新能源汽车:热管理市场加速放量

2018-02-28 10:16长江证券邬博华
股市动态分析 2018年5期
关键词:液冷单车部件

长江证券 邬博华

过低或过高温度均会影响锂电池性能和使用寿命,新能源汽车必须拥有热管理系统,与传统汽车相比,新能源汽车热管理系统更复杂,不仅有空调系统,而且新增电池、电机等冷却需求。整个热管理市场正处于加速释放阶段,行业也处于发展初期,格局尚未稳定,拥有技术优势的企业将率先受益。

电动车热管理要求更高

汽车热管理系统是从系统集成和整体角度出发,统筹热量与动力总成及整车之间的关系,采用综合手段控制和优化热量传递的系统。相比传统燃油车,新能源汽车热管理系统更复杂,新增电池、电机及电子部件等冷却需求。新能源汽车热管理系统比传统燃油车更复杂的原因集中在以下几点:

1、空调系统:1)燃油车空调系统直接采用发动机驱动压缩机工作,而纯电动车因不具备发动机只能采用电能驱动电动压缩机工作;2)燃油车空调与发动机在制冷过程中相对独立,而电动车电池冷却系统一般需要空调系统提供冷源,电池系统冷却液与空调系统制冷剂经过电池冷却器进行换热;3)燃油车空调系统多以发动机作为热源,采用水泵驱动水循环制热,电动车目前多采用PTC(热敏电阻)电加热,未来出于节能要求或逐渐转向更复杂的热泵空调。

2、电池热管理系统:电动车动力锂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,过高温度工作甚至有爆炸等安全问题。目前电池热管理系统主要由电子水泵、水阀、冷却板及冷却器组成,其中冷却板直接与电池接触散热,冷却器与空调系统交互换热。

3、电机电控等部件热管理:当电动车驱动电机及电控等电子电器部件功率较大时,其工作时会产生较多热量,部件过热会降低工作效率,且有安全隐患,须进行主动冷却。我们根据中机中心合格证数据统计,当纯电动乘用车电机峰值功率超过50kW时,电机冷却方式以水冷或油冷为主。

液冷或成主流趋势

根据传热介质的不同,电池热管理系统可分为风冷、直冷与液冷。液冷相对直冷成本更低,冷却效果也优于风冷,是目前最常见的动力电池主动冷却方式。

新能源乘用车因车型高低端配置差异,电池及电机冷却方式差异较大。我们认为影响新能源车热管理方式的主要因素包括车型高低端、电池类型及使用工况,具体表现为:

1)纯电动车型越高端,基于续航及动力要求,车辆带电量及驱动电机功率越大,自然风冷方式较难满足冷却要求,液冷或水冷成为热管理方式主流。

2)不同动力锂电池热稳定性有所差别,当前铁锂及锰酸锂热稳定性一般优于三元电池,多采用风冷。三元电池尤其是高镍三元电池能量密度更高,电池的冷却方式多采用液冷。

3)动力锂电池按倍率性能可以分为容量型和功率型,功率型锂电池允许的最大充放电电流比容量型更高,电池因内部通过电流大产生的热量更高;插电混动乘用车因电池带电量较少但电驱动系统所需要的功率较大,故动力电池一般采用功率型锂电池,电池冷却方式也基本采用液冷。从上述表现看,未来液冷有望成为主流发展趋势。

市场加速放量

电池热管理系统为从0到1的增量,液冷模式下单车价值在1500元左右。相比传统汽车,电池热管理系统为新增加的系统,带来全新增量。液冷模式的电池热管理系统包括电子膨胀阀(150元)、冷却板(150元,单车用量可达4~6块)、电池冷却器(200元)、电子水泵(250~300元)等价值量较大的部件,系统整体单车价值在1500元左右。

压缩机产品升级带来新能源汽车空调系统整体价值量提升上千元。由于动力类型的变化,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。此外,新能源汽车目前主要采用PTC加热器进行冬天采暖,也将新增部分价值量。未来随着热泵空调系统的逐步应用,新能源汽车空调系统整体价值还有进一步提升空间。

新能源汽车热管理系统整体单车价值可达6000元以上,为传统汽车的三倍。传统燃油车热管理系统主要包括发动机冷却系统和汽车空调系统,单车价值在2000元左右。目前新能源乘用车热管理系统设计差异较大,表现为小微型(A00/A0级)因车型偏低端、电池带电量少及电驱动功率小,电池与电机冷却方式多采用风冷,导致这类车型热管理系统单车价值与燃油车接近;但紧凑型及以上级别(A/B/SUV级等)车型零部件冷却方式已逐渐采用液冷,该类情形下新能源乘用车中的单车价值量可达6200元左右,达传统汽车价值量的3倍。

国内新能源乘用车结构升级推动热管理系统单车价值量提升,叠加需求高增长,新能源汽车热管理业务市场空间快速扩容。预计到2020年国内热管理系统成长空间有望达到70亿元,全球空间超200亿元。

行业格局处发展初期

表:热管理行业部分个股一览

传统汽车热管理市场由电装、法雷奥、翰昂、马勒四大巨头所垄断,2016年CR4全球份额高达55%。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。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。

新能源汽车热管理系统配套技术壁垒高,目前国内企业大多还在部件配套的阶段,未来有望从部件向系统延伸。短期关注部件放量带来的业绩弹性,中长期看好有望实现热管理系统配套的企业,推荐三花智控、银轮股份,建议关注奥特佳、中鼎股份。

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