新能源汽车行业汽车新能源崛起系列研究四：新能源热管理行业报告，不一样的热管理，会成为谁的新蛋糕？
太平洋汽车新能源崛起系列研究四行业研究报告新能源热管理行业报告不一样的热管理，会成为谁的新蛋糕？首席分析师：白宇执业证书编号S1190518020004分析师：方杰执业证书编号S1190517120002联系人：刘文婷徐慧雄 P 2核心观点1234投资建议热管理是新能源汽车领域的新蓝海。这是随着新能源整车增长而增长的增量市场，且价值量将近传统热管理的3倍。电池热管理蕴藏新产品，将带来新的投资机会。水泵和压缩机采用电动化、换热器采用液冷技术路线是新应用趋势。热管理迎来变革机遇，竞争格局有待分配。传统热管理的国际巨头法雷奥、电装、马勒、翰昂等，积极发力新能源。前瞻布局的国内供应商跃跃欲试。热管理零部件供应商相继推出主打产品，并切入整车供货体系。我们看好新能源热管理行业国内零部件厂商的崛起，有望借助国内新能源汽车市场弯道超车。重点关注：银轮股份、中鼎股份、西泵股份、奥特佳、松芝股份、三花智控等。 P 31国标新增热管理，行业变革已至 国标中的热管理——从忽视到重视由电动车辆分标委组织制定的三份强制性国家标准的征求意见稿于1月25日发布，包括《电动汽车安全要求》、《电动客车安全要求》和《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》，新增了对热失控与热扩散重要性的说明以及测试标准。热失控：电池单体放热连锁反应引起的电池自温升速率急剧变化的过热、起火、爆炸现象。热扩散：电池包或系统内由电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生温度上升的现象。热管理直接影响电动车动力电池安全性、使用寿命、充放电次数等。P 4新能源汽车热管理系统同示意图特斯拉电池发热自燃资料来源：新能源电动车网，太平洋证券整理资料来源：太平洋证券整理 新能源热管理=传统热管理+三电热管理传统燃油车热管理包括空调系统的热管理和发动机等其它发热设备的冷却，热管理在传统燃油车上的应用已非常成熟。新能源汽车热管理包括空调系统、电池、电机电控和其它电子设备的热管理，插电式混合动力汽车热管理还包括发动机、变速箱的冷却。其中，纯电动汽车的空调制热无法利用发动机余热，可以使用PTC加热、热泵空调等方法。传统燃油车热管理系统组成新能源汽车热管理系统组成资料来源：太平洋证券整理资料来源：太平洋证券整理传统燃油车热管理空调系统制冷系统制热系统发动机冷却传动系统冷却新能源汽车热管理11空调系统制冷系统制热系统电机电控冷却其他设备冷却电池热管理电池加热电热冷却纯电动汽车PHEV混合动力汽车发动机冷却传动系统冷却P 5 由于电池工作中产生的热量累积，会造成各处温度不均匀从而影响电池单体的一致性。从而降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥。电池热管理可以使电池组发挥最佳的性能和寿命，将电池包温度控制在合理的范围内。新能源汽车热管理系统需要考虑电池、电机等的散热以及电池在低温环境加热，还需要考虑与空调、乘员舱等的耦合。混动车还需要考虑排气系统等的辐射热影响。P 6动力电池热管理结构示意图新能源汽车电池水冷板资料来源：《汽车科技》，太平洋证券整理资料来源：汽车电子设计，太平洋证券整理电池热管理是新能源热管理的关键 传统热管理和新能源汽车热管理（液冷）核心组件及价格对比资料来源：电动汽车资源网、第一电动车网、太平洋证券整理P 7新能源汽车热管理：价值量比传统提升近3倍新能源汽车热管理系统较传统汽车新增冷却板、电池冷却器、电子水泵、电子膨胀阀、PTC加热器或热泵系统等，核心产品价值量从2230元提升至6410元左右。新能源汽车热管理是一个随着新能源整车增长而增长的增量市场，随着新能源汽车的渗透率提升以及产品性能升级，热管理系统行业未来市场空间和价值巨大。预计2020年我国新能源汽车产量达到200万辆，热管理市场达到128亿。