新能源汽車熱管理行業深度研究報告

1.新能源汽車的熱管理要求遠高于傳統汽車

1.1 新能源熱管理=傳統汽車熱管理+三電熱管理

汽車熱管理系統是從系統集成和整體角度出發，統籌熱量與發動機及整車之間的關系， 采用綜合手段控制和優化熱量傳遞的系統。根據行車工況和環境條件，自動調節冷卻強 度以保證被冷卻對象工作在最佳溫度范圍，從而優化整車的環保性能和節能效果，同時 改善汽車運行安全性和駕駛舒適性等。廣義汽車熱管理主要包括發動機冷卻系統、空調 系統、電池熱管理系統等。

內燃機車輛的熱管理策略成熟而穩定，功能上將其分為動力艙熱系統和座艙熱系統兩大 部分組成，發動機循環、空調循環、中冷循環三大循環。發動機冷循環總體較為簡單， 包括發動機、散熱器、節溫器、水泵；空調循環主要零部件為冷凝器、壓縮機、膨脹閥 等；增壓中冷系統的作用是提高發動機進氣量以提升發動機的動力特性，問題是增壓器 增壓后的空氣的溫度很高直接進入發動機會加速發動機內潤滑油的老化，需要中冷器降 低進氣的溫度，其主要零部件包括增壓器、中冷器。

新能源新增電池、電機及電子部件等冷卻需求，相當于傳統汽車熱管理加上三電熱管理， 同時意味著新能源的熱管理策略更為復雜，要求更高：

1. 汽車空調：1）傳統燃油車空調系統是發動機驅動壓縮機工作，而電動車只能采用電動 壓縮機； 2）燃油車制冷過程空調與發動機相對獨立，而電動車的三電冷卻系統聯系緊密， 一般電池冷卻系統與空調系統共用冷源；3）燃油車制熱過程是通過發動機作為熱源，采 用水泵驅動水循環制熱，電動車目前多采用 PTC 加熱（熱敏電阻），未來趨勢是能效更高 的熱泵空調系統。

2. 電池熱管理：動力電池最佳工作溫度范圍約 20-30℃，低溫時電池容量較低，充放電性 能差；高溫時電池循環壽命會縮短，過高溫度工作甚至會出現爆炸等安全問題。多個電 池單體通過串并聯方式組成電池組，在充放電時產生的熱量相互影響。動力電池組保持 在合理的溫度范圍內工作需要復雜的電池熱管理系統。

3. 電機及功率件熱管理：電動車的電機及電控等功率件工作時散熱需求較高，通常需要 主動冷卻，這一類部件往往也只需要冷卻裝置。

1.2 熱泵空調與電池熱管理是新能源熱管理的轉變核心

1.2.1 新能源空調：壓縮機電動化升級，熱泵空調為替代方案

傳統汽車空調系統一般由制冷系統、供暖系統、通風系統、控制系統組成, 主要部件 包括壓縮機、冷凝器、貯液器、膨脹閥、蒸發器、風扇和管路等。新能源汽車與傳統 汽車的空調系統熱管理在驅動力和制熱源兩方面存在較大差別。

新能源汽車空調的制冷系統中，由于純電動汽車沒有發動機，壓縮機需要靠電力驅 動。該系統的基本原理為：電池組的直流電通過逆變器為空調驅動電動機供電，空調 電動機帶動壓縮機旋轉，從而形成制冷循環。電動壓縮機制冷空調系統對于傳統汽車空調系統的改變較小，在結構上只是將壓縮機的驅動動力源由發動機變為驅動電動 機。

動力方式不同導致電動壓縮機需采用渦旋式，價值量有大幅提升。傳統的利用皮帶 傳遞發動機功率的開啟式壓縮機型式已不再可?。?）傳統燃油車具備傳統發送機所 必須的外部動力源；2）新能源車的動力電池讓效率更高、集成度更高的渦旋壓縮機 具備發揮空間。電動渦旋壓縮機采用封閉式結構，電驅動與渦旋泵體安裝在一個殼體 內，結構緊湊，方便且可靠性高，廣泛適應于電動車空調系統。其固定排量下的效率 和噪音均為各類型中最優，但其輸出冷量尚顯不足，未來增強壓力是渦旋壓縮機的主 要發展方向。同時，電動渦旋壓縮機比傳統壓縮機多出了驅動電機、控制器等結構， 使得單車價值從 400-600 元提升至 1500 元。

