以依据用户输入的温度参数和预计行驶里程，实时感知回路中各元件工况温度，依据智能热管理算法进行调节八通阀通路方向、电机运行效率、散热风扇转速，并且动态地实现热管理最优化。ModeY的热管理回路十分复杂，单从汽车空调回路中的热泵子回路来看，就能通过八通阀的调节实现包括制冷、制热、预热、强制冷却、除雾、除湿、除霜等十二种功能。受限于篇幅原因，我们在此简单展示三大回路中的普通制冷、制热功能。汽车空调回路分析制冷路径：压缩机12→三通阀13（左关，上、右开）→液冷冷凝器15→电子膨胀阀9→蒸发器10→气液分离器11→压缩机12制热路径：压缩机12→三通阀13（右关，上、左开）→室内冷凝器14→电子膨胀阀8→chiller7→气液分离器11→压缩机12在汽车空调回路中，ModelY是特斯拉第一款不搭载高电压PTC的车型。当座舱需要加热时，压缩机会将高压气态工质送至室内冷凝器并放热，并由鼓风器吹出热风；之后第一电子膨胀阀关闭，高压液态工质会流向第二电子膨胀阀并抵达chiller进行降压，之后冷媒经由气液分离器抵达压缩机，完成循环。值得一提的是，ModelY汽车空调回路中，存在2个低电压加热器，他们的主要用途并不是给座舱加热，而是给室外蒸发器除霜用。当座舱需要冷却时，三通阀会打开右侧通路，关闭左侧通路；压缩机会将高压气态工质输送到水冷冷凝器里变成高压液态工质，之后再经由第一电子膨胀阀（第二电子膨胀阀关闭）节流至蒸发器并吸收外部热量；此时鼓风机将风打至蒸发器上，吹出冷风，实现制冷；之后冷媒由蒸发器流出，经气液分离器返回到压缩机，完成循环。3.2.2价值链分布从热管理零部件拆分来看，ModelY的整车价值量约7620元左右（不包括管路及传感器，空调箱等）。其中，空调回路价值量为3900元，成本占比约51%，电池回路为1025元，成本占比为20%，电机回路为1195元，成本占比约16%，交叉连接回路价值量为1025元，成本占比约13%。通过拆分ModelY价值量，我们可以发现：在电池回路和电机回路中，价值量分别增加150元和650元，主要来源为增加了截止阀、膨胀水壶和电子风扇等部件；在空调回路中，因为ModelY作为一款紧凑型SUV，搭载了八通阀和热泵系统，新增了12种制热模式和3种制冷模式，相比Model3热管理空调回路，ModelY中减少了1个A-PTC和1个电子风扇，新增了1个气液分离器、1个三通阀以及2个低电压加热器，总体来说价值量下降了250元，但整个空调回路价值量依旧高达3900元；由于八通阀集成度更高，系统更加复杂，制造难度大，因此阀体集成溢价较高，单车价值量约2500元。ModelY较ModelS集成度更高，且整车可以分成4大模块：冷媒模块、冷却液模块、空调模块和前端模块。其中，冷媒模块包括压缩机、水冷冷凝器、chiller、气液分离器、阀件、温度压力传感器等；冷却液模块包括2个水泵、八通阀、膨胀水壶、传感器等；空调箱模块包括各种蒸发器、冷凝器、鼓风机等；前端模块包括散热器和风扇。特斯拉通过将热管理回路模块化打包，可以减少阀体数量和管路连接件数量，降低零件成本和装配成本。通过梳理1.0-2.0新能源车热管理技术架构（基本回路以及特斯拉第一代至第三代回路）、5款不同车型的价值量变化，我们可以发现：（1）集成度越高的回路结构越简洁，能够通过“一阀多用”、“一泵多用”的方式节省不必要的零部件，从而降低整车热管理成本；（2）SUV热管理回路价值量更高，往往需要功率更大、数量更多的制热零部件实现冬天座舱供暖；（3）阀体集成度越高，阀体价值量越高，因为在Superbottle和八通阀都是通过高强度塑料板或者铝铸板材进行集成的，模块越大、精度越大。3.2.3技术创新之一：多功能热泵空调特斯拉搭载于ModelY的直接式热泵系统从技术上领先于其他主机厂商，能够实现12种制热、除雾、除霜和去湿模式，并能实现3种制冷模式，并且通过配合使用电机电控余热来解决传统热泵固有的制热效率低、蒸发器易结霜的问题。一般来说，基于R1234yf冷媒的热泵系统在极低温下会出现制热效率和制热量不足的问题。对此国内和欧洲大部分厂家倾向于采用CO2为冷媒介质来绕开这一技术难题。但是，ModelY基于R1234yf的热泵通过回收热管理回路中的余热，创新性地解决NissanLeaf、BMWi3等使用R1234yf/R134a冷媒车型遇到的问题：低温下（-7℃以下）热泵COP较低；极低温下（-20℃以下）热泵系统制热量不足、失效；低温环境下（-5℃-5℃）热泵系统中的室外蒸发器容易结霜。特斯拉通过回收利用电机电控、电池包、压缩机和鼓风机的余热，同时辅以低电压加热器并采用冷媒再循环技术，加强了低温环境下热管理回路的制热量和制热效率（COP系数最高可达5），使得在-20℃以下的工况下仍然能正常制热（COP≥1）。