2018年热管理系统行业现状及前景分析报告

2018年热管理系统行业现状及前景分析报告正文目录一、热管理系统运作原理及其行业现状 (4)1、传统燃油车热管理系统原理 (4)2、新能源汽车销量保持快速增长，电动化是确定性方向 (6)3、新能源车电池热管理最为关键，热管理重要性水平显著提升 (7)4、空调热泵系统节能降耗，有望成为发展趋势 (12)二、销量快速增长及单车价值量上升，市场空间有望大幅提升 (17)1、新能源汽车销量高速增长，可提升空间大 (17)2、随着电动化水平提升，平均单车价值提升超过4000元 (20)三、与国际知名零部件供应商站在同一起跑线 (22)1、国际市场：国际巨头市场份额过半，目标转向新能源 (22)2、国内市场：积极布局新能源汽车热管理，中国制造挑战国际巨头 (24)四、相关建议 (31)五、风险提示 (32)图表目录图表1：传统燃油车热管理系统组成 (4)图表2：传统热管理制冷工作原理图 (5)图表3：燃油机热管理系统 (6)图表4：新能源热管理系统 (6)图表5：风冷基本原理图 (8)图表6：液冷基本原理图 (8)图表7：新能源车热管理构架方案 (9)图表8：新能源车热管理系统组成 (10)图表9：新能源车热管理构架方案 (11)图表10：不同冷却类型的发动机示意图 (12)图表11：冷却系统大循环示意图 (12)图表12：热泵与电加热器效率比较 (13)图表13：新能源动力电池系统 (13)图表14：电动汽车热泵空调系统 (14)图表15：雷诺Zoe热泵原理图 (15)图表16：新能源汽车热泵原理图 (15)图表17：起亚Soul EV电池包概念图 (16)图表18：新能源汽车行业主要政策一览表 (17)图表19：新能源月度销量（单位：万辆） (19)图表20：新能源累计销量（单位：万辆） (19)图表21：近五年新能源乘用车月销量走势（单位：万元） (20)图表22：传统乘用车热管理组件价值量在2225-2425元左右 (21)图表23：新能源汽车热管理组件价值量在6925元左右 (21)图表24：2016年热管理系统市场格局 (23)图表25：电装公司主要产品结构图 (24)图表26：法雷奥主要产品结构图 (24)图表27：三花发展历史 (25)图表28：三花汽零募集资金投放（单位：万元） (26)图表29：三花主要产品具体应用 (27)图表30：公司与主要客户业务量情况（单位：万元） (28)图表31：三花汽零与主要客户业务量情况（单位：万元） (28)图表32：三花为特斯拉每款车型配套产品 (30)图表33：银轮股份电池冷却集成化产品 (31)一、热管理系统运作原理及其行业现状1、传统燃油车热管理系统原理汽车热管理主要作用是为驾驶舱乘客提供适宜的温度环境，并使汽车各部件在适合的温度范围工作。

传统燃油车的广义热管理系统包括空调系统和狭义热管理系统，即对汽车上其它发热设备的管理。

热管理在传统燃油车上的应用已非常成熟，传统燃油车的狭义热管理系统主要指对发动机、变速箱的冷却。

图表1：传统燃油车热管理系统组成传统汽车空调制冷系统的压缩机在发动机带动下开始工作，驱使制冷剂在密封的空调系统中循环流动，压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机。

高温高压制冷剂气体通过管路流入冷凝器后，在冷凝器内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出。

高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液罐中，经过干燥、过滤后流进膨胀阀。

高温高压液态制冷剂流经膨胀阀，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂。

低温低压液态制冷剂立即进入蒸发器内，在蒸发器内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，吹出冷风，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂。

低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机吸入，进行压缩，进入下一个循环。

只要压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果。

图表2：传统热管理制冷工作原理图空调制热系统不同于制冷系统，与压缩机没有关系，汽车发动后，发动机运转产生热量，汽车的散热水箱将这部分能量回收利用并通过鼓风机以及风道将其吹至车厢内，利用运转过程中汽车的余热完成制热，从而达到为车舱升温的效果，基本没有能量消耗，同时也带走了发动机的部分热量，降低了发动机的温度。

大部分内燃机热效率低于30%，运转过程中的废热足以对车内进行供热。

图表3：燃油机热管理系统图表4：新能源热管理系统2、新能源汽车销量保持快速增长，电动化是确定性方向国内的新能源汽车销量已经进入快速增长状态，根据中汽协数据显示，2017年12月份，我国新能源汽车销量分别为16.3万辆，同比增长55%，2017年我国新能源汽车全年累计总销量77.7万辆，同比增长53%。

其中，纯电动销量14.4万辆，全年累计销量65.2万辆，插电式混动完成销量1.9万辆，全年累计12.5万辆。

2017年9月27日，工信部和财政部等五部委发布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》，油耗积分考核将于2018年4月开始，新能源积汽车分考核于2019年开始，并于2020 年结算。

双积分制的考核时间相对晚于此前市场预期，目前的政策普适性较高，短期内对整车厂商影响较小，但是仍从政策面确定了电动化的基本方向。

目前新能源汽车渗透率仍不足3%，渗透率提升空间仍然巨大，我们认为国内新能源汽车的销量将在2020年超过200万辆，未来销量的年同比增速将超过40%。

3、新能源车电池热管理最为关键，热管理重要性水平显著提升新能源汽车的主要热源有电池、控制器、电动机等，对电池的有效冷却散热是热管理系统的核心之一。

风冷系统借助空气流动带走电池产生的热量。

被动式风冷系统利用汽车行驶时与空气相对运动产生的风进行散热，冷却效果较弱；主动式风冷系统则依托现有空调系统，借助空调系统吹入驾驶舱内的冷风实现对电池组的降温。

液冷系统的冷却原理是以冷却液为介质实现电池的热量交换，电池直接或间接与冷却液（通常为水与乙二醇的混合液）接触从而实现换热。

液冷系统的冷却效率比风冷系统高，结构更为复杂，是目前许多电动乘用车的优选方案，目前其主要应用车型包括特斯拉系列、通用Volt、雪佛兰Bolt EV、宝马之诺、吉利帝豪EV、宝马i3等。

