汽车热管理行业专题报告：新能源汽车热管理迎产业春风（上）
报告综述：
新能源热管理迎广阔增量市场。
低温热管理势在必行，热泵前景广阔。
高效热管理为现行解决低温电化学反应不活跃的最优解决方案。PTC 以低成本、结构简单、工作稳定等特点打入新能源汽车行业，但因 PTC 是将电能转化成热能，能量消耗较大。热泵系统为现行较为高效的热管理方案，PTC 制热的 COP 仅为 1，而 热泵制热时的最低理论 COP 也高于 1，在实际中一般可以达到 2-4。特斯拉 Model Y 高度集成热管理系统将热泵系统、电池冷却系统、电机冷却系统、电控系统通过 一个八通阀实现热量在各个子系统之间的统筹与转移，从而最终实现热管理效率的 提升，有望推动热泵系统的普及推广。
国际厂商占据市场主导，自主厂商在关键零部件具有竞争力。
电装、法雷奥、马勒、翰昂等全球性厂商占据着全球热管理市场超过 50%的市场份 额，并在系统集成、标定控制等领域优势明显。国内主要厂商在关键零部件领域具 有全球竞争力，2018 年以来三花智控、银轮股份等厂商不断拿到新能源热管理订单， 下游客户不仅仅包含国内自主品牌厂商，同时更是切入到国际主流电动车厂商的配 套体系内。我们认为，在新能源热管理领域，国内厂商有望充分享受国内新能源汽 车的发展红利，进一步缩短与国际厂商的差距。
总论
热管理为新能源汽车除三电系统单车价值量最大的系统，新能源汽车高速发展为 热管理领域带来发展契机。新能源热管理单车价值量为传统车 3-4 倍，我们预计 2025 年全球新能源热管理市场规模有望达到 874 亿元。热泵系统为现行最为高效的热管理方案，特斯拉 ModelY 高度集成的热泵热管理 系统有望引领行业的发展。我们预计热泵系统单车价值量超 5000 元。国际厂商在热管理领域占有较大市场份额，在系统集成、标的、控制等领域优势 明显。国内主要厂商在关键零部件领域具有全球竞争力，有望充分受益于新能源汽车 发展。建议关注银轮股份、三花智控、中鼎股份、奥特佳、克来机电。
1、新能源汽车：扶摇直上，百花争鸣
多因素助力新能源汽车发展。新能源汽车的发展受政策、产品、成本等多因素影 响。当前来看国内外政策趋势向好，相比于前几年新能源汽车有着更为缓和的政策环 境。而从竞争格局角度来看，自主、合资与造车新势力进入百花争鸣的阶段，产品更 加多样化并且更加成熟，为消费者提供更多细分市场的可选产品。同时随着行业供应 链成本的持续下探，新能源车型与传统燃油车价差的逐步缩进将进一步增强新能源汽 车的竞争力。我们认为，新能源汽车处于以新增需求为主的高速发展阶段，多因素的 向好将使得行业的发展更为持续。
积分政策更为严苛，新能源汽车发展势在必行。未来车企的发展一方面要面临更 为严苛的油耗标准，同时新阶段双积分政策较之前版本考核更为严苛：1）2021~2023 年新能源汽车积分占比分别为 14%、16%和 18%；2）工况由 NEDC 切换至 WLTC；3） 纯电动乘用车单车积分上限由 5.0 分下调至 3.4 分；插混乘用车单车积分由 2 分下调至 1.6 分。同等续航里程的纯电动车型单车积分下调 30%~50%。
与此同时新阶段双积分政策引入了低油耗乘用车的概念，低油耗乘用车是指综合 燃料消耗量不超过《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》中对应的车型燃料消耗量目 标值与该核算年度的企业平均燃料消耗量要求之积的传统能源乘用车。计算乘用车企 业新能源汽车积分达标值时，低油耗乘用车的生产量或者进口量按照其数量的 0.5 倍 计算。假设未来乘用车销量以年化 3%的增速增长，经过测算我们认为，新阶段的双积 分政策虽然对于新能源积分的考核更为严苛。但是低油耗乘用车概念的引入，意味着 政策层面希望通过新能源和节能技术的发展两个层面达到节能减排的目的。
补贴政策更为平缓，政策环境趋于缓和，2021 年补贴退坡节奏符合预期。
2020 年 4 月 23 日，财政部等四部委发布 2020 年新能源汽车补贴政策。相关要点包括：
