汽车及汽车零部件行业：汽车电动泵行业迎来快速提升期.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 23 行业深度 |汽车 证券研究报告 Tabl e_Title 汽车及汽车零部件行业 汽车电动泵行业迎来快速提升期 Table_Summary 传统汽车用泵概述 泵是输送流体或使流体增压的机械，它可将机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加以流动。泵在汽车中的应用主要包括： 1）发动机系统中汽油泵或柴油泵、冷却用途的水泵、润滑用的机油泵； 2）传动系统中的自动变速箱油泵； 3）制动系统中的刹车泵； 4）转向系统中的转向助力泵。 汽车行业新趋势下电动泵行业迎来快速提升期 未来在节能减排、电动化等大背景及新趋势下，电动泵行业将迎来快速提升期。发动机系统中，涡轮增压车型需要电子水泵以免去延迟熄火；新能源汽车电池液冷方案中冷却液的流动需要电子水泵；起停技术的应用需要起停泵作为变速箱辅助泵；转向系统中电液助力转向系统 EHPS 在中大型车中得到逐步应用；电子真空泵是新能源汽车和涡轮增压汽车 一定阶段内 的必然选择。近期双积分政策落地后将带动新能源汽车发展进入新阶段， 交强险数 显示涡轮增压汽车渗透率 1 年 来 提升达 8.5 个百分点，电动泵行业将步入快速发展阶段。 我们预计 2020 年汽车电动泵市场空间或达 176 亿元。其中，涡轮增压车型电子水泵市场空间有望达到 22 亿元，电池热管理行业电子水泵市场空间或达 4.7 亿元，变速箱起停泵市场空间或约 35 亿元，电控液压助力转向系统电液泵市场或达 57 亿元左右，制动系统真空助力泵市场空间有望达到 57 亿元。 电动泵行业主要参与者及发展趋势 电子真空泵方面，海拉、大陆、永信占据全球大部分份额，其中海拉份额达 60%，国内拓普集团 260 万套的电子真空泵募投项目正在投建中；电子水泵方面，国 内三花智控在产品力、前瞻性研究、客户结构方面较为领先，西泵股份电子水泵也已有一定销售规模，圣龙股份、湘油泵则正积极进行电子水泵的研发 ； EHPS 电液泵方面国内也 已有相关 供应商 。 当前，传统泵制造企业与电机及控制企业的跨界合作趋势正愈演愈烈。德昌电机过去 20 多年由小型精密电机供应商发展到目前能够为市场提供全面工程设计的电机和驱动系统解决方案，收购世特科后将后者的泵、粉末冶金技术与其电机技术相结合以使其可提供集成化的电泵解决方案。国内三花汽零通过研发，横向完善汽车热管理产品线以提供一体化系统性产品。 投资建议 油耗、排放法规日趋严格，汽车行业电动化、智能化趋势下，汽车用泵行业中电动泵有望迎来渗透率的快速提升期。单车所需电泵数量较多，这使得电动泵行业价值量也足够可观，布局较早、产品力较强的公司值得关注。 风险提示 汽车行业 景气度 、新能源汽车发展不及预期； 电动泵渗透率提升不及预期 。 Table_Grade 行业 评级 买入 前次评级 买入 报告日期 2017-12-12 Tabl e_Chart 相对市场 表现 Table_Aut hor 分析师： 张 乐 S0260512030010 021-60750618 gfzhanglegf 分析师： 闫俊刚 S0260516010001 021-60750621 yanjunganggf 分析师： 唐 晢 S0260516090003 021-60750621 abigale.tangaliyun Table_Report 相关研究： 汽车及汽车零部件行业 :新能源汽车崛起，汽车热管理行业处变革前夜 2017-11-20 汽车及汽车零部件行业 :17 年9 月份新能源汽车合格证数据分析 2017-10-11 汽车及汽车零部件行业 :乘用车油耗、新能源双积分政策正式发布，细节仍需完善 2017-09-29 Table_Contacter 联系人： 刘智琪 021-60750604 liuzhiqigf 李 爽 fzlishuanggf -15%- 5 %5%15%2 0 1 6 - 1 2 2 0 1 7 - 0 3 2 0 1 7 - 0 7 2 0 1 7 - 1 1汽车 沪深30 0识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 23 行业深度 |汽车 目录索引 传统汽车用泵概述 . 4 发动机系统 . 4 传动系统：自动变速箱油泵、离合器总泵及分泵 . 5 制动系统：制动总泵、制动分泵、真空泵 . 