3.2.4技术创新之二：大型集成式八通阀ModelY中最亮眼的技术是一个直径约50cm的集成式八通阀（Octovalve）。这个集成式阀体是电机、电池、汽车空调热管理回路交互的核心零部件，整车绝大部分所有高压、低压的冷媒（R1234yf）和冷却液水路都会从八通阀经过。八通阀从原理上来看能够很明显地发现Superbottle的影子，可以被认为是一种集成度更高的Superbottle。从模块整体构造来看，八通阀由2个四通阀组成，并且在模块侧身处接入一个旁路，所以八通阀总共有9个管道入口；此外，多通阀体和冷媒通道支撑架紧密地卡在一起，能够在稳定阀体的同时防止冷媒异常泄露。从零部件来看，阀体的其他通路分别和2个热交换器、1个控制器、2个电动水泵连接起来，合计单车价值量约2500元左右。通过控制阀体回路通断情况，ModelY可以实现三大回路的串联和并联，将热泵空调系统和电机、电池热管理回路动态地结合在一起。目前，除特斯拉以外地其他厂商多停留在对Superbottle这一类产品地研发制造中，像八通阀这种高度集成化模块产品尚未大规模开展设计。八通阀体的制造工艺较为复杂，不仅用到了电火花切割、熔融堆积技术（3D打印），还用到了搅拌摩擦焊接技术。这是一种常用在航天飞机制造上的精确铝焊接方法，通过剧烈摩擦产生的热与压力共同作用，对铝材表面的分子进行混合，以实现无缝、精密且强度超高的接合。特斯拉通过把这种用于SpaceX的技术运用到ModelY上，能够极大地加强八通阀体的结构强度，同时降低阀体和管路连接处的泄露概率。通过各种制造工艺的相互糅合，特斯拉能把多种不同阀、泵、热交换器等部件集成在16孔铝铸支架上，最终实现八通阀体的模块化生产制造。3.2.5技术创新之三：电机堵转技术此外，ModelY的另一技术难点是电机堵转，通过降低电机（驱动电机、电子水泵、电动压缩机）的工作效率，将原本制动的电能转换为热能，再把热能经过四通阀从电机回路导到电池回路中。在这一技术方案中，特斯拉的电机工程师加大电机线圈绕组中的电流强度，使得绕组丝起到热敏电阻丝的作用。电机堵转并不指的是电机转子被用物理的方式堵住、停止转动，而是在某一额定电流情况下转子不能达到额定转速。特斯拉的堵转技术是加大电流的同时保持电机速率不变。一般来说正常情况下当电流加大时电机功率也会更大，导致电机效率更高，但特斯拉的电机工程师们能够通过控制电流d、q矢量强度强行降低电机效率。从公式上来看，电机效率=扭矩×转速，而扭矩=k（常数）×电流，而其中电流I又可以根据Park变换分成id和iq两个矢量方向的分电流。特斯拉的工程师通过分配id和iq的大小，在降低等效电流值（id2+dq2，也就是扭矩中的电流数值）的同时保持或者加大电机中的电流强度（I’），使得电机效率相对降低但是提升发热量（Q=I’2Rt）。除特斯拉外，目前国内外各大主机厂和热管理厂中没有任何一家掌握甚至触及这种通过降低电机效率、用电机中电机线圈绕组充当热敏电阻丝发热的技术。电机堵转技术的难度不在于热管理零部件制造工艺和回路架构设计，其核心反而在于对电机中电流分矢量强度的把控，需要极强的理论基础和电机标定技术。特斯拉在ModelY中通过加入电机堵转技术，能够取消电池包中的PTC，进一步降低电池包回路中的价值量，并且提升整车能耗水平，增加续航里程。3.2.6技术创新之四：智能热管理算法和标定上述都是特斯拉在硬件方面的创新，然而在软件方面特斯拉也凭借对整车精确的热管理标定和控制，通过检测外部环境温度、电机系统温度、电池组温度和座舱温度等参数，来综合电机、电池组、热泵系统和压缩机等所有热源供给的最佳效率，最终经由智能热管理算法输出一个综合结果来提升整车热体验（包括整车续航和座舱舒适性）。在ModelY的整车热管理算法中，车载电脑可以根据如下几个参数：（1）车主设定的座舱温度；（2）外部环境温度；（3）热管理回路各模块温度；（4）预计行驶里程；（5）电池剩余电量；（6）车辆行驶速度，来智能选择热泵工作模式，并且调节各个热管理零部件工作效率，以实现最佳的整车热体验和更长的续航里程。要实现高效、快速、富有创意的热管理算法必须要求特斯拉对整车热管理回路中各个零部件做到精准的标定。新能源整车热管理系统标定是指在不同温度下，对开发的热管理系统性能进行试验验证与适应性修改，得到最优工况参数并保证整车在高温（40℃以上）和极寒（-10℃）以下都能达到设计的热管理性能，兼顾整车低能耗与驾驶舒适性。从标定内容来看，新能源汽车标定需要对发动机、电机、电池加热冷却策略、乘员舱冷却采暖策略、除霜与除雾策略、电池与乘员舱协调加热冷却策略标定等，工序和技术非常复杂。