2021-2022年新能源汽车热管理行业深度分析报告课件.ppt
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- 2021 2022 新能源 汽车 管理 行业 深度 分析 报告 课件
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1、目录一、新能源车热管理:掘金千亿市场二、电动车ASP倍增,关注热泵/冷媒主线三、内资进击,从点到面布局增量市场四、个股:三花智控、克来机电、银轮股份3五、风险提示一、新能源车热管理:掘金千亿市场1.1.电动化大势所趋,预计2025年渗透率20%1.2.长期来看,新能源汽车热管理具备千亿体量41.1 电动化大势所趋,预计2025年渗透率20%国内:长期电动车逐步提升,2025年有望超过600万辆 中期看,21-22年双积分趋严、补贴延期提振销量,预计销量分别达到约180/240万辆,同比增43%/35%。长期看,新能源汽车发展规划提出2025年新增新能源车的销量占比达到25%,预计当年新能源车销
2、量接近600万辆,2019-2025年复合增速达到33%。图 20-25年国内电动车销量预测20162017201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E国内:新能源乘用车销量(万辆)国内:新能源乘用车销量(万辆)国内:纯电动销量(万辆)国内:插电式销量(万辆)国内:商用车销量(万辆)国内:商用车销量(万辆)国内:专用车销量(万辆)国内:客车销量(万辆国内:纯电式客车销量(万辆)国内:插电式客车销量(万辆)国内:新能源车合计销量(万辆)国内:新能源车合计销量(万辆)32.624.48.219.45.913.511.61.951.955.245.010.225.81
3、5.410.58.91.681.0100.875.225.621.211.39.89.20.6122.0104.484.420.015.17.17.97.40.5119.5108.688.620.017.010.07.06.70.3125.6157.9132.925.021.314.07.37.00.3179.3216.1186.130.026.318.97.47.10.3242.4287.2251.236.033.025.57.57.20.3320.2394.9351.743.239.531.97.67.20.3434.4561.9510.051.847.539.97.67.30.3609.
4、41.1 电动化大势所趋,预计2025年渗透率20%海外:疫情无碍长期电动化,看2025年仍有7-8倍空间 短期受疫情扰动,21年将恢复高增长:我们预计20年全年电动车销270万辆,同比增21%,其中海外销143万辆;21年将恢复高增长,预计全年电动车销400万辆左右,同比增50%。长期电动化趋势明确:我们预计2025年全球电动车销量约1600万辆,较19年复合增速33%,其中国内/海外分别约600/960万辆。图 20-25年国内电动车销量预测720162017201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E2030E海外:新能源乘用车销量(万辆海外:新能源乘用车
5、销量(万辆 )4157881031432243374846809602778-增速国内:新能源乘用车销量(万辆 )32.640%55.254%10116%10440%10956%15851%21643%28740%39541%56224%1388国内:新能源专用车销量(万辆 )国内:新能源客车销量(万辆)5.913.515.410.5111078107147197267328408808国内:新能源车销量合计(万辆)国内:新能源车销量合计(万辆)51.9-增速81.056%12251%119-2%12613%17943%24234%32033%43432%60936%147619%93全球:新
6、能源车销量合计(万辆)全球:新能源车销量合计(万辆)-增速13849%21052%2226%26921%40350%58044%80439%111439%157041%425523%图 全球新能源汽车热管理市场空间2025-30年,新能源汽车热管理有望达千亿市场体量1.2 长期来看,新能源汽车热管理具备千亿体量8201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E国内乘用车(万辆)其中:热泵空调应用量热泵空调占比PTC空调应用量国内客车(万辆)国内专用车(万辆)海外市场(万辆)其中:热泵空调应用量热泵空调占比PTC空调应
