新能源汽車零部件市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景

新能源汽車零部件市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景新能源汽車熱管理量價齊升，熱管理市場高成長空間由于新增三電熱管理、乘員艙制熱，新能源汽車熱管理系統(tǒng)較傳統(tǒng)燃油車更加復(fù)雜。按照模塊來劃分，新能源汽車熱管理系統(tǒng)主要包括動力電池?zé)峁芾?、乘員艙熱管理、電機電控?zé)峁芾恚婒?qū)動及電子功率件熱管理）三大模塊。其中，動力電池?zé)峁芾硎侨略隽?，鋰電池最佳工作溫度范圍?0-30℃，溫度過低會影響電池活性，影響汽車?yán)m(xù)航能力；溫度過高會導(dǎo)致電池安全問題。乘員艙熱管理方面，傳統(tǒng)燃油車乘員艙制熱采用發(fā)動機余熱方案，新能源汽車的空調(diào)制熱系統(tǒng)則主要來自PTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）或熱泵空調(diào)。另外，隨著電動車電機功率、扭矩以及轉(zhuǎn)速的提升，電機電控?zé)峁芾淼男枨笠仓鸩教岣摺Ｐ履茉雌嚐峁芾砑夹g(shù)趨勢乘用車行業(yè)普遍認(rèn)為空調(diào)會占到整車能耗的10-20%，而在新能源車上這個比例會更高。而在空調(diào)制熱系統(tǒng)方面，傳統(tǒng)汽車與新能源汽車差異較大，新能源汽車無法利用發(fā)動機余熱，一般使用PTC加熱器或熱泵系統(tǒng)進行制熱。但常用的PTC加熱器耗電量較大，導(dǎo)致汽車的行駛里程大幅下降，因此制熱效率較高的熱泵系統(tǒng)將成為新能源汽車空調(diào)的發(fā)展方向。新能源車電池系統(tǒng)對于工作環(huán)境的溫度要求更加嚴(yán)格，過高或過低的環(huán)境溫度將顯著影響車輛的續(xù)航里程以及電池壽命。而目前新能源乘用車廣泛采用電池液體冷卻技術(shù)，如特斯拉和寶馬i3新能源車。液冷技術(shù)通過液體對流換熱方式將電池產(chǎn)生的熱量帶走，液體換熱系數(shù)高、熱容量大、冷卻速度快，對降低最高溫度、保持電池組溫度一致性效果更好，相較于風(fēng)冷液冷方案更易實現(xiàn)余熱回收。相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2017年我國量產(chǎn)的PHEV已經(jīng)100%采用了電池液冷方案，而純電動車僅僅只有6%采用液冷，2018年預(yù)計純電動車液冷的普及率會超過60%。電機冷卻方面，新能源汽車和傳統(tǒng)燃油車也存在著一定的差異。而未來隨著智能化程度的提升，新能源車裝載的電子部件數(shù)量和種類更加繁多，從功率只有幾十瓦的LED芯片到幾百千瓦的動力電子都有應(yīng)用。液冷將是高功率電子部件的主要冷卻方案，而低功率電子部件的散熱需要創(chuàng)新的低成本風(fēng)冷方案。伴隨著新的熱管理技術(shù)的出現(xiàn)，需要對應(yīng)不同功能開發(fā)新的換熱器，這也意味著熱交換器數(shù)量會不斷增加，這給相關(guān)行業(yè)將帶來較大增長空間。電動化催生熱管理系統(tǒng)增量零部件新能源汽車熱管理涉及的零部件主要分為閥類（電子膨脹閥、水閥等）、換熱器類（冷卻板、冷卻器、油冷器等）、泵類（電子水泵等）、電動壓縮機類、管路及傳感器類。（一）電池?zé)峁芾硐噍^于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車熱管理系統(tǒng)新增電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。制冷模式下，主要采用換熱板來對流經(jīng)電池包的冷卻液進行換熱；制熱模式下，主要采用PTC方式對電池包進行熱管理。新增核心零部件有電池冷卻器（Chiller）、電子水泵。