MFC推荐—新能源汽车热管理行业深度研究报告

1.新能源汽车的热管理要求远高于传统汽车

1.1 新能源热管理=传统汽车热管理+三电热管理

汽车热管理系统是从系统集成和整体角度出发，统筹热量与发动机及整车之间的关系， 采用综合手段控制和优化热量传递的系统。根据行车工况和环境条件，自动调节冷却强 度以保证被冷却对象工作在最佳温度范围，从而优化整车的环保性能和节能效果，同时 改善汽车运行安全性和驾驶舒适性等。广义汽车热管理主要包括发动机冷却系统、空调 系统、电池热管理系统等。

内燃机车辆的热管理策略成熟而稳定，功能上将其分为动力舱热系统和座舱热系统两大 部分组成，发动机循环、空调循环、中冷循环三大循环。发动机冷循环总体较为简单， 包括发动机、散热器、节温器、水泵；空调循环主要零部件为冷凝器、压缩机、膨胀阀 等；增压中冷系统的作用是提高发动机进气量以提升发动机的动力特性，问题是增压器 增压后的空气的温度很高直接进入发动机会加速发动机内润滑油的老化，需要中冷器降 低进气的温度，其主要零部件包括增压器、中冷器。

新能源新增电池、电机及电子部件等冷却需求，相当于传统汽车热管理加上三电热管理， 同时意味着新能源的热管理策略更为复杂，要求更高：

1. 汽车空调：1）传统燃油车空调系统是发动机驱动压缩机工作，而电动车只能采用电动 压缩机；2）燃油车制冷过程空调与发动机相对独立，而电动车的三电冷却系统联系紧密， 一般电池冷却系统与空调系统共用冷源；3）燃油车制热过程是通过发动机作为热源，采 用水泵驱动水循环制热，电动车目前多采用 PTC 加热（热敏电阻），未来趋势是能效更高 的热泵空调系统。

2. 电池热管理：动力电池最佳工作温度范围约 20-30℃，低温时电池容量较低，充放电性 能差；高温时电池循环寿命会缩短，过高温度工作甚至会出现爆炸等安全问题。多个电 池单体通过串并联方式组成电池组，在充放电时产生的热量相互影响。动力电池组保持 在合理的温度范围内工作需要复杂的电池热管理系统。

3. 电机及功率件热管理：电动车的电机及电控等功率件工作时散热需求较高，通常需要 主动冷却，这一类部件往往也只需要冷却装置。

1.2 热泵空调与电池热管理是新能源热管理的转变核心

1.2.1 新能源空调：压缩机电动化升级，热泵空调为替代方案

传统汽车空调系统一般由制冷系统、供暖系统、通风系统、控制系统组成, 主要部件 包括压缩机、冷凝器、贮液器、膨胀阀、蒸发器、风扇和管路等。新能源汽车与传统 汽车的空调系统热管理在驱动力和制热源两方面存在较大差别。

新能源汽车空调的制冷系统中，由于纯电动汽车没有发动机，压缩机需要靠电力驱 动。该系统的基本原理为：电池组的直流电通过逆变器为空调驱动电动机供电，空调 电动机带动压缩机旋转，从而形成制冷循环。电动压缩机制冷空调系统对于传统汽车空调系统的改变较小，在结构上只是将压缩机的驱动动力源由发动机变为驱动电动 机。

动力方式不同导致电动压缩机需采用涡旋式，价值量有大幅提升。传统的利用皮带 传递发动机功率的开启式压缩机型式已不再可取：1）传统燃油车具备传统发送机所 必须的外部动力源；2）新能源车的动力电池让效率更高、集成度更高的涡旋压缩机 具备发挥空间。电动涡旋压缩机采用封闭式结构，电驱动与涡旋泵体安装在一个壳体 内，结构紧凑，方便且可靠性高，广泛适应于电动车空调系统。其固定排量下的效率 和噪音均为各类型中最优，但其输出冷量尚显不足，未来增强压力是涡旋压缩机的主 要发展方向。同时，电动涡旋压缩机比传统压缩机多出了驱动电机、控制器等结构， 使得单车价值从 400-600 元提升至 1500 元。