相变材料（PCM）是一种能够利用其自身的相变潜热吸收或释放系统热能的材料。

把相变材料冷却即在电池系统外包裹相变材料，当电池的温度达到相变材料的相变温度时，相变材料开始发生相变，吸收电池散发的热量，热量以相变热的形式储存在PCM中，并在充电或很冷的环境下工作时释放出。

图表5：风冷基本原理图图表6：液冷基本原理图目前，国外的量产车型大多采用了液冷和直冷的电池热管理方案，而我国新能源汽车则主要以风冷为主，且很大一部分新能源汽车采用的是被动风冷方案，只有少数配备液冷系统。

在下表中我们列举了数款国内外主流量产的新能源汽车，而且在国内的新能源车里可以发现大容量的电池包更多采用液冷方案或直冷方案，而小容量的电池包更倾向于选择成本较低的风冷方案。

新能源汽车按照能源类型分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车三大类：纯电动汽车的热管理系统主要包括汽车空调系统及狭义的热管理系统，其中狭义的热管理系统包括动力电池热管理、电机电控冷却以及电子设备的冷却；插电式混合动力汽车热管理还包括发动机、变速箱冷却；对于燃料电池来说，涉及到燃料电池的热管理。

新能源汽车的热管理系统中，最需要关注的是空调系统与电池热管理系统，两者之间的关系也比传统车型更为紧密。

狭义的新能源汽车热管理系统中，电池热管理系统是最关键部分，电池散热直接关系到电池安全、汽车长期使用后的一致性问题等，电机的冷却与传统发动机、变速箱冷却类似，相比电池的热管理系统更加复杂。

温度是对电池安全性、使用寿命、性能产生直接作用的变量，锂电池的温度需要控制在15℃至45℃范围之间。

一方面，电池工作时会产生大量热，当热量不能及时有效散出时会导致电池温度过高，影响电池性能、加快电池寿命衰减。

另一方面，若温度过低，电池充电时易出现过充现象，使电池容量发生不可逆衰减，缩短其使用寿命。

图表9：新能源车热管理构架方案电池是新能源汽车的核心部件，对于纯电动汽车而言电池成本可占整车成本的40%-50%。

目前新能源汽车动力电池在很多方面均存提升空间。

电池热管理主要分为电池冷却、电池加热两部分，重点主要在于电池冷却。

根据导热介质差异，电池冷却主要可以分为风冷、液冷、相变材料冷却三种方式。

图表10：不同冷却类型的发动机示意图图表11：冷却系统大循环示意图4、空调热泵系统节能降耗，有望成为发展趋势由于新能源电动和混动汽车工业的快速发展，空调系统能耗对电动汽车续行里程的影响日益凸显，这对电动汽车空调系统的节能降耗提出了更高要求。

目前市场上的电动汽车冬季大多都采用PTC加热方式采暖，不仅能耗高而且制热效率低，电动汽车空调必须从自身解决低效供暖的问题，热泵型空调技术正好解决了电动汽车采暖能耗高及对发动机余热的依赖问题。

图表12：热泵与电加热器效率比较图表13：新能源动力电池系统热泵是利用少量高品位能源使热量由低温热源流向高温热源的节能装置，在电动汽车中使用热泵空调系统取暖，可利用电能将环境中的热量泵送到车室内，得到的热量为消耗的电能与吸收的低位热能之和，因此其能效比大于1。

电动汽车热泵空调系统原理如下图所示，主要由电动压缩机、单向阀、四通换向阀、节流装置、室内外换热器、气液分离器等组成。

图表14：电动汽车热泵空调系统制冷模式下，从压缩机出口排出的高温高压制冷剂气体经单向阀、四通换向阀进入室外换热器，在室外换热器内与外界空气进行热交换冷凝为低温高压的制冷剂液体，流经节流装置进行节流降压，节流后的气液两相制冷剂进入室内换热器，与室内空气进行交换实现蒸发吸热以达到降低乘员舱内温度的目的，最后从室内换热器排出的低温过热制冷剂经四通换向阀、气液分离器被压缩机吸入进入下一个制冷循环。

制热模式下，从压缩机出口排出的高温高压制冷剂气体经单向阀、四通换向阀进入室内换热器，与车内空气进行热交换以达到提升乘员舱内温度的目的，冷凝为低温高压的制冷剂液体流经节流装置进行节流降压，节流后的气液两相制冷剂进入室外换热器与室外空气进行热交换，最后从室外换热器排出的低温过热制冷剂经四通换向阀、气液分离器被压缩机吸入进入下一个制热循环。

图表15：雷诺Zoe热泵原理图图表16：新能源汽车热泵原理图相比PTC加热，热泵空调加热效率高，在省电方面表现突出，且安全性更高。

热泵空调加热效率高，在省电方面表现突出，且安全性更高。

效能系数COP通常用来衡量热泵空调的效率，热泵空调的COP一般为3，电阻丝加热的COP一般为1。

这意味着用热泵系统制热，1kW的电力输入功率能够带来3kW的制热功率，而用电阻丝制热，1kW只会带来1kW的制热。