Teddy 写于2022/07/07

目录

一、产业链概况

二、车舱热管理

三、电池被动热管理

四、电池主动热管理

五、总结

 

一、产业链概况

 

 

新能源汽车热管理系统1.0

新能源热管理系统可以分为空调制冷回路、制热回路、电池回路和电机回路

• 电机回路的温控对象为纯电动汽车的电控单元、逆变器和驱动电机

• 电池回路需要具备制冷和加热的功能来让各种工况下电池温度处于合适工作范围

• 空调制冷和制热回路负责调节驾驶室内温度，影响车主和乘客的舒适度

 

新能源汽车热管理系统2.0

 

汽车热管理主要分为车舱热管理（空调）和动力热管理，在燃油车时代，动力热管理主要包括水冷、内燃机冷却等传统热管理系统，电动汽车热管理系统一部分由燃油车升级而来，另一部分则是从无到有出现在产业链中，报告将聚焦新能源车热管理产业链，借助电动车销量预期，在行业中寻找有可能超预期的企业。

经过我们的初步研究与筛选，我们将着重研究铝热材料与液冷版。

 

 

二、车舱热管理

车舱热管理俗称空调，不同的时代，制冷制热的方式是不一样的

所有种类的汽车制冷的方式都是通过通电+冷媒的方式吹出冷风，可理解为传统空调制冷。

 

1）燃油车

燃油车冬天制热只需把发动机的余热开放入乘客舱即可，所以这也是燃油车在冬天拥有较少的里程焦虑的原因之一

 

2）电动车PTC

PTC加热器（Positive Temperature Coefficient）

PTC加热采用PTC加热丝将电力转化为热量，再由鼓风机将热风送进乘员舱，低温制热效果好，但电能消耗高。

 

3）电动车热泵

 

基本原理

热泵加热通过冷媒在车外通过换热器吸热，并将热量带入车内的方式给车内供暖，相比于PTC加热方式，电能消耗低，可大幅提升电动车续航里程，但其在低温环境下制热效果较差。

节能效果

热泵比PTC能耗更低，提升电动车续航里程。以Model3为例，相比于PTC加热方式，热泵空调的百公里平均电耗降低2.2-2.5kwh，假设电池容量为50kWh，可增加约35km的续航里程，提升幅度为14%。

 

电车热泵发展历史

根据marklines的数据，2020年热泵渗透率为13.3%，2021年热泵渗透率为23.5%

 

4）我们的观点

 

我们认为随着熟练度与制热效果提高，成本降低，电车热泵一定是未来新能源汽车上必不可少的乘用舱热管理系统，热泵拥有集成化的能力，未来将可以使用电池余热，热泵将大部分替代PTC加热系统，但我们将少量聚焦这个细分领域，原因在于：

 

（1）热管理系统被国外四大热管理公司寡头垄断，而相关企业也是主做燃油车热管理并慢慢偏向电动车（这里的热管理包括动力热管理，发动机冷却等等），难以给出电动车热管理系统的估值。

（2）因为热管理相关企业燃油车与电动车的热管理都做，所以在保证不吃其他公司份额和单车热管理价值不变的情况下，业绩弹性和新能源汽车市场的一样（一半业务保持营收不变甚至萎缩，另一部分则是营收上涨）。

（3）热管理集成化趋势明显，做热泵的公司基本都销售整套热管理系统，而整个系统覆盖零件尤其广泛，行业区别与整车市场的业绩弹性在于热管理在新能源汽车中价值量的提升，未来我们对于热管理系统持乐观态度。

 

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三、电池被动热管理

 

为了提高能量密度而使用高镍三元正极材料时，锂离子易形成锂枝晶刺穿内部隔膜导致短路，同时由于材料间键强不同，随镍含量的增加电池热稳定性下降。因此为了防止让电池单体自燃扩散至整个动力电池包，一般厂商通过控制影响（如隔热）和保持温度（如泄压、散热）两方面解决。

 

1）气凝胶（隔热）

在电池应用中，气凝胶相比其他隔热产品耐受温度范围更广，高温下不易形变，近年来已逐渐应用到锂离子动力电池中。其位置在于电池间的隔热层中，被石墨散热膜覆盖，可以阻断热失控从失控单体向周围传播，从而降低电池组的损害以及附带的破坏作用。

气凝胶根据其材质的不同分为多种，各种气凝胶结构、性质不同。其中SiO2气凝胶研发、应用最早，高温耐受能力为600~800℃，可以耐受住电池包短路造成的高温能量瞬间冲击，为驾乘人员逃离争取时间。

2）泄压阀

 

 

