汽车热管理系统行业深度报告：新能源汽车热管理系统初成长.pdf

证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 2018 年 07 月 16 日 行业研究 评级 :推荐 （ 维持 ） 研究所 证券分析师： 周绍倩 S0350516070001 021-60338122 zhousq01ghzq 联系人 ： 王炎太 S0350118050031 021-60338173 wangyt01ghzq 新能源汽车热管理系统初成长 汽车 热管理系统 行业深度报告 最近一年 行业 走势 行业相对表现 表现 1M 3M 12M 汽车 零部件 -13.2 -20.4 -25.9 沪深 300 -7.5 -9.0 2.2 相关报告 汽车行业周报： 6 月汽车销量逐步走强，全月同比略有下滑 2018-07-08 汽车行业周报： 6 月车市销量下滑 2018-07-01 汽车行业 2018 年中期策略：行业增速趋于平缓，无碍零部件持续成长 2018-06-27 汽车行业周报：贸易战反复，美国进口汽车将加征 25%关税 2018-06-19 汽车行业周报：全年累计销量增长稳定，五月略有下滑 2018-06-04 投资要点： 技术路线：从传统到新能源，热管理系统复杂性提升 汽车热管理系统广泛意义上包括对所有车载热源系统进行综合管理与优化，热管理系统主要是用于冷却和温度控制，例如对发动机、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及 EGR 的冷却，对发动机舱及驾驶室的温度控制。热管理系统工作性能的优劣，直接影响汽车的整体性能，对于整车的重要性不言而喻。新能源汽车的发展，对于汽车热管理系统是一场大的变革。传统燃油车的热管理架构主要包括了空调系统以及动力总成热管理系统。新能源汽车由于动力源发生了变化，新增了三电系统，因此要对电池、电机、电控等进行热管理的重新构建。此外，新能源汽车的空调系统因为动力方式的转变也产生较大的变革，从压缩机部件到制暖系统都需要进行技术的升级以及产品的替换。总体而言，从传统燃油车到新能源汽车，汽车热管理系统变得更加复杂，对 于整车的重要性愈加提升。 产品空间： 传统叠加新能源，热管理市场扩容 1）节能减排带来传统燃油车热管理部件新需求。 节能推动涡轮增压器市场渗透率持续提升。针对 2020 年我国乘用车产品平均燃料消耗量达到 5L/100km的目标，涡轮增压（ 小排量化 ）成为提升发动机能量转化效率的重要技术 ， 预计到 2020 年汽油机涡轮增压的比例会上升到 40%。节能减排推动尾气处理（ EGR）渗透率持续提升。到 2020 年，我们预测柴油车 EGR 装机率将逐步达到 60%，汽油车 EGR 装机率达20%。涡轮增压器和尾气处理（ EGR）市场渗透率的提升，将 直接带动中冷器、电子水泵、 EGR 冷却器等热管理零部件需求量提升。2）电动化趋势下 ，催生 新能源汽车 热管理新增量市场 。 目前电动化已经成为汽车行业最主要的趋势之一，各国政府出台相关政策推动，而各家车企也都不同程度的投入到新能源汽车的研发生产中。在政策与产业的联合助力下，新能源汽车发展迅速。 单车价值方面， 由于 新能源汽车热管理系统相对于传统燃油车增加了电机电控冷却系统和电池热管理系统，形成新的产品需求如电子膨胀阀 、电池冷却器、电池水冷板、电子水泵等，因此单车价值从传统车的 2200 元左右提升至 4600 元左右 。 3）预计到 2020 年，传统燃油车热管理系统全球市场规模超 2200 亿元，新能源汽车热管理系统全球市场规模超 200 亿元。 竞争格局： 传统市场行业集中度较高，新能源市场中外厂商共谋未-40.0%-30.0%-20.0%-10.0%0.0%10.0%20.0%30.0% 汽车零部件 沪深 300 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 2 来 1） 传统燃油车热管理市场，整体的市场集中度较高 。在单车价值较大的空调系统领域基本上以外资、合资为主，而在其余产品的细分市场，国内厂商各有千秋。 2）新能源汽车热管理市场， 国内外厂商同步角逐，国内厂商有望突围。 新能源汽车热管理系统是从传统燃油车热管理系统衍生过来的，既有共同的部分如空调系统等，却又多了电池电机电控等新增部分的冷却系统。因此传统的 国际热管理厂商固然具备一定的基础技术储备优势，却又不得不面对全新的汽车结构和部件来进行重新设计，从这个角度来说国内外厂商是处于同一起跑线的 。 国内优秀汽车热管理厂商进入新能源领域已经是一个必然趋势。