行業(yè)動(dòng)態(tài)
汽車熱管理行業(yè)研究報(bào)告:乘新能源汽車東風(fēng),熱管理迎來新機(jī)遇
1、空間:電動(dòng)化推動(dòng)汽車熱管理市場(chǎng)規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng)
熱管理系統(tǒng)是整車關(guān)鍵部件
汽車熱管理系統(tǒng):汽車上用于調(diào)節(jié)零部件工作溫度和乘員艙溫度環(huán)境的零部件的集合。 系統(tǒng)功能:其通過散熱、加熱、保溫等手段,使得不同零部件處于合適的工作溫度范圍以及乘員 艙保持適宜溫度,以保障汽車的使用舒適性、功能安全和使用壽命。 系統(tǒng)主要組成:熱管理系統(tǒng)主要零部件包括各類泵、閥、工質(zhì)容器、熱交換器、壓縮機(jī)、管路、 散熱器等。 系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景:按需應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、電池、電機(jī)電控和空調(diào)系統(tǒng)等。
油車到電車熱管理系統(tǒng)的變化
油車到電車,由于動(dòng)力總成發(fā)生變化,使得整車熱管理在功能架構(gòu)和技術(shù)方案上均產(chǎn)生一定變化。功能架構(gòu)變化: 發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱取消,新增電池、電機(jī)和電控。電池同時(shí)需要制熱和制冷,電機(jī)電控需要制冷; 此外,純電動(dòng)汽車由于智能座艙和智能駕駛功能的提升,芯片算力大幅提升,部分車型新增了對(duì) 芯片散熱的需求。主要技術(shù)方案變化: (1)乘員艙(空調(diào)系統(tǒng)):電車沿用了傳統(tǒng)的“壓縮機(jī)-冷凝器-膨脹閥-蒸發(fā)器”的制冷循環(huán),區(qū)別僅是油車的壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng),電車采用的是電動(dòng)壓縮機(jī),由動(dòng)力電池供能驅(qū)動(dòng)。乘員艙的 制熱功能油車和電車區(qū)別較大,油車采用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的余熱來給乘員艙加熱,而電車由于取消了 發(fā)動(dòng)機(jī),需要額外新增制熱功能,通常采用的有PTC加熱方案和熱泵方案。 (2)動(dòng)力電池:動(dòng)力電池的冷卻方案有風(fēng)冷、液冷和直冷;低溫加熱方案有電加熱膜、PTC加熱 (水暖PTC)和熱泵加熱等技術(shù)方案。
新能源汽車熱管理系統(tǒng)單車價(jià)值量大幅提升
純電動(dòng)汽車整車熱管理系統(tǒng)由于新增部件以及組件升級(jí)等因素推動(dòng)熱管理系統(tǒng)單車價(jià)值量大幅提 升。一方面,純電動(dòng)汽車相較于傳統(tǒng)燃油車新增了如電池冷卻器、電池水冷板、水暖PTC/熱泵系統(tǒng)等核心組件,另一方面原有的核心組件如壓縮機(jī)、蒸發(fā)器等由于升級(jí)帶來價(jià)值量的增加。 整體來看,純電動(dòng)汽車的整車熱管理系統(tǒng)單車價(jià)值量高達(dá)7000元左右,相比于傳統(tǒng)燃油車提升2 倍以上。
新能源汽車熱管理技術(shù)持續(xù)迭代升級(jí)
新能源汽車熱管理技術(shù)持續(xù)發(fā)展升級(jí)的原因和動(dòng)力:由于動(dòng)力總成發(fā)生變化,新能源汽車熱管理 系統(tǒng)的復(fù)雜程度相較于傳統(tǒng)燃油車大幅提升,且對(duì)于整車各項(xiàng)性能的影響更為直接和重大??梢?說持續(xù)發(fā)展的新能源汽車行業(yè)對(duì)熱管理系統(tǒng)的要求也在持續(xù)提升,新能源汽車產(chǎn)品力的提升在很 大程度上依賴于整車熱管理系統(tǒng)性能的提升。 新能源汽車熱管理系統(tǒng)技術(shù)持續(xù)升級(jí)迭代的方向: (1)新一代空調(diào)技術(shù):熱泵系統(tǒng)的滲透率持續(xù)提升; (2)熱泵系統(tǒng)冷媒:CO2憑借著高效和環(huán)境安全性好,有望成為未來趨勢(shì); (3)集成化:整車熱管理系統(tǒng)集成一體化程度持續(xù)提升。
熱泵系統(tǒng)滲透率持續(xù)提升