制热环节：主要为驾驶舱制热，热泵及内部换热体系为主流。在Model3设计方案上，特斯拉摒弃高压PCT加热器方案，创造性运用电机及相关控制器生热提供热源，正常行驶时回收电机热量，静止时电机仍转动独转产生热量。ModelY设计上新增热泵系统，同时选择以压缩机、低效模式的鼓风机以及小功率PCT作为补充热源。此外，特斯拉在ModelY上创新性使用八通阀作为连接冷却环节和热泵系统的桥梁，实现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的复杂性。只有经过热管理标定，得到各个零部件和整车在不同温度下的参数后，才能应用上述复杂的整车智能热管理算法。一般来说，每隔2℃就要重新标定一次，并且必须要协调好不同回路互相传导的热量。热管理标定是如此的复杂，以至于需要100-200台车才能标定完成，并且标定费用平均高达数千万。特斯拉ModelY在实验室通过数百次的标定后才得到了各个模块在串联和并联下的热参数，在精准度上媲美丰田等日系厂商，并遥遥领先其他竞争对手。此外，随着特斯拉热管理技术的愈发成熟，ModelY之后还可以通过OTA系统升级热管理算法，根据车主的驾驶习惯优化对各个零部件的控制，实现更智能的热管理。四、热管理技术路线研判4.1热泵空调普及大势所趋新能源车辆续航里程一直是重点关心的问题，而目前电池能量密度提升遇到瓶颈，因此降低整车能耗尤为关键。热泵系统相对于PTC空调的优势非常明显，在冬天能够极大降低整车能耗水平，从而大幅提升续航里程。而国内大多数厂商迟迟不搭载的主要原因是：（1）技术不达标，在冬天无法解决制热效率和制热量低、蒸发器结霜的问题；（2）成本原因，热泵平均会提升1000-2000元的单车价值量，A00级EV搭载意愿较低；（3）政策原因，国内不少主机厂还在等待国家给出冷媒的技术路线指引，少部分开始主攻CO2介质。但是，从特斯拉ModelY上，我们可以发现通过使用电机余热回收、电机堵转技术、压缩机与鼓风机余热利用等技术，特斯拉完美解决了低温下热泵系统COP较低、制热量不足的问题，并且在-5℃-5℃区间内室外蒸发器不结霜。所以，在可见的将来，随着技术上的突破和政策的明朗，热泵空调将会因为其出色的COP比例而被更多主机厂使用，所以我们预计对于售价在15万元以上的新能源汽车而言，热泵系统将成为标配；同时，随着成本的降低，热泵系统有望被售价更低的A00级EV所搭载。4.2集成化应用加速渗透比亚迪海豚使用一体化热管理技术。海豚是配置e平台3.0架构首款车型，其一体化热管理（冷媒介质）技术是以热泵电动空调压缩机为基础，一体化热管理控制模组为核心，对产生的“冷量”或“热量”再分配至不同需求单位（驾驶舱、刀片电池、电驱动等），比亚迪对冷媒回路进行了大规模集成，极大降低冷却液回路的复杂度。4.3局部降本增效延续高压快充技术路线下，电池热管理技术升级。2022年6月23日宁德时代发布麒麟电池热管理技术，通过水冷系统结构设计优化适应新能源车高压快充（大电流充放电，缩短充电时间）热管理要求，导热性能提升50%。4.4环保推动空调冷媒升级环保推动空调冷媒升级，第四代冷媒加速渗透。使用R1234yf冷媒的热泵可兼容现有热泵零件，成本更低，但冷媒专利仍在保护期；R744（二氧化碳）冷媒热泵空调零下20度制热效果更优，但成本更高。大众ID.4CROSS车型的高配版可选装CO2热泵空调：二氧化碳气体本身成本小，但更新热管理零件成本高。大众ID.4二氧化碳热泵选装包价格需要9000元，包括加厚的空气压缩机以适应二氧化碳冷媒运行中的高压力，同时采用高压阀件（防泄露）来确保长期运行中的可靠性问题。五、投资分析从趋势层面，新能源车热管理行业进入2.0时代，供应链扁平化，提效、降本及响应是核心驱动力：1）技术层面：热泵空调+集成控制等技术升级已成为主流趋势，尤其2020年特斯拉ModelY车型量产加速了热管理解决方案的迭代周期及应用普及，当前时点行业技术迭代仍在延续；2）空间层面：2021年是全球新能源车高速成长元年，国内销量同比增长165%，渗透率达到13.4%；叠加热管理解决方案升级导致的单车价值量提升，热管理市场空间快速扩充；预计2021-2025年国内市场空间分别达173/301/401/502/606亿元，同比分别增长199%/74%/33%/25%/21%。3）格局层面：2021年行业空间快速扩充，主机厂上量后主动开发B点供应商需求，拓普、盾安等行业新进入者加大布局。当前新能源车热管理产业链分工较为清晰，主机厂主导系统设计及软件控制，Tier1的核心竞争要素在于底层零部件的自研自制能力。