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欧宝爱游戏体育:汽车热管理系统行业特点及竞争格局代表企业面临的机遇

作者:欧宝体育app注册入口 来源:欧宝app注册网站 发布时间:2022-09-09 01:21:24

  汽车热管理系统就是对汽车进行温控和冷却,用来保证汽车各零部件以及驾驶舱内处于合理温度范围,从而达到节油、舒适、提升续航里程等目的的系统。汽车热管理系统按照功能可分为舒适性热管理和动力系统热管理。舒适性热管理主要为空调系统热管理,可分为制冷和制热两大功能;动力系统热管理在传统燃油车上表现为发动机冷却,而在新能源汽车上则主要表现为调节电池、电机、电机控制器(合称“三电系统”)的温度,包含冷热控制下的不同模式选择。

  由于汽车热管理系统集合了热学、流体力学、空气动力学、电气及软件等多学科的知识积淀,生产过程包含锻造、冲压、精密加工、钎焊、装配、氦检等多种工艺,行业技术壁垒高;国外企业因较早进入汽车热管理系统市场,储备的技术和经验更加充足,因此,全球市场份额集中,形成多头竞争的局面,且多以外资品牌为主,其中国际龙头日本电装、韩国翰昂、德国、法国法雷奥合计占据全球汽车热管理系统市场超过 50%的份额。

  国际龙头企业由于掌握了关键核心零部件,具备强大的热管理系统设计和研发能力,系统配套能力强,基本在汽车热管理系统的各个环节都有涵盖;而国内厂商能单独提供某个环节集成系统的能力较弱,主要提供的是压缩机、阀类、泵类等热管理系统零部件,虽然在各个细分领域掌握了核心技术,但是缺少系统开发和配套能力,因此整体市场份额与国际厂商相比仍有一定差距。

  随着新能源汽车市场的逐渐壮大,热管理的范围、实现方式和零部件都发生了较大变化。与传统燃油车相比,新能源汽车主要有如下不同:

  ①两者均需要进行空调系统热管理,然而在空调制热的情况下,传统燃油车可以通过发动机的余热给驾驶舱内供热,但新能源汽车则必须主动进行制热;

  ②由于两者的动力系统不同,传统燃油车动力系统热管理主要针对发动机和变速箱的冷却,而新能源汽车动力系统热管理则主要针对电机和电机控制器的冷却;

  ③新能源汽车相比传统燃油车增加了电池热管理,由于新能源汽车以电池电能作为驱动能源,当电池温度过高可能带来一定风险,而电池温度过低时电池充放电性能下降,容量大幅减少,因此有必要对电池进行热管理。插电混动车结合了传统燃油车和纯电动汽车的特点,相比纯电动汽车而言更为复杂,还需要配备发电机热管理系统;

  ④纯电动汽车与传统燃油车相比,进排气系统消失会减少废气再循环系统中的 EGR 冷却器、涡轮增压式发动机中的增压空气冷却器(中冷器)和相应空气管路。

  相比传统燃油车,新能源汽车的空调系统和三电系统的热管理结构更为复杂,不仅新增了电池热管理系统,同时还带来了零部件的替换和升级,汽车热管理系统单车价值量大幅提升。根据是否使用热泵及冷媒型号的差异,新能源汽车的热管理系统单车价值量在 5,000-11,500 元左右不等,约是传统燃油车单车价值量的3 倍。

  伴随着新能源汽车电池容量变大、能量密度提升、温控要求提高,新能源汽车热管理系统不断推陈出新。根据成本和功能要求的不同,新能源汽车热管理系统呈现出简约与复杂并存的局势,主要表现为热泵系统发展、冷媒介质突破、电池冷却方案的技术路线差异。

  热泵系统是指在为驾驶舱制热时,依靠系统的反向循环,将低位热源(外界空气)的热能强制转移到高位热源(驾驶舱)的空调系统。制冷模式下,热泵系统工作原理与非热泵系统模式相同,以电动压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器实现回路循环,通过压缩机的转速调节、电子膨胀阀的流量控制实现温度调控。制热模式下,非热泵系统使用加热器制热,其中 PTC 加热元件由于热效应显著,具备陶瓷材料耐高压、不燃烧的优良安全特性,常作为加热器的首选,但其单小时能耗占据电池容量的 5%-10%,根据外界环境温度的不同,电池续航里程会减少 20%-40%,当续航里程成为客户购车的重点考量因素时,有其应用局限性。而热泵系统能通过制冷剂的气液转换,将空气中的热量转化为自身的内能,能效系数比 PTC 加热高出 2-3 倍,可以有效延长 20%以上的续航里程,更好地实现了低温节能的需求。