（1）新能源汽车补贴政策延长至 2022 年，2020-2022 年补贴标准分别在上一年基 础上退坡 10%、20%、30%。纯电动乘用车工况里程提升至 300km，能耗水平设置调整 系数，工况条件下百公里耗电量应满足门槛条件有所提升；
（2）公交、客运、出租（含网约）、环卫、城市物流等运营车辆 2020 年补贴标准 不退坡，2021-2022 年补贴标准分别在上一年基础上退坡 10%、20%；
（3）燃料电池补贴区域化，具体情况另行通知；
（4）2020 年 4 月 23 日至 2020 年 7 月 22 日为过渡期。过渡期期间，符合 2019 年 技术指标要求但不符合 2020 年技术指标要求的销售上牌车辆，按照 2019 年补贴标准 对应的 0.5 倍补贴，符合 2020 年技术指标要求的销售上牌车辆按 2020 年标准补贴。补贴车辆限价规定过渡期后开始执行。
2021 年私人领域乘用车补贴在 2020 年的基础上退坡 20%，与前期预期保持一 致。我们认为，补贴退坡节奏的缓和为消费者购买、厂商推出新车型等节奏提供更为 平稳的政策环境，对市场的扰动将降低到最低程度。
海外加速新能源汽车普及，政策助力更为积极。欧美市场加速推进新能源汽车的 普及，各国政府通过补贴、免税、路权等多种方式刺激本地新能源汽车的销量。2020 年受疫情影响，海外各国汽车产业受到较大冲击，为鼓励支持新能源汽车的发展，欧 洲各国政府加大了新能源汽车补贴力度，法国、德国纷纷加大新能源汽车的单车补贴， 希腊、荷兰、西班牙等国家同样积极推出新能源刺激政策。从各国的政策指向来看， 新能源汽车的发展成为海外各国的共识，新能源刺激政策的逐步向好，将进一步促进 海外新能源汽车销量的提升，对于国内供应链的发展起着重要的支撑作用。
车型数量提升，销量结构更加趋于合理。早期新能源汽车导入市场时售价较高， 为刺激新能源汽车销量，实现新能源汽车对传统燃油车的替代，补贴政策的支持必不可少。因此早起新能源汽车的发展与政策的导向息息相关。17 年及以前补贴政策更加 倾向于续航里程较短的 A00 级车型，因此在纯电动领域 A00 级车的销量占比超过 50%。随着电池技术的发展以及政策导向向高续航里程车型的转变，截至 2019 年国内纯电动 车型中，A 级车的占比达到了 55%，更加趋于合理。
在补贴政策的推动以及双积分政策的压力下，作为供给端的车企推出新能源车型 的速度远高于汽车行业总体水平。车型的逐步完善带给消费者更多的可选性，这也使 得新能源汽车的销量规模逐步提升，同时销量结构更加合理。
新能源产品逐步成熟，产品力逐步提升。国内新能源汽车产品的发展进行着高速 迭代，从最早的油改电平台再到专属平台的打造，新能源汽车产品力正快速提升，凭借着新能源汽车产品优势，迅速拉近与传统燃油车在产品端的差距。同时新能源汽车 凭借着加速、空间、前卫的设计等独特的优势，逐步形成市场并改变着消费者的使用习惯。
主要原材料成本下行，提供更大降价空间。新能源汽车发展早期，无论是政策端 还是车企的反应层面，自主品牌新能源汽车的发展领先于合资品牌。2018 年之前，自 主品牌占据着国内新能源汽车市场的接近全部份额。但 2018 年开始，造车新势力开始 实现交付，尤其在纯电动领域的份额逐步提升；而合资品牌通过现有车型的混动版本 逐步抢占插混市场的份额。2020 年特斯拉 Model3 实现国产化，国内新能源汽车市场 竞争格局进一步发生改变。
格局：一枝独大向百家争鸣转变。新能源汽车发展早期，无论是政策端还是车企 的反应层面，自主品牌新能源汽车的发展领先于合资品牌。2018 年之前，自主品牌占 据着国内新能源汽车市场的接近全部份额。但 2018 年开始，造车新势力开始实现交付， 尤其在纯电动领域的份额逐步提升；而合资品牌通过现有车型的混动版本逐步抢占插 混市场的份额。2020 年特斯拉 Model3 实现国产化，国内新能源汽车市场竞争格局进 一步发生改变，Model Y 国产化在即，并且订单旺盛。