目前新能源汽車空調制熱主要是采用電加熱設備，如 PTC 電加熱器（PTC 是指正溫 度系數熱敏電阻）。PTC 熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，它的電 阻隨濕度變化而急劇變化，當外界溫度降低，PTC 電阻值隨之減小，發熱量會相應 增加。流經加熱器表面的冷空氣被加熱后送入車內以實現制熱。

熱泵式空調是最理想的汽車控溫方式。汽車用高效電動空調(熱泵)壓縮機技術將有效 解決新能源汽車沒有發動機余熱的情況下，汽車空調的制熱功能，該項技術將大幅提 升能效比。其本質就是熱量在不同空間之間的運輸，可實現制冷和采暖的功能，換向 四通閥和雙向膨脹閥是冷熱一體化的關鍵部件。2013 款的雷諾 Zoe 純電動汽車和 2013 年以后的日產 LEAF 就使用了來自日本電裝 Denso 的熱泵空調系統。另外還 有本田 EV 電動汽車、寶馬 I3 純電動汽車也采用了熱泵空調系統。

熱泵空調系統制熱能效比遠高于PTC加熱，大幅提升冬天電動汽車的電池續航能力。 PTC 電加熱不受環境溫度的影響，即使在零下 20 多度的寒冷環境中也可以穩定工 作，但會使電池續航里程減少 18~30%，且節能效果極差。而熱泵空調能夠有效解決 節能問題，根據雷諾 ZOE 搭載的 Denso 電裝生產的熱泵空調顯示說明，Denso 電 裝旗下的熱泵空調系統使用 1kW 的電力即可以產生 3kW 的制冷效果和 2kW 的制熱 效果，即 制冷效果僅需傳統空調的三分之一能耗，制熱效果僅需傳統空調的二分之一 能耗便能產生相同的效果。

國外的暢銷新能源車型大多以熱泵為主，國內加快推進熱泵技術的研發，龍頭廠商 已經開始將熱泵運用于量產車中。1）國外新能源汽車以熱泵為主。隨著技術升級主 流車型由早期的 PTC 加熱技術升級為熱泵，如 2013 年以后日產聆風由 PTC 升級為 熱泵，2015 年起亞 Soul 也增加了熱泵；2）國內供應商加快熱泵技術開發。銀輪股 份熱泵系統在改裝的江鈴 E400 上整車試驗成功；奧特佳電動渦旋式壓縮機國內市 占率 30%，曾發布補氣增焓低溫熱泵系統；格力 2018 年也發布了搭載雙極增焓技 術的車載熱泵系統； 3）龍頭廠商率先應用熱泵技術。榮威 EI5 為首款采用熱泵技 術的自主車型（2018 年銷量 2.6 萬），在室外-7℃，車內設置 20℃時，熱泵空調相 對于傳統空調續航可以增加 15Km，明顯降低了功耗；榮威光之翼 MARVEL X 也搭 載了全工況熱泵空調系統，依靠吸收環境熱能和電能轉化的雙重能量升溫。在-7℃環 境下，高效的熱泵空調相較其他空調要節能 37.5%，可使續航里程提升 15-30%；此 外 PHEV 車型中長安 CS75 也開始裝配熱泵空調技術。

新能源汽車使用熱泵空調為行業趨勢。熱泵空調有著遠高于 PTC 的制熱能效，具有 較強的應用前景。技術成長初期，熱泵空調存在著高成本和低溫低效率的問題。但國 外車型搭載熱泵空調經驗已超過 5 年，隨著空調管路設計的優化、壓縮機能效的提 升、更優良的制冷劑（如 CO2）的應用與成本下降，未來熱泵空調應用于電動車型上 的前景廣闊。國內政策上也獲得了相應的支持，在 2018 版的《戰略性新興產業分類》 中，新能源熱泵空調是新能源汽車零配件制造產業的重要組成部分，未來將會作為 重要的發展方向。

