2018年汽车热管理系统行业深度分析报告

２０１８年汽车热管理系统行业深度分析报告
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
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。

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。

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)
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)
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)
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
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
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
通暖系统暖风芯体、水阀、鼓风机、管路
发动机系统
散热器（带风扇）、水泵、
空调及通暖系统
油冷器
＋
＋
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
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
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。

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
整个工作转速范围内，冷却液流量能降低40%。

在相同的配置和冷却要求下，电动直流无刷水泵的能量消耗仅为机械水泵的16%。

1.2、新能源汽车热管理系统
1）新能源汽车新增三电系统的热管理需求（电池、电机、电控）
传统汽车热管理系统主要包括空调系统、发动机系统冷却、传动系统冷却等。

而新能源汽车热管理系统在原有的基础上主要增加了电机电控冷却系统和电池热管理系统，对整车的热管理系统提出了更高的要求。

图12：典型新能源汽车核心部件图
资料来源：雪佛兰官网，国海证券研究所
2）新能源汽车空调系统需要进行技术升级以及产品替换
在新能源汽车热管理系统中，空调系统需要进行重新的设计。

传统燃油车的空调压缩机由发动机带动，而纯电动车因为没有发动机作为动力源所以需要采用电动压缩机来替代传统压缩机；此外，传统燃油车通暖系统是利用发动机余热来完成工作，对于纯电动汽车而言由于热源不再，大多采用PTC加热或者热泵空调的新技术方式。

3）电池热管理系统和空调系统是新能源汽车热管理系统的重点。

电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。

动力电池是电动汽车的能量来源，在充放电过程中电池本身会产生一定热量，从而导致温度上升，而温度升高会影响电池的很多特性参数，如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。

高温将大大降低电池的日历寿命，从而影响到整车的性能和使用寿命。

温度过低也会使得动力电池容量下降，充电时间过长，从而影响电动车的性能并严重阻碍电动车的推广。

在放电电流为100A的情况下，温度从20℃到0℃，再到-20℃，电池容量分别缩水了1.7%和7.7%，影响了续航里程。

在充电电流为5A的条件下，环境温度-25℃时的充电时间，比25℃时的充电时间慢了63%。

为了使动力电池组保持在合理的温度范围内工作，电池组必须拥有科学和高效的热管理系统。

冷却技术路线发展趋势是风冷→液冷→直冷技术。

目前，国产车、日系车普遍采用风冷，而美系和德系车采用液冷的居多，在一些豪华品牌上直冷技术也有应用。

图13：新能源汽车动力电池风冷→液冷→直冷技术对比
资料来源：第一电动网，国海证券研究所
新能源汽车空调系统中，制冷方面使用电动压缩机取代传统压缩机，通暖方面使用PTC加热或者热泵空调技术：传统汽车空调系统采用发动机的输出机械功为驱动力，通过离合器的作用带动开启式空调压缩机工作，以实现制冷循环;在冬季采用汽车发动机冷却水为热源，对车厢内提供热风加热，实现冬季空调系统的供热。

新能源汽车由于没有发动机动力源以及相应的余热，导致制冷和通暖与传统汽车有很大区别。

制冷系统：新能源汽车采用电池发电驱动电机的能源系统，电池组的直流电经逆变器为空调压缩机驱动电动机供电，空调电动机带动压缩机旋转，从而形成制冷循环，产生制冷效果。

电动压缩机制冷空调系统相对于传统汽车空调系统，在结构上只是压缩机驱动动力源由发动机变为驱动电动机，改变量小。

电动压缩机总成包括电动压缩机和驱动控制器部分。

当前主流新能源汽车采用涡旋式电动压缩机，制冷系数可以提高20%左右，功耗可以下降23%左右，质量可以下降30%左右。

图14：新能源汽车空调系统示意图
资料来源：东方网汽车，国海证券研究所
通暖系统：新能源汽车通暖系统目前主要有两种方案，一种是采用PTC 空气加热器直接加热空气，取代传统车上的暖风芯体。

冷空气直接流经加热器表面，加热后送入车内。

这种方案成本比较低，但由于采用电加热，效率比较低。

同时由于高压PTC 接入乘员舱内，存在一定的安全风险。

图15：PTC加热器结构
资料来源：三花智控公司公告，国海证券研究所
另一种方案是采用以空气为热源的热泵空调系统，通过改变制冷剂流向实现冬天制热，夏天制冷。

热泵空调通常利用冷媒切换阀进行不同工况下的制冷剂换向，实现制冷和制热等功能。

这种利用制冷剂反向流动来达到制热效果的理念也被运用到了汽车空调系统中。

要实现此类的热泵系统制冷剂流向的切换和控制必须要有冷媒切换阀、电磁截止阀、电子膨胀阀、气液分离器等部件来实现。

图16：热泵系统构成
资料来源：三花智控公司公告，国海证券研究所
2、产品空间：传统叠加新能源，热管理市场扩容2.1、行业趋势决定热管理系统市场扩大是必然
1）节能减排带来传统燃油车热管理部件新需求：
近年来中国作为全球第一大汽车产销国，整车市场增速逐渐放缓趋于稳定。

