2022年新能源汽車熱管理行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展空間研究

1、2022年新能源汽車熱管理行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展空間研究1.新能源車熱管理難度提升，熱泵系統(tǒng)自主可控汽車熱管理：空調(diào)+動(dòng)力總成熱管理燃油車熱管理：1）空調(diào)；2）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻；3）變速箱冷卻。 電動(dòng)車熱管理：1）空調(diào)；2）電池冷卻及加熱；3）電機(jī)電控冷卻。如果是PHEV車型，則是燃油車+純電車的集成。技術(shù)原理差異：電動(dòng)車更加復(fù)雜燃油車熱管理：1）乘員艙制冷空調(diào)冷媒；2）乘員艙制熱發(fā)動(dòng)機(jī)余熱；2）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻冷卻水；3）變速箱 冷卻冷卻油。 電動(dòng)車熱管理：1）乘員艙制冷空調(diào)冷媒；2）乘員艙制熱PTC或空調(diào)制熱（熱泵）；3）動(dòng)力電池冷卻冷卻 水；4）動(dòng)力電池加熱PTC或電機(jī)余熱；5）電機(jī)冷卻水冷/油冷。電池

2、快充對(duì)熱管理提出更高的要求快充下電池發(fā)熱量增大，對(duì)熱管理需求提升?？斐鋾r(shí)需要對(duì)電芯提前加熱，但溫度太高會(huì)加劇電芯的老化，因此需要熱 管理系統(tǒng)保證電芯處于合理溫度范圍內(nèi)。液冷是動(dòng)力電池主要冷卻方式液冷是動(dòng)力電池冷卻的主流技術(shù)，其冷卻速度更快、換熱系數(shù)更高。相比其他兩種冷卻方式，液冷式能夠更快更高效地 進(jìn)行冷卻，并且體積變化小，可以最低限度影響電池的正常使用，提高電池的使用壽命。但是液冷式對(duì)密封要求高、結(jié) 構(gòu)較為復(fù)雜，因此成本較高，下一步的降本提效尤為重要。液冷方式主要以液冷板的形式放置于兩電芯之間。寧德時(shí)代麒麟電池對(duì)熱管理需求提升寧德時(shí)代麒麟電池提升液冷板需求量。首席科學(xué)家吳凱在2022世界動(dòng)力

3、電池大會(huì)“云上宜賓”高端對(duì)話活動(dòng)上表示， 麒麟電池在兩塊電芯的中間加裝液冷板，使相鄰兩塊電芯的熱傳導(dǎo)降低、提升安全性。傳統(tǒng)電池液冷板采用整板結(jié)構(gòu)，置 于電池組下方，麒麟電池采用的全新布局方式將大幅提升單車液冷板用量。熱泵空調(diào)逐步取代純PTC，提升續(xù)航里程熱泵比PTC能耗更低，提升電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程。PTC加熱采用PTC加熱絲將電力轉(zhuǎn)化為熱量，再由鼓風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)送進(jìn)乘員艙， 低溫制熱效果好，但電能消耗高。熱泵加熱通過(guò)冷媒在車外通過(guò)換熱器吸熱，并將熱量帶入車內(nèi)的方式給車內(nèi)供暖，相比 于PTC加熱方式，電能消耗低，可大幅提升電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程，但其在低溫環(huán)境下制熱效果較差。熱泵空調(diào)逐步取代純PTC，續(xù)航里程提

4、升14%熱泵比PTC能耗更低，提升電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程。以Model3為例，相比于PTC加熱方式，熱泵空調(diào)的百公里平均電耗降低2.2- 2.5kwh，假設(shè)電池容量為50kWh，可增加約35km的續(xù)航里程，提升幅度為14%。推廣：特斯拉高效集成熱泵特斯拉熱管理經(jīng)歷4代技術(shù)方案，2020年在Model Y上搭載的第四代熱泵系統(tǒng)是全球電動(dòng)車最先進(jìn)的技術(shù)方案，采用“八 通閥”的高度集成化方案，充分利用熱能。已成為行業(yè)標(biāo)桿。特斯拉第一代熱管理：包含電機(jī)回路、電池回路、HVAC回路和空調(diào)回路。電機(jī)回路上布置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電子控制單元等； 電池回路有動(dòng)力電池、熱交換器等；HVAC回路有散熱器、高壓PTC等；空調(diào)系統(tǒng)

5、采用傳統(tǒng)單蒸發(fā)器空調(diào)。特斯拉第二代熱管理：空調(diào)系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)空調(diào)，采用雙蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，取消了HVAC冷卻回路；電機(jī)回路相較于第1代 系統(tǒng)，增加了與電池回路相耦合的四通閥結(jié)構(gòu)，另外對(duì)冷卻部件有所調(diào)整，增加了車載充電機(jī)的冷卻。2.主動(dòng)管理：冷卻回路價(jià)值量提升，液冷板/鋁材/膠管企業(yè)受益液冷板：產(chǎn)品類型多樣化，釬焊工藝壁壘高前景廣闊液冷板可分為埋管式和一體式兩種。埋管工藝在鋁板中埋銅管形成水道散熱；一體冷板直接在鋁板中銑槽，并蓋板焊接形 成通道。一體式液冷板生產(chǎn)效率高、散熱性能好，主要應(yīng)用于動(dòng)力電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域。一體冷板中沖壓式占據(jù)主流，釬焊工藝性能好、壁壘高。一體式液冷板可分為口琴管式、吹脹式、沖壓