新势力、合资品牌的逐步发力，将为新能源汽车市场投入更多的车型，对于消费 者而言，更多的车型选择有望进一步刺激消费市场，有利于国内市场的发展。同时对 于国内自主厂商而言，更为激烈的竞争环境将倒逼自主厂商进一步提升产品竞争力。2020 年比亚迪汉、小鹏 P7 等车型搭载自主品牌最新技术，产品力进一步提升，有望 促进自主品牌销量与品牌力的提升。
2、新能源汽车为热管理发展带来全新契机
2.1 热管理必不可少，新能源汽车单车价值量提升 热交换器在汽车上必不可少。
热交换器在汽车和工程机械车辆上应用广泛，指将 热量从热流体传递到冷流体的设备。汽车上使用的热交换器品种较多，发动机系统使 用有油冷器、散热器、中冷器，排放相关的有 EGR 冷却器；变速箱和液压系统也都有 使用油冷器；空调系统有冷凝器、蒸发器、暖风散热器。在目前电动化和智能化浪潮下，汽车的热管理也显得越来越重要，继电动车之前 频发的自燃事件、冬季续航大打折扣等问题，热管理行业确定性渐显。对于动力电池 来说，热管理是维持适宜的温度区间及均匀性的必要手段，适宜的温度能够优化汽车 的安全系数、性能及寿命。
从安全、性能、寿命三方面衡量，新能源汽车热管理要求更为苛刻。从安全角度 考虑，当电池温度过高时，会对电池导致一定程度的损耗甚至导致热失控，严重的情 况下会导致起火甚至爆炸。当电池温度过低时（低于 0℃），对电池充电会引发瞬间的 高压充电现象，将会导致电池析锂从而造成内短路引起起火风险。从性能角度考虑，当电池温度较低时，会使得电池的活性下降，进而会降低充放 电的性能。同时统一电池包中的不同模组的温度差会导致不同模组的充放电差异，最 终影响电池包的性能。从电池寿命角度考虑，随着充放电次数的增加，当电池温度过高时，电池容量将 会受到较大程度的影响；当温度过低时，容易引发电池的析锂现象将导致电池循环寿 命大幅下降，同时会导致电池正极易出现开裂、漏液等现象，产生不可逆的损伤。
电池能量要求越来越高，能耗要求越来越低。而高能量密度的电芯更容易受到温度的影响而影响其安全性能，引发热失控，从而导致较大的损失，乘用车近些年 三元电池的比例显著上升，而高镍三元电池高能量密度、低安全性能更加需要热管 理进行辅助支持以确保其安全性的问题。电池能耗现在逐渐是各大厂商追求的目标， 当电池能耗逐渐提升，热管理的作用就会越来越凸显。
目前中高端化车型渗透率逐渐提升，热管理的需求也会更加迫切。工信部发布的补贴指引方案中指引高续航发展，同时消费者具有里程的需求，电动车厂商持续深耕高续航领域，随着电池能量密度上行，且中高端车型占比逐渐上升，高续航里 程、高价值的车，对于热管理的需求也会更加迫切。
随着新能源汽车市场的逐渐壮大，热管理的范围、实现方式以及零部件都发生了较 大的变化。新的车，新的热管理系统，新的零部件，相应带来热管理行业的较大市场。对于传统车热管理系统，其包含动力系统热管理（发动机、变速箱）以及驾驶舱空调系 统；对于新能源车的热管理，其包含电池热管理、汽车空调系统、电驱动及电子功率件 冷却系统。相比传统车热管理系统，新能源汽车主要新增了电池热管理、整车空调系统 制热环节、电驱动及电子功率件冷却环节。
随着新能源市场逐渐兴起，电动化升级给新生零部件带来较大的纯增量市场。新能源汽车在热管理方案中运用的部分零部件种类随着新增系统带来一定的变化。包 括电动压缩机、PTC 加热器、电子膨胀阀、电池冷却器、电子水泵等在内的电动车 新生零部件均具有较大的增量市场。
（1）电动压缩机：电动车动力源变成动力电池需要使用电动压缩机，单个价值 量由普通压缩机 300-500 元提升至 2000 元。
（2）PTC 加热器：电动车无法使用发动机废热作为稳定的热源，驾驶舱空调采 暖需额外的热源，PTC 加热器为先行主流方案。而对于转换效率更高的热泵系统， 通常需要加入 PTC 加热器作为辅助热源。单个价值量在 800-1500 元。
（3）电子膨胀阀：由控制器、执行器和传感器三部分组成，单车价值量约 150- 200 元。
（4）电池冷却器：由一个换热主体和一个外部蒸发器组成，主要作用是引入冷 媒吸收电池冷却导管中冷却剂热量。单车价值 200-600 元。