6 转向系统：转向助力泵 . 6 汽车行业新趋势下电动泵行业迎来快速提升期 . 8 发动机系统：电子水泵、电子机油泵 . 8 新能源汽车热管理：电子水泵 . 11 传动系统：变速箱起停泵 . 13 转向系统： EHPS 电液泵 . 14 制动系统：电子真空泵 . 15 电动泵行业主要参与者及发展趋势 . 16 电子真空泵 . 16 电子水泵 . 18 发展趋势：传统泵制造企业与电机及控制企业的跨界合作成为趋势 . 20 投资建议 . 21 风险提示 . 22 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 23 行业深度 |汽车 图表索引 图 1：汽车发动机结构图 . 4 图 2：汽车发动机结构图 . 5 图 3：汽车制动系统结构图 . 6 图 4： HPS 构造示意图 . 8 图 5： EHPS 构造示意图 . 8 图 6：电子水泵结构图 . 9 图 7：我国广义乘用车涡轮增压车型渗透率变化情况 . 10 图 8：液冷系统的工作原理 . 11 图 9：真空助力器组成 . 15 图 10： 2008 年后大陆电子真空泵已应用于多款车型 . 17 图 11：湘油泵营收、归母净利润及同比（万元） . 20 图 12：湘油泵营业收入构成（万元） . 20 图 13：德昌电机 2016 年营收构成 . 21 图 14：德昌电机 2016 年营收分地区 . 21 表 1：汽车转向系统分类 . 7 表 2：电子水泵和机械水泵基本情况对比 . 9 表 3： 涡轮增压汽车市场规模敏感性分析 . 10 表 4：不同电池冷却方案优劣势对比 . 11 表 5：新能源乘用车单车积分测算 . 12 表 6： 2018-2020 年我国新能源乘用车产量测算 . 13 表 7：起速箱 启停泵市场规模敏感性分析 . 13 表 8： EHPS 市场规模敏感性分析 . 14 表 9：电池热管理系统主要部件 . 17 表 10：拓普定增募投项目情况 . 18 表 11：西泵股份历年产品销量（单位：万套） . 18 表 12：三花汽零 2016 年主要产品产销情况 . 19 表 13：湘油泵历年产品销量（单位：万套） . 19 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 23 行业深度 |汽车 传统汽车用泵概述 泵是输送流体或使流体增压的机械。它将机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加以流动。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。 泵在汽车中的应用主要有：（ 1）发动机系统中冷却用途的 汽油泵或柴油泵、 水泵 、 机油泵；（ 2）传动系统中的自动变速箱油泵；（ 3）制动系统中的刹车泵；（ 4）转向系统中的转向助力泵。 发动机系统 发动机由燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系五大系统组成，泵在燃料供给、润滑、冷却系统中均有应用。 图 1： 汽车发动机结构图 数据来源： 汽车专业教学图册、 广发证券发展研究中心 燃料供给系统中，根据能源的不同，燃料供给系可以分为汽油发动机燃料供给系和柴油机燃料供给系。在汽油机燃料供给系中，燃油泵可以为发动机的燃料供给提供足够且有一定压力的汽油；在柴油机燃料供给系中，输油泵可以保证柴油在低压油路中循环，并提供足够且有一定的柴油给喷油泵，喷油泵则可以提高柴油压力，并根据柴油机工作循环的要求，定时定量地将柴油供给喷油器。 润滑系统通常由润滑油道、 机油泵、机油滤清器和阀门等组成，功能是向零部件表面运输定量 的清洁润滑油，以实现液压摩擦，减少摩擦阻力，减轻机件的磨损。发动机中的机油不仅可以提供润滑、冷却等功能，还可用来传递作力，机油泵可以将机油提高一定压力后，压送发动机各零部件的运动表面。 冷却系统可将零件产生的热量及时散发出去，保证内燃机在最适宜温度状态下工作。冷却系统主要零部件包括节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置，水泵为冷却液提供一定压力使其可以在冷却系统中识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 23 行业深度 |汽车 循环。 