6、式等，成型過(guò)程需 要焊接工藝對(duì)底板與蓋板封焊，釬焊工藝在結(jié)構(gòu)、散熱性能、可靠性方面優(yōu)勢(shì)明顯。產(chǎn)業(yè)鏈：中游制造環(huán)節(jié)包括鋁熱傳輸材料和液冷板廠商液冷板產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)：1）上游為鋁、銅等大宗商品；2）中游包括鋁熱傳輸材料企業(yè)和液冷板制造商；3）下游為動(dòng)力電池 廠和整車制造企業(yè)。行業(yè)格局：2020年國(guó)內(nèi)TOP3市占率超85%行業(yè)玩家包括以溫控零配件起家的熱管理頭部企業(yè)（三花智控等）、基于技術(shù)互通性進(jìn)行業(yè)務(wù)拓展的廠商（納百川等）及 跨界企業(yè)（科創(chuàng)新源、飛榮達(dá)等）。2020年我國(guó)液冷板市占率TOP3企業(yè)依次為三花智控、銀輪股份和納百川?？苿?chuàng)新源：控股瑞泰克，液冷板已獲核心大客戶訂單公司在通信及電力用防水密封絕

7、緣防火高分子材料領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，客戶覆蓋華為、中興、三大運(yùn)營(yíng)商。2020年底，通過(guò) 收購(gòu)瑞泰克（55%）將業(yè)務(wù)拓展至新能源熱管理領(lǐng)域。 2021年，冷凝器、蒸發(fā)器等家電用熱管理產(chǎn)品構(gòu)成瑞泰克主要收入來(lái)源，釬焊液冷板產(chǎn)線產(chǎn)品獲得寧德時(shí)代多個(gè)項(xiàng)目定點(diǎn)， 預(yù)計(jì)2022年將逐步批量交付。飛榮達(dá)：熱管理業(yè)務(wù)逐漸成為公司主要收入來(lái)源公司1993年成立，業(yè)務(wù)逐步由電子輔料產(chǎn)品過(guò)渡到電磁屏蔽材料、導(dǎo)熱散熱材料、防護(hù)功能材料和基站天線及相關(guān)器件， 2021年熱管理材料及器件營(yíng)收占比達(dá)36.38%，成為第一大收入來(lái)源。公司熱管理產(chǎn)品種類齊全，包括導(dǎo)散熱模組、熱管、液冷板等，新能源汽車類客戶包括特斯拉、廣汽、北汽

8、、中車、一汽奔 騰、一汽紅旗、東風(fēng)日產(chǎn)、寧德時(shí)代、國(guó)軒及孚能等。格局：競(jìng)爭(zhēng)激烈，資金、技術(shù)、客戶認(rèn)證是主要壁壘國(guó)內(nèi)鋁板帶箔生產(chǎn)企業(yè)較多，主要有格朗吉斯、華峰鋁業(yè)、銀邦股份、奧科寧克、江蘇常鋁、江蘇鼎勝、河南明泰等，整 體規(guī)模偏小，低端產(chǎn)品的行業(yè)門(mén)檻較低，競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈； 由于生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中需要投入大量的資金引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，在設(shè)備購(gòu)買后還需要半年以上的時(shí)間進(jìn)行車間內(nèi)設(shè)備聯(lián)合 調(diào)試、安裝，對(duì)企業(yè)的資金實(shí)力要求較高；鋁軋制行業(yè)對(duì)技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累的要求較高，高端產(chǎn)品需要精準(zhǔn)的金屬成分配比等技術(shù)參數(shù)，中小企業(yè)難以進(jìn)入，整體 產(chǎn)能不足。汽車膠管：汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分簡(jiǎn)介：用于冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、制冷

9、系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等的橡膠軟管，傳輸燃油、潤(rùn)滑 油、制冷劑和水，幫助汽車各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能。特性：橡膠管路以其可自由彎曲性、多次屈撓性和柔軟變形性，區(qū)別于各類金屬和非金屬管材，無(wú)可取代。新能源汽車帶來(lái)膠管市場(chǎng)增量新能源汽車取消了燃油系統(tǒng)，但加強(qiáng)了冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)更復(fù)雜、更總成化，使用的材料更加環(huán)?；?，單車價(jià)值更高。其他管路系統(tǒng)，比如制動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、天窗系統(tǒng)、車身附件系統(tǒng)等相關(guān)管路必不可少，因此新能源車型所使用的管路 不僅沒(méi)有減少，反而還有所增加。據(jù)川環(huán)科技投資者交流公告，大部分新能源汽車所使用的管路價(jià)值是傳統(tǒng)燃油車的2-3倍。格局和壁壘：國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步發(fā)力，技術(shù)研

