液冷板行业产销需求与投资预测

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1、液冷板行业产销需求与投资预测一、 新能源汽车零部件行业发展的有利因素在新能源汽车领域，我国十三五规划将新能源汽车行业作为坚定支持的战略性新兴产业，在国家产业、财政、税收等扶持政策的大力推动下，我国新能源汽车行业在近几年实现快速发展。大行业和细分领域均有国家政策的大力扶持，市场需求及发展潜力巨大。二、 电机电控热管理：液冷是当前主流，油冷是未来趋势电机电控热管理当前主要采用液冷换热。新能源汽车的驱动电机及电机控制器等功率性部件在工作时仍会产生热量，通常需要主动冷却维持其性能和保障行车安全性。驱动电机冷却方案主要包括风冷、液冷及油冷，电控等相关功率件主要采取风冷或液冷的方式换热。通常将驱动电机和电

2、控串联，通过散热器进行散热。电动化进程催化油冷成未来新趋势。现阶段由于电动汽车动力性和智能化的提升，电机散热需求较大，车企在电机热管理上有望从液冷方案向油冷方案替换。液冷系统的基本原理是用冷却液循环电机壳体内部的管道，从而带走电机的热量，然而液冷方案空气导热系数低并且内部热量传递效率并不高，不能满足汽车电动智能化发展需求；油冷系统的基本原理是用油直接灌入电机内部，同电机的转子及定子绕组进行更有效率的热交换；油冷方案能够实现冷却介质与电机热源直接接触，强化了电机散热效果。油冷电机较早应用于日系油电混合车型，由于其对电机换热效果较好，现在也逐渐应用于部分新能源车型上。三、 电池液冷与热泵空调是主流

3、，汽车热管理朝高度集成化方向发展电动汽车热管理技术朝着高度集成化、智能化的方向发展。回顾电动汽车热管理技术发展历史，根据热管理系统架构与集成化程度，可以将电动汽车热管理的发展归纳为三个阶段：1）单冷配合电加热，早期采用与燃油车类似的蒸气压缩循环实现制冷功能和PTC制热实现乘员舱的热管理，电池冷却则采用空冷，各个子系统独立；2）热泵配合电辅热，引入热泵空调技术实现乘员舱制冷，液冷逐步成为电池热管理的主流模式，对电池制冷与乘员舱制冷进行了简单整合，但电池、电机余热未得到有效利用；3）宽温区热泵与整车热管理一体化，通过合理增加二次换热回路，对电池、电机余热进行回收利用，提升了热泵的环境适应能力，乘员

4、舱、电池、电机热管理回路进一步整合，典型的应用车型有特斯拉ModelY和大众ID4CROZZ。以特斯拉为例，从2008年TeslaRoadster开始，其共生产了5款车型，汽车热管理系统技术经历四次迭代，集成度不断提高。1）以TeslaRoadster为代表，最早一代热管理系统沿用传统汽车热管理思路，结构相对简单，各个热管理回路相对独立。2）搭载在ModelS/X上的第二代热管理系统在行业内首创引入四通换向阀，实现了电机回路与电池回路的串并连切换。3）以Model3为代表的第三代系统，在拓扑结构上与第二代差别不大，在风暖PTC、驱动电机和储液罐结构设计上有较大技术创新，注重热管理系统能耗的优化

5、。4）以ModelY为代表的第四代系统，首次引入热泵空调系统，负责乘员舱的采暖和制冷功能。在结构上，通过热交换器和管路连接，与电池回路和电机回路进行耦合，实现整个热管理系统的热量交互。在使用驱动电机运行低效制热模式为电池系统加热的基础上，新增空调系统压缩机和鼓风机电机的低效制热模式，保证热泵系统在-30环境下可靠稳定运行；热管理系统进一步集成化，采用了集成歧管模块和集成阀门模块，前者集成了复杂的热管理系统管路，可有效的与集成阀门模块实现配合安装；后者为八通阀结构，可看作是2个四通阀的集成。四、 供给端：续航和动力性能改善驱动新能源汽车渗透率向上上游电池厂商技术革新，纯电车型续航里程有望持续提升

6、。受充电设施和充电速度、冬天续航里程大幅缩减等因素影响，纯电车型的续航焦虑一直是影响消费者购买的核心痛点。2022年上半年特斯拉4680圆柱电池、宁德时代CTP30麒麟叠片电池相继推出，相较于传统的特斯拉2170圆柱电池、比亚迪刀片电池，新电池电芯密度持续提升；4680圆柱电池相较于上一代2170电池续航提升里程16%，ModelS续航有里程有望从650公里提升至750公里左右，宁德时代CTP30麒麟电池续航里程突破1000公里。未来随着电芯能量密度提升、4C快充性能的成熟，纯电车型续航里程问题有望持续改善。混动车型提供两套动力系统，给消费者带来零焦虑体验。混动车型采用油+电两套动力系统，在馈