目前新能源汽车空调制热主要是采用电加热设备，如 PTC 电加热器（PTC 是指正温 度系数热敏电阻）。PTC 热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它的电 阻随湿度变化而急剧变化，当外界温度降低，PTC 电阻值随之减小，发热量会相应 增加。流经加热器表面的冷空气被加热后送入车内以实现制热。

热泵式空调是最理想的汽车控温方式。汽车用高效电动空调(热泵)压缩机技术将有效 解决新能源汽车没有发动机余热的情况下，汽车空调的制热功能，该项技术将大幅提 升能效比。其本质就是热量在不同空间之间的运输，可实现制冷和采暖的功能，换向 四通阀和双向膨胀阀是冷热一体化的关键部件。2013 款的雷诺 Zoe(参数|图片) 纯电动汽车和 2013 年以后的日产 LEAF 就使用了来自日本电装 Denso 的热泵空调系统。另外还 有本田 EV 电动汽车、宝马I3(参数|图片) 纯电动汽车也采用了热泵空调系统。

热泵空调系统制热能效比远高于PTC加热，大幅提升冬天电动汽车的电池续航能力。PTC 电加热不受环境温度的影响，即使在零下 20 多度的寒冷环境中也可以稳定工 作，但会使电池续航里程减少 18~30%，且节能效果极差。而热泵空调能够有效解决 节能问题，根据雷诺 ZOE 搭载的 Denso 电装生产的热泵空调显示说明，Denso 电 装旗下的热泵空调系统使用 1kW 的电力即可以产生 3kW 的制冷效果和 2kW 的制热 效果，即 制冷效果仅需传统空调的三分之一能耗，制热效果仅需传统空调的二分之一 能耗便能产生相同的效果。

国外的畅销新能源车型大多以热泵为主，国内加快推进热泵技术的研发，龙头厂商 已经开始将热泵运用于量产车中。1）国外新能源汽车以热泵为主。随着技术升级主 流车型由早期的 PTC 加热技术升级为热泵，如 2013 年以后日产聆风(参数|图片)由 PTC 升级为 热泵，2015 年起亚 Soul 也增加了热泵；2）国内供应商加快热泵技术开发。银轮股 份热泵系统在改装的江铃 E400 上整车试验成功；奥特佳电动涡旋式压缩机国内市 占率 30%，曾发布补气增焓低温热泵系统；格力 2018 年也发布了搭载双极增焓技 术的车载热泵系统；3）龙头厂商率先应用热泵技术。荣威EI5(参数|图片) 为首款采用热泵技 术的自主车型（2018 年销量 2.6 万），在室外-7℃，车内设置 20℃时，热泵空调相 对于传统空调续航可以增加 15Km，明显降低了功耗；荣威光之翼 MARVEL X(参数|图片) 也搭 载了全工况热泵空调系统，依靠吸收环境热能和电能转化的双重能量升温。在-7℃环 境下，高效的热泵空调相较其他空调要节能 37.5%，可使续航里程提升 15-30%；此 外 PHEV 车型中长安 CS75 也开始装配热泵空调技术。

新能源汽车使用热泵空调为行业趋势。热泵空调有着远高于 PTC 的制热能效，具有 较强的应用前景。技术成长初期，热泵空调存在着高成本和低温低效率的问题。但国 外车型搭载热泵空调经验已超过 5 年，随着空调管路设计的优化、压缩机能效的提 升、更优良的制冷剂（如 CO2）的应用与成本下降，未来热泵空调应用于电动车型上 的前景广阔。国内政策上也获得了相应的支持，在 2018 版的《战略性新兴产业分类》 中，新能源热泵空调是新能源汽车零配件制造产业的重要组成部分，未来将会作为 重要的发展方向。

1.2.2 电池热管理系统：液冷将成为主流的热管理方案

新能源车相较于传统汽车最核心的改变在于动力系统。不同于传统汽车使用的内燃 机动力总成，新能源车使用的动力电池系统具备完全不同于传统汽车动力总成的特 点。应用于不同类型车上的动力电池功能相异，因此在动力、储能和充电次数上都有 不同的需求。

动力电池对工作环境的温度有一定要求，因此热管理系统对电池寿命和性能有重要 作用。动力电池其在充电、放电时因内部反应所产生的热量导致电池温度升高，电池 内部温度和电池模块间的温度均匀性影响着电池使用性能和循环寿命，尤其对汽车 大功率需求或恶劣工况下，对电池性能稳定要求更高。

