2024年3月2日发(作者:吉利汽车新车标)

行业研究[

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汽车行业深度研究

挖掘价值 投资成长

新能源热管理系统(一):量价齐升, /

交本土供应链崛起

运设

备 /

2022 年 08 月 19 日

证券研究【投资要点】

报告◆ 新能源汽车热管理是驾乘安全与舒适性的重要保证,其相较燃油车有

根本性改变。从功能看,新能源汽车增加了动力电池的制热需求;从实现方式看,新能源汽车空调制热时需要额外增加PTC或热泵,压缩机需升级为电动压缩机,三电系统热管理也需要增加相应的回路。其

整体构造更加复杂,涉及零部件更多。为了避免复杂系统带来的管路冗余,新能源汽车热管理系统正朝着集成化发展。

◆ 从市场空间看,2025 年全球新能源汽车热管理市场规模有望突破1000亿元。单车ASP:据电器工业测算,新能源汽车热管理系统的复杂化、集成化带来单车ASP相较传统燃油车 2-3倍的提升;量:据BNEF预测,2025年全球新能源汽车销量有望达到2060万辆,2021-2025年GAGR 32.9%。据NE时代,2025年全球新能源汽车热管理系统市场规模可达1000亿元以上,2021-2025年GAGR 28.2%。

◆ 从供给看,国内厂商有望从核心零部件供应商向外延伸成为系统供应商。早期国内厂商由于单独提供集成系统的能力较弱,主要供应的是压缩机、阀类、泵类等零部件。近年来,随着技术与生产水平的逐渐成熟,部分企业通过加大研发或并购等方式掌握了局部模块的整合能力,在成本优势的加持下,获得了下游车企的部分订单。随着新能源渗透率的不断攀升与国内新能源整车厂的崛起,热管理供应链有望不断向国内转移。国内热管理企业在局部模块的基础上继续延伸,打造更高效的集成化热管理系统,未来有望更加充分的享受市场红利。

【配置建议】

◆ 从新能源汽车热管理行业发展趋势来看,低能耗的热泵空调有望成为新能源汽车的首选方案,因此我们建议关注在热泵空调及其零部件上具备竞争力的厂商,如从传统制冷行业切入的盾安环境,特斯拉热交换器核心供应商银轮股份。同时,热管理集成化成长性高且壁垒性强,建议关注在集成化热泵上探索较深的三花智控。

【风险提示】

◆ 原材料价格波动风险

◆ 新能源汽车产销量不及预期

◆ 新能源汽车热管理项目进展不及预期

下游客户需求不及预期

强于大市(维持)

东方财富证券研究所

证券分析师:周旭辉

证书编号: S116

联系人:刘斌

电话*************

相对指数表现

12.72%4.15%-4.41%-12.98%-21.55%-30.11%8/1810/1812/182/184/186/188/18汽车沪深300

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汽车行业深度研究

2017

正文目录

1 新能源汽车热管理ASP倍增,市场空间有望超千亿 ........................................ 4

2 集成化大势所趋,热泵与液冷为当前主线 ........................................................ 6

2.1 整车热管理架构:向更高效的集成式系统发展 ............................................ 6

2.2 空调热管理:向热泵化发展 ............................................................................ 8

2.2.1 PTC结构简单,但制约续航 ......................................................................... 8

2.2.2 热泵通过热量搬运提升效率 ........................................................................ 9

2.3 电池热管理:液冷为主,直冷前景广阔 ...................................................... 10

2.4 电机及其他系统热管理 .................................................................................. 13

3 汽车热管理产业链及重点企业的布局 .............................................................. 15

3.1 热管理产业链及关键零部件 .......................................................................... 15

3.1.1 电动压缩机 .................................................................................................. 15

3.1.2 集成化部件 .................................................................................................. 16

3.2 本土企业有望由零部件向系统供应商进阶 .................................................. 17

4 行业重点关注公司 .............................................................................................. 19

4.1 三花智控:客户结构优质,汽零收入持续提升 .......................................... 19

4.2 盾安环境:格力入主摆脱困境,汽车热管理业务有望突破 ...................... 21

4.3 银轮股份:经营稳健提升,持续收获热管理订单 ...................................... 23

5 风险提示 .............................................................................................................. 26