电池包存在高温气体熔化隐患。电池包在充、放电及不同工况运行时，其内部电芯达到临界温度以后，电芯会产生较大热量造成动力电池包内部气体膨胀。汽化的电解质会高压喷发到电池模块中的气隙中，温度最高可达1400°C，可在很短的时间内熔化附近的部件，直接导致模组上盖的融化。

 

泄压阀水透气膜材的材质为膨体聚四氟乙烯(简称e-PTFE)，其孔径大于气体分子直径，但小于灰尘和水，所以气体能透过膜材，而水和灰尘无法穿透。防爆阀分为活塞式和顶针式两种，正常状态气体通过透气膜排出，当电池包内的压强显著大于环境压强时，活塞顶起、顶针刺破透气膜，气体迅速无障碍排出。两种模式相比，顶针式透气量、排爆速度、时长等均优于活塞式，但活塞式可反复使用，且安全性能强。

3）我们的观点

 

我们看空气凝胶隔热，对于泄压阀保持中性看法

（1）隔热组件犹如保温壶，使得各个电芯变成一个孤岛，把热量限制在狭小的空间中，在新能源热管理2.0的时代，这个组件尚有一丝存在的可能，而当麒麟电池问世，我们认为，隔热环节将发生质的变化，未来的热管理逻辑应是热量应用尽用，而不是限制热量在一个区域。

（2）泄压阀是一个被动安全组件，这其实与新能源汽车销量强挂钩。

 

 

四、电池主动热管理

 

1）汽车胶管

用于冷却系统、燃油系统、制冷系统、动力系统、制动系统、转向系统和空调系统等的橡胶软管，传输燃油、润滑油、制冷剂和水，帮助汽车各子系统实现其功能。

特性：橡胶管路以其可自由弯曲性、多次屈挠性和柔软变形性，区别于各类金属和非金属管材，无可取代。

新能源汽车取消了燃油系统，但加强了冷却系统，冷却系统更复杂、更总成化，使用的材料更加环保化，单车价值更高。

其他管路系统，比如制动系统、空调系统、天窗系统、车身附件系统等相关管路必不可少，因此新能源车型所使用的管路不仅没有减少，反而还有所增加。

据川环科技投资者交流公告，大部分新能源汽车所使用的管路价值是传统燃油车的2-3倍。

 

我们认为量价齐升的需求背景下，公司的产能扩张将带来业绩的提升

 

关注川环科技

 

2）铝热传输材料与液冷板

液冷板产业链环节：1）上游为铝、铜等大宗商品；2）中游包括铝热传输材料企业和液冷板制造商；3）下游为动力电池厂和整车制造企业。

 

宁德时代麒麟电池

6月23日，宁德时代发布第三代CTP——麒麟电池，体积利用率突破72%，能量密度可达255Wh/kg，可实现整车1000公里续航，充放电倍率最快可以达到4C，将于2023年实现量产。

全球动力电池领域，72%的数值达到了电池集成度新的高度。作为对比，特斯拉4680电池的体积利用率是63%。这在过去的电池逻辑下，考虑到安全性的角度，这个数值是无法达到的。

而之所以能达成，是因为麒麟电池解决了限制动力电池堆叠的大难题——散热。

传统动力电池的冷却，是放在电池底部，在方形电芯站立放置的情况下，冷却面积只有下面的小部分面积，散热效率有限。而麒麟电池将冷却系统放在了电芯的侧面，从而让每块电芯最大的面积得到冷却，冷却面积达到了传统底部冷却的4倍，电芯控温时间也缩短了一半。

由于“4倍冷却”带来的控温能力，麒麟电池能够在高能量的同时，释放更高的充放电倍率，最快可以达到4C。这个数字不仅同样是行业内最顶级的水平，而且和电动车领域即将铺开的800V高压进程紧密相关。

从宁德时代麒麟电池的例子中，我们发现，当保持电芯安全性能不变的情况下，电池的续航能力、快充能力与散热能力成正相关。未来发展电池的逻辑在于兵马未动（电芯），粮草先行（液冷版）。

 

行业概况

根据中信证券的预测，未来液冷板与铝热材料皆拥有40%以上的CAGR

 

我们将在液冷板与铝热传输材料中选择铝热传输，原因在于市场上主要液冷板公司主要做集成化热管理系统，液冷板营收占比较小，而铝热传输材料相关公司产品更加聚焦，业绩弹性也相应更大。

我们将关注宁德时代电池产业链，重点关注科创新源、银邦股份。

 

 

五、总结

 

在电动车时代，热管理是安全的核心，是性能提升的门槛，在电动车销量暴增的背景下，我们坚决看多热管理行业，并且认为铝热传输材料企业拥有业内最高弹性，我们接下来将重点研究宁德时代产业链与该细分领域。