满足新能源汽车 动力性需求的同时，还要尽量减轻整车重量，安装维护方便等。以磷酸铁锂电池为例， 电池的充放电特性受温度的影响很大, 温度越低, 电池的充放电特性越陡, 并且电池 的可用充放电容量越小。

电池热管理系统根据冷却介质可以分为风冷、液冷和相变材料（PCM）冷却；而根 据是否进行主动管理又可以分为主动式和被动式两种。其中，冷却液与电芯直接接 触的液冷方式则称为直冷。相较而言，空气冷却成本有优势，但是散热性能较差，且 容易带来局部温差；液冷散热效果好，但是成本和技术上要求较高；相变材料是未来 非常具有发展潜力的一种冷却方式，但是目前仍处于技术研发阶段。

相较而言，空气冷却成本有优势，但是散热性能较差，且容易带来局部温差；液冷散 热效果好，但是成本和技术上要求较高；相变材料是未来非常具有发展潜力的一种 冷却方式，但是目前仍处于技术研发阶段。

总体来看，新能源车型中多采用了自然冷却，占比达到了 53%，其主要原因是 2017 年新能源车主要由 A00 构成；风冷占比 25%，全部是 BEV 车型；液冷占比 22%， PCM 因为尚处研发阶段而尚未市场化。

风冷与液冷仍是目前主流方案，新能源乘用车因车型高低端配置差异，电池冷却方式差异较大。

1）动力电池因倍率性能不同可以分为容量型和功率型，功率型锂电池最大充放电流 比容量型更高，电池内部通过的电流大、产生的热量更高，如奥迪为电池组准备了风 冷与液冷两种不同的冷却方式，因交流充电与直流充电产生的热量不同，会采用不同 的冷却循环。插电混乘用车电池容量较少但单驱动系统需要的功率较大，因此动力 电池应该采用功率型电池，电池一般采用液冷。

2）电池类型与电池热稳定性直接相关，铁锂与锰酸锂热稳定性优于三元电池，因此 多采用风冷。三元电池因其能量密度更高，电池内部活性更强，因此多采用液冷。

3）车型越高端，基于基本动力要求，带电量与驱动电机的功率更大，风冷方式效率 较低，难以满足热管理需要。国产车、日系车普遍采用风冷，而美系和德系车采用液 冷的居多，在一些豪华品牌上直冷技术也有应用。

电池容量进一步扩大和中高端车型中新能源占比的进一步提升将推动液冷成为最主 要的冷却方式。一方面，目前新能源车中 A 及以上车型占比不断扩大，这些车型上 多配备大容量电池，对于高效率热管理系统需求高，多使用液冷；另一方面，随着 锂电池技术的进一步成熟，电池容量 2025 年预计可以达到 800Wh/L，而新技术的 出现则可能推动电池容量突破 1000Wh/L 的大关，电池容量的提升将会对热管理提 出更大的需求。

电池热管理单车价值将会进一步降低，推动液冷系统的广泛应用。根据大众集团的 预测，电池系统在 2020 年成本将低于 100 欧元/KWh，而电池系统与电芯之间的成 本差额进一步收窄，意味着热管理系统等的单车价值的降低，缩减的成本将成为液 冷替代风冷的重要推动因素。

2.电动化加速，新能源热管理单车价值大幅提升

2.1 电动化势不可挡，全球加速放量

国内市场：积分制推动新能源乘用车市场由政策主导转向消费驱动，助力行业产销 高增长及产品结构升级。1）2019 年上半年销量 56.76 万辆，同比增长 64%，BEV 比例进一步提高。2）车型高端化：至 2019 年 6 月，A00/A0 车型占比进一步缩小， A 型车占比超过 50%，B、C 主要为 PHEV，占比保持稳定。3）单车带电量提升：2018 年纯电乘用车单车带电量提升至 38.5KWh,相比于 2017 年的 27.2KWh 增加了 42%。

从消费者来看，对于新能源车型也表现出了极大的认可和购买意愿，市场反应较好。 德勤的消费者调查数据显示，在中国有 65%的消费者希望下一辆购买的车采用新能源 传动系统，且 2019 年相较于 2018 年整体都有所上升，同样在其他国家也表现出相 投的态势，反映出新能源车型的消费者接受度越来越好，需求端的良好表现促使车企 加码新能源，带动产业发展。