图表目录

图表 1:汽车热管理构成 ........................................................................................ 4

图表 2:全球新能源汽车热管理市场空间预测 .................................................... 5

图表 3:新能源汽车热管理发展趋势 .................................................................... 6

图表 4:乘用车乘员舱空调需求 ............................................................................ 6

图表 5:锂电池温控需求及热负荷 ........................................................................ 6

图表 6:余热回收热泵与基础热泵能耗对比 ........................................................ 7

图表 7:特斯拉Model Y热管理系统 .................................................................... 7

图表 8:大众 ID4. CROZZ热管理系统 ................................................................. 7

图表 9:新能源汽车空调的技术路线 .................................................................... 8

图表 10:三菱i-MIEV热管理系统 ........................................................................ 9

图表 11:PTC空暖与水暖对比 ............................................................................... 9

图表 12:热泵与PTC制热能耗对比 ...................................................................... 9

图表 13:宝马i3热泵系统 .................................................................................. 10

图表 14:不同空调技术路线对比 ........................................................................ 10

图表 15:动力电池不同冷却方式对比 ................................................................ 11

图表 16:动力电池不同冷却方式优缺点 ............................................................ 11

图表 17:丰田普锐斯电池风冷系统 .................................................................... 11

图表 18:风冷电池组总成组装过程 .................................................................... 11

图表 19:特斯拉液冷电池包散热示意图 ............................................................ 12

图表 20:液冷电池组总成组装过程 .................................................................... 12

图表 21:动力电池直冷结构 ................................................................................ 12

图表 22:比亚迪Dmi冷媒直冷技术 .................................................................... 12

图表 23:新能源汽车电机冷却方式 .................................................................... 13

图表 24:新能源汽车电机冷却方式对比 ............................................................ 13

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汽车行业深度研究

2017

图表 25:电机控制器散热器结构 ........................................................................ 14

图表 26:电机控制器散热器基板与翅片结构 .................................................... 14

图表 27:新能源汽车热管理零部件构成 ............................................................ 15

图表 28:电动压缩机 ............................................................................................ 16

图表 29:2021年全球汽车空调压缩机市场格局 ............................................... 16

图表 30:2021年中国汽车空调压缩机市场格局 ............................................... 16

图表 31:特斯拉Model Y八通阀原理图 ............................................................ 17

图表 32:特斯拉Model Y八通阀 ........................................................................ 17

图表 33: 2020年全球汽车热管理系统市场格局 ............................................. 17

图表 34:2021年全球汽车空调市场格局 ........................................................... 17

图表 35:国内汽车热管理企业的进阶路线 ........................................................ 18

图表 36:三花智控汽车热管理零部件 ................................................................ 19

图表 37:2017-2022Q1三花智控主营业务收入情况 ......................................... 20

图表 38:2017-2022Q1三花智控归母净利润情况 ............................................. 20

图表 39:2017-2021三花智控业务收入占比情况 ............................................. 20

图表 40:2017-2021三花智控汽零收入情况 ..................................................... 20

图表 41:三花智控汽车热管理供应情况 ............................................................ 21

图表 42:盾安环境汽车热管理阀类产品 ............................................................ 22

图表 43:2017-2022Q1盾安环境收入情况 ......................................................... 23

图表 44:2017-202盾安环境制冷配件收入情况 ............................................... 23

图表 45:盾安环境汽车热管理合作客户 ............................................................ 23

图表 46:银轮股份新能源汽车热管理零部件 .................................................... 24

图表 47:2017-2022Q1银轮股份主营业务收入情况 ......................................... 24

图表 48:2017-2022Q1银轮股份归母净利润情况 ............................................. 24

图表 49:2017-2021银轮股份业务收入占比情况 ............................................. 25

图表 50:2017-2021银轮股份热管理收入情况 ................................................. 25

图表 51:银轮股份汽车热管理供应情况 ............................................................ 25

图表 52:行业重点关注公司 ................................................................................ 26

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汽车行业深度研究

2017

1 新能源汽车热管理ASP倍增,市场空间有望超千亿

汽车热管理技术是驾乘安全与舒适性的重要保证。汽车热管理的目标有两方面:

(1) 为驾乘人员提供舒适的温度环境;

(2) 使汽车各部件的工作温度处在适宜的范围内。

传统燃油车的热管理系统主要包括空调系统和动力系统(发动机+变速箱),新能源汽车热管理系统包括空调系统和三电系统热管理。从功能看,新能源汽车增加了动力电池的制热需求。

图表 1:汽车热管理构成

资料来源:普华有策,东方财富证券研究所

不同实现方式带来新能源汽车热管理单车ASP的倍增。从实现方式看,新能源汽车与燃油车热管理的区别是:

(1) 燃油车空调的制热功能是直接利用发动机余热进行供热,无需额外热源;新能源汽车需要使用额外的热源,主流的方式主要包括PTC加热和热泵等;

(2) 燃油车的空调压缩机由发动机通过皮带带动,新能源汽车需要用电带动电动压缩机;

(3) 三电系统的温控需要额外增加相关零部件及通道。

新能源汽车热管理涉及零部件更多,构造也更为复杂,据电器工业测算,单车ASP约为6410元,相比传统燃油车(2230元)倍增。

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汽车行业深度研究

2017

新能源汽车热管理“量价齐升”,2025年市场规模有望突破1000亿元。据BNEF预测,2021-2025年全球新能源汽车销量将从660万辆增长至2060万辆,GAGR约为32.9%。据NE时代预测,2025年,全球新能源汽车热泵空调渗透率有望达到50%,三电液冷渗透率有望达到70%。2021年-2025年,全球新能源汽车热管理系统市场规模可从400亿元扩张至1000亿元以上,GAGR超28.2%。其中,国内市场空间超400亿,电池热管理达200亿。

图表 2:全球新能源汽车热管理市场空间预测

12422E国内(亿元)资料来源:NE时代,东方财富证券研究所

2023E2024E2025E国外(亿元)

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2017

2 集成化大势所趋,热泵与液冷为当前主线

2.1 整车热管理架构:向更高效的集成式系统发展

从系统架构来看,新能源汽车热管理由各子系统分散运行向集成化发展。根据热管理系统架构的分散程度,可以将新能源汽车热管理的发展归纳为两个阶段:

(1) 空调(单冷配合PTC电加热)与三电系统热管理分散运行;

(2) 热泵空调与三电系统(余热回收)耦合式集成热管理。

图表 3:新能源汽车热管理发展趋势

资料来源:《碳中和背景下新能源汽车热管理系统研究现状及发展趋势》,东方财富证券研究所

并联系统是热管理由分散向集成的过渡形态。早期,由于新能源汽车油改电架构限制、零部件供应商集成能力不足等原因,新能源汽车热管理的各子系统一般采用分散架构。分散的热管理系统由于零部件和管路冗余导致成本较高,且无法对整车热管理进行统一协调管理,效率较低。随着技术的进步,部分企业采用子系统并联的方式提升集成化和热管理效率。例如,通过在热泵系统中并联换热器来同时满足乘员舱与动力电池温控的需求(由于人体的舒适温度范围和动力电池所需的温控范围相近)。并联系统是热管理由分散向集成的过渡形态,其虽然提升了集成化程度,但电池、电机余热并得到有效利用。

图表 4:乘用车乘员舱空调需求 图表 5:锂电池温控需求及热负荷

项目

车内温度/℃

车内相对湿度/%

车内气流速度/(m/s)

新风量/(m3/h)

热负荷/kW

项目

电池温控范围/℃

电池单元温差/℃

当前主流车型电池容量/(kW?h)

60km/h车速下发热功率/KW

120km/h车速下发热功率/KW

1C快充发热功率/KW

2C快充发热功率/KW

参考值

15-40

<5

50-100

0.18

3.6

1.5-3.0

4-8

夏季

24-28

40-65

0.3-0.4

20-25

3.0-9.3

冬季

18-20

>30

0.2-0.3

15-20

1.5-6.0

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

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2017

集成式热管理系统可以回收三电余热降低能耗,提升热泵性能。由于热泵系统的天然缺陷,导致其在高寒环境下应用受阻,若可以回收利用电池电机余热,则能在不额外增加能耗的同时提升其性能。耦合系统通过合理增加二次换热回路的方式,在冷却电池与电机的同时,回收余热提高新能源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基础热泵空调相比,可降低系统能耗 12%-19%。