1.2.2 電池熱管理系統：液冷將成為主流的熱管理方案

新能源車相較于傳統汽車最核心的改變在于動力系統。不同于傳統汽車使用的內燃 機動力總成，新能源車使用的動力電池系統具備完全不同于傳統汽車動力總成的特 點。應用于不同類型車上的動力電池功能相異，因此在動力、儲能和充電次數上都有 不同的需求。

動力電池對工作環境的溫度有一定要求，因此熱管理系統對電池壽命和性能有重要 作用。動力電池其在充電、放電時因內部反應所產生的熱量導致電池溫度升高，電池 內部溫度和電池模塊間的溫度均勻性影響著電池使用性能和循環壽命，尤其對汽車 大功率需求或惡劣工況下，對電池性能穩定要求更高。

滿足新能源汽車 動力性需求的同時，還要盡量減輕整車重量，安裝維護方便等。以磷酸鐵鋰電池為例， 電池的充放電特性受溫度的影響很大, 溫度越低, 電池的充放電特性越陡, 并且電池 的可用充放電容量越小。

電池熱管理系統根據冷卻介質可以分為風冷、液冷和相變材料（PCM）冷卻；而根 據是否進行主動管理又可以分為主動式和被動式兩種。其中，冷卻液與電芯直接接 觸的液冷方式則稱為直冷。相較而言，空氣冷卻成本有優勢，但是散熱性能較差，且 容易帶來局部溫差；液冷散熱效果好，但是成本和技術上要求較高；相變材料是未來 非常具有發展潛力的一種冷卻方式，但是目前仍處于技術研發階段。

相較而言，空氣冷卻成本有優勢，但是散熱性能較差，且容易帶來局部溫差；液冷散 熱效果好，但是成本和技術上要求較高；相變材料是未來非常具有發展潛力的一種 冷卻方式，但是目前仍處于技術研發階段。

總體來看，新能源車型中多采用了自然冷卻，占比達到了 53%，其主要原因是 2017 年新能源車主要由 A00 構成；風冷占比 25%，全部是 BEV 車型；液冷占比 22%， PCM 因為尚處研發階段而尚未市場化。

風冷與液冷仍是目前主流方案，新能源乘用車因車型高低端配置差異，電池冷卻方式差異較大。

1）動力電池因倍率性能不同可以分為容量型和功率型，功率型鋰電池最大充放電流 比容量型更高，電池內部通過的電流大、產生的熱量更高，如奧迪為電池組準備了風 冷與液冷兩種不同的冷卻方式，因交流充電與直流充電產生的熱量不同，會采用不同 的冷卻循環。插電混乘用車電池容量較少但單驅動系統需要的功率較大，因此動力 電池應該采用功率型電池，電池一般采用液冷。

2）電池類型與電池熱穩定性直接相關，鐵鋰與錳酸鋰熱穩定性優于三元電池，因此 多采用風冷。三元電池因其能量密度更高，電池內部活性更強，因此多采用液冷。

3）車型越高端，基于基本動力要求，帶電量與驅動電機的功率更大，風冷方式效率 較低，難以滿足熱管理需要。國產車、日系車普遍采用風冷，而美系和德系車采用液 冷的居多，在一些豪華品牌上直冷技術也有應用。

電池容量進一步擴大和中高端車型中新能源占比的進一步提升將推動液冷成為最主 要的冷卻方式。一方面，目前新能源車中 A 及以上車型占比不斷擴大，這些車型上 多配備大容量電池，對于高效率熱管理系統需求高，多使用液冷；另一方面，隨著 鋰電池技術的進一步成熟，電池容量 2025 年預計可以達到 800Wh/L，而新技術的 出現則可能推動電池容量突破 1000Wh/L 的大關，電池容量的提升將會對熱管理提 出更大的需求。

電池熱管理單車價值將會進一步降低，推動液冷系統的廣泛應用。根據大眾集團的 預測，電池系統在 2020 年成本將低于 100 歐元/KWh，而電池系統與電芯之間的成 本差額進一步收窄，意味著熱管理系統等的單車價值的降低，縮減的成本將成為液 冷替代風冷的重要推動因素。