  空调系统的能量迁移依靠制冷剂的气液转换实现,当前小型空调制冷剂大多仍以 R134a 为主,欧美国家因需满足 GWP(全球变暖潜能值)≤150 而只能选择美国杜邦与霍尼韦尔联合开发的 R1234yf 制冷剂。这两种制冷剂在超低温环境下(环境温度-10℃以下,系统压力 20bar)由于无法实现气液转换,等同于 PTC制热模式,COP 值(制热系数)≤1,因此无法实现节能作用。

  为了克服 R134a 和R1234yf 热泵的局限性,大众集团使用 R744(CO2)热泵。R744 制冷剂可以广泛适用于-30℃以上的环境,在-20℃下 COP 值依然能达到 2,是新能源汽车热泵空调的能效较优选择。但由于 R744 热泵系统峰值压力高达 100-120bar,对零件密封性要求高,具有较高的技术壁垒,因此竞争企业较少。R134a 制冷剂超低温环境下 COP 值≤1 的压缩机制热模式和 R744 制冷剂超低温环境下有效节能的制热模式各有利弊,需要市场进行选择。

  锂电池在-20-60℃的温度下可放电,在 0-60℃的温度下可充电,较合适工作温度为 5-35℃,高效工作温度为 20-35℃,因此电池温度高于 35℃时需要降温散热,低于-5℃时需要加热复苏。电池冷却方案分为风冷、液冷、制冷剂直冷和相变材料冷却,其中,风冷即空气冷却,是指通过运动产生的风将电池的热量通过排风扇带走,常见于混合动力汽车电池热管理中,具有结构简单、重量轻、成本低等优点,但热交换效率较低、散热效率较差,仅能胜任能量密度和放电功率均较低的电池组热管理;液冷即冷却液冷却,通过在电池包内部安装冷却管道或冷却板,把电池产生的热量传递给管道或板内循环流动的液体并由其带走而使电池系统冷却,具有冷却面积大、压力小、腐蚀小、成本低等诸多优点,目前应用占比较大;制冷剂直冷利用制冷剂(如 R134a 等)在蒸发器中蒸发直接将电池系统的热量带走,具有热交换效率高、中间热阻小、冷却均匀等优点,但成本相对偏高;相变材料冷却通过选取具有较大潜热和较小相变温度的材料,利用其融化吸热和凝固放热,使得整体维持等温或近似等温条件,进而控制电池单体和电池组的温差,保持温度的相对恒定和均匀,具有高效、节能、温度波动小、防止热失效等优点,缺点是当相变材料在完全相变之后,电池的热量将无法被有效带走,将相变材料冷却与风冷或液冷相结合或成为未来趋势。低温时,锂电池由于电解质移动缓慢,导致电池充放电性能下降,容量大幅减少,为帮助电池快速恢复,越来越多的车型开始具备电池制热功能,常见的制热方式有 PTC 水加热、电器余热加热和电池自加热。

  电池热管理除了上述冷热方案选择不同外,技术的演化还涉及回路模式的复杂程度。随着电池容量的增加,电池和电机控制器温度在不同模式下区别较大,为了实现阶梯化温控管理,节约能耗,需要电磁阀和水泵来精细地调节流量和串并联控制。

  如上所述,现阶段,新能源汽车热管理系统市场作为一个边际技术加速迭代、短期爆发性强的细分行业,处于一个百家争鸣百花齐放的状态。目前国内外厂商对于新能源汽车热管理还没有一个明显占优的方案,各个方案差异较大,在这种技术路线阶段,国内外汽车热管理系统供应商同处于一个竞争水平线。国外龙头企业凭借其在传统燃油车热管理系统领域的丰富经验,可以很容易进入新能源汽车热管理系统领域;而对于国内厂商来说,相比国外厂商更具有本土配套和成本优势,有望快速抢占新能源汽车热管理系统市场份额。在热管理方案标准化、模块化的大趋势下,行业集中度将不断提升,优势厂商将逐渐脱颖而出。

  在专业化分工日趋细致的背景下,汽车零部件产业形成了整车厂商、一级零部件供应商、二级零部件供应商、三级零部件供应商等多层次分工的“金字塔”结构:①一级零部件供应商主要包括三类:A、整车厂商直属配件厂和全资子公司,其控制发动机、车身等关键零部件系统的生产制造,生产活动服从于整车厂商的整体部署,产品品种单一、规模较大,可以得到整车厂商的技术与管理支持。但这类零部件企业对整车厂商的依附性很大,因此在市场与技术开发、营销与服务等方面的投入较少,缺乏直接面向市场竞争的能力。B、跨国汽车零部件企业在国内的独资或合资公司,其拥有外资企业的资金、技术和管理方面的支持,具有较大的规模和资金、技术实力,管理水平较高,市场竞争能力很强。C、规模较大的民营汽车零部件生产企业,其拥有较大的规模和资金实力,技术处于领先水平,产品具有较好的性价比,质量和成本具有全球竞争力。②二级零部件供应商大多独立于整车厂商,企业数量较多,竞争较为激烈,产品技术水平、价格、成本是决定竞争实力的关键因素。该类企业对市场反应灵敏,经营机制灵活,每个厂家生产产品的专业性较强,该层次内龙头企业的部分产品可以达到世界先进水平,目前处于高速发展阶段。③三级零部件供应商主要为大量规模较小的零部件企业,大部分依靠低端配套产品或为中大型配套企业提供加工服务,经营规模较小、抗风险能力较差、缺乏核心竞争力。