图表 6:余热回收热泵与基础热泵能耗对比

资料来源:《电动汽车用余热回收型热泵空调系统的实验研究》,东方财富证券研究所

集成式热管理系统组合形式多样。集成式热管理系统会增加集成化部件,将各种阀类、泵类、换热器、传感器等核心零部件集成,节省管路及系统空间,提升热管理效率。根据空调与电池、电机温控的不同组合,可构成不同的集成式热管理系统,余热回收式热泵在特斯拉 Model Y、大众 ID4. CROZZ等车型上已得以应用。

图表 7:特斯拉Model Y热管理系统 图表 8:大众 ID4. CROZZ热管理系统

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

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汽车行业深度研究

2017

2.2 空调热管理:向热泵化发展

汽车空调主要目标是保障乘员的舒适性以及挡风玻璃的安全性。主要包含以下4种功能:

(1) 采暖和制冷功能;

(2) 过滤、通风和换气功能;

(3) 湿度控制与调节功能;

(4) 除雾与除霜功能。

新能源汽车空调朝低功耗、高性能的方向发展。根据制热方式的不同,新能源汽车空调系统的技术路线可分为单冷空调+PTC电加热系统、热泵空调、热泵空调+PTC辅助加热系统,随着技术的不断进步,其功耗逐渐降低,且在宽温区、极端条件下的环境适应性能力逐渐提升。

图表 9:新能源汽车空调的技术路线

单冷空调+PTC水暖制热热泵空调热泵空调+PTC

资料来源:《碳中和背景下新能源汽车热管理系统研究现状及发展趋势》,东方财富证券研究所

2.2.1 PTC结构简单,但制约续航

使用PTC制热时新能源汽车续航降低近半。由于新能源汽车没有发动机参与制热,早期车企采用PTC加热器方案解决空调制热问题。正温度系数加热器(positive temperature coefficient,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,但其制热时需要消耗大量的电能。从热力学角度看,PTC 制热的COP(设备制热量与消耗功率之比)始终小于1,冬季使用PTC供热时,耗电量较高,严重制约了电动汽车的行续航里程。根据(SAE)研究,采用空调制冷和PTC制热的能源消耗占整车能源消耗的33%,满负荷运转时,新能源汽车续航里程将降低近 50%。

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汽车行业深度研究

2017

图表 10:三菱i-MIEV热管理系统

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

PTC加热分为空暖和水暖加热两种形式。空暖结构简单,成本相较水暖加热更低,但存在一定的安全隐患,而PTC水暖的加热温度控制精度更高。采用PTC加热会增加PTC加热器、电子水泵等零部件。

图表 11:PTC空暖与水暖对比

供热模式

PTC空暖

优点

结构简单、加热温度高、成本低

缺点

温度精度低,有一定的安全隐患

成本较PTC空气加热器高

典型车型

荣威E50、欧拉黑猫

比亚通汉EV、长城欧拉好猫 PTC水暖 加热温度控制精度高、适用温度范围广

资料来源:《新能源汽车空调供热分析》,东方财富证券研究所

2.2.2 热泵通过热量搬运提升效率

热泵空调通过热量搬运制热,效率远高于PTC。热泵空调的原理是使用蒸气压缩循环利用环境中的低品位热量进行制热,并通过阀件组合使空调的蒸发器和冷凝器功能对换,改变热量转移方向,进而冬天制热的需求。其不使用电能直接制热,本质是热量的搬运,因此制热的理论COP大于1。实验数据表明,当使用热泵空调代替PTC满足加热需求时,能耗可以降低54%-79%,显著增加电动汽车的续航里程。

图表 12:热泵与PTC制热能耗对比

资料来源:《电动汽车用余热回收型热泵空调系统的实验研究》,东方财富证券研究所

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汽车行业深度研究

2017

热泵空调主要通过阀件、换热器的组合等形式实现。新能源汽车的热泵空调系统主要由电动压缩机、换热器、换向阀、电子膨胀阀等构件组成,为了提高热泵系统的性能,还可添加储液干燥器、换热器风扇等辅助部件。