这些厂商的传统业务发展较好，盈利能力较强，因此在新能源热管理系统产品开发的过程中能够提供很大的支持。此外，收购了国外新能源汽车热管理细分领域的龙头公司，有助于它们吸收整合技术并且拓展优质资源。从目前的配套情况来看，国内厂商已经打入众多主流整车厂配套体系，随着新能源汽车的放量，有 望快速成长为新能源汽车热管理领域的全球 优质厂商，实现弯道超车。 行业评级及 推荐个股 维持对行业推荐的评级。我们推荐近年来 在汽车热管理领域持续布局，积极拓展新能源汽车热管理市场，订单量饱满并配套海内外优质客户的 优质高增长低估值零部件公司 ，重点推荐在手订单决定了未来几年业绩保持高增长的公司：中鼎股份，三花智控，银轮股份，奥特佳，松芝股份，西泵股份 等。 风险提示： 整车市场增速下滑的风险；新能源汽车发展不及预期；汽车热管理系统市场竞争加剧的风险 ； 相关推荐公司项目推进及业绩不达预期的风险 。 重点关注公司及盈利预测 重点公司 股票 2018-07-13 EPS PE 投资 代码 名称 股价 2017 2018E 2019E 2017 2018E 2019E 评级 000887.SZ 中鼎股份 14.21 0.91 1.05 1.22 15.62 13.53 11.65 买入 002050.SZ 三花智控 16.91 0.58 0.72 0.84 29.16 23.49 20.13 增持 002126.SZ 银轮股份 8.98 0.39 0.51 0.65 23.03 17.61 13.82 买入 002239.SZ 奥特佳 * 3.62 0.12 0.14 0.15 30.89 25.88 23.64 未评级 002454.SZ 松芝股份 * 5.44 0.87 0.68 0.80 6.26 8.04 6.78 未评级 002536.SZ 西泵股份 11.18 0.72 0.95 1.13 15.53 11.77 9.89 买入 资料来源： Wind 资讯 ，国海证券研究所 （ *来自于 Wind 一致预期） 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 3 内容目录 1、 技术路线：从传统到新能源，热管理系统复杂性提升 . 6 1.1、 传统燃油车热管理系统 . 7 1.2、 新能源汽车热管理系 统 . 11 2、 产品空间：传统叠加新能源，热管理市场扩容 . 15 2.1、 行业趋势决定热管理系统市场扩大是必然 . 15 2.2、 传统燃油车热管理系统全球市场规模超 2200 亿元 . 20 2.3、 预计 2020 年新能源汽车热管理系统全球市场规模超 200 亿元 . 22 3、 竞争格局：传统市场行业集中度较高，新能源市场中外厂商共谋未来 . 24 3.1、 汽车空调系统 外资、合资为主 . 24 3.2、 热交换器市场集中度不断提高，强者恒强 . 26 3.3、 汽车水泵市场 呈现寡头垄断趋势 . 26 3.4、 新能源汽车热管理系统 国内外厂商同步角逐 . 27 4、 行业评级及推荐个股 . 30 5、 风险提示 . 34 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 4 图表目录 图 1：汽车热管理系统分类 . 6 图 2：传统燃油车热管理系统组成 . 7 图 3：汽车空调系统构成 . 8 图 4：空调制冷工作原理 . 8 图 5：发动机冷却系统由散热器、水泵、风扇、节温器、冷却水套以及其他附属装置组成 . 9 图 6：发动机增压系统构成 . 9 图 7：中冷器结构 . 9 图 8： EGR 系统组成部件 . 10 图 9： EGR 冷却器结构 . 10 图 10： EGR 系统组成部件 . 10 图 11： EGR 冷却器结构 . 10 图 12：典型新能源汽车核心部件图 . 11 图 13：新能源汽车动力电 池风冷 液冷 直冷技术对比 . 13 图 14：新能源汽车空调系统示意图 . 14 图 15： PTC 加热器结构 . 15 图 16：热泵系统构成 . 15 图 17：中国汽车历史产量（万辆 /%） . 16 图 18：全球汽车历史产量（万辆 /%） . 16 图 19：机动车污染物排放标准推行时间轴 . 16 图 20：中国新能源汽车历史产量及增速（万辆 /%） . 18 图 21：中国空调系统零件产量 . 25 图 22： 2016 年我国汽车空调压缩机市场竞争格局 . 25 图 23： 2016 年我国空调膨胀阀国产化率达 55.5%（内销量） . 26 图 24：三花智控膨胀阀市场占有率 . 26 表 1：传统燃油车热管理系统主要零部件 . 7 表 2：汽车空调关键零部件 . 