2.電動化加速，新能源熱管理單車價值大幅提升

2.1 電動化勢不可擋，全球加速放量

國內市場：積分制推動新能源乘用車市場由政策主導轉向消費驅動，助力行業產銷 高增長及產品結構升級。1）2019 年上半年銷量 56.76 萬輛，同比增長 64%，BEV 比例進一步提高。2）車型高端化：至 2019 年 6 月，A00/A0 車型占比進一步縮小， A 型車占比超過 50%，B、C 主要為 PHEV，占比保持穩定。3）單車帶電量提升： 2018 年純電乘用車單車帶電量提升至 38.5KWh,相比于 2017 年的 27.2KWh 增加了 42%。

從消費者來看，對于新能源車型也表現出了極大的認可和購買意愿，市場反應較好。 德勤的消費者調查數據顯示，在中國有 65%的消費者希望下一輛購買的車采用新能源 傳動系統，且 2019 年相較于 2018 年整體都有所上升，同樣在其他國家也表現出相 投的態勢，反映出新能源車型的消費者接受度越來越好，需求端的良好表現促使車企 加碼新能源，帶動產業發展。

傳統車企電動化戰略持續推進，造車新勢力加速交車進程。合眾、威馬、蔚來等造車 新勢力陸續進入產品交付期，長城、上汽等傳統車企加速產品電動化進程。整車廠商 加速投放電動車型，電動車型供給更加豐富，電動汽車產業化加速推進。

競爭更趨激烈，合資車企加快推新車速度。合資品牌車企 2019-2020 年預計將有 20 多款新能源乘用車上市，包括大眾、通用、豐田等均有新能源車推向市場。在合資車 企相繼推出新能源車后，新能源乘用車市場競爭將逐步激烈，未來能夠成為市場旺銷 的新能源車有望推動相關公司估值的提升。

海外市場：供給驅動新能源汽車放量，特斯拉 Model3 規模量產及大眾等傳統車企 發力支撐行業高增速。1）2015 年下半年及 2016 年海外共有 Model X 等 18 款主力 新能源乘用車上市，新車型上市頻率較以往更密集，新上市的車型產量合計約 11.6 萬輛，占 2016 年一半以上增量（較 2015 年）。2）2018 款的日產 Note 增程式純電 動車型上市11個月在日本本土銷量就超過10萬輛，貢獻了海外新能源車較多增量； 特斯拉 Model3 全球累計訂單已超 50 萬輛，2018 年 Model 3 銷量接近 14 萬輛，支 撐海外新能源車行業維持高增長。3）目前大眾、通用等海外傳統車企均制定了新能 源車發展戰略，疊加歐洲各國（挪威、英國、法國等）紛紛將燃油車禁售提上日程， 電動化趨勢明確，未來幾年車企將持續加大新能源乘用車研發投入，預計 2020 年后 有望密集推出新車型。

2.2 單車價值大幅提升，2021 年國內市場空間 156 億元

總體來看，新能源車型帶來了熱管理系統單車價值的大幅提升。新能源車型單車價 值相對于傳統車型整體由 2800 元上升至 6800 元左右，提升約 4000 元；插混車輛 單車價值提升約 1500 元至 4300 元左右。拆解至各系統來看：

1）傳統零部件：包括壓縮機、散熱器、普通膨脹閥以及空調管路等零部件新能源車 與傳統汽車保持一致，單車價值將依然保持在 1600 元左右。

2）發動機熱管理：新能源汽車少了以內燃機為核心的動力總成，相較于內燃機的熱 管理部分減少 1200 元。

3）汽車空調：整體提升約 2500 元左右，其中主要是壓縮機部分帶來的價值提升， 達 1500-1800 元。由于動力類型不同，新能源汽車空調系統使用的壓縮機必須采用渦旋技術，電渦旋壓縮機由渦旋式壓縮機、驅動電機以及控制器組成，由于電渦旋壓 縮機比傳統壓縮機多了驅動電機以及控制器，成本的增加以及結構的復雜帶來了單 價的明顯提升，由傳統壓縮機的 400-600 元提升至電渦旋壓縮機的 1500-1800 元左 右。目前電動車主要采用 PTC 加熱器進行采暖，冬天時嚴重影響續航里程，未來有望 逐步應用制熱能效比更高的熱泵空調系統，進一步帶來單車價值提升。