图表 13:宝马i3热泵系统

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

PTC辅助热泵可以提升低温性能。面对严寒工况、启动过程等,传统的氟利昂类热泵制热量骤减,制热能力受限,难以满足车室供暖需求,因此进一步衍生了热泵空调+PTC的系统形式,以提升空调的低温性能。

图表 14:不同空调技术路线对比

制热方式

PTC加热

普通热泵

优点

结构简单、加热温度高、成本低

制热效率高、节能效果明显、提高续航能力

利用PTC辅助加热,低温性能较好

缺点

对续航里程有较大影响

低温环境效率低

系统更复杂,能耗较普通热泵增加

单车价值

3500-4000

4000-4500

典型车型

比亚通汉EV、长城欧拉好猫

蔚来ES6、比亚迪海豚

热泵+PTC

4800-5300

比亚迪秦DM-i、丰田Mir-ai

资料来源:《新能源汽车空调供热分析》,电器工业,银轮股份公告,东方财富证券研究所

新能源汽车空调的单车ASP逐渐提升。热泵空调一定程度上解决了PTC能耗高的问题,而热泵+PTC的方案又弥补了基础热泵低温效率低的缺陷,在提升热管理整体效率的同时,其单车ASP也有所提升。新能源汽车空调的发展趋势是高效的解决乘员舱舒适性需求,并与三电系统的精确温度管理进行深度耦合,未来将朝着更加集成化的程度发展,进一步提升效率、降低能耗。

2.3 电池热管理:液冷为主,直冷前景广阔

动力电池冷却的方法主要有风冷、液冷、直冷。新能源汽车正常运行时,动力电池放电产热,温度升高。为了保证电池在适宜的温度运行,需要对电池进行冷却降温。

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2017

图表 15:动力电池不同冷却方式对比

主动风冷资料来源:盖世汽车,东方财富证券研究所

液冷直冷

动力电池的不同冷却方式应用效果有所差异,各有优劣。风冷的散热效果有限,无法满足高散热需求; 液冷散热效率高,但无法维持电池组的温度均匀性;直冷冷却效率高,但依赖于热泵空调的启停,且对制冷剂环路效能有所影响。

图表 16:动力电池不同冷却方式优缺点

电池冷却方式

风冷

液冷

优点

重量轻、成本低、结构简单易于维护、无泄漏风险

电池单体之间温度分布均匀、升温/降温效率较高且速率易控制

冷却效率非常高(比液冷高出 3-4倍)、适合快充、结构紧凑

缺点

与电池之间换热能力一般、升温/降温效率一般

重量大、成本较高、密封标准高、有泄漏风险

没有冷凝水保护、制冷剂温度不易控制、制冷剂系统寿命低

直冷

资料来源:《锂离子电池热管理系统综述》,东方财富证券研究所

风冷结构简单,早期广泛使用。风冷可分为自然对流风冷和强制对流风冷。由于动力电池封装在电池盒内,自然对流无法及时散热,因此实际应用较少。强制风冷利用风扇驱动空气进行循环冷却,可满足电池低充放电倍率运行时的降温需求,是一种比较成熟的主动式冷却技术。由于风冷结构简单、成本低、便于维护,因此在早期的新能源车型或成本受限的车型上得到广泛应用。

图表 17:丰田普锐斯电池风冷系统 图表 18:风冷电池组总成组装过程

资料来源:太平洋汽车,东方财富证券研究所

资料来源:太平洋汽车,东方财富证券研究所

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2017

液冷换热系数高,相较风冷能耗可降低5成以上。液冷技术通过液体介质的流动换热,可分为直接接触式和间接接触式。直接接触式是将电池组浸泡在工程冷却液中,利用液-气相变的潜热吸收电池热量。直接接触式的换热面积高,温度控制比较均匀,但冷却液存在漏液风险,且成本费用较高,目前应用较少。间接接触式则采用泵送循环系统驱动冷却液流过电池表面的液冷管或冷板的内部通道,利用强制对流换热对电池进行降温或加热。相比于风冷系统,液冷换热系数高、冷却速度快、能耗降低50%以上,因此当下被广泛应用。

