今年,秋天“遲到”,并可能“早退”,冬季供暖已被提上議事日程?事實上,作為專有名詞的“熱管理”,并不是用來管理供熱的,卻真正與“送溫暖”有關(guān),尤其是對于新能源車而言。
電動車怕什么,可能就是怕冬天!因為標(biāo)稱續(xù)航400公里的車子,天冷一開空調(diào),電池續(xù)航能力就可能衰減一半左右,在高速公路上被拖車的例子遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一個。來自上海交通大學(xué)陳江平教授團(tuán)隊,29日在第一屆熱管理行業(yè)解決方案展示中提出,基于二氧化碳低溫?zé)岜眯涂照{(diào)系統(tǒng),具有制熱能效比高的特點,正越來越多應(yīng)用于純電動、插電式混合動力車型中,緩解其冬季續(xù)駛里程嚴(yán)重“縮水”問題。
新型空調(diào)系統(tǒng)緩解新能源汽車?yán)m(xù)航焦慮
在寒冷的環(huán)境溫度下,由于沒有傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機廢熱“加持”,電動車空調(diào)系統(tǒng)只能直接消耗電池電能,這也是電動車冬季續(xù)駛里程大幅度縮減的重要原因?!俺姵?、電機之外,純電動的新能源車還有什么最重要裝備?”在上海第二工業(yè)大學(xué),陳江平教授助理施駿業(yè)博士告訴同行,在他們看來,相對于傳統(tǒng)意義上的汽車,未來打開車輛的車蓋就可以發(fā)現(xiàn),能替代發(fā)動機重要性的就是熱管理主機系統(tǒng),以便最大程度減少續(xù)航焦慮。
在新能源造車新勢力下,熱管理專家從“能量管理”的理念來理解整個熱系統(tǒng)。比如熱泵型空調(diào)系統(tǒng),不僅為電動車整車提供制冷制熱,讓大電池續(xù)航力的衰減幅度比原先減少50%左右;還有不少細(xì)節(jié)讓電動車的電池更為節(jié)能“續(xù)命”,并讓開車人更加溫情“適意”。施駿業(yè)舉例說,這套熱管理系統(tǒng),可以在過夜停車時以小電流將電池保溫在0攝氏度以上,也可以在單人駕駛時只針對主駕駛座椅及方向盤進(jìn)行局部控溫。
事實上,作為新一代海量移動的能源載體,以及個人家庭和工作單位之間的第三空間,新能源車需要的科學(xué)“熱管理”還有眾多方面。譬如電動車在自動駕駛模式下,是其算力最集中的時候,全車運算能力出現(xiàn)峰值狀態(tài),車內(nèi)擁有的5G等各種芯片,高峰散熱需求達(dá)到3000瓦水平,需要定時、定點地精準(zhǔn)冷卻、高效降溫。當(dāng)天,來自清華大學(xué)的曹炳陽教授就分析了5G芯片熱輸運與熱管理的相關(guān)解決方案。
新能源汽車推動熱管理系統(tǒng)升級
傳統(tǒng)燃油汽車熱管理主要包含的是空調(diào)系統(tǒng)和發(fā)動機系統(tǒng)的熱管理,目的是為了整 車各項零部件處于合適的溫度,保障車輛發(fā)揮出最佳的駕駛性能。由于新能源汽車與傳 統(tǒng)燃油汽車在結(jié)構(gòu)上的巨大差異,當(dāng)新能源汽車滲透率不斷提升時,熱管理行業(yè)必然催 生出更多的需求。
與傳統(tǒng)燃油車相比,新能源汽車主要有三點不同。
第一,兩者均需要進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng) 熱管理,然而在空調(diào)制熱的情況下,傳統(tǒng)燃油車可以通過發(fā)動機的余熱給車內(nèi)供熱,而 新能源車則必須要主動進(jìn)行制熱。
第二,由于兩者的動力系統(tǒng)不同,傳統(tǒng)燃油車動力系 統(tǒng)熱管理主要針對發(fā)動機和變速箱,而新能源車熱管理主要針對電機和電機控制器。