燃油车热管理系统简单、供应链成熟：主机厂直接向空调系统厂商（法雷奥、电装、瀚昂等）采购总成；新能源车热管理系统更复杂，主机厂主导系统设计开发，三花等原先Tier2升级为Tier1，这主要因为：1）技术差异性：热管理系统解决方案持续升级，主机厂需要具备know-how，原Tier1总成商难满足需求；2）快速响应：新能源新车型研发周期缩短，主机厂直面零部件供应商更为高效；3）降低成本：零部件厂商作为Tier1直供，供应链分散有利于主机厂提升议价能力。国内Tier1有望凭借快速技术迭代及成本领先等优势逐步确立全球领先地位。目前，国内各家热管理零部件厂商均拥有各自的核心技术：三花智控产品组合、技术创新等优势占据领先优势，银轮、奥特佳、松芝股份、克来机电分别在热交换器、压缩机和管路环节具备较强技术储备。在国际热管理市场上，日系、韩系热管理厂商凭借深厚的积累牢牢把控着丰田、现代等主机厂商的供应渠道；美系、德系的传统热管理巨头也正同海外各主机厂共同开发，希望以此加速切入新能源汽车热管理市场。

中天科技研究报告：海风龙头蓄力起航_新能源护驾破浪前行一、双碳大时代，海风赛道空间广阔在双碳政策推动下，2050年全球海风累计装机量有望达2000GW，空间广阔。我们认为，我国海风发展具有以下三大推动力：1）政策补贴端：平价政策带来抢装潮，后续省补有望接力国补推动平价过渡；2）供需端：我国东部沿海省份用电负荷大，海风资源丰富，开发潜力巨大；近期沿海省份出台多项海风规划政策超预期；3）成本端：海风产业链长，降价空间多；风场规模化和风机的大型化，原材料整体企稳或下降、大兆瓦、漂浮式、柔性直流输电等技术进步，都将有望带来海风建设成本的降低，从而促进平价推进，带动需求端增长。1、海上风电长期成长，我国有望跃居第一海风市场在我国，风电包括陆上风力发电和海上风力发电，对应的风电场分为陆上和海上两类。其中，海上风电场包括潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场和深海风电场。海上风电的并网由两部分组成：（1）海上风电机组通过33或66KV的海底电缆连接到海上变电站；（2）海上变电站通过130-220KV的海底光电复合缆与陆上变电站相连，再由陆上变电站将电力输送到电网公司。全球海风新增装机量稳步发展，我国新增装机容量全球第一。根据GWEC的《2021全球海上风电报告》，截至2020年，全球海上风电装机量达到35.3GW，受欧洲装机量减少影响，同比下降2.57%。在过去的10年里，随着海风技术发展和对向新能源的使用转型，2011-2020年全球海上风电的新装机容量的CAGR约22%。从海上风电发展历史来看，欧洲地区最早发展，且受益于其海上丰富的风力资源，早年全球海上风电工程主要集中在于此，至2020年累计装机量达24.43GW，占比全球装机量70.14%；其中以英国为代表，累计装机量占全球28.9%，位列第一。我国海上风电项目起步于2005年，建立了亚洲第一座海上风电场——东海大桥海上风电场。近年来，我国作为全球重要的海上风电新兴力量，每年新增风机量由2016年的0.6GW增长到2020年的3.1GW，5年来每年新增风机量CAGR达50.77%，进入高速发展期，至2020年末以50.4%的新增海风装机量占比领先全球位列第一；海上风电装机量累计达10.1GW，仅此于英国占全球海风装机量的29%。根据GWEC预测，2021年我国海风有望新增7.5GW，超过欧洲的2.9GW成为第一海上风电市场。在双碳政策推动下，2050年全球海风累计装机量有望达2000GW，空间广阔。根据国际可再生能源署IRENA的预测，为了加快可再生能源开发利用，在2050年将全球升温控制在1.5℃以内，需要在未来30年内大幅增加风电装机容量，其中全球2050年海上风电累计装机需要达到2000GW。2、三大核心驱动力推动我国海上风电提速发展我们认为，我国海风发展具有以下三大推动力：1）政策补贴端：平价政策带来抢装潮，后续省补有望接力国补推动平价过渡；2）供需端：我国东部沿海省份用电负荷大，海风资源丰富，开发潜力巨大；近期沿海省份出台多项海风规划政策超预期；3）成本端：海风产业链长，降价空间多；风场的规模化和风机的大型化，原材料整体企稳或下降、大兆瓦、漂浮式、柔性直流输电等技术进步，都将有望带来海风建设成本的降低，从而促进平价推进，带动需求端增长。从政策补贴端来看：平价政策带来抢装潮，后续省补有望接力国补推动平价过渡。双碳政策下以风电为代表的新能源发展确定性强。2021年10月26日，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，明确提出大力发展新能源，“坚持海陆并重，推动风电协调快速发展，完善海上风电产业链，鼓励海上风电基地”。