電池冷卻器是調(diào)節(jié)電池組溫度的關(guān)鍵部件，一般采用緊湊小巧的板式換熱器，并在板式換熱器的流道內(nèi)部設(shè)計湍流發(fā)生結(jié)構(gòu)，沿流向阻斷流動和溫度邊界層，增強入口效應(yīng)，最終提高換熱效率。與機械水泵由發(fā)動機經(jīng)過傳動裝置驅(qū)動、與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成一定比例不同，電子水泵是由電力驅(qū)動，水泵轉(zhuǎn)速不再直接受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響，能夠大幅降低能耗，同時滿足新能源汽車更精確的溫度控制需求。（二）乘員艙熱管理主要是通過汽車空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)制冷、供暖、通風(fēng)等功能，汽車空調(diào)模塊主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、儲液罐、管路等零部件組成。相較于傳統(tǒng)燃油車，由于新能源汽車動力來源的差異及熱管理需求的提升，通常新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)用電動壓縮機替代傳統(tǒng)壓縮機、電子膨脹閥替換熱力膨脹閥等核心零部件。壓縮機作為空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，其將低溫低壓的氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，并將制冷劑送往冷凝器。渦旋式壓縮機體積小、重量輕、效率高，成為目前車用電動壓縮機的主要形式。相較于傳統(tǒng)燃油車空調(diào)壓縮機，新能源汽車電動壓縮機由電機驅(qū)動且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此單車價值量提升顯著。電子膨脹閥由控制器、執(zhí)行器和傳感器三部分組成，利用被調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生的電信號，控制施加于膨脹閥上的電壓或電流，進而達(dá)到調(diào)節(jié)制冷劑的目的；相較于傳統(tǒng)的熱力膨脹閥，電子膨脹閥流量控制范圍大、調(diào)節(jié)精細(xì)，更適合電動車熱管理精細(xì)化管控。（三）集成化部件新能源汽車熱管理技術(shù)逐漸朝著高度集成化、智能化的方向發(fā)展，熱管理系統(tǒng)耦合程度的加深提高了熱管理的效率，但新增的閥件與管路使系統(tǒng)更為復(fù)雜，為簡化管路流程，降低熱管理系統(tǒng)空間占用率，集成化部件應(yīng)運而生。特斯拉在最新的ModelY車型上首次采用了八通閥，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)系統(tǒng)中的冗余管路和閥件；小鵬集成式水壺結(jié)構(gòu)，將原本多個回路的水壺以及相應(yīng)的閥件、水泵集成到一個水壺之上，大幅降低載冷劑回路的復(fù)雜程度。液冷管液冷板行業(yè)壁壘（一）液冷管液冷板行業(yè)技術(shù)壁壘液冷管液冷板是通過金屬管材、板材（通常為銅鋁等導(dǎo)熱金屬）構(gòu)成的封閉腔體將發(fā)熱器件的熱量間接傳遞給封閉在循環(huán)管路中的冷卻液體，通過冷卻液體將熱量帶走的一種冷卻形式。由于該種冷卻方式會極大程度影響動力電池整體的安全、重量、工作穩(wěn)定性等方面，因此具有較高技術(shù)壁壘，主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，散熱效果要求高。