10、發(fā)成關(guān)鍵燃油車時(shí)代外資企業(yè)占據(jù)大部分高端汽車膠管市場(chǎng)份額。本土汽配商有望借能源車彎道超車：普通車用膠管處于供大于求的局面，同質(zhì)化嚴(yán)重，以低價(jià)充斥市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)處于白熱化 ，國(guó)內(nèi)企業(yè)打破技術(shù)壟斷，逐步提升國(guó)內(nèi)汽車膠管行業(yè)整體水平。核心壁壘為技術(shù)壁壘：1）環(huán)保政策要求膠管材料復(fù)合化、輕量化和綠色循環(huán)利用，以及膠管制造工藝智能化；2）整車項(xiàng) 目要求關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)商具備更高研發(fā)水平。3.被動(dòng)安全：防火隔熱材料釋放潛力，膠類產(chǎn)品打開(kāi)市場(chǎng)空間電池結(jié)構(gòu)革新由面到點(diǎn)，安全性能突出不同電池管理系統(tǒng)硬件排布安全性存在差異。電池管理系統(tǒng)（BMS）主要包括硬件、底層軟件和應(yīng)用層軟件三部分，其 硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為集中式和分布式

11、兩種。集中式將所有部件集中到一塊板上，芯片間通過(guò)菊花鏈通訊，通道利用效率高、 節(jié)約成本，但易存在熱風(fēng)險(xiǎn)；分布式將板分為主板和從板，通道利用率稍低，但可靠性、靈活度、散熱性能較強(qiáng)。電芯、模組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，提升電池包密度、熱管理效率。模組動(dòng)力電池包技術(shù)（CTP），電芯直接集成為電池包， 主要分為完全無(wú)模組方案、大模組代替小模組方案。此外，CTC技術(shù)將電芯直接集成在底盤(pán)上，將車與電芯融為一體，進(jìn) 一步降低制造成本、提升能量密度。圓柱形、方形電芯使用鋁殼，軟包的鋁塑膜更輕能量密度高。圓形電芯工藝成熟，一般單體容量小于軟包電芯和方形電芯 ，且圓柱電芯幾乎沒(méi)有膨脹率，不容易引起熱失控。軟包電池和方形電

12、池在發(fā)熱時(shí)腫脹面積大，會(huì)直接相互擠壓，因此往 往電芯間加有緩沖材料。軟包電池雖然容易鼓包，但是其鋁塑膜膨脹破裂后會(huì)放氣，不容易引起熱失控。隔熱、泄壓、散熱方式防止熱擴(kuò)散為平衡電池效率與熱安全保護(hù)，需防止單體熱擴(kuò)散。為了提高能量密度而使用高鎳三元正極材料時(shí)，鋰離子易形成鋰枝晶 刺穿內(nèi)部隔膜導(dǎo)致短路，同時(shí)由于材料間鍵強(qiáng)不同，隨鎳含量的增加電池?zé)岱€(wěn)定性下降。因此為了防止讓電池單體自燃擴(kuò) 散至整個(gè)動(dòng)力電池包，一般廠商通過(guò)控制影響（如隔熱）和保持溫度（如泄壓、散熱）兩方面解決。不同電芯使用的防火隔熱材料不同。目前三元電池系統(tǒng)中主要在采用的防火隔熱材料主要有氣凝膠、隔離板、隔熱泡棉、 熱陶瓷。由于不同形狀

13、電芯的膨脹率、比表面積、熱失控難易程度不同，不同公司采用不同防火隔熱材料進(jìn)行隔熱處理。液冷模式下，導(dǎo)熱膠則具有重要的輔助作用導(dǎo)熱系數(shù)越高的導(dǎo)熱膠對(duì)降低電池的溫升和溫差越明顯，電池溫度分 布也越均衡。由于動(dòng)力電池電芯的最佳工作溫度帶很窄，一般為20-40之間，導(dǎo)熱 膠的熱量傳導(dǎo)可以有效降低電芯溫度和電芯間的溫差，對(duì)于維護(hù)電池 熱管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有非常顯著的效用。氣凝膠是目前最佳的保溫隔熱材料氣凝膠是一種隔熱性能優(yōu)異的固體材料，具有高比表面積、納米級(jí)無(wú)窮多孔洞、低密度等特殊的微觀結(jié)構(gòu)，其隔熱原理 為：1）延長(zhǎng)熱傳導(dǎo)路線，使得固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近最低極限。2）零對(duì)流效應(yīng)，使得材料處于近似真空狀態(tài)。 3）阻擋熱輻射，在 400以上使用時(shí)，需要加入遮光劑來(lái)增