平价政策引发2020年至今抢装潮。2020年1月财政部、发改委、能源局联合发布《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》明确了2022年起新增海上风电项目不再纳入中央财政补贴范围，造成2020年至今风电指标的抢装。国补取消后，地方有望以省补接力，推动海风项目平稳过渡平价。以广东为代表，2021年6月，广东省印发《促进海上风电有序开发和相关产业可持续发展的实施方案》，提出自2022年起将对省管海域内未享受国家补贴的项目进行投资补贴，并网价格执行广东省燃煤发电基准价，推动项目开发由补贴向平价平稳过渡。从供需端来看：我国东部沿海省份用电负荷大，海风资源丰富，开发潜力巨大；近期沿海省份近期出台多项海风规划政策超预期。我国能源分布与需求呈现逆向关系，能源资源上如煤炭等北多南少，石油西富东贫，而东部沿海地区用电负荷则巨大，集中于东部沿海地区（福建、浙江、山东、江苏和广东五个省份为主）的海风资源丰富，其建设发展可以有效补充东南沿海持续增长的用电量需求和能源使用转型。根据文献《中国近海的风能资源》统计，从粤东到浙江中部近海年平均风速达8m/s，台湾海峡最大8-9m/s，浙北到长江口7-8m/s，江苏近海6.5-7.5m/s，渤海和黄海北部为5.8-7.5m/s。根据海上风能资源普查成果，中国5到25米水深，海上风电开发潜力约2亿KW。50米水深70米高度的海上风电开发潜力约5亿KW。东南沿海海风资源具有能量效益高、发电效率好；湍流强度小、风切变小，受地形、气候影响小；受噪音、景观、电磁波的限制少；不占用土地资源等优点，也作为我国将大力发展的可再生能源的必然选择。近期风场资源优质的东部沿海地区出台的海风建设远期规划超预期。如福建漳州，2021年6月，清洁能源海峡高峰论坛指出，漳州市政府计划在全市近海浅谈开发5000万KW海上风电，建设东南沿海最大的清洁能源基地。11月2日，山东提出将聚焦渤中、半岛北、半岛南三大片区，推进海上风电集中连片、深水远岸开发应用示范，打造千万KW级海上风电基地；11月15日江苏省盐城市举行海上风电高峰论坛，提出“十四五”期间，盐城规划有902万KW近海和2400万KW深远海风电容量，将加快建设千万KW级海上风电示范基地，努力在“十四五”末实现新能源装机容量突破2000万KW。从成本端来看：海风产业链长，降价空间多；风场的规模化和风机的大型化，原材料整体企稳或下降、大兆瓦、漂浮式、柔性直流输电等技术进步，都将有望带来海风建设成本的降低，从而促进平价推进，带动需求端增长。从海风的产业链来看，可以分为上游有关海风建设的测量勘探等专业服务、风机建设材料原材料商，风机各零部件设备商；中游的风机整机组装和包括海缆在内的辅助设备商；及下游投资运营商们，包括投资、施工及后期运营维护。较长的产业链，提供了更多的降价空间。在建设成本中，一般包括风机设备、建安费用、塔筒、海缆及配套等，其中风机设备（45%）、建安费用（25%）占主要，海缆及配套占据8%左右，其中海缆不同于风机、叶片、塔筒等陆风、海风共有设备，为海上风电专属。我国海上风电经过十多年的发展，随着勘探设计、设备研发制造和工程建设运营经验的逐步积累提升情况下，造价也在逐步下降，从2010年的单位KW造价在23700元/KW左右降至2020年的15700元/KW左右，但仍高于陆上风电成本（7000-8000元/KW）；也高于地上光伏系统的4550元/KW。随着我国海上风电向规模化、智慧化、定制化和大型化的方向发展，风场的规模化效应、风机大型化降低但千瓦成本，都有望进一步带来降本增效。2021年10月12日，浙江省680MW规模海风项目开标，其中，中广核象山涂涂茨海上风电场风机采购项目平均报价为4443元/kW，最低报价3830元/kW；华润电力苍南1海上风电项目风机（含塔架）报价为4562元/KW（含塔架），最低报价4061元/kW（含塔架）。对比2020年国内海上风电机组采购7000元/kW左右的均价，招标价格降幅达40-50%。以本次招标为例，此次降价除了来自于非一线厂商的竞价投标，也反映了风机大型化（华润招标的预计投标机型主要以5-8MW机型为主），海风基础及塔筒的单位千瓦成本有望大幅下降；风电场大规模化（华润的苍南项目容量达400MW），摊薄各项成本。另外在整机零部件中叶片和塔筒占主要部分，叶片的原材料一直以玻纤和碳纤维为主，塔筒主要采用中厚板。我国进口碳纤维价格自2012年的4.45万元/吨不断下降，2021年9月达2.1万美元/吨。2021年钢材价格稳中有降，11月份中厚板价格处于5190元/吨附近。