传统热管理核心组件估算价格散热器450元蒸发器180元冷凝器100元油冷器300元水泵100元空调压缩机500元中冷器200元其他400元合计2230元新能源汽车热管理核心组件估算价格电池冷却器600元蒸发器720元冷凝器200元热泵系统1500元电子水泵840元电动压缩机1500元电子膨胀阀500元其他550元合计6410元 新能源汽车渗透加速，热管理行业受益明显2017年，我国汽车销量总数为2888万辆，其中新能源汽车销量为77万辆，占比为2.66%，相比15年1.29%的占比，新能源汽车销量占比增加了1.37百分点。随着政策红利释放，新能源汽车未来产销量会持续上升。我们预测，到2020年，汽车产销量将会超过3000万辆，而新能源的渗透率将会达到6.67%，到2025年目标渗透率为20%，未来新能源汽车前景广阔，将带动热管理系统行业发生巨变。P 82015-2018年新能源汽车月销量（万辆）新能源汽车销量占比资料来源：乘联会，太平洋证券整理资料来源：乘联会，太平洋证券整理31.6450.1476.8114.0905001000150020002500300035002015年2016年2017年2018年Q1汽车总销量（万辆）新能源汽车销量（万辆）1.29%1.79%2.66%1.96%0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%3.0%2015年2016年2017年2018年Q1 未来三年新能源汽车销量复合增速约40%2015年至今，新能源汽车销量高速增长，2017年我国新能源汽车销量总计77万辆，同比增长53%。2018年1-4月，累计销量22万辆，同比增长151%，全年预计可实现108万辆，同比增长40%。预计未来三年，新能源汽车依然会保持40%左右的高增长，2020年销量有望突破200万。P 92015-2018年新能源汽车单月销量（万辆）近三年我国新能源汽车销量预测（万辆）资料来源：乘联会，太平洋证券整理资料来源：乘联会，太平洋证券整理0%50%100%150%200%250%300%350%400%0501001502002502015201620172018E2019E2020E新能源汽车销量同比增速0.0020000.0040000.0060000.0080000.00100000.00120000.00140000.00160000.00180000.001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2015201620172018 P 102产品升级中的“冷”与“热” 新能源电池热管理主要包括风冷、液冷、相变材料等类型。随着政策影响下新能源车型升级以及电池能量密度的提高，电池冷却要求将越来越高，传统的风冷已难以满足要求，我们认为高效率的液冷方式将成为主流冷却方式。风冷是以低温空气为介质降低电池温度的一种散热方式。该技术利用自然风或风机，配合汽车自带的蒸发器为电池降温，系统结构简单、便于维护，但存在降温不均匀的问题，在早期的电动乘用车应用广泛，在目前的电动巴士、电动物流车中也被广泛采纳。使用风冷系统国内外典型车型有日产聆风（Nissan Leaf）、丰田普锐斯、起亚Soul EV等。产品升级核心趋势一：换热器液冷化P 11不同电池冷却方式对比板式水液冷冷凝器结构图资料来源：第一电动车网，太平洋证券整理资料来源：新能源汽车网，太平洋证券整理项目风冷液冷直冷（特殊液冷）相变材料介质空气液体制冷剂R134a相变材料接触方式直接间接间接直接设计难度简单复杂复杂简单成本低中高高温度均匀非均匀均匀均匀均匀配合空调是是是否能耗高中等低低控制性差中等优优商业化已商业化已商业化已商业化未商业化目前应用低端车中低端车中高端车无 液冷降温均匀、效率高，液体工质通过水道间接或直接与发热部件接触，吸收热量并带到外部的散热器。目前液体工质主要为水和乙二醇混合溶液（间接接触）、油（直接接触）。直冷是一种特殊的液冷。将空调系统的蒸发器安装在电池系统中，制冷剂（R134a等）在蒸发器中蒸发并快速高效地将电池系统的热量带走。使用液冷系统的国内外典型车型有特斯拉、通用Volt、吉利帝豪EV、宝马i3（直冷）等。