7、用量全球市场(万辆)yoy单 车 价 值 量-国 内 乘 用 车(平 均,元/辆)其中:热泵空调ASPPTC空调ASP电池热管理ASP其他热管理ASP单车价值量-国内客车(元/辆)单车价值量-国内专用车(元/辆)单车价值量-海外乘用车(平均,元/辆)其中:热泵空调ASPPTC空调ASP电池热管理ASP其他热管理ASP国内乘用车市场规模(亿元)其中:热泵空调市场规模PTC空调市场规模电池热管理市场规模其他热管理市场规模国内商用车市场规模(亿元)海外市场规模(亿元)其中:热泵空调市场规模PTC空调市场规模电池热管理市场规模其他热管理市场规模1013.23%97.61011881214%76.031
8、161%6,319430037001600100010,1104,4237,082460040002000100064136161015626301891045.45%99.0871031313%89.53265%6,1414171358915529709,8264,2996,864446238801940970642361610117063520101091211%977101432719%11637816%5,9904046348115059419,5834,1936,6934328376418829416553416101196124427131582717%1317142245625%
9、16856149%5,8423924337714609139,3474,0896,526419836511825913921044231413146246141202164923%16771933710631%23179642%5,6973807327614168859,1163,9886,3644072354117718851231955311914215438260302878228%20672648418238%3021,09137%5,5563693317713748598,8903,8896,2053950343517178591603065392517300721048342395
10、13534%26083268029744%3821,50938%5,4193582308213338338,6703,7936,05038323332166683321448805333194111141271135756222540%33784096048050%4802,13241%5,2843474299012938088,4553,6995,898371732321616808297781017345215661781551557869231846%3748461,26669655%5692,70327%5,2073405293012677928,3313,6455,804364231
11、67158479236010810988552373525418020010082242852%3958531,59595760%6383,30122%5,1313337287112427768,2093,5925,711357031041552776422143113102642591134219824812497856758%4118611,942126265%6803,96720%5,0563270281412177608,0893,5395,62034983042152176049418511611974281,0914412072951481,16574564%4198702,331
12、163170%6994,73819%4,9813205275711927457,9703,4875,53034282981149174558023911613987311,2895592083471741,38897270%4168802,778208475%6955,64319%4,9083141270211697307,8533,4365,441336029211461730681305113162101341,512700203406203全球热管理市场空间(亿元)1411451722513524766448841,1181,3581,6131,9002,227二、电动车ASP倍增,关注