8 表 3：机械水泵与电子水泵对比 . 11 表 4：新能源汽车与燃油汽车热管理系统主要区别对比 . 12 表 5：温度越高电池衰退到 80%容量所需的日历时间越短 . 12 表 6：低温下电池容量将会下降 . 12 表 7：国内外主流新能源汽车的电池冷却方案 . 13 表 8：主要国家和地区燃料消耗量标准目标对比（ L/100km） . 17 表 9：各国政府对于燃油车生产限制的商议以及政策 . 18 表 10：主要车企新能源汽车计划 . 19 表 11：传统燃油车热管理系统产品及对应价值量 . 19 表 12：新能源汽车热管理系统产品及对应价值量 . 20 表 13：传统燃油车热管理系统中国市场空间 . 21 表 14：传统燃油车热管理系统全球市场空间 . 22 表 15：新能源汽车热管理系统中国市场空间 . 23 表 16：新能源汽车热管理系统全球市场空间 . 23 表 17：国内外知名汽车空调系统供应商 . 24 表 18：汽车水泵行业主要竞争格局 . 27 表 19：新能源汽车热管理国外厂商主要竞争格局 . 27 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 5 表 20：新能源汽车热管理国内厂商主要竞争格局 . 28 表 21：国内厂商新能源汽车热管理配套情况 . 28 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 6 1、 技术 路线 ： 从传统到新能源，热管理系统复杂性提升 汽车热管理系统是从系统集成和整体角度出发，统筹热量与发动机及整车之间的关系，采用综合手段控制和优化热量传递的系统，以保证被冷却对象工作在最佳温度范围， 不仅改善汽车运行安全性和驾驶舒适性，同时需要优化整车的环保性能和节能效果。 汽车热管理系统广泛意义上包括对所有车载热源系统进行综合管理与优化， 热管理系统主要是用于冷却和温度控制，例如对发动机、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及 EGR 的冷却，对 发动机舱及驾驶室的温度控制。 热管理系统工作性能的优劣，直接影响汽车的整体性能。 新能源汽车 的发展，对于汽车热管理系统是一场大的变革。 传统 燃油车 的热管理架构 主要包括了空调 系统以及 动力总成热管理 系统。新能源汽车由于动力源发生了变化，新增了三电系统，因此要对电池、电机、电控等进行热管理的重新构建 。此外，新能源汽车的空调系统因为动力方式的转变也产生较大的变革，从压缩机部件到制暖系统都需要进行技术的升级以及产品的替换。总体而言，从传统燃油车到新能源汽车，汽车热管理系统变得更加复杂，对于整车的重要性愈加提升。 图 1： 汽车热管理系统分类 资料来源：国海证券研究所 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 7 1.1、 传统燃油车热管理系统 传统燃油车 热管理系统不仅涉及 空调系统、发动机 系统 冷却、传动系统冷却 ， 并且在油耗和排放的压力下， 新增了中冷器、 EGR 冷却器 、油冷器等零部件。 各子 系统 相互融合辅助， 集成为统一的 热管理系统 。 图 2：传统燃油车 热管理系统 组成 资料来源：盖世汽车网，国海证券研究所 表 1：传统燃油车 热管理系统主要零部件 子系统 主要 零部件 传热流体 应用 范围 空调系统 制冷系统 蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀、储液干燥器、控制系统、管路 冷却剂 绝大多数汽车 通暖系统 暖风芯体、水阀、鼓风机、管路 冷却液 绝大多数汽车 动力总成系统 发动机 系统 散热器 （带风扇）、 水泵 、 节温器 、冷却水套、管路 冷却液 必配 润滑系统 油冷器 、 油泵 、管路 发动机润滑油 必配 进气 增压 系统 中冷器 、 水泵 、管路 空气 增压发动机 EGR 冷却系统 EGR 冷却器、 水泵 、管路 废气 欧排放以上的 柴油机 传动系统 油冷器、油泵、管路 变速箱 机 油 自动挡车必配 资料来源： 银轮股份招股书， 国海证券研究所 发动机冷却系统空调及通暖系统进气增压冷却系统油冷器E G R冷却系统发动机 / 自动变速箱润滑冷却 系统证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 8 传统燃油车 热管理系统零部件按照 应用场景 可以分为三大类 ；一是汽车空调核心部件；二 是热交换器类（散热器、中冷器、油冷器、 EGR 冷却器等）；三是汽车热交换动力源类 水泵（或油泵） 。 