熱泵空調(diào)具有能耗低、效率高、冷暖一體和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。與水暖PTC的“制造熱量”不同, 熱泵空調(diào)的制熱原理是“搬運(yùn)熱量”,其可以將熱能從低溫?zé)嵩幢盟椭粮邷責(zé)嵩?,因此消耗的?量較低。其次,熱泵系統(tǒng)的能效比能達(dá)到2~4,而同等條件下PTC方案的能效比理論上最大為1。 熱泵系統(tǒng)的工作循環(huán):C處中的低溫低壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)壓縮機(jī)壓縮形成高溫高壓的氣態(tài)工質(zhì),隨后 進(jìn)入乘員艙換熱器釋放熱量并冷凝成中溫高壓的液態(tài)工質(zhì),然后進(jìn)入節(jié)流裝置變成低溫低壓的氣 液混合工質(zhì),再進(jìn)入車外換熱器吸收熱量蒸發(fā)為低溫低壓的氣態(tài)工質(zhì),最后在壓縮機(jī)的抽吸作用 下進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
熱泵系統(tǒng)冷媒層面,CO2有望成為未來趨勢(shì)
2020年,大眾率先在MEB平臺(tái)上批量化裝備了CO2熱泵空調(diào)系統(tǒng)。消費(fèi)者在購(gòu)買大眾MEB平臺(tái) 的ID.3、ID.4 X、ID.6 X、ID.4 CROZZ和ID.6 CROZZ等車型時(shí),可以9千元的價(jià)格選裝CO2熱泵 空調(diào)系統(tǒng)。
熱管理系統(tǒng)集成度持續(xù)提升
傳統(tǒng)整車熱管理系統(tǒng)各回路間相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)存在一定的不足。純電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)(乘員艙 熱管理)、動(dòng)力電池、電機(jī)電控的工作特性都與溫度密切相關(guān),但傳統(tǒng)的整車熱管理系統(tǒng)中各回 路相對(duì)獨(dú)立,各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)節(jié),偏向于單一系統(tǒng)的性能最優(yōu)化,但此時(shí)整車熱管理系統(tǒng)的總 體效率未必達(dá)到最高。 集成化整車熱管理系統(tǒng)的定義:將整車熱管理系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)(回路)進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)上的 耦合,形成整車集成式熱管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)件信息、能量的交互,更好地協(xié)調(diào)車輛各部分 之間的熱負(fù)荷關(guān)系,高效利用動(dòng)力電池能量,實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的協(xié)同管理。(總結(jié):功能集成、能 量集成、設(shè)備集成、控制集成)
電動(dòng)化推動(dòng)乘用車熱管理系統(tǒng)市場(chǎng)空間迅速增長(zhǎng)
我們對(duì)國(guó)內(nèi)狹義乘用車熱管理系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行了測(cè)算,結(jié)果如下: 核心假設(shè):(1)國(guó)內(nèi)狹義乘用車行業(yè)銷量保持低速穩(wěn)定增長(zhǎng);(2)國(guó)內(nèi)狹義新能源乘用車銷量 持續(xù)增長(zhǎng),到2026年實(shí)現(xiàn)1603.36萬(wàn)輛的銷量,對(duì)應(yīng)的滲透率為64%;(3)傳統(tǒng)燃油乘用車熱管 理系統(tǒng)單車價(jià)值量為2200元,新能源汽車熱管理系統(tǒng)單車價(jià)值量為7000元。測(cè)算結(jié)果:2022年中國(guó)狹義乘用車熱管理系統(tǒng)市場(chǎng)空間為820.80億元,至2026年將增長(zhǎng)至1320.77 億元,復(fù)合增長(zhǎng)率為12.63%。
2、格局:技術(shù)變革重塑供應(yīng)鏈,行業(yè)格局發(fā)生改變
全球汽車熱管理行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