  目前,行业内主要从事汽车热管理系统零部件生产销售的国外企业主要包括电装、翰昂、、法雷奥等,国内企业包括银轮股份、三花智控、腾龙股份、泉峰汽车等。上述企业的基本情况如下:

  日本电装成立于 1949 年,总部位于日本爱知县刈谷市,东京证券交易所上市公司(股票代码:6902.T)。电装是一家提供多种汽车零部件产品及系统的全球性企业,主营业务覆盖汽车电气系统、动力系统、热管理系统、辅助驾驶系统和传感系统五大领域,第二大全球汽车零部件供应商,最大的全球汽车热管理系统供应商。

  韩国翰昂成立于 1986 年,总部位于韩国大田广域市,韩国证券交易所上市公司(股票代码:018880.KS)。翰昂是一家提供汽车热和能源管理创新解决方案的全球性企业,主要产品包括汽车空调和供暖系统、动力总成冷却系统、压缩机、流体运输管路系统、电子冷却和流体压力管理方案等,全球汽车热管理系统四大龙头企业之一。

  德国成立于 1920 年,总部位于德国斯图加特。于 2013 年控股合并汽车空调及引擎冷却系统知名厂商贝洱,将其作为热管理事业部归入集团旗下。作为一家提供与动力总成和空调技术相关的解决方案的全球性企业,主要产品包括汽车发动机及零部件、汽车滤清系统、汽车热管理系统、电气/机电一体化系统等,系全球汽车热管理系统四大龙头企业之一。

  法国法雷奥成立于 1923 年,总部位于法国巴黎,巴黎泛欧交易所上市公司(股票代码:FR.PA)。法雷奥是一家提供汽车驾驶辅助系统、动力总成系统、热管理系统和视觉系统的各类技术、解决方案、模块和零部件等的全球性企业,全球汽车热管理系统四大龙头企业之一,2021 财年(2021 年 1 月 1 日-2021 年12 月 31 日)实现销售收入 172.62 亿欧元,其中汽车热管理业务实现销售收入38.69 亿欧元,占比 22.41%。

  浙江银轮机械股份有限公司成立于 1999 年,总部位于浙江省台州市,为深圳证券交易所上市公司(股票代码:002126.SZ)。银轮股份专注于油、水、气、冷媒间的热交换器、汽车空调等热管理产品以及后处理排气系统相关产品的研发、生产与销售,产品按功能划分包括热管理及尾气处理 2 个产品系列,其中热管理可进一步分为热交换器和车用空调系列。2021 年度,银轮股份实现营业收入 78.16亿元,其中汽车热管理业务实现营业收入 62.84 亿元,占比 80.40%。

  浙江三花智能控制股份有限公司成立于 1994 年,总部位于浙江省绍兴市,为深圳证券交易所上市公司(股票代码:002050.SZ)。三花智控以热泵技术和热管理系统产品的研究与应用为核心,专注于冷热转换、温度智能控制的环境热管理解决方案开发,主营业务包括制冷空调电器零部件业务和汽车零部件业务,其中制冷空调电器零部件业务致力于建筑暖通、电器设备专业化运营,主要产品包括四通换向阀、电子膨胀阀、电磁阀、微通道换热器、Omega 泵等;汽车零部件业务专注于汽车热管理领域的深入研究,主要产品包括热力膨胀阀、电子膨胀阀、电子水泵、新能源汽车热管理集成组件等。2021 年度,三花智控实现营业收入 160.21 亿元,其中汽车热管理业务实现营业收入 48.02 亿元,占比 29.98%。

  汽车工业是国民经济战略性、支柱性产业,与国民经济中的钢铁、石油、化工、电子等众多行业拥有紧密的联动关系,对国民经济发展具有重要的推动作用。当前,新一轮科技革命和产业变革愈演愈烈,汽车与能源、交通、信息通信等产业深度融合,汽车产业面临着“电动化、智能化、网联化、共享化”的发展趋势,汽车产业的产业结构调整和转型升级有利于促进我国国民经济的持续健康发展。近年来,国家各部委为支持汽车产业和汽车零部件产业,相继出台了一系列鼓励发展的产业政策,有利于促进行业发展。