2017
年中国汽车产量为2901.54万辆，同比增长3.2%，与2016年14.8%的增速相
比出现较大的下滑。

而中国汽车产销量接近全球市场的三分之一，其波动不可避
免的对全球车市造成影响。

2017年全球汽车产量为9730.25万辆，同比增长
2.1%，增速相对同期下降了2.9个百分点。

整车市场增速处于一个相对低速的
稳定区间。

图18：全球汽车历史产量（万辆/%）
图17：中国汽车历史产量（万辆/%）
整车增速虽然放缓，但行业节能减排政策的升级推动传统燃油车涡轮增压器和
尾气处理（EGR）的市场渗透率提升，有效提升热管理零部件配套量。

按照已
出台排放标准实施时间表，从2010年实施国四排放标准，2017年全国分阶段
实现国五排放，2020年实现国六A阶段排放，2023年7月实现国六B阶段排
放。

我国的排放标准主要是参照欧洲标准，虽然细节上略有差异，但大体相同。

例如国五就相当于欧五标准。

目前，我国已经切换至国五阶段，但还落后欧美一
个层次（约8-9年）。

图19：机动车污染物排放标准推行时间轴
排放标准
资料来源：国家环境保护部，国海证券研究所
2012年，汽标委启动了乘用车燃料消耗量第四阶段标准（2016-2020年）的制
定工作。

在对我国现行标准实施情况、节能技术潜力及经济成本研究分析的基础
上，经广泛征求意见，形成了第四阶段标准方案，已于2016年1月1日实施。

从整体来看，各国都在通过技术标准和法规不断加严乘用车燃料消耗量要求，整
体趋势是到2020年乘用车平均燃料消耗量达到5L/100km左右。

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（小型化）成为提升发动机能量转化
效率的重要技术。

目前，在柴油发动机领域，国内重型卡车及中重型工程机械领
域基本上实现了100%的发动机增压化，轻卡的渗透率也在40%左右。

而在乘用
车汽油机领域，目前的增压比约30%。

中国乘用车市场，以宝马、大众为主的
合资公司首先推出了涡轮增压汽油发动机。

随后，国内自主品牌车企也相继跟进，
如比亚迪、奇瑞、吉利、海马等都推出了涡轮增压车型。

现在，日系车企也准备
推出涡轮增压车型。

随着政府排放标准的日趋严格和主流车企的相继加入，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。

进入国五阶段，柴油机机内
净化逐渐受到重视。

其中，发动机废气再循环（EGR）技术是目前公认的减少
轻型柴油车氮氧化物排放的有效方法之一。

对于汽油机来说，EGR技术的节能
效用和经济效益将逐步得到显现。

根据中国内燃机工业协会排放后处理专业委员
会统计，2014年至2016年，国内柴油EGR市场装机量分别为107万台、115
万台和137万台；2016年，国内汽油EGR市场装机量为199万台。

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。

中冷器是增压发动机的必配套
件，此外增压进气系统需要增设一套独立的冷却循环回来，即增加一个水泵。

对
于EGR系统，则需要配备一个EGR冷却器。

随着节能减排力度加大，我们预
计2020年中冷器在乘用车和商用车中的配置率分别达到40%和90%，电子水
泵整体配置率达到10%，EGR冷却器在乘用车和商用车中的配置率分别达到20%
和60%。

2）电动化趋势下新能源汽车快速发展，催生热管理新增量市场
电动化趋势明显，新能源汽车发展迅速。

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。

2017年全球新能源汽车产量为119.7万辆，同比增长67.0%；中国新能源汽车产量达到79.4万辆，较同期增长53.8%。

随着自主品牌发力新能源，以及在华合资企业纷纷调整新能源车型计划，中国新能源汽车有望迎来进一步的增长。

图20：中国新能源汽车历史产量及增速（万辆/%）
资料来源：中汽协，国海证券研究所
各国政府积极倡导并推动新能源汽车，部分开始商议制订传统燃油车禁售时间表，我国推出“双积分政策”。

随着环境问题的重要性日益提高，部分国家的政府要员以及不同党派在不同场合均表达了对于传统燃油车禁售问题的建议。

例如挪威的四个主要政党一致同意从2025年起禁止燃油汽车销售，目前电动汽车在挪威占新出售汽车的24%，全球领先。

而我国则在2017年9月底，正式出台《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》。

“双积分政策”对车企的平均油耗积分和新能源汽车积分作出了明确规定，要求车企承担一定比例的新能源汽车生产义务，不达标的车企，将面临暂停申报汽车目录、停止部分传统汽车车型生产等严厉处罚。

双积分政策旨在建立传统汽车反哺新能源汽车发展的长效机制。