图 2： 汽车发动机结构图 数据来源： 太平洋汽车百科、 广发证券发展研究中心 表 1：泵类产品在发动机系统的 应用 系统 种类 用途 燃料供给系 燃油泵 汽油机燃料供给系的零部件 ， 为发动机的燃料供给系统提供足够且有一定压力的汽油 。 输油泵 柴油机燃料供给系的零部件，保证柴油在低压油路内循环，并供应足够数量及一定压力的燃油给喷油泵 。 喷油泵 燃油机燃料供给系的零部件，提高柴油压力，并根据柴油机工作循环的要求，定时、定量地将柴油供给喷油器 。 润滑系 机油泵 润滑系的零部件，为发动机作相对运动的零件表面运输一定的润滑油，减少摩擦阻力，对零部件表面进行清理和冷却，提高发动机使用寿命 。 冷却系 水泵 冷却的零部件，为冷却液提供一定压力使其可以在冷却系统中循环 。 资料 来源： 圣龙股份公司公告、 广发证券发展研究中心 传动系统：自动变速箱油泵、离合器总泵及分泵 变速箱是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，变速箱油泵是自动变速箱整个液压系统的动力源，一般由发动机直接驱动，作用是提供变速箱所需的一定流量和压力的液压油，具体作用包括：（ 1）填充并保持液力变矩器处于一定压力下以保证变矩器有效地传递动力，防止出现汽蚀现象；（ 2）提供液压油以操纵各离合器、制动器实现换挡，保证结合元件能稳定地传递扭矩不打滑；（ 3）给所有运动的零部件提供压力润滑油；（ 4）供给调压阀及控制系统中的的电磁阀用油；（ 5）补充液压件密封处的泄露；（ 6）提供足够流量的润滑油来冷却变速箱。 离合器是汽车传 动系统中直接与发动机相联系的部件，它负责着动力和传动系统的切断和结合作用，所以能够保证汽车起步时平稳起步，也能保证换挡时的平顺，也防止了传动系统过载。离合器总泵是指连接在离合器脚踏板并通过油管与离合器识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 23 行业深度 |汽车 助力器连接的部分，作用是采集踏板行程信息通过助力器的作用使离合器实现分离。当驾车者踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使油压增高，通过软管进入分泵，迫使分泵拉杆推动分离叉，将分离轴承推向前；当驾车者松开离合器踏板时，液压解除，分离叉在回位弹簧作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。 制动系统：制动总泵、制动分泵 、真空泵 汽车制动系统是指对汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置，以使车辆减速甚至停车。汽车制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器等部分组成。 图 3： 汽车制动系统结构图 数据来源： 太平洋汽车、 广发证券发展研究中心 在汽车制动系统中，制动总泵将缸内的刹车油压 /气压传至各轮制动分泵内，制动分泵的作用是将从制动主缸输入的液压能转变为机械能，以使制动器进入工作状态。 此外，一般制动系统都加装一套助力装置，使驾驶员肌体力和发动机体力相互辅助共同作用，为制动系统提供制动能源。目前，轿车上广泛装用真空助力器作为制动助力器，利用发动机喉管处的真空度来帮助驾驶员操纵制动踏板。如果不能提供足够可靠的真空源，汽车需要通过真空泵产生真空源为真空助力器提供压力。 转向系统：转向助力泵 汽车转向系统指用来改变或保持汽车行驶方向的一系列装置，其功能是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，是汽车最基本的系统之一。 按转向能源的不同，目前汽车配装的转向系统分为两大类：机械转向系统和助力转向系统。完全靠驾驶员体力操纵的转向系统称为机械转向系统（ MS），借助发动机或电机的动力进行辅助的转向系统称为助力转向系统，它是在机械转向系统的基础上加设一套转向助力装置而成。助力转向系统分为三类：机械液压助力转向系统（ HPS）、电子液压助力转向系统（ EHPS）和电动助力转向系统（ EPS）。