由于新能源汽車電池工作時會產(chǎn)生較大熱量，熱量過高不僅影響電池工作效率，同時會產(chǎn)生一定安全風(fēng)險，因此，液冷管、液冷板對散熱功率要求較高，需要能夠及時導(dǎo)出動力電池工作過程中產(chǎn)生的多余熱量，避免過量溫升的發(fā)生；第二，密封可靠性要求高。道路車輛環(huán)境工作復(fù)雜，存在振動、沖擊、高低溫交變等多種環(huán)境，同時，液冷板、液冷管設(shè)計壽命均需覆蓋整車使用壽命；動力電池電壓動輒幾百伏，若液冷板、液冷管密封出現(xiàn)問題以致內(nèi)部冷卻液泄露，會導(dǎo)致電池短路，溫度積累到一定程度就會發(fā)生自燃；第三，散熱設(shè)計精準(zhǔn)度要求高。因新能源汽車車型不同，其使用的電池外形、排列組合方式不同，需要對不同電池包的液冷管、液冷板的冷卻液流道進行精細(xì)化設(shè)計，使得冷卻液可以均勻冷卻電池溫度，避免電池包內(nèi)不同位置溫差過大；第四，輕量化要求較高。為減輕車身重量，提高電動車?yán)m(xù)航里程，液冷管、液冷板使用的材質(zhì)質(zhì)量較輕，厚度較薄，材料的輕薄化進一步提升了技術(shù)加工難度；此外，液冷管、液冷板出廠前應(yīng)進行相關(guān)試驗并滿足相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求，包括外觀質(zhì)量、性能、水質(zhì)性能、環(huán)境適應(yīng)性、工作方式等多方面的測試和驗證。因此液冷管、液冷板供應(yīng)商需掌握核心研發(fā)及工藝技術(shù)并在產(chǎn)品性能上不斷創(chuàng)新。精密合金線材行業(yè)生產(chǎn)工藝和核心設(shè)備雖然比較成熟，但在軋制及熱處理工藝等方面依然存在一定技術(shù)壁壘。新進入企業(yè)短期內(nèi)難以在工藝、技術(shù)方面取得突破，會導(dǎo)致產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)相對成熟企業(yè)較差，在產(chǎn)品利潤空間有限的前提下，單純依靠價格競爭難以立足。（二）液冷管液冷板行業(yè)客戶認(rèn)證壁壘整車廠在對供應(yīng)商的選擇過程中，建立了一整套完善且非常嚴(yán)格的認(rèn)證體系。通常，行業(yè)內(nèi)企業(yè)進入整車廠的供應(yīng)商體系，首先需要通過國際組織、國家或地區(qū)汽車協(xié)會組織的質(zhì)量管理體系評審，獲得相關(guān)質(zhì)量管理體系認(rèn)證后，成為候選零部件供應(yīng)商。其次，企業(yè)還需接受整車廠全方位嚴(yán)格審核，通過采購管理、生產(chǎn)工藝、物流管控、技術(shù)研發(fā)、成本控制、安全環(huán)保和質(zhì)量控制等各個方面進一步評審后，才能成為其合格供應(yīng)商。最后，合格供應(yīng)商還需配合整車廠進行產(chǎn)品的開發(fā)，在經(jīng)歷開發(fā)設(shè)計、工藝調(diào)試、樣品試制和檢驗、整車試驗等多個環(huán)節(jié)后，才可以進入批量供貨階段。新能源汽車熱管理行業(yè)競爭格局從全球范圍看電裝、法雷奧、翰昂和馬勒等多家零部件巨頭的汽車熱管理業(yè)務(wù)收入規(guī)模超過40億歐元，它們的產(chǎn)品涉及冷卻系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、壓縮機以及熱泵系統(tǒng)等。從競爭格局來看，新能源車熱管理領(lǐng)域國際巨頭在空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域仍將占據(jù)統(tǒng)治地位，在其他領(lǐng)域也在逐步布局。國際零部件巨頭有望將他們在燃油車空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域的統(tǒng)治優(yōu)勢延續(xù)到新能源車領(lǐng)域，以電動壓縮機為例，電裝、三電和翰昂占據(jù)了80%以上的市場份額。