13、热泵/冷媒主线2.1.2.2.2.3.2.4.2.5.电动化趋势下,整车热管理系统巨变空调系统新增制热功能,长期趋势是热泵化电池热管理是纯增量其他热管理:价值量略高于传统车动力总成从Model Y“八爪鱼”观察集成组件化趋势图 传统车空调原理2.1 电动化趋势下,整车热管理系统巨变传统燃油车的热管理系统主要包括汽车空调系统和狭义热管理系统 汽车空调系统包括压缩机、冷凝器、贮液器、膨胀阀、蒸发器、风扇和管路等,用于座舱温度控制;狭义热管理系统主要用于动力系统中的发动机系统和传动系统的温度控制,包括对发动机、变速箱、机油、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及排气再循环(EGR)的冷却等,传统车用发
14、动机带动空调压缩机制冷,同时利用发动机余热实现空调制热。格局方面,传统动力系统和空调热管理领域,电装、法雷奥、马勒、翰昂等厂商居前列,约占到全球热管理6成左右的份额。9图 传统车发动机热管理系统图 传统车热管理系统构成2.1 电动化趋势下,整车热管理系统巨变应用场景拓展,新能源汽车单车货值大幅提升 传统燃油车中,热管理系统主要为乘仓空调和简易发动机散热,其中空调通常为单冷系统,座舱制热由发动机余热提供,外加一套传动系统(主要是变速箱)油冷系统,共3套子系统,构成相对简单。新能源汽车的热管理系统更复杂,以纯电动车为例,热管理系统通常包括制冷系统、制热系统(PTC或热泵)、电池热管理系统(液冷,与
15、空调系统换热)、电机电控/电源/IGBT模块等零部件热管理系统(液冷,独立换热或与空调系统换热)、传动冷却系统(油冷,主要用于减速器)等至少5套子系统,PHEV车型在此基础上还需为发动机系统进行热管理,复杂性大幅提升,新增电子膨胀阀、多通冷媒阀、电子水阀、电子水泵、电池冷却器(Chiller)、水冷板、气液分离器等增量零部件10燃油车热管理核心组件价值量¥2,500¥1,5002,000¥1,000图 纯电动汽车热管理系统构成¥3,500(PTC)¥4,000(热泵)BEV热管理核心组件价值量¥6,0007,000图 新能源汽车PTC空调系统架构2.2 空调系统新增制热功能,长期趋势是热泵化新
16、能源汽车空调新增制热功能,其中PTC结构简单、但效率相对低 传统汽车空调系统通常为单冷,冷媒单向运转,系统结构简单,核心零部件包括蒸发器、冷凝器、压缩机、热力膨胀阀等。新能源汽车没有发动机余热,在传统车基础上需新增制热回路,主流的制热方式包括热泵、PTC直接加热、水加热器等,其中PTC系统是使用PTC(热敏电阻)直接对制冷剂(通常为水、乙二醇或二者混合物)进行加热,再通过暖风散热器对座舱进行加热,PTC系统成本较低,但能耗大、安全存在隐患,尤其制热过程对续航里程影响较大,最多约影响25%的续航里程。PTC空调的增量零部件包括PTC加热器、电子水泵等,整体价值量可达¥3500+(对比于传统车通常
17、不足¥2000)11图 纯电动汽车热管理系统构成PTC风暖加热器原理:采用PTC空气加热器,取代暖风芯体特点:成本低,但有一定的安全风险;同时加热器容易将周边塑料烤热发出异味PTC水暖加热器原理:采用PTC水加热器,保留暖风芯体特点:避免了座舱内的安全隐患;加热后的水温不会烤热塑料发出异味,但成本相对高。相比于PTC,热泵制热效率更高、成为未来的应用趋势 热泵系统制热原理与家电空调类似,利用四通阀使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能对换、改变热量移动方向,达到制热的效果;由于热泵空调的高效节能、以及低温技术应用的突破,成为未来新能源汽车的应用趋势。表 PTC空调与热泵空调对比2.2 空调系统新增制热
18、功能,长期趋势是热泵化12图 热泵空调的主要基本原理劣势方案PTC空调增量零部件电阻、陶瓷发热元件优势适应低温、成本低 能耗高应用车型Model X、Bolt、EC220、iEV6E热泵空调四通阀、电子膨胀阀等高效节能管路复杂、成本高BWM i3、Prius、ZOE、蔚来ES6、荣威Ei5等表 低温条件下PTC和热泵制热数据的对比参数-503热泵PTC热泵PTC热泵PTC电流/A功率/W采暖/WCOP(制热效率)5.9175030501.737.1350034000.975.35135032002.375.42350034100.9745.1135432502.45350033900.9682
19、.2 空调系统新增制热功能,长期趋势是热泵化从主流车型来看,热泵空调应用逐渐广泛 国外车型最早在2013年起搭载热泵空调,国内荣威Ei5成为搭载热泵空调的首款车型;标杆车企Tesla从Model Y车型开始以热泵系统替代传统PTC。图 新能源汽车热泵空调应用案例13品牌雷诺日产宝马起亚大众丰田奥迪捷豹上汽长安蔚来特斯拉车型ZoeLEAFi3Soule-GolfPrius PrimeQ7 e-troni-Pace荣威Ei5/Marvel XCS75 PHEVES6Model Y动力类型BEVBEVBEVBEVBEVPHEVPHEVBEVBEVPHEVBEVBEV上市时间2013201320132