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 23 行业深度 |汽车 表 1： 汽车转向系统分类 类别 组成 主要特点 优缺点 机械转向系统（ MS） 所有的传力件都是机械的，主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分构成 利用纯人力驱动各种机械结构，通过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动 优点：结构简单、工作可靠、造价低廉； 缺点：操作费力，驾驶员负担较重，稳定性、精确性、安全性无法保证 助力转向系统 机械液压助力转向系统（ HPS） 由转向器、液压转向泵、油管、流量控制阀、传动皮带、储油罐等部件构成 兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源，转向器是其核心部件，它的作用是放大驾驶员传递的力并改变力的传递方向，液压转向泵由发动机驱动 优点：成本低廉、安全可靠性高、操控轻便精准、转向动力充沛； 缺点：能耗比较高，相比 MS油耗增加 3-5%，后期保养维护成本较高 电子液压助力转向系统（ EHPS） 在机械结构上增加了电机，新增电控系统包括车速传感器、电磁阀、电子控制单元（ ECU）等 转向油泵由电动机驱动，并加装电控系统，使得转向辅助力的大小不仅与转向角度有关，还与车速相关 优点：能耗低，反应较灵敏； 缺点：稳定性不如 HPS， 制造和维护成本高 电动助力转向系统（ EPS） 在机械转向机构的基础上，增 加 了 电 子 控 制 单 元（ ECU）、助力电机、信号传感器等 通过电子控制电动机产生辅助动力进而实现转向，彻底摆脱了油液加压助力方式；可实时地在不同车速下提供不同的转向助力 优点：结构精简重量小、占用空间少，能耗低，反应灵敏，提升了操控性能和安全性； 缺点：辅助力度有限，难以在大型车辆上使用，稳定性不如HPS，成本较高 数据来源： 公司公告、 广发证券发展研究中心 液力助力转向系统（ HPS）、电控液压助力转向系统（ EHPS）分别有液压转向泵、电子助力泵（电液泵），但两者分别由发动机、电动机驱动。 液压助力转向系统即机械液压助力转向系统，包括液压转向泵、油管、流量控制阀、传动皮带、储油罐等部件，是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统，它在机械转向系统的基础上加设一套液压助力转向装置而成，该系统借助汽车发动机的动力，通过助力转向装置将发动机输出的部分机械能转化为液压能，增大驾驶员操纵前轮转向的力量，使驾驶员可以轻便灵活地操纵汽车转向。 电液助力转向系统即电子液压助力转向系统，是在机械液压助力转向系统的基础上改进 后的系统。转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并加装了电控系统，使得转向助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。 该系统在机械结构上增加了电机和电子控制单元（ ECU）等，使得汽车能够随着车速的变化自动调节操纵力的大小，同时还降低了能耗，反应也更灵敏，但其制造、维修成本也会相应增加。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 23 行业深度 |汽车 图 4： HPS构造示意图 图 5： EHPS构造示意图 数据来源： 公司公告、 广发证券发展研究中心 数据来源： 公司公告、 广发证券发展研究中心 汽车行业新趋势下电动泵行业迎来快速提升期 汽车行业 节能减排、电动化等大背景及新趋势下 ，电动泵行业需求急剧上升。新能源汽车电池热管理中需要电子水泵部件，起停技术需要变速箱起停泵部件、新能源汽车和涡轮增压车型制动系统需要电子真空泵，新能源汽车电控液压助力转向系统则需要电液泵的支持等。 中性假设下，我们预计电动泵行业 2020年市场空间有望达 176亿左右。其中， 涡轮增压车型电子水泵市场空间有望达到 22亿元，电池热管理行业电子水泵市场空间有望达到 4.7亿元，变速箱起停泵市场空间有望达 35亿元，电控液压助力转向系统电液泵市场空间有望达到 57亿元，制动系统真空助力泵市场空间有望达 57亿元。 发动机系统：电子水泵、电子机油泵 电子水泵 2005年，宝马公司成为世界上第一家在量产车型新一代 N53系列汽油机上配备电子水泵的厂商，随后奥迪、大众等公司相继在量产车型中运用电子水泵。 电子水泵即带有电子控制驱动单元的水泵，主要由过流单元、电机单元和电子控制单元三部分组成。 根据驱动方式的不同，水泵可分为机械水泵和电动水泵 。相较于传统的机械水泵，电子水泵具有结构紧凑、安装方便、控制灵活、性能可靠、功耗低、效率高等优点。控制模块有利于水泵使发动机任何工况下都可达到最佳散热，在发动机冷启动转速很低时电子水泵可使其快速升温，并且电子水泵不受发动机转速控制，可以达到很好的水温控制效果。 