（5）电子水泵：以电子集成化系统实现液体传输的可调性和精准性，单个价值 量约 100-200 元。
2.2 电池热管理系统：液冷的电池热管理方案将成为首选， CO2 新冷媒具备独特优势
目前受成本及技术制约，电池的热管理按传导介质可以分为风冷、液冷和相 变材料几条技术路线。其中风冷经济性较高，同时对应冷却效率较低且难以保证 电池模组温度一致。液冷冷却的效果要优于风冷，是现阶段乘用车主流使用方案， 但是缺点就是成本要比风冷；相变材料目前的技术还在实验室阶段并未成熟，其 换热效率高及具有成本优势，故是未来最有潜力的发展方向。
风冷：其结构简单且成本较低，无需铺设管路，但对应效率较低。分为被动式 风冷与主动式风冷，被动式风冷指的是汽车行驶时自然吸入外部环境空气或驾驶 舱内的空气与电池形成对流带走热量，主动式风冷即利用空调系统蒸发器以电池 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。其技术在国内 使用较多，主要应用于早期的的乘用车及绝大多数的大巴车、物流车。系磷酸铁锂 电池在国内动力电池中占主导地位、稳定性好以及低续航车散热要求相对较低。
液冷效率高，电池温度均匀性优异，是未来热管理发展的主要方向。分为直冷和冷 却剂回路方案，对于直冷，即将电池包内部的板式蒸发器通入制冷剂，并接入空调制冷 剂回路，利用蒸发吸热，从而达到带走电池包热量的作用。代表车型有宝马 i3，奥迪 A6， 奔驰 S400 等。对于冷却剂回路方案，其电池设计有独立的冷却剂（水乙二醇）回路，当 温度较低时（38-45℃），通过低温散热器进行冷却，当温度较高时（45℃以上），通过电 池冷却器 Chiller 与空调制冷剂回路进行热交换完成冷却；当电池温度较低时，可采用加 热器如 PTC 对电池进行加热。代表车型有雪佛兰 Bolt、比亚迪宋、江淮 iEV7S 等。
液冷在新能源车热管理系统中渗透率提升。我们选取国内销量较为靠前的新能源车 型作为统计样本，可以看出液冷凭借更为出色的热管理效率，在新能源汽车中的渗透率 逐步提高。而风冷目前主要应用于定位较低端的车型当中。
HFC-134a 时代落幕，新冷媒大势所趋。当前小型空调制冷剂大多仍以 HFC-134a 为主，但欧盟要求 2017 年起禁止所有生产车型的空调使用 GWP>150 的制冷剂，美国 环保部根也将于 2021 年起将 HFC-134a 从 SNAP 目录中剔除。美国杜邦与霍尼韦尔开 发了 HFO-1234yf (四氟丙烯)作为新一代制冷剂，德系车企质疑其安全性转而使用 CO2 作为替代品，虽然两者本身环保性能差别不大但 HFO-1234yf 生产过程中会产生 HF、 HCL 及 CFC 等臭氧层破坏物质，日系供应商电装等则同时开发 CO2 与 HFO-1234yf 空 调系统供整车厂选择。
CO2 是热泵空调最佳选择，长期优势明显。使用 CO2 作为制冷剂的主要难点在于 运行压力达到 12Mpa，需要设计全新的运行系统，而 HFO-1234yf 则可以完全沿用 HFC134a 空调系统的零部件。但 HFO-1234yf 只能在-5℃以上的环境下运行，而 CO2 在-20℃ 下制热 COP 依然能达到 2，是今后电动汽车热泵空调的能效最优选择。且综合比较两 者，CO2 在环保性能、安全性能、制造成本和可持续发展上均明显占优，仅在 35℃以上 制冷 COP 上低于 HFO-1234yf，可用膨胀机、喷射器、双级压缩中间冷却等方式改进， 因此长期看 CO2 空调系统拥有全面优势。
CO2 冷媒关键零部件技术日渐成熟，处于爆发前夜。三花智控当前已经形成 CO2 产品解决方案，如 CO2 膨胀阀、单向阀、气液分离器等，其中电子膨胀阀实现了 COP 平均提高 10％以上，获得 2107 年 PACE 奖项。而中鼎股份具备 CO2 冷媒管路的技术。
来源 | 华安证券（分析师：陈晓，宋伟健）版权归原作者所有，转载仅供学习交流，如有不适请联系我们，谢谢。
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