图表 19:特斯拉液冷电池包散热示意图 图表 20:液冷电池组总成组装过程

资料来源:热设计网,东方财富证券研究所

资料来源:太平洋汽车,东方财富证券研究所

直冷技术可进一步提高电池温控性能。直冷是将制冷剂直接送入电池组内部进行换热的电池温控方式。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。比亚迪DM-i超级混动采用了直冷技术,将冷媒管道连接至电池包直冷板,冷媒在电池包直冷板中蒸发,由液态变为气态,达到冷却目的。

图表 21:动力电池直冷结构 图表 22:比亚迪Dmi冷媒直冷技术

压缩机

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

冷媒

资料来源:比亚迪官网,东方财富证券研究所

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2017

2.4 电机及其他系统热管理

电机冷却的关键在冷却能力和能耗的平衡。驱动电机的冷却方式主要有空气冷却、液体冷却、混合冷却和导热材料冷却等。不同冷却方式的冷却能力与能耗有所不同,其中液冷可以实现两者的基本平衡。

图表 23:新能源汽车电机冷却方式

新能源汽车驱动电机冷却方式 图表 24:新能源汽车电机冷却方式对比

混合冷却空气冷却液体冷却导热材料导热材料冷却液体冷却空气冷却冷却能耗冷却能力

资料来源:《电动汽车驱动电机温度场分析及热管理系统研究》,东方财富证券研究所

自然冷却水冷强制风冷油冷混合冷却空气与液体组合冷却

资料来源:《电动汽车驱动电机温度场分析及热管理系统研究》,东方财富证券研究所

在电机发展的早期阶段,空气冷却被广泛应用。其能耗较低但冷却能力有限,只能被用于产生热量相对较少的电机。随着驱动电机功率密度越来越高,空气冷却逐渐无法满足散热要求。

液冷为当前驱动电机的主流冷却形式。液体有更高的比热容,且更容易达到冷却效果,因此液冷成为驱动电机的主流冷却形式。根据冷却液的不同,液冷又可以分为水冷与油冷。液冷可以用于功率密度较高的驱动电机,能够高效、快速、主动地控制电机温度,但能耗相对风冷有所增加。

混合冷却通常用于大功率和高要求的驱动电机。混合冷却系统结合了液冷和风冷的优点,且两套系统可实现相互独立,冷却能力得到显著提高。但同时设计成本和能耗会显著增加。混合冷却的方式多用于外部空气流动较剧烈的轮毂电机,驱动电机中使用较少。

导热材料冷却多用于辅助温度控制系统。另外,还可以在电机外壳或其他结构上添加高效导热材料,提高散热能力,控制电机温度。随着材料性能的提升,该方法也将被应用到电机冷却系统中,常用导热材料的有碳纤维和不锈钢等,此方法多用于辅助温度控制系统。

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汽车行业深度研究

2017

图表 25:电机控制器散热器结构 图表 26:电机控制器散热器基板与翅片结构

资料来源:《车用电机控制器的液体冷却特性研究》,东方财富证券研究所

资料来源:《车用电机控制器的液体冷却特性研究》,东方财富证券研究所

其他热管理除价值量与燃油车相仿。除空调、电池、电机冷却系统外,新能源汽车热管理系统还包括电控、DC-DC、OBC、功率半导体元器件及减速器等部分的冷却,除减速器采用油冷外,其余部分目前通常采用的方案为水冷,总价值量也与燃油车相仿。

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汽车行业深度研究

2017

3 汽车热管理产业链及重点企业的布局

3.1 热管理产业链及关键零部件

图表 27:新能源汽车热管理零部件构成

新能源汽车热管理零部件构成空调系统电动压缩机电子膨胀阀PTC/热泵四通阀气液分离器截止阀电磁阀蒸发器冷凝器增量三电冷却电子水泵水冷板Chiller电子膨胀阀PTC加热器电子水阀冷却风扇电子油泵油冷器