汽車熱管理行業(yè)的參與者可以分為兩類: 1、國(guó)際零部件巨頭如電裝、法雷奧、馬勒和翰昂等。國(guó)際巨頭的行業(yè)進(jìn)入時(shí)間早,先發(fā)優(yōu)勢(shì)明 顯,技術(shù)成熟領(lǐng)先,產(chǎn)品線豐富齊全,且均具有系統(tǒng)化集成能力,占據(jù)當(dāng)前汽車熱管理行業(yè)較高 的市場(chǎng)份額。 2、國(guó)內(nèi)熱管理系統(tǒng)中的零部件供應(yīng)商業(yè)務(wù)升級(jí)。這些企業(yè)原本深耕某一細(xì)分賽道,在單一產(chǎn)品 市場(chǎng)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),隨著當(dāng)前下游的電動(dòng)化持續(xù)推動(dòng)和升級(jí),抓住行業(yè)機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)升級(jí),逐步 擴(kuò)展業(yè)務(wù),提升系統(tǒng)化集成產(chǎn)品的能力。主要包括三花智控、拓普集團(tuán)、銀輪股份和飛龍股份等。目前四家國(guó)際巨頭仍占據(jù)汽車熱管理市場(chǎng)主要份額,國(guó)內(nèi)企業(yè)正快速追趕。從數(shù)據(jù)來看,電裝、 翰昂、馬勒和法雷奧四家企業(yè)憑借著先發(fā)優(yōu)勢(shì)占據(jù)了全球60%以上的市場(chǎng)份額,其中電裝以接近 30%的市占率為全球汽車熱管理行業(yè)的龍頭。國(guó)內(nèi)企業(yè)如三花、拓普、銀輪、飛龍等正快速發(fā)展, 市場(chǎng)份額也在持續(xù)提升。
翰昂—韓國(guó)汽車熱管理解決方案供應(yīng)商
翰昂是全球知名的汽車熱管理解決方案提供商。翰昂是韓國(guó)最大的車用空調(diào)系統(tǒng)企業(yè),1986年由 福特和韓國(guó)萬(wàn)都合資成立;后成為偉世通的子公司;2015年偉世通轉(zhuǎn)讓全部股份后正式改名為翰 昂。 汽車熱管理業(yè)務(wù)主要產(chǎn)品:翰昂在熱管理領(lǐng)域同樣布局全面,包括泵(電子水泵)、閥(電子膨 脹閥、多通閥、電子截止閥)、管路系統(tǒng)、(電動(dòng))壓縮機(jī)、換熱器(前端模塊、空調(diào)箱)等單 一零部件以及整套熱泵系統(tǒng)解決方案。 客戶結(jié)構(gòu):2021年公司分客戶的營(yíng)收占比為現(xiàn)代(47%),福特(12%),大眾(9%),通用 (6%),Stellantis(4%)。 營(yíng)收和凈利潤(rùn):2021年翰昂實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入61.80億美元,同比下降2.17%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)2.59億 美元,同比增長(zhǎng)156.44%。(收入按Wind歷史匯率換算)
新能源汽車熱管理Tier 1環(huán)節(jié)梳理
新能源汽車熱管理系統(tǒng)Tier 1環(huán)節(jié)未來將主要包括四個(gè)部分,分別為前端模塊、空調(diào)箱、熱泵系 統(tǒng)集成模塊(冷媒冷卻液集成模塊)和電動(dòng)壓縮機(jī)。整套新能源汽車熱管理系統(tǒng)單車價(jià)值量在 6000-7000元上下的水平,較高的價(jià)值量使得主機(jī)廠必定將在Tier 1層面進(jìn)行分拆發(fā)包采購(gòu),綜 合考慮供應(yīng)鏈成本和效率的平衡,我們判斷新能源汽車熱管理系統(tǒng)在Tier 1層面將主要分為:前 端模塊+空調(diào)箱+熱泵集成模塊+電動(dòng)壓縮機(jī)四個(gè)部分。
新能源汽車熱管理Tier 1環(huán)節(jié):熱泵集成模塊
整體判斷:油車到電車,熱泵集成模塊是熱管理系統(tǒng)變化最大的部分。熱泵集成模塊由于集成度 高,所占空間體積小且供應(yīng)商響應(yīng)迅速,未來將會(huì)成為主流方案。這一輪高度集成的熱泵模塊創(chuàng) 新是由特斯拉引領(lǐng),特斯拉憑借自身超強(qiáng)的自研能力,跳過了傳統(tǒng)的汽車熱管理系統(tǒng)集成供應(yīng)商 Tier 1(如法雷奧、電裝等),直接與Tier 2層面的供應(yīng)商對(duì)接(如閥類的三花),并由特斯拉自 己主導(dǎo)了熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì),熱泵集成組件的生產(chǎn)仍交由供應(yīng)鏈Tier 1完成,由此三花等自主熱 管理企業(yè)也從Tier 2環(huán)節(jié)走到了Tier 1層面。目前,熱泵集成模塊產(chǎn)品仍處于持續(xù)的技術(shù)迭代期, 不存在固化的競(jìng)爭(zhēng)格局,包括特斯拉以及向特斯拉學(xué)習(xí)企業(yè)(包括主機(jī)廠和Tier 1)均有很大的 迭代空間。因此,熱泵集成模塊環(huán)節(jié)是整個(gè)新能源汽車熱管理系統(tǒng)最具發(fā)展?jié)摿Φ馁惖馈?
- 上一個(gè):質(zhì)用車:車企熱衷的智能座艙到底是什么?
- 下一個(gè):新能源汽車熱管理各子系統(tǒng)分析