1）汽车空调系统 汽车空调 系统 一般由制冷系统 、 供暖系统 、 通风 系统 、 控制 系统组成 ，其基本功用是调节车厢内 温度、湿度、气流速度、空气洁净等 。 涉及到热交换的回路包括 制冷 回路、供暖回路。制冷 系统主要由 空调 压缩机、冷凝器、储液干燥器 、膨胀阀、蒸发器、制冷剂等组成。 供暖 系统是由 暖风芯体 、水阀、水管 、鼓风机等 组成。 传统燃油 汽车空调的动力来自 于 发动机 。 空调制冷系统工作时，蒸汽压缩式制冷压缩机消耗功率大约占发动机输出功率的 5%20%。 供暖系统热量来自于发动机冷却系统冷却液的余热， 冷却液经过水管进入暖风芯体， 通过鼓风机将冷却液散发的热量送到车厢。 在 关注 节能减排的今天，寻找新途径降低汽车空调能耗，并保证汽车空调的舒适性、可 靠性及安全性举足轻重。 图 3： 汽车空调系统构成 图 4： 空调制冷工作原理 资料来源： 太平洋汽车网， 国海证券研究所 资料来源： 太平洋汽车网， 国海证券研究所 表 2： 汽车空调关键零部件 关键零部件 作用 技术 发展趋势 冷凝器 将 冷却剂 从气态变成液态 ， 将 其 热量释放出来至周围空气中 铝钎焊工艺 ， 折叠多孔生产工艺 ， 轻量化趋势 蒸发器 让低温低压制冷剂吸收空气中热量 压缩机 压缩低温低压制冷剂成高温高压气体 斜盘式压缩机约占 65% 涡旋式压缩机 约占 20% 膨胀阀 使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽 从 机械膨胀阀往电子膨胀阀发展 资料来源：国海证券研究所 2） 汽车热交换器 （包括散热器、中冷器、油冷器、 EGR 冷却器） 汽车散热器俗称汽车水箱，是汽车发动机冷却系统中的重要部件 。 每一辆燃油汽车发动机至少配有一个散热器。 散热器是 由冷却用的散热器芯体、进水室和出水室三个部分组成 ，热的 冷却液在散热器芯内流动 、 向空气散热而变冷， 从而带证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 9 走发动机热量。 图 5：发动机冷却系统由散热器、水泵、风扇、节温器、冷却水套以及其他附属装置组成 资料来源：太平洋汽车网，国海证券研究所 中冷器 又称中间冷却器， 是增压发动机的 必 配套件 。 无论是涡轮增压发动机还是机械增压发动机，都需要在增压器和进气歧管之间安装中冷器 。 其最主要作用是 降低进入发动机的空气温度， 减轻 发动机的热负荷 、 提高进气量，进而增加发动机的功率。 中冷器结构简单，是一排排的铝合金风道和散热鳍片 。 热空气在鳍片中高速通过，铝合金风道内吹过凉爽的自然风 或者通入冷却液 ，起到降温的效果。 图 6： 发动机 增压系统 构成 图 7： 中冷器 结构 资料来源： 太平洋汽车网， 国海证券研究所 资料来源：太平洋汽车网，国海证券研究所 油冷器 的作用是 吸收润滑油的热量并与环境空气或散热器冷却剂进行热交换。常规 车辆在行驶中，机油都由单独的热交换器降温。特别是在高效发动机或小尺寸发动机的汽车中，专用油冷却器是系统中的一个重要组成部分。自动变速箱油冷器通常被设计成一个独立装置，单独安装在机舱或发动机组上。 证券 研究 报告 请务必阅读正文后免责条款部分 10 图 8： EGR 系统组成部件 图 9： EGR 冷却器 结构 资料来源： 爱卡汽车 ， 国海证券研究所 资料来源： 太平洋汽车网， 国海证券研究所 EGR 冷却器应用于 发动机 废气再循环系统。 由于 废气 温度较高，必须经过 EGR冷却器的充分冷却后， 才能 与增压空气一起进入到气缸中进行燃烧， 从而 有效的抑制 NOX 的生成，达到节能减排的作用。废气再循环系统是控制柴油汽车排放行之有效的措施之一。 图 10： EGR 系统 组成部件 图 11： EGR 冷却器 结构 资料来源： 爱卡汽车 ， 国海证券研究所 资料来源： 太平洋汽车网， 国海证券研究所 3）汽车水泵 冷却系统的动力核心 目前 ， 机械水泵大多数还是使用传统的离心式水泵，由发动机曲轴通过传动带驱动叶轮旋转，冷却液在离心力 的 作用下被甩向水泵壳体，在叶轮中心和水泵进水口形成压力差，从而将散热器中的冷却液压入叶轮中心。电子水泵通过电机驱动，一般采用直流无刷电机、水泵轴与电机轴设计成一体，由内嵌的 温控模块 控制电机转速，从而调节 冷 却液循环速度。 电子水泵节能减排、高效环保、智能化冷却的特点决定了其替代机械水泵是大势所趋。 “精确冷却” 是利用最少的冷却液流量达到最佳的温度分配。精确冷却系统的设计，关键在于选择匹配的冷却水泵，保证系 统的散热能力能够满足发动机低速大负荷时关键区域工作温度的需要。 采用电动水泵冷却系统的发动机，在