传统车企电动化战略持续推进，造车新势力加速交车进程。合众、威马、蔚来等造车 新势力陆续进入产品交付期，长城、上汽等传统车企加速产品电动化进程。整车厂商 加速投放电动车型，电动车型供给更加丰富，电动汽车产业化加速推进。

竞争更趋激烈，合资车企加快推新车速度。合资品牌车企 2019-2020 年预计将有 20 多款新能源乘用车上市，包括大众、通用、丰田等均有新能源车推向市场。在合资车 企相继推出新能源车后，新能源乘用车市场竞争将逐步激烈，未来能够成为市场旺销 的新能源车有望推动相关公司估值的提升。

海外市场：供给驱动新能源汽车放量，特斯拉 Model3 规模量产及大众等传统车企 发力支撑行业高增速。1）2015 年下半年及 2016 年海外共有 Model X 等 18 款主力 新能源乘用车上市，新车型上市频率较以往更密集，新上市的车型产量合计约 11.6 万辆，占 2016 年一半以上增量（较 2015 年）。2）2018 款的日产 Note 增程式纯电 动车型上市11个月在日本本土销量就超过10万辆，贡献了海外新能源车较多增量；特斯拉 Model3 全球累计订单已超 50 万辆，2018 年 Model 3 销量接近 14 万辆，支 撑海外新能源车行业维持高增长。3）目前大众、通用等海外传统车企均制定了新能 源车发展战略，叠加欧洲各国（挪威、英国、法国等）纷纷将燃油车禁售提上日程， 电动化趋势明确，未来几年车企将持续加大新能源乘用车研发投入，预计 2020 年后 有望密集推出新车型。

2.2 单车价值大幅提升，2021 年国内市场空间 156 亿元

总体来看，新能源车型带来了热管理系统单车价值的大幅提升。新能源车型单车价 值相对于传统车型整体由 2800 元上升至 6800 元左右，提升约 4000 元；插混车辆 单车价值提升约 1500 元至 4300 元左右。拆解至各系统来看：

1）传统零部件：包括压缩机、散热器、普通膨胀阀以及空调管路等零部件新能源车 与传统汽车保持一致，单车价值将依然保持在 1600 元左右。

2）发动机热管理：新能源汽车少了以内燃机为核心的动力总成，相较于内燃机的热 管理部分减少 1200 元。

3）汽车空调：整体提升约 2500 元左右，其中主要是压缩机部分带来的价值提升， 达 1500-1800 元。由于动力类型不同，新能源汽车空调系统使用的压缩机必须采用涡旋技术，电涡旋压缩机由涡旋式压缩机、驱动电机以及控制器组成，由于电涡旋压 缩机比传统压缩机多了驱动电机以及控制器，成本的增加以及结构的复杂带来了单 价的明显提升，由传统压缩机的 400-600 元提升至电涡旋压缩机的 1500-1800 元左 右。目前电动车主要采用 PTC 加热器进行采暖，冬天时严重影响续航里程，未来有望 逐步应用制热能效比更高的热泵空调系统，进一步带来单车价值提升。

4）电池热管理：整体带来 1170-1470 元左右的价值提升，主要集中在冷却板。

5）电机及功率件：带来约 1000 元左右的价值提升，主要来自于电子水泵。

基于假设我们测算得到国内2019/2020/2025年热管理系统市场规模为 85.84/116.83/448.41 亿元，20-25 年 CAGR 为 30.87%；海外2019/2020/2025 年 热管理系统市场规模为 69.39/110.51/423.00 亿元,20-25 年 CAGR 为 30.79%。

3.新能源热管理是相同起跑线下的本土突围机会

3.1 巨头垄断传统市场，加大布局新能源热管理市场

国际热管理市场由电装、汉拿、法雷奥与马勒四家主导， 合计占据 54%全球市 场。新能源汽车正处于快速放量阶段，且热管理系统单车价值明显高于传统汽车，各 巨头正加大该领域的布局，且多以系统产品配套为主。

电装是世界前五大、日本第一大的汽车零部件供应商，电装在环境保护、发动机管 理、车身电子产品、驾驶控制与安全、信息和通讯等领域，成为全球主要整车生产商 可信赖的合作伙伴。2018 年实现收入 5.36 万亿日元，其中热管理 1.4 万亿日元，占 公司总收入的 26%。电装的热管理产品主要有空调系统、冷却系统和压缩机等，目 前公司为了热管理产品进一步发展，重组热系统业务，设立新的热力系统产品规划部 门，并新建热管理业务部门。