7、电状态下甚至充电不便情况下也可以依靠纯燃油行驶，较好地解决了当前纯电续航里程焦虑短板。长城WEY牌玛奇朵DHTPHEV车型续航达到1246公里，比亚迪秦PlusDM-i车型续航可以达到1383公里，混动车型成为当前燃油车向新能源汽车转型的关键。自主品牌弯道超车，全新混动系统助力混动车型油耗性和动力性大幅改善。2020年自长城汽车发布柠檬DHT混动平台后，国内头部自主车企比亚迪、吉利、长安相继发布了新一代混动系统对标日系合资车企。在油耗性方面，新一代混动技术最大程度优化机电耦合效率，拓展发动机和电动机在高效工作区内运行的比例，充分提升燃油与电池能量利用率，当前全新一代混动车型在NEDC工况下油耗

8、降低显著，长城WEY玛奇朵DHT-PHEV车型NEDC综合油耗仅为08L/100km，远低于燃油车竞品车型油耗。在动力性能方面，自主车企混动系统双电机DHT混动采用2-3档变速箱，动力性能和平顺性相较于燃油车更优，玛奇朵DHT-PHEV车型百米加速度72s，动力性能优势更加显著。五、 液冷管液冷板行业市场规模（一）新能源汽车电池热管理行业市场规模传统燃油车热管理系统仅包括汽车空调系统和动力总成冷却系统两个部分，新能源汽车热管理系统新增电池热管理部分，其中，液冷管、液冷板在新能源汽车中的单车价值量约为800元，2021年国内新能源汽车产量336万辆，即2021年国内新能源汽车电池液冷板、液冷管市

9、场规模约27亿元。（二）合金线材行业市场规模据国民经济统计局数据，2015年-2020年，我国工业线材产量稳定且整体呈增长趋势。2020年，我国钢材总产量约1325亿吨，线材产量约167亿吨，占比国内钢材总产量约为1260%。根据wind数据，2020年度，普钢线材类日平均价格为4，04593元/吨，即2020年度国内线材产值约为6，75670亿元，线材在国民经济的建设中发挥了重要作用。六、 电动汽车热管理技术发展历程整车热管理是电动汽车发展的核心技术之一，涉及乘员舱温湿环境调控、动力系统温控、玻璃防雾除雾等多目标管理。根据热管理系统架构与集成化程度，将电动汽车热管理的发展归纳为三个阶段，从单

10、冷配合电加热到热泵配合电辅热再到宽温区热泵与整车热管理逐步耦合，电动汽车整车热管理技术逐渐朝着高度集成化、智能化的方向发展，并且在宽温区、极端条件下的环境适应性能力逐渐提升。在电动汽车产业化起步阶段，基本是以电池、电机等动力系统的替代为核心技术发展起来的，车室空调、车窗除雾、动力部件温控等辅助系统是在传统燃油汽车热管理技术基础上逐步改进而来的。纯电动汽车空调与燃油汽车空调都是通过蒸气压缩循环来实现制冷功能，两者的区别是燃油汽车空调压缩机由发动机通过皮带间接驱动，而纯电动车则直接使用电驱动压缩机来驱动制冷循环。燃油汽车冬季制热时直接利用发动机余热对乘员舱进行供热，不需要额外的热源，而纯电动车的电

11、机余热无法满足冬季制热的需求，因此冬季制热是纯电动汽车需要解决的问题。正温度系数加热器（positivetemperaturecoefficient，PTC）由PTC陶瓷发热元件与铝管组成，具有热阻小、传热效率高的优点，并且在燃油汽车的车身基础上改动较小，因此早期的电动汽车采用蒸气压缩制冷循环制冷加PTC制热的方式来实现乘员舱的热管理，例如早期三菱公司的i-MIEV电动汽车。与燃油汽车由燃料提供能量不同，电动汽车由动力电池提供能量。电动汽车正常运行时，动力电池放电产热，温度升高，需要对电池进行降温。电池冷却的方法主要有空气冷却、液体冷却、相变材料冷却、热管冷却，由于空气冷却结构简单、成本低、便