4）電池熱管理：整體帶來 1170-1470 元左右的價值提升，主要集中在冷卻板。

5）電機及功率件：帶來約 1000 元左右的價值提升，主要來自于電子水泵。

基 于 假 設 我 們 測 算 得 到 國 內 2019/2020/2025 年 熱 管 理 系 統 市 場 規 模 為 85.84/116.83/448.41 億元，20-25 年 CAGR 為 30.87%；海外 2019/2020/2025 年 熱管理系統市場規模為 69.39/110.51/423.00 億元,20-25 年 CAGR 為 30.79%。

3.新能源熱管理是相同起跑線下的本土突圍機會

3.1 巨頭壟斷傳統市場，加大布局新能源熱管理市場

國際熱管理市場由電裝、漢拿、法雷奧與馬勒四家主導， 合計占據 54%全球市 場。新能源汽車正處于快速放量階段，且熱管理系統單車價值明顯高于傳統汽車，各 巨頭正加大該領域的布局，且多以系統產品配套為主。

電裝是世界前五大、日本第一大的汽車零部件供應商，電裝在環境保護、發動機管 理、車身電子產品、駕駛控制與安全、信息和通訊等領域，成為全球主要整車生產商 可信賴的合作伙伴。2018 年實現收入 5.36 萬億日元，其中熱管理 1.4 萬億日元，占 公司總收入的 26%。電裝的熱管理產品主要有空調系統、冷卻系統和壓縮機等，目 前公司為了熱管理產品進一步發展，重組熱系統業務，設立新的熱力系統產品規劃部 門，并新建熱管理業務部門。

法雷奧是世界領先的汽車零部件供應商之一，2018 年全球零部件百強排名第九。主 要業務包括視覺系統、熱系統、動力總成系統、舒適及駕駛輔助系統，其中熱系統業 務內容包括空調系統、發動機冷卻系統以及相關的模塊，空調系統 2017 年取得重大 突破，取得了德國制造商的相關訂單。2018 年公司實現收入 193 億歐元，其中熱管 理系統 5 億歐元，占比公司總收入的 27%。公司的熱管理系統預計 2021 實現收入 74 億美元，2016-2021 復合增長率超過 7%。

翰昂專注于汽車熱管理系統產業，其產品包括空調系統、壓縮機、發動機冷卻系統及 管路在內的熱管理系統全體系。翰昂是行業內僅有的兩家汽車熱管理解決方案全系 列產品供應商之一，在熱能領域的技術處于領先的地位。2017 年翰昂實現收入 50 億 美元，比 2016 年下降 2.1%。未來受益于電動車銷量迅猛增長，翰昂熱系統業務的 電動壓縮機產品市場份額預計將由目前的 14%提升至 2020 年的 22%,另外如 PTC 加熱器和熱泵也會得到發展。

馬勒作為活塞系統、氣缸零部件、氣門驅動系統、氣體管理系統和液體管理系統的三 大供應商之一，馬勒于 2015 年分別購入了日本國產電機株式會社以及美國德爾福熱 管理業務等。并相應地成立了機電一體化事業部與汽車熱管理事業部。公司 2018 年 實現收入 125.81 億歐元，其中熱管理系統收入 46.29 億歐元，占總收入的 37%。馬 勒創新整體式熱管理系統和相關產品與技術，大幅提升電動車續航里程。