相变材料的研发方向以石蜡复合材料为主。石蜡相变温度与电池最佳工作温度比较接近，并且成本比较低廉，但是石蜡热导率比较低。目前对于动力电池领域，相变材料冷却还处于开发阶段，尚未商业化应用。产品升级核心趋势一：换热器液冷化P 12液冷/加热系统原理图特斯拉Model S液冷管路资料来源：NREL，太平洋证券整理资料来源：NREL，太平洋证券整理 P 13产品升级核心趋势二：加热器热泵化引入热泵系统的主要动因是新能源汽车不能使用发动机作为稳定的热源来制热。目前，电动汽车的空调系统制热功能主要由PTC电加热器完成。当冬季行驶打开基于电加热的空调制热功能时，几乎一半的电量都用于制热，会大大降低电池的电量和行驶里程。用热泵系统制热则大幅提升行驶里程。应用热泵系统的代表车型：奥迪e-tron，荣威Ei5、大众e-Golf 、宝马i3。P 13热泵制热循环原理图电装公司热泵系统产品资料来源：纯电动乘用车热泵空调系统设计与性能仿真研究，太平洋证券整理资料来源：第一电动，太平洋证券整理 P 14产品升级核心趋势三：冷却泵电动化汽车冷却水泵按照动力源分为机械水泵和电子水泵。传统的水泵是由皮带或者链条驱动的，发动机工作水泵就工作，和转速成一定比例。电子水泵就是电子驱动的水泵，当冷启动的时候转速很低，仍可快速升温，并且降低能耗。电子水泵能够按需为混合动力电动汽车或纯电动汽车发动机及功率电子冷却系统以及涡轮增压进气的冷却提供体积流率。它将广泛应用于新能源汽车和传统车企节能减排领域。汽车发动机冷却系统汽车电子水泵资料来源：互联网，太平洋证券整理资料来源：互联网，太平洋证券整理 P 15产品升级核心趋势四：压缩机电动化压缩机主要用于汽车空调系统。汽车空调系统起着制冷、供暖、通风等作用，一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、控制器等组成。传统汽车压缩机的动力来源于发动机，当发动机熄火后，车内空调系统也会停止运转。而新能源汽车空调系统由于动力类型发生变化，使用的压缩机必须采用涡旋技术，电涡旋压缩机的结构复杂，较传统压缩机价格明显。汽车空调系统电动压缩机工作原理资料来源：互联网，太平洋证券整理资料来源：互联网，太平洋证券整理 P 163热管理供应商重构市场份额 全球行业集中度高，巨头展开新能源热管理竞争在全球热管理市场上，行业集中度较高，电装、翰昂、法雷奥和马勒四家企业占据了市场50%以上的份额。随着新能源汽车市场的发展，传统热管理系统国际四大巨头正在积极谋求新的发展，全面进军新能源汽车热管理系统行业，以抢占市场份额。P 172016年热管理系统国际市场份额占比全球热管理系统四大巨头资料来源：公司公告，太平洋证券整理资料来源：太平洋证券整理电装（Denso）电装是日本第一大的汽车零部件供应商，公司在热管理系统方面的主要产品包括汽车空调系统、散热器、冷却液温度传感器等。在新能源汽车热管理方面，2017年，公司研发出具有注气功能的热泵空调系统。法雷奥（Valeo）法雷奥是全球汽车热管理系统企业龙头，热管理系统方面主要产品包括空调系统、动力总成热管理系统、空调压缩机和前端模块。翰昂（Hanon）翰昂在汽车热管理系统方面的主要产品包括空调系统、压缩机、发动机冷却系统及管路在内的热管理系统全体系。针对新能源汽车，翰昂研发了电动压缩机、热泵空调系统等新产品。马勒（Mahle）公司主营四大业务：发动机系统、过滤及发动机外围设备、热系统与后市场。随着新能源汽车的发展，马勒正积极向新能源热管理系统转型。55%45%电装、翰昂、法雷奥、马勒其他 电装：最大的汽车热管理供应商，技术潜力强劲目前是全球最大的汽车热管理系统提供商，热管理占其营收的30%，是公司第一大业务板块。近几年热管理板块增长稳定，2017年受汇兑损益影响收入下降。电装在新能源汽车空调和电池热管理系统被应用于多款车型，具备非常强的技术潜力。电装的热泵产品比电子加热器效率高62%，行驶里程多20% -30%。P 18电装2017年营收拆分电装热管理板块近几年增长情况（单位：亿日元）资料来源：公司公告，太平洋证券