稳中有降的原材料有望进一步推进风机建设成本的降低。我国目前海风的建设规模和速度，主要还受限于基础施工和吊装施工工程船舶的数量。据北极星电力网的统计，截止上半年，我国目前拥有42艘专业海上风电施工船只，可支撑约500万千瓦（5GW）海上风电建设（不考虑台风等气候影响）。我们认为明确的海风增长空间有望刺激市场对此布局，促进海风建设。3、海缆产业：行业壁垒高，企业先发优势明显，竞争格局稳定海底电缆是用绝缘材料包裹的导线，敷设在海底用于连接各实体实现电信传输。在海上风电系统中包括：海上风电机组通过33或66KV的海底电缆连接到海上变电站；海上变电站通过132-220KV的海底光电复合缆与陆上变电站相连。海缆敷设主要包括电缆路由勘查清理、海缆敷设和冲埋保护三个阶段。二、海风业务：稀缺的海风龙头，四大板块驱动长期成长中天科技起家于光纤通信，战略布局海洋、新能源、电力电缆、光通信四大业务，覆盖新基建和新能源两大核心赛道，作为海风龙头，公司现已具备海缆－海底观测、勘探－海缆敷设－风机施工于一体的海洋系统工程总集成能力，将深度受益于海风发展。海缆由于其产品特性和产业链中的特殊地位，行业壁垒高，在生产技术、生产资格、生产设备、客户、资金、地理位置等方面均具备较高壁垒，市场竞争格局稳定，2019年中天科技市占率第一，达44%，柔直技术全国领先，处于龙头地位，实力雄厚。随着我国海上风电项目的海缆招标向“制造+敷设”整包模式转变，具备整包能力的海缆企业在中标项目过程中将更具竞争力，公司海洋产品布局完整，未来有望核心受益。1、“海洋+新能源+电力电缆+光通信”四位一体长足布局公司起家于光纤通信，战略布局海洋、新能源、电力电缆、光通信四大业务，覆盖新基建和新能源两大核心赛道。公司起步于1992年通过光纤通信起家；其后分别于1999年研发生产海底光缆，进入海洋系统；2000成立中天日立光缆，成功研发光纤复合架空地线光缆，进入电网传输领域；2011年拓展新能源领域，从而为光通信、海洋、电力电缆、新能源四大业务战略布局奠定基础，经过多年“精心制造，踏实创新”，已经成长为一个跻身中国电子信息100强，全球新能源500强的中国民企，拥有76家子公司、54个海外办事处、16000多名员工的科技集团，产品销往160个国家和地区。截至2021年11月，公司的总股本为30.66亿股，其股权结构稳定，第一大股东为持股25.247%的中天科技集团有限公司，薛济萍持有中天科技集团公司65%的股权，为实际公司控制人。旗下拥有89家子公司，通过母公司及多个子公司进行不同产品生产，实现对光通信、电力、海洋、新能源和新材料等领域的覆盖。在新基建和新能源“双新”发展机遇下，主营业务分为四大板块：光通信、电力传输、海洋装备和新能源。公司顺应清洁低碳新经济秩序发展，全力争当“双碳”超长赛道主力军，成为对区域经济承担责任的绿色制造科技企业，现已形成以新能源为突破、海洋经济为龙头、智能电网为支撑、5G通信为基础、新材料为生长点的产业布局。海洋业务：公司技术研发面向深远海，市场布局面向全球，业务包括海缆、海洋规划及海洋工程。在海缆业务上持续深耕海底光缆、海底电缆、海底光电复合缆及海缆施工船机等海洋装备，现已具备海缆－海底观测、勘探－海缆敷设－风机施工于一体的海洋系统工程总集成能力，致力于成为全球领先的能源信息互联系统解决方案服务商。受益于我国海风行业的加速发展，海洋业务有望给公司带来巨大发展空间。新能源：公司定位光、储、箔细分领域。在光伏领域公司具有光伏电站产品产业链及服务体系，主要业务包含光伏系统产品供货、光伏资源开发、工程总承包及电站运维，业务范围涵盖居民屋顶、工商业屋顶分布式光伏发电、渔光互补、农光互补、基站离网系统、海岛型微网系统、光伏车棚、地铁光伏发电工程等各类型光伏电站；储能领域以大型储能系统为核心，发力电网侧，用户侧及电源侧储能应用，已形成含电池正负极材料、结构件、铜箔、锂电池、BMS、PCS、EMS、变压器、开关柜、储能集装箱等核心部件的完整储能产业链；公司铜箔产业得益于电子铜箔市场的需求发展，向锂电铜箔与标准铜箔进行双向发力，快速布局。新能源业务有望成为公司新的发展增长点。光通信业务：公司拥有棒-纤-缆一体化的产业布局，完善“集成服务产品群、基础设施产品群、无线网产品群、承载网产品群”等四大产品群。公司紧抓新基建发展机遇，随着国内5G加速覆盖和数据中心建设，光纤光缆整体潜在需求巨大，公司发力特种特品研发，逐步建设气相沉积石英材料合成技术平台，电磁传输技术平台，结构成型和装备研发技术平台，在新型光纤预制棒、SDM空分复用光纤、800Gbps/1Tbps超高速光纤传输技术、50G-PON、5GRel-17、毫米波通信、高速无线局域网、通信与导航一体化等技术方面加大技术预研力度。