法雷奥是世界领先的汽车零部件供应商之一，2018 年全球零部件百强排名第九。主 要业务包括视觉系统、热系统、动力总成系统、舒适及驾驶辅助系统，其中热系统业 务内容包括空调系统、发动机冷却系统以及相关的模块，空调系统 2017 年取得重大 突破，取得了德国制造商的相关订单。2018 年公司实现收入 193 亿欧元，其中热管 理系统 5 亿欧元，占比公司总收入的 27%。公司的热管理系统预计 2021 实现收入 74 亿美元，2016-2021 复合增长率超过 7%。

翰昂专注于汽车热管理系统产业，其产品包括空调系统、压缩机、发动机冷却系统及 管路在内的热管理系统全体系。翰昂是行业内仅有的两家汽车热管理解决方案全系 列产品供应商之一，在热能领域的技术处于领先的地位。2017 年翰昂实现收入 50 亿 美元，比 2016 年下降 2.1%。未来受益于电动车销量迅猛增长，翰昂热系统业务的 电动压缩机产品市场份额预计将由目前的 14%提升至 2020 年的 22%,另外如 PTC 加热器和热泵也会得到发展。

马勒作为活塞系统、气缸零部件、气门驱动系统、气体管理系统和液体管理系统的三 大供应商之一，马勒于 2015 年分别购入了日本国产电机株式会社以及美国德尔福热 管理业务等。并相应地成立了机电一体化事业部与汽车热管理事业部。公司 2018 年 实现收入 125.81 亿欧元，其中热管理系统收入 46.29 亿欧元，占总收入的 37%。马 勒创新整体式热管理系统和相关产品与技术，大幅提升电动车续航里程。

3.2 市场渠道与成本优势仍是本土突围的关键

目前热管理系统设计主要掌握在主机厂手中，零部件领域以阀体和换热设备的外资 替代率最高。我国部分以传统汽车热管理业务为主的零部件公司，如三花智控、银轮 股份、奥特佳等，也在加大布局，目前大多还在部件配套的阶段，仅少数企业已开始 配套系统产品。新能源汽车热管理行业正处于发展初期，国际巨头具备丰厚的技术储 备，本土企业兼具贴近市场和低成本两大优势，两类企业各有机会。我们认为，本土 企业有望在新能源热管理部件产品上获取较大份额，且优质企业有望成长为领先的 新能源汽车热管理系统供应商。

热管理系统配套技术壁垒高，目前国内市场仍处于部件配套阶段。参照汽车空调压 缩机格局，随着新能源放量有望在原有的热管理部件格局下进一步优化。我国汽车空 调压缩机市场呈现双寡头垄断格局，奥特佳在收购富通空调后，一跃成为国内最大的 汽车空调压缩机生产企业，我国汽车空调压缩机市场呈现双寡头垄断格局。

在国内新能源汽车市场放量的孕育下，本土零部件企业有望在新能源热管理部件产 品上获取较大份额，且优质企

在国内新能源汽车市场放量的孕育下，本土零部件企业有望在新能源热管理部件产 品上获取较大份额，且优质企业有望成长为领先的新能源汽车热管理系统供应商。龙头零部件厂商的优势主要基于以下两点：

1）更贴近市场，更多的客户带来更多的机会。全球新能源放量，中国在“政策+市 场”的双轮驱动下表现良好。国内新能源车销售量占全球一半以上，作为本土企业， 距离客户更近，合作和协同能够更加深入，效率更高，发展空间更大。

2）补贴退坡，本土零部件厂商的低成本更加符合主机厂的诉求。本土龙头零部件厂 商受益于于国内较低的人力成本和运输成本，整体产品售价低于国际巨头。在新能源 补贴退坡的前提下，主机厂对于成本的诉求进一步提升，给本土零部件厂商带来了机 会。

本土企业凭借贴近市场和低成本两大优势正加大对于新能源汽车热管理业务的布局， 且部分优质企业已给电动车企业配套系统或部件产品。推荐关注三花智控、银轮股份、 中鼎股份。