  2018 年以来,在国内宏观经济增速放缓、环保标准切换、新能源补贴退坡、车辆购置税政策变化、中美贸易摩擦升级等因素的作用下,我国汽车产销量有所回落,汽车产业逐步进入调整期。但从千人保有量、城镇化进程、居民可支配收入等情况来看,我国汽车市场仍有广阔发展空间。

  一方面,我国汽车人均保有量较发达国家仍有很大差距,汽车产业仍处于普及期,尚有较大增长空间。根据世界银行公布的数据,2019 年我国千人汽车保有量为 173 辆,而美国的千人汽车保有量为 837 辆,是中国的近 5 倍,澳大利亚、意大利、加拿大和日本等发达国家的千人汽车保有量也分别有 747 辆、695 辆、670 辆和 591 辆。随着我国城镇化进程的推进,我国汽车市场仍有较大增长潜力。

  另一方面,随着我国居民可支配收入的不断增长,居民消费能力不断提升,为汽车消费市场的发展奠定了基础。2013 年,我国居民人均可支配收入为 1.83万元,到 2021 年已增长至 3.51 万元,年均复合增长率为 8.48%。随着我国居民收入和生活水平的不断提升、居民消费需求与消费结构的持续升级,我国汽车市场仍然存在较大需求空间。

  此外,随着国民经济的持续发展和居民消费能力的提升,消费者的消费理念也在发生转变。我国汽车消费正在进入产品升级换代阶段,低端车型日益普及,中高端车型迅速增长,年轻一代消费观念的改变以及各类汽车金融产品和服务的推出,对中高端车型消费市场的刺激作用明显,购车品牌化、高端化日益凸显,加之节能减排、轻量化和智能化技术越来越多地应用于汽车领域,个性化体验和时尚功能设计推动中高端汽车市场稳步发展。

  随着低碳经济的提出和节能减排的号召,新能源汽车和节能减排已经成为汽车行业发展的主旋律之一,节能技术、新能源技术、轻量化技术发展迅速,进而催生相关汽车及零部件产品市场需求的增加。目前,以扩大铝合金全车应用为代表的轻量化技术已成为降低汽车排放、提高燃烧效率最有效的措施之一,而新能源汽车新增的三电系统对热管理提出了更高的要求,热管理系统单车价值量较传统燃油车大幅提升,汽车热管理系统市场前景更加广阔。

  同时,为满足日益提高的汽车安全、环保、节能等要求及客户个性化、多样化的需求,汽车零部件供应商纷纷将新技术应用于产品设计和生产过程中,电子技术、安全技术、环保技术和节能技术在汽车上得到了广泛应用,进一步提高了汽车的功能设计和个性化元素,丰富了消费者体验,在引导需求的同时带动消费升级和消费扩张,从而催生汽车和汽车零部件行业新的增长点。

  在全球经济一体化的趋势下,市场竞争日益激烈,世界各大整车厂商和汽车零部件企业在专注于自身核心业务和优势业务的同时,为了降低成本,逐渐减少汽车零部件的自制率,越来越多的整车厂商和汽车零部件一级供应商开始在全球范围内采购有比较优势的零部件产品,汽车零部件的全球化采购已成为汽车行业发展的大势所趋。

  随着我国汽车零部件行业整体制造水平和技术水平的不断提升,加之我国在劳动力、人工成本等方面的比较优势,在汽车零部件全球化采购的浪潮下,我国汽车零部件行业面临良好的发展机遇。

  更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年汽车热管理系统行业深度调研及投资发展前景预测报告》,同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。

  图表8 汽车热管理系统发展路线 国内主要热管理系统供应商产品和技术发展路线 汽车热管理系统产业链结构图 11

  图表29 2022-2028年其他地区汽车热管理系统行业市场规模预测 25

  图表53 2022-2028年我国燃油汽车热管理系统行业需求量预测 73

  图表54 2022-2028年我国燃油乘用车热管理系统行业需求量预测 73

  图表55 2022-2028年我国燃油商用车热管理系统行业需求量预测 74

  图表59 2022-2028年我国新能源汽车热管理系统行业需求量预测 77

  图表60 2022-2028年我国新能源乘用车热管理系统行业需求量预测 77

  图表61 2022-2028年我国新能源商用车热管理系统行业需求量预测 77

  图表65 2022-2028年东北地区汽车热管理系统行业市场规模预测 81

  图表68 2022-2028年华东地区汽车热管理系统行业市场规模预测 82

  图表71 2022-2028年华南地区汽车热管理系统行业市场规模预测 84

  图表74 2022-2028年华北地区汽车热管理系统行业市场规模预测 85

  图表77 2022-2028年华中地区汽车热管理系统行业市场规模预测 87

  图表80 2022-2028年西部地区汽车热管理系统行业市场规模预测 89

  图表82 2022-2028年我国汽车热管理系统行业市场均价走势预测 91

  图表109 2022-2028年我国新能源汽车热管理行业市场规模预测 167

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