20、01420172017201820182018201820182020节能效果制冷是传统空调的1/3能耗,制热为1/2制冷是传统空调的1/3能耗,制热为1/2相同条件下比PTC节省一半能耗-冬季续航节省30%相同条件下节省63%的能耗,提升21%的续航-7环境下,节能37.5%,提升续航15-30%-车型加热对象2008201220162018PTCPTCPTCPTCPTC电机余热乘员舱电池乘员舱电池乘员舱电池乘员舱电池热泵热泵RoadsterModel S/XModel 3Model Y图 Tesla从Model Y开始使用热泵系统替代传统的PTC图 新能源汽车热泵空调系统架构新能源汽车空调
21、新增制热功能,其中PTC结构简单、但效率相对低 热泵空调结构更复杂,增量零部件包括电子膨胀阀、多通冷媒阀等阀件、及气液分离器等零部件,单车货值较PTC系统再提升500元以上、达¥4000+。2.2 空调系统新增制热功能,长期趋势是热泵化142.2 空调系统新增制热功能,长期趋势是热泵化二氧化碳冷媒或成为未来冷媒的主流技术路线 新能源汽车热泵空调的主要冷媒包括R123a、R1234yf、CO2等。R123a是传统冷媒,但GWP(全球变暖潜能值)偏高,17年欧盟禁止GWP150的制冷剂在汽车空调使用,对此杜邦和霍尼韦尔开发了R1234yf作为新型制冷剂;相比于R123a和R1234yf,CO2冷媒
22、环境更友好、低温性能更优,未来有望成为热泵冷媒的主流技术路线图 几种主流的冷媒对比15制冷剂采购成本(元/吨)单车成本(元/车)制冷性能制热性能(-15 COP)热交换器压缩机排量压缩机材料冷却管路可持续性R1234yf700000350优秀1.45层叠式20-60cc铸铝软管不确定CO26000.3高温下制冷略差2.2微通道可降至1/6耐压铸铁耐压波纹钢管可持续图 1234yf与CO2冷媒对比制冷剂优势劣势应用情况R123a良好的综合性能具有温室效应广泛使用R1234yfGWP(全球变暖潜能值)低温室效应、安全问题等欧洲车企应用较多CO2环保、低价、高制热能效对配件、管路等要求高已有少量应用
23、图 新能源汽车电池热管理的4种技术路线液冷是目前电池热管理系统的主流路线 风冷系统结构简单、成本低,但效果相对一般,主要应用于A00级等中低端车型;液冷系统效果好、同时热度均匀,但成本较风冷略高,目前在A级以上中高端车型应用较多,是目前的主流技术路线,占比60%以上;直冷方案是特殊的液冷方案,目前应用较少;相变材料目前暂无商业化应用。2.3 电池热管理是纯增量16资料来源:盖世汽车、东吴证券研究所图 新能源汽车电池热管理的4种技术路线2.3 电池热管理是纯增量电池热管理是纯增量,新增¥1500-2000的单车价值量 目前主流车型电池热管理应用以液冷为主,以液冷为例,增量零部件包括Chiller
24、、水冷板、电子膨胀阀、电子水泵、PTC等,单车价值量提升¥1500-2000。17厂商奇瑞上汽五菱长城比亚迪上汽名爵北汽北汽广汽上汽荣威蔚来比亚迪车型eQ1E200R1元EZSEX系列EU5Aion SEi5ES6唐电池容量30.62428.5/3340.62-53.2244.561.853.7-60.249.4-58.852.570-8482.8冷却方式风冷风冷风冷液冷液冷液冷液冷液冷液冷液冷液冷上汽荣威 Marvel X52.5风冷蔚来ES870-100液冷奥迪特斯拉e-tronModel X95100液冷液冷级别A00A0ABC图 主流车企电池热管理技术路线资料来源:盖世汽车、东吴证券研
25、究所2.4 其他热管理:价值量略高于传统车动力总成其他零部件热管理系统:价值量略高于传统车动力总成 除空调、电池外,新能源汽车热管理系统还包括电机电控、DC-DC、OBC、功率半导体元器件的冷却系统(通常为水冷),这套系统的结构与传统车发动机类似、价值量相仿,核心零部件包括泵、阀类;减速器冷却系统与变速箱系统类似,核心零部件为油泵、油冷器。图 新能源汽车动力总成热管理系统架构18资料来源:42号车库、东吴证券研究所2.5 从Model Y“八爪鱼”观察集成组件化趋势新能源汽车零部件热管理系统集成化是趋势 空调系统通常与零部件系统通过Chiller(电池冷却器)进行换热,而零部件热管理在部分车型
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