3.2 市場渠道與成本優勢仍是本土突圍的關鍵

目前熱管理系統設計主要掌握在主機廠手中，零部件領域以閥體和換熱設備的外資 替代率最高。我國部分以傳統汽車熱管理業務為主的零部件公司，如三花智控、銀輪 股份、奧特佳等，也在加大布局，目前大多還在部件配套的階段，僅少數企業已開始 配套系統產品。新能源汽車熱管理行業正處于發展初期，國際巨頭具備豐厚的技術儲 備，本土企業兼具貼近市場和低成本兩大優勢，兩類企業各有機會。我們認為，本土 企業有望在新能源熱管理部件產品上獲取較大份額，且優質企業有望成長為領先的 新能源汽車熱管理系統供應商。

熱管理系統配套技術壁壘高，目前國內市場仍處于部件配套階段。參照汽車空調壓 縮機格局，隨著新能源放量有望在原有的熱管理部件格局下進一步優化。我國汽車空 調壓縮機市場呈現雙寡頭壟斷格局，奧特佳在收購富通空調后，一躍成為國內最大的 汽車空調壓縮機生產企業，我國汽車空調壓縮機市場呈現雙寡頭壟斷格局。

在國內新能源汽車市場放量的孕育下，本土零部件企業有望在新能源熱管理部件產 品上獲取較大份額，且優質企

在國內新能源汽車市場放量的孕育下，本土零部件企業有望在新能源熱管理部件產 品上獲取較大份額，且優質企業有望成長為領先的新能源汽車熱管理系統供應商。 龍頭零部件廠商的優勢主要基于以下兩點：

1）更貼近市場，更多的客戶帶來更多的機會。全球新能源放量，中國在“政策+市 場”的雙輪驅動下表現良好。國內新能源車銷售量占全球一半以上，作為本土企業， 距離客戶更近，合作和協同能夠更加深入，效率更高，發展空間更大。

2）補貼退坡，本土零部件廠商的低成本更加符合主機廠的訴求。本土龍頭零部件廠 商受益于于國內較低的人力成本和運輸成本，整體產品售價低于國際巨頭。在新能源 補貼退坡的前提下，主機廠對于成本的訴求進一步提升，給本土零部件廠商帶來了機 會。

本土企業憑借貼近市場和低成本兩大優勢正加大對于新能源汽車熱管理業務的布局， 且部分優質企業已給電動車企業配套系統或部件產品。推薦關注三花智控、銀輪股份、 中鼎股份。

4.投資建議：關注部件放量的業績彈性

三花智控：老牌制冷部件龍頭企業，熱管理集成與客戶資源占優

三花控股的汽車零配件業務主要由旗下三花汽零開展。公司產品全方位覆蓋汽車空 調系統、發動機和動力系統和電池冷卻系統，包括電子膨脹閥、換熱器及電子水泵等， 產品種類豐富，具備集成化能力，技術水平全球領先，是特斯拉、戴姆勒、沃爾沃、 吉利、比亞迪與蔚來等一線車企的一級供應商，客戶資源優勢顯著。

持續加碼新能源熱管理業務，單車價值量持續提升。公司客戶覆蓋全球一線空調系 統商法雷奧與馬勒等。隨著電池冷卻方式由風冷向液冷和直冷升級及熱泵空調普及， 預計新能源車熱管理系統單車價值量仍有望繼續提升，公司亦有望憑借產品組合優 勢持續提升產品價值量。未來公司新能源車業務增長點包括：優質客戶持續開拓、配 套車型特斯拉 Model 3 規模量產、系統集成及新需求發掘提升單車價值量。

三花集團汽零業務增長迅速，2018 年達到了 14.32 億元，同比增長 38.5%，20142018年CAGR達22.29%，業務營收占公司總營收占比提升， 2018年達到了13.2%。 從毛利率上看，基本保持穩定， 2018 年收入的急速擴張對毛利率產生了一定的影響， 但也只是回落到了歷史水平。

募投項目投產，產能提升，新能源汽車零部件話語權仍可增強，增長潛力大。2017 年共募集 13 億元，于 2017 年 9 月 1 日到賬。開工建設 4 個項目，均與新能源汽車 相關。可以看出，募投項目投產之后將持續提升公司在新能源汽車熱管理領域的話語 權，例如核心零部件電子膨脹閥，投產后產能將提升 4 倍，提振公司業績。

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（報告來源：國元證券）

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編輯：沃巴查芒