具体而言，机械水泵主要由汽车发动机的曲轴通过皮带轮驱动，它的转速以一定的比率对应发动机的转速。当发动机转速较高并且负载较大的工况下工作时，发动机产生的热量相对较多，机械水泵的高速运行使得冷却液的循环流量增大，正好识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 23 行业深度 |汽车 满足发动机的散热需求；当发动机转速较低且负载 较大的工况下工作时，例如缓慢爬坡和空调开启时，发动机转速较低导致水泵的转速也较低，此时机械水泵无法满足发动机的散热需求，致使发动机温度升高。电动水泵主要由汽车发动机的电气控制单元通过电机来控制水泵的转速，它不受发动机转速的影响，可以根据发动机的实际冷却需求而灵活工作，降低了传热损失和机械损失，减少了燃油消耗，效率变得更高。 图 6： 电子水泵结构图 数据来源： 百家 号 、 广发证券发展研究中心 表 2： 电子水泵和机械水泵基本情况对比 机械水泵 电子水泵 优势 由发动机驱动，当发动机高速运转同样带动水泵高速运转，冷却液循环流量增大，正好满足发动机高负荷运转下的散热要求 由独立压电材料驱动，不受发动机转速的影响，可根据需求灵活工作 ， 实现液体传输的可调性、精准性 劣势 当发动机转速较低可能导致水泵的转速太 低，无法满足发动机的散热需求 成本较高，目前渗透率较低 应用车型 中低档车 新能源汽车、高端车 、涡轮增压车型 数据来源： 湘油泵公司 公告 、 电动 水泵在新能源汽车上的应用 、 广发证券发展研究中心 相较传统机械水泵，由于控制模块、电机单元的增加，目前电子水泵价格较高，导致其渗透率较低，传统乘用车机械水泵价格在 100-150元左右，而电子水泵价格约200-300元左右。 未来涡轮增压车型销量的提升有望迅速提升电子水泵在传统车型中的渗透率。以前涡轮增压汽车停车后需要延迟熄火，主要因为其使用机械水泵给涡轮降温，但机械水泵在汽车熄火后不工作，采用电子水泵后涡轮增压车型不再需要延迟熄火。根据交强险数据，近几年我国涡轮增压车型渗透率在快速提升： 2016年 1月，广义乘用车保险总数中涡轮增压车型保险数占比为 26.6%，今年 10月份涡轮增压车型占比已升至 43.2%，相较去年 10月份的 34.7%，在乘用车销售端， 1年来我国涡轮增压车型渗透率提升 8.5个百分点。我们预计， 2020年我国涡轮增压 车型渗透率有望达到识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 23 行业深度 |汽车 60%。 此外，电子水泵在减轻发动机动力损耗、冷却效果的精确控制等方面都有明显优势，应用于宝马等一部分豪华车。 图 7：我国广义乘用车涡轮增压车型渗透率变化情况 数据来源： 保险数、 广发证券发展研究中心 在传统燃油车年销量 5%的复合增速下，我们假设 2020年我国涡轮增压车型渗透率为 60%，涡轮增压车型中电子水泵使用率为 50%，电子水泵单价 250元，则 2020年涡轮增压车型给电子水泵带来的市场空间有望达到 22亿元。 表 3： 涡轮增压汽车市场规模敏感性分析 涡轮增压汽车规模（万辆） 涡轮增压汽车渗透率 56% 58% 60% 62% 64% 汽车销量年复合增速 3% 1515.7 1569.8 1624.0 1678.1 1732.2 4% 1575.4 1631.7 1688.0 1744.2 1800.5 5% 1636.9 1695.4 1753.8 1812.3 1870.8 6% 1700.2 1760.9 1821.6 1882.3 1943.0 7% 1765.2 1828.3 1891.3 1954.4 2017.4 数据来源： 保险数、 广发证券发展研究中心 电子机油泵 我们认为，电子机油泵短期内发展空间不大。电子机油泵在功能性、效率、耐久性等方面与传统机油泵相比优势并不明显，短时间内电子机油泵取代传统机油泵的可能性不大：（ 1）在正常工作油温情况下机油泵和电动泵基本没有差别，均可保证足够的润滑；（ 2）机油泵的功率只有 100w左右，容积效率在 70%到 90%之间，换成电子泵后节油量也不大。电子机油泵更容易控制，未来随着节能减排的要求日益严格，电子机油泵需求或逐步增加，但短期内空间不大。 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%16年 1月 16年 10月 17年 10月