同时对OM4/OM5、高速光模块、高性能器件、CL光纤、国产机车用电缆以及光电混合缆等薄弱环节加强技术攻关。电力传输：公司拥有行业最完备的输电、配电产品产业链优势，积极参与特高压电网和智能电网建设。产业链覆盖OPGW、铝包钢、铝合金、特种导线、电力金具、绝缘子、避雷器、架空绝缘导线、高中低压电力电缆、电缆附件、配电变压器、电力工程设计与服务等，为输电、配电提供系统解决方案和装备。在配电网领域方面，随着城市及农网改造发展，成为以电力电缆为龙头，变压器、附件等产品协同发展，设计及施工一体化的系统集成商；屡次中标国网特高压工程，普通导线、特种导线、OPGW保持领先，配网领域电力电缆、架空绝缘导线等产品市占率靠前。2、业绩保持持续增长，盈利能力稳定公司营收及利润持续高速增长。公司营业收入由2016年的211.08亿元增长到2020年440.66亿元，复合年化增长率CAGR达到20.2%，2021年前三季度营业收入373.94亿元，同比增长23.16%。2016-2020年归母净利润由2016年15.88亿元增长到2020年22.75亿元，复合年化增长率CAGR达到9.4%，2021年前三季度归母净利润为4.88亿元，同比下降69.11%。公司2021年前三季度业绩下降，原因主要是公司对高通业务计提存货减值及坏账准值（前三季度合计计提相关减值损失20.84亿元），若是单看三季度单季，公司则实现收入130.17亿元，同比增长37.55%。如果扣除高通业务相关减值损失影响，公司单季的财务表现创历史新高。商品贸易营收占比最高，电力传输与光通信营收紧跟其后，公司积极布局海风电领域，市场前景广阔。从产品构成角度分析，2020H2，商品贸易业务营业收入达到160.21亿元，在总营业收入中占比最高，达到36%，而制造业中，电力传输、光通信及网络、海洋系列、铜产品、新能源材料分别实现收入100.02亿元、80.60亿元、46.67亿元、27.80亿元、15.06亿元，分别占比22.7%、18.3%、10.6%、3.4%。同时，公司继续深耕海风电板块的布局，光纤光缆量价齐升带动光通信板块盈利能力恢复，新能源板块则布局光伏和储能两大赛道，公司有望获得快速发展。公司降本效益凸显，销售费用率、管理费率逐步下降，研发投入则持续增加。受益于公司的成本控制能力，公司销售费用率逐步下降，从2016年的3.66%下降到2021年前三季度的1.36%。管理费用率较为稳定且处于较低水平，2018年-2020年管理费用率（扣除研发费用）维持在1.4%左右，2021年前三季度管理费用率则下降至1.17%。公司研发投入自2018年到2020年稳步提升，从2018年的10.72亿上升到2020年的12.17亿，年均复合增长率CAGR达到6.5%，2021年前三季度研发投入总额为10.13亿元，同比增长15.15%，总营业收入占比为2.71%公司毛利率较为稳定。自2016年到至今，公司的毛利率保持在13%-16%水平，较为稳定，净利率则在2016年到2020年维持在5%-8%的水平，而2021年前三季度下降至1.41%，主要系公司大额计提减值损失所致。主营业务中海洋业务毛利率持续提升，2020年毛利率达42.8%；电力传输毛利率水平保持稳定，2020年达13.92%；2020年，光通信和光伏发电业务都有所下降，光通信为24.02%，光伏发电下降到25.36%。3、深度卡位海风赛道，国内海缆龙头企业，受益海风发展潜力大公司海洋业务包括海缆、海洋观测和海洋工程三大板块，现已具备海缆－海底观测、勘探－海缆敷设－风机施工于一体的海洋系统工程总集成能力，其中海缆业务主要应用于海上风电、石油勘探、海岛传输，而海上风电占整个业务板块主导。我国海上风电的在抢装潮后将有望保持发展，在全球海风加速发展的大背景下，我国海风行业在政策端、供需端的支持下，以及风机大型化推动降本平价的推进，都有望进一步带动该板块的营业增长。公司的海缆业务目前主要由子公司中天科技海缆股份有限公司承担。公司自1999年研发生产海底光缆，进入海洋系统。经过多年布局发展，形成产品线齐全，深耕广东江苏市场，高压、柔直技术领先的国内海缆行业头部企业，并积极向深海、直流、高压海缆业务拓展。产品方面：海缆产品线丰富齐全，包括海电缆、海光缆、有中继系统用深海光缆、无中继系统用海底光缆、动态铠装脐带缆等，几乎覆盖所有电压级别。产业布局上：在南通海缆制造基地基础上积极拓展，在广东汕尾建立南海海缆制造基地，利用陆丰地域优势，辐射粤东及东南亚地区市场。在盐城大丰筹建江苏大丰海缆制造基地，发挥盐城的地域优势，以大丰港为核心，辐射苏北至渤海湾。