新能源汽車熱管理領(lǐng)域競爭格局目前涉及新能源汽車熱管理領(lǐng)域的廠商可主要分為兩大陣營：一類是國際巨頭，主要是傳統(tǒng)車熱管理業(yè)務(wù)的延伸，如電裝、法雷奧等；另一類是零部件供應(yīng)商的業(yè)務(wù)升級，隨著電動化進程加快，抓住新生零部件機會，如三花智控、銀輪股份等。從國際巨頭的產(chǎn)品線來看，均為系統(tǒng)集成化產(chǎn)品，其優(yōu)點是能夠了提高新能源車的能量利用效率和續(xù)駛能力，國內(nèi)企業(yè)則集中于單一布局（下表）。對于國際巨頭來講，主要集中于系統(tǒng)化的產(chǎn)品供應(yīng)，占據(jù)中高端市場，而且布局產(chǎn)品較豐富，基本涉及熱管理全線產(chǎn)品，在技術(shù)積累方面具備優(yōu)勢。熱管理領(lǐng)域巨頭在傳統(tǒng)汽車熱管理方面的技術(shù)及產(chǎn)品已相對成熟，并且進入新能源汽車熱管理領(lǐng)域的時間較早。目前，熱管理主流布局方向是綁定熱管理供應(yīng)商定制化方案，因此傳統(tǒng)熱管理供應(yīng)商巨頭憑借技術(shù)積累和客戶優(yōu)勢，切入電動車車熱管理領(lǐng)域。電裝主要業(yè)務(wù)涉及動力系統(tǒng)、汽車電子及電氣化系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)（主要為空調(diào)系統(tǒng)及壓縮機等）等，2019年業(yè)務(wù)總營收466億美元，其中熱管理系統(tǒng)營收占比為26．2%，占據(jù)全球熱管理市場份額的26．5%。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)：液冷是目前主流趨勢，直冷是未來發(fā)展方向電池?zé)峁芾硪蟛粩嗵嵘?，液冷技術(shù)為主流發(fā)展趨勢。新能源汽車動力電池的溫度直接制約汽車的性能和安全性，當(dāng)前電池?zé)峁芾碇饕譃轱L(fēng)冷、液冷和直冷三種技術(shù)方案。相較于新能源公交車、部分A00級純電動車以及早起混動車型采用風(fēng)冷技術(shù)路線，當(dāng)前隨著電芯能量密度提升、快充技術(shù)的發(fā)展迭代，風(fēng)冷技術(shù)路線無法保證電池處于最佳工況溫度區(qū)間，而直冷技術(shù)路線較前者難度較大，因此液冷技術(shù)路線逐步取代風(fēng)冷成為當(dāng)前OEM主流方案。風(fēng)冷技術(shù)簡單、成本低但換熱效果不能滿足當(dāng)前新能源車熱管理需求。風(fēng)冷技術(shù)按照風(fēng)的流動動力可分為被動式（自然冷卻）和主動式（強制冷卻）；按照風(fēng)冷系統(tǒng)風(fēng)道可分為串聯(lián)式和并聯(lián)式，其以低溫空氣作為介質(zhì)，利用風(fēng)的對流降低動力電池的溫度。被動式風(fēng)冷是將外部空氣或乘員艙空氣與電池包表面形成的對流從而帶走熱量；主動式風(fēng)冷是利用鼓風(fēng)機將空氣通過蒸發(fā)器降溫再與電池包表面形成對流從而散熱。風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相較于液冷和直冷方案較為簡單、成本低，但其換熱系數(shù)較低，冷卻速度較慢、電池內(nèi)部換熱不均勻，且換熱效果受外界影響，目前逐步被液冷、直冷系統(tǒng)所取代。液冷模式換熱效果好，是目前電池?zé)峁芾碇髁骷夹g(shù)方案。液冷技術(shù)路線主要以冷卻劑（水和乙二醇）作為制冷劑，通過空調(diào)制冷/制熱回路與動力電池制冷/制熱回路并聯(lián)耦合。其工作原理首先通過電動壓縮機將制冷劑壓縮成高溫高壓氣態(tài)，接著經(jīng)過冷凝器和儲液罐（過濾水和雜質(zhì)）后形成低溫高壓的液態(tài)，經(jīng)過電子膨脹閥變成低溫低壓的液態(tài)從而進入電池冷卻器，在電池冷卻器（Chiller）制冷劑與冷卻