12、于维护，在早期的电动车上得到广泛应用。这一阶段的热管理主要形式是各个独立的子系统分别满足热管理的需求。在实际使用过程中电动汽车冬季供热能耗需求较高，从热力学角度来说PTC制热的COP始终小于1，使得PTC供热耗电量较高，能源利用率低，严重制约了电动汽车的行驶里程。而热泵技术利用蒸气压缩循环将环境中的低品位热量进行利用，制热时的理论COP大于1，因此使用热泵系统代替PTC可以增加电动汽车制热工况下的续航里程。宝马i3车型采用热泵系统来实现冬季制热。此外，一汽奔腾与红旗、上汽荣威等也在部分车型上采用了热泵系统。然而在低温环境下，传统热泵系统制热量衰减严重，无法满足电动汽车低温环境制热需求，需要额外

13、的加热器辅助加热，因此热泵加PTC辅热的制热方式成为电动汽车冬季低温环境下乘员舱制热的主要方式。随着动力电池容量与功率的进一步提升，动力电池运行过程的热负荷也逐渐增大，传统的空冷结构无法满足动力电池的温控需求，因此液冷成为当前电池温控的主要方式。并且，由于人体所需的舒适温度和动力电池正常工作所处的温度相近，可以通过在乘员舱热泵系统中并联换热器的方式来分别满足乘员舱与动力电池制冷的需求。通过换热器以及二次冷却间接带走动力电池的热量，电动汽车整车热管理系统集成化程度有所提高。虽然集成化程度有所提升，但这一阶段的热管理系统只对电池制冷与乘员舱制冷进行了简单整合，电池、电机余热未得到有效利用。传统热泵

14、空调在高寒环境下制热效率低、制热量不足，制约了电动汽车的应用场景。因此，一系列提升热泵空调低温工况下性能的方法得以开发应用。通过合理增加二次换热回路，在对动力电池与电机系统进行冷却的同时，对其余热进行回收利用，以提高电动汽车在低温工况下的制热量。实验结果表明，余热回收式热泵空调与传统热泵空调相比，制热量显著提升。各热管理子系统耦合程度更深的余热回收式热泵以及集成化程度更高的整车热管理系统在特斯拉ModelY、大众ID4CROZZ等车型上已得以应用。但当环境温度更低，且余热回收量更少时，仅通过余热回收依然无法满足低温环境下的制热量需求，仍需使用PTC加热器来弥补上述情况下制热量的不足。但随着电车

15、整车热管理集成程度的逐渐提升，可以通过合理的增大电机发热量的方式来增加余热的回收量，从而提高热泵系统的制热量与COP，避免了PTC加热器的使用，在进一步降低热管理系统空间占用率的同时满足电动汽车在低温环境下的制热需求。除电池电机系统余热回收利用外，回风利用也是降低低温工况下热管理系统能耗的方式。研究结果表明，低温环境下，合理的回风利用措施能够在避免车窗起雾、结霜的同时使电动汽车所需制热量下降46%62%，最大能够降低约40%的制热能耗。日本电装也开发了相应的双层回风/新风结构，能够在防起雾的同时降低30%由通风引起的热损失。这一阶段电动汽车热管理在极端条件下的环境适应能力逐渐提升，并朝着集成化

16、、绿色化的方向发展。为进一步提高电池高功率情况下的热管理效率，降低热管理复杂程度，将制冷剂直接送入电池组内部进行换热的直冷直热式电池温控方式也是目前的一个技术方案，一种电池包与制冷剂直接换热的热管理构型。直冷技术能够提高换热效率与换热量，使电池内部获得更均匀的温度分布，减少二次回路的同时增大系统余热回收量，进而提高电池温控性能。但由于电池与制冷剂直接换热技术需要通过热泵系统的工作提高冷热量，一方面电池温控受限于热泵空调系统的启停，并对制冷剂环路的性能有一定影响，另一方面也限制了过渡季节的自然冷源利用，因此该技术仍需通进一步的研究改进与应用评估。七、 新能源汽车热管理行业竞争格局从全球范围看电装、法雷奥、翰昂和马勒等多家零部件巨头的汽车热管理业务收入规模超过40亿欧元，它们的产品涉及冷却系统、空调系统、压缩机以及热泵系统等。从竞争格局来看，新能源车热管理领域国际巨头在空调系统领域仍将占据统治地位，在其他领域也在逐步布局。国际零部件巨头有望将他们在燃油车空调系统领域的统治优势延续到新能源车领域，以电动压缩机为例，电装、三电和翰昂占据了80%以上的市场份额。