利用本土化优势，巩固广东、江苏两省的海上风电市场。技术方面：布局应对大容量发电机组的66kV集电海缆、解决大容量输电瓶颈的柔性超高压直流海缆、三芯330kV超高压大容量输电海底电缆、满足深海漂浮式风机用动态缆、降低并网线路成本的铝芯海底电缆、轻型环保非铅套结构海缆、满足2000米水深使用要求的深海海底电缆等多项新技术及高新产品。海洋立体观测网集合海洋空间、环境、生态、资源等多类型数据，采用先进的海洋观测技术手段，实现高密度、多要素、全天候、全自动的全球海洋立体观测。鉴于海洋观测在军事和民用领域的重要性，各国已加强在海洋观测的投入研发。“中国工程科技2035发展战略研究”海洋领域课题组提出，我国的海洋环境立体观测技术与装备的发展目标为:初步建成全球海洋观测体系并实现有效运行，实现全球海面及水下重点海区多要素立体观测能。海洋立体观测项目将在未来5年内带来超过20亿的市场空间。公司围绕“海洋观测由有缆向无缆、固定向机动、海底向立体”的发展战略，在国内率先进行观测网核心部件及接驳技术产业化，形成“海面-海中-海底”立体观测系统建设能力，服务于科学研究、海洋资源勘测、水环境监测及水下安防服务等重大工程，参与编制海洋生态环境在线观测系统国家级标准，获批工信部发布第三批专精特新“小巨人”企业称号，两项国家级监测站顺利通过验收，在海洋观测细分领域持续领跑。公司开发了国内首个±400kV海缆维修接头盒并安装下水，产品技术达到国际领先水平。公司在浙江、山东、福建、海南等沿海大省进行战略布局，联合当地科研院所、知名高校开展科技成果产业合作，参与海洋类科研和工程项目建设，深入拓展公司在海洋观测领域的布局。三、新能源业务：布局光、储、箔细分领域，勾勒成长新曲线公司自2011进入新能源行业，成立中天科技光伏技术有限公司、中天光伏材料有限公司、中天科技储能科技有限公司、中天天科技氟膜智能工厂、中天新兴材料科技有限公司，江苏电子材料有限公司六大子公司，并由江苏中天旗下的新能源产业集团进行管理。公司定位光、储、箔细分领域，以实现“强化光伏产业集成，扩大储能产业优势，加快铜箔产业布局”为发展目标，深度布局新能源产业。目前光伏产业上已拥有完整的光伏电站产品产业链及服务体系；储能上以大型储能系统为核心，发力电网侧，用户侧及电源侧储能应用，拥有完整的储能产业；铜箔产业向锂电铜箔与标准铜箔双向发力，快速布局。公司连续6年入选全球新能源企业500强榜单，2021年排名再创新高，位居第116位。1、光伏业务：完整产品链，“十四五”下稳步成长光伏发电的产业链可以分为主要由光伏电池相关原材料组成的上游；主要为电池片、电池组件生产企业和系统集成企业构成的中游；下游为光伏发电应用领域，包括分布式光伏发电和集中式电站。在全球“碳中和”与“碳达峰”的大环境下，光伏产业作为新能源快速发展。我国光伏累计装机容量由2013年的19.42GW增长到2020年的252.8GW。2021年上半年，全国光伏新增装机13.01GW，其中，集中式光伏电站5.36GW、分布式光伏7.65GW。截至2021年6月底，光伏发电累计装机2.68亿千瓦。从新增装机布局看，装机占比较高的区域为华北、华东和华中地区，分别占全国新增装机的44%、22%和14%。2021年1-6月，全国光伏发电量1576.4亿千瓦时，同比增长23.4%。根据《中国光伏产业发展路线图（2020年版）》，预计“十四五”期间，全球每年新增光伏装机约210-260GW，我国光伏年均新增光伏装机或将在70-90GW之间。2021年上半年光伏发电装机14.1GW，同比增长22.6%，其中分布式新增装机同比增长97.5%，集中式新增装机同比下降24.2%，户用新增装机首超集中式，占比最高42%，成为新增装机主要来源。除了大型光伏电站以外，目前光伏建筑一体化板块（BIPV）还处于初级阶段，国家能源局综合司下发了《关于提交全县（市、区）屋顶分布式光伏发展试点方案的通知》，紧随其后，全20多个省市发布了BIPV相关政策，光伏建筑一体化快速得到了市场的关注。公司具有光伏电站产品产业链及服务体系，主要业务包含光伏系统产品供货、光伏资源开发、工程总承包及电站运维。负责光伏产业的子公司——中天光伏技术是专业的光伏应用系统一站式服务的应商，拥有成熟的电站开发、工程总承包及运维经验，提供从项目咨询、方案设计、设备货、工程安装、手续办理、运行维护等各个环节精细化服务，提供EPC总包服务，业务范围涵盖居民屋顶、工商业屋顶分布式光伏发电、渔光互补、农光互补、基站离网系统、海岛型微网系统、光伏车棚、地铁光伏发电工程等各类型光伏电站。在2020年，公司光伏发电业务营收达2.82亿元，同比增长4.06%。公司与如东县当地达成协