第 三,新能源車相比傳統(tǒng)燃油車增加了電池?zé)峁芾恚捎谛履茉窜囈噪姵仉娔茏鳛轵?qū)動能 源,當(dāng)電池溫度過高可能帶來一定風(fēng)險,因此有必要進(jìn)行電池?zé)峁芾怼2咫娀靹榆嚱Y(jié)合 了傳統(tǒng)燃油車和純電動車的特點,相比純電動車而言更為復(fù)雜,還需配備發(fā)電機熱管理 系統(tǒng)。
汽車熱管理行業(yè)需求 千億市場大爆發(fā)
汽車熱管理行業(yè)市場需求與下游汽車行業(yè)景氣度密切相關(guān)。從最近 16 年的汽車銷 量數(shù)據(jù)來看,中國汽車銷量經(jīng)歷了先快速增長再滑坡的過程。2005-2017 年中國汽車銷 量從 576 萬輛增長到 2887 萬輛,總體汽車銷量增長了 4 倍,年復(fù)合增速達(dá)到 14.38%。 自 2018 年開始,中國汽車行業(yè)先后受到中美貿(mào)易戰(zhàn)、機動車國五標(biāo)準(zhǔn)切換國六、新冠 疫情等不利因素影響,導(dǎo)致汽車銷量逐年滑坡。
由于新能源汽車的熱管理需求升級,所以汽車熱管理行業(yè)將大大受益于新能源汽車 的發(fā)展。中國新能源汽車行業(yè)從 2019-2021 年經(jīng)歷了從政策扶持退坡到快速成長的階段,2019年中國新能源汽車銷量為 120.6 萬輛,同比下滑 4.0%。由于 2019 年下半年新能源 汽車補貼大幅退坡,全年銷量情況表現(xiàn)不佳,且上半年出現(xiàn)搶裝的現(xiàn)象,透支了部分下 半年的需求。2020 年中國新能源汽車銷量為 136.7 萬輛,同比增長 13.3%。受益于國產(chǎn) 特斯拉大賣,新能源汽車市場認(rèn)可度提升,中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展開始擺脫政策扶持 走向需求推動。即便一季度車市受新冠疫情影響嚴(yán)重,全年依舊實現(xiàn) 13.3%的增長。從 2021 年年初到 9 月份,中國新能源汽車銷量為 215.7 萬輛,同比增長 193.9%,且自 4 月 份開始始終保持環(huán)比正增長。
為響應(yīng)碳減排的目標(biāo),各國都是大力支持新能源汽車的發(fā)展。從近兩年各國和各地 區(qū)新能源汽車相關(guān)政策來看,大多數(shù)國家或地區(qū)的目標(biāo)是在 2030 年實現(xiàn) 50%新車銷售 為新能源汽車,在 2035 年實現(xiàn) 100%新車銷售為新能源汽車。中國當(dāng)前政策目標(biāo)低于各 國平均水平,然而我們認(rèn)為從 2020 年四季度開始,中國新能源汽車銷量明顯走出消費 崛起的趨勢。2021 年 9 月中國新能源汽車滲透率已經(jīng)達(dá)到 17.3%,中國最快有望在 2022 年完成新能源汽車占總銷量 20%左右的目標(biāo),因此到 2030 年中國新能源汽車占總銷量 有極大可能達(dá)到甚至超過 50%。
全球新能源乘用車市場快速增長給熱管理行業(yè)帶來巨大的增量和機遇。根據(jù) EV Sales 發(fā)布的新能源汽車數(shù)據(jù),2020 年全球新能源乘用車?yán)塾嬩N量為 312 萬輛,在全球 汽車市場低迷的情況下,逆勢實現(xiàn) 41%的增長,滲透率達(dá)到 4%。當(dāng)前新能源汽車正在 加速滲透,屢超市場預(yù)期,截止到 2021 年 9 月,當(dāng)月中國地區(qū)新能源乘用車滲透率為 19%,歐洲地區(qū)滲透率超 20%。
隨著后續(xù)特斯拉北美地區(qū)產(chǎn)能投產(chǎn),美國地區(qū)新能源乘 用車滲透率也有望快速提升。我們根據(jù)當(dāng)前各國和各地區(qū)新能源汽車滲透率的政策目標(biāo), 測算出 2025 年全球新能源乘用車的銷量情況。預(yù)計 2025 年中美歐及其他地區(qū)新能源乘 用車銷量分別為 961 萬輛、527 萬輛、655 萬輛和 448 萬輛,對應(yīng)新能源乘用車滲透率分 別為 39%、30%、41%和 21%。加總得全球新能源乘用車銷量 2591 萬輛,對應(yīng)滲透率為 33%。
新能源乘用車可分為插電混動乘用車和純電動乘用車。插電混動乘用車空調(diào)系統(tǒng)不 需要使用水暖 PTC 和熱泵,但需要多一套發(fā)電機熱管理系統(tǒng)。參考相應(yīng)產(chǎn)品價格,我們 發(fā)現(xiàn)插電混動乘用車與純電動乘用車熱管理系統(tǒng)單車價值量相差不大。因此我們假設(shè)新 能源乘用車熱管理系統(tǒng)單車價值量均價為 6800 元,同時假設(shè)傳統(tǒng)乘用車單車價值量均 價為 2300 元。根據(jù)前文對于中國新能源乘用車市場的預(yù)測,我們預(yù)計 2025 年中國乘用 車熱管理市場空間為 1002 億元,其中新能源乘用車熱管理市場空間為 653 億元,預(yù)計 2021-2025 年復(fù)合增速達(dá)到 34%。
我們依舊假設(shè)全球市場的傳統(tǒng)乘用車和新能源乘用車單車價值量均價分別為 2300 元和 6800 元,根據(jù)前文對于全球乘用車市場的預(yù)測,我們預(yù)計2025年全球乘用車熱管理市場空間為 2987 億元,其中新能源乘用車熱管理市場空間為 1761 億元,預(yù)計 2021- 2025 年復(fù)合增速達(dá)到 40%。
海外巨頭占現(xiàn)有全球熱管理市場過半份額
電裝:全球熱管理龍頭。日本電裝是全球第二大汽車零部件企業(yè)和全球最大熱管理系統(tǒng)供應(yīng)商,公司熱管理產(chǎn)品涵蓋傳統(tǒng)發(fā)動機熱管理系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等,品類齊全。
法雷奧:歐洲熱管理龍頭。法國法雷奧是世界前十大汽車零部件企業(yè),公司熱管理產(chǎn)品包括空調(diào)系統(tǒng)、動力總成熱管理和電池冷卻系統(tǒng)等。
翰昂:專門從事汽車熱管理業(yè)務(wù)。韓國翰昂2019年通過收購麥格納相關(guān)業(yè)務(wù),成為全球第二大熱管理系統(tǒng)供應(yīng)商,公司產(chǎn)品涵蓋空調(diào)系統(tǒng)、動力總成散熱系統(tǒng)、熱泵、電池散熱系統(tǒng)等。
馬勒:以動力總成熱管理為主。德國馬勒憑借收購貝洱集團(tuán)和德爾福熱管理業(yè)務(wù),于2015年成為全球第四大熱管理系統(tǒng)供應(yīng)商,公司產(chǎn)品由發(fā)動機冷卻系統(tǒng)擴(kuò)展至空調(diào)和新能源熱管理系統(tǒng)。
國內(nèi)熱管理零部件企業(yè)實現(xiàn)突圍的兩大路徑:
1)立足優(yōu)勢單品,拓展頭部客戶
拓普依托 IBS 智能剎車系統(tǒng)研發(fā)能力,熱泵總成、電子膨脹閥、電子水閥、等產(chǎn)品進(jìn)軍熱管理系統(tǒng)。 銀輪股份基于熱交換器優(yōu)勢,建立空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計能力,獲吉利Smart和江鈴新能源等定點。三花智控立足閥類優(yōu)勢,形成組件和系統(tǒng)配套能力,獲特斯拉和大眾MEB等定點。
2)并購海外優(yōu)質(zhì)資產(chǎn),實現(xiàn)產(chǎn)品和客戶雙升級
2015年奧特佳收購空調(diào)國際,實現(xiàn)從零部件向系統(tǒng)供應(yīng)商的轉(zhuǎn)變。銀輪股份2016和2019年分別收購美國熱動力公司和瑞典Setrab AB,從而進(jìn)軍海外市場。