资料来源:《碳中和背景下新能源汽车热管理系统研究现状及发展趋势》,东方财富证券研究所

新能源汽车热管理增量部件较多,电动压缩机、阀类、高压管件及集成化部件等是关注重点。新能源汽车热管理相对于传统燃油车在空调部分增加了电动压缩机、电子膨胀阀、PTC/热泵系统、四通阀的等零部件,三电冷却系统均为新增部分。其中,换热器、冷却板等偏结构件,相对技术壁垒不高,市场竞争较激烈。电动压缩机、阀类、高压管件及集成化部件等技术壁垒相对较高,是国内厂商需要关注的重点。

3.1.1 电动压缩机

压缩机是空调系统的核心,是热泵空调循环制冷剂介质流动的动力来源。与燃油汽车不同,电动汽车的空调系统由独立的电动压缩机直接驱动。轻量化、高效率和高可靠性是电动压缩机的主要需求,目前应用的主要形式为涡旋压缩机。

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汽车行业深度研究

2017

图表 28:电动压缩机

资料来源:奥特佳官网,东方财富证券研究所

电动压缩机技术壁垒相对较高,格局向头部集中。据Marklines数据显示,全球汽车空调压缩机中,丰田自动织机、翰昂、华域三电、奥特佳等占据7成份额,中国市场华域三电与奥特佳占据份额近7成,头部效应明显。2021年,电动涡旋压缩机第一梯队厂商主要有翰昂、电装、奥特佳、三电等企业,第一梯队占有大约81%的市场份额。据电器工业统计,电动压缩机的单车ASP约为1500元。

图表 29:2021年全球汽车空调压缩机市场格局 图表 30:2021年中国汽车空调压缩机市场格局

5%30%30%13%10%13%丰田自动织机翰昂华域三电奥特佳其他华域三电

13%40%17%29%奥特佳电装法雷奥翰昂

资料来源:Marklines,东方财富证券研究所

资料来源:Marklines,东方财富证券研究所

3.1.2 集成化部件

耦合系统提高了热管理的效率,但系统更为复杂。新能源汽车热管理系统包括多个制冷剂回路,这些回路又各自包括膨胀水壶、电磁阀等部件,这些部件通过管道连接,结构复杂,并且占用大量的空间。为简化管路流程,降低热管理系统空间占用率,部分企业使用集成化部件替代冗余的管路。

集成化部件有利于热管理系统的智能化控制与轻量化的发展。高度集成可以使管路的数量大幅降低有利于热管理系统的智能化控制与轻量化的发展。特斯拉在 Model Y 车型上首次采用了八通阀,以代替传统系统中的冗余管路和阀件。八通阀是一个拥有8个进出口通路的阀组,可通过切换实现不同管路组合的联通。比亚迪阀组集成模块包括多个电磁膨胀阀与通断阀,并将板式换热器集成到阀组之上,能够完成热管理系统多种运行模式的切换,降低管路数量的同时减少制冷剂充注量。

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汽车行业深度研究

2017

图表 31:特斯拉Model Y八通阀原理图 图表 32:特斯拉Model Y八通阀

资料来源:《电动汽车热管理技术研究进展》,东方财富证券研究所

资料来源:易车网,东方财富证券研究所

3.2 本土企业有望由零部件向系统供应商进阶

全球汽车热管理行业头部效应明显。由于汽车热管理系统涉及多学科的知识积淀,如热学、电气等,生产过程复杂,行业技术壁垒较高。外资进入市场较早,具备一定的先发优势,并凭借传统汽车空调领域积累的经验,顺利切入到新能源汽车热管理领域。当前全球热管理市场份额较集中,据华经产业研究院2020 年统计,电装(Denso)、法雷奥(Valeo)、马勒 (Mahle)、翰昂(Hanon)四家热管理巨头共占64%的全球市场份额。

图表 33: 2020年全球汽车热管理系统市场格局 图表 34:2021年全球汽车空调市场格局

28%43%13%11%12%法雷奥马勒其他电装

24%36%18%15%法雷奥翰昂其他

资料来源:Marklines,东方财富证券研究所

电装翰昂

资料来源:华经产业研究院,东方财富证券研究所

国际巨头系统配套能力强,基本覆盖了汽车热管理系统的各个环节。其中,翰昂专注于汽车热管理业务,涉足汽车暖风空调系统、动力传动系统冷却系统、电池热管理系统、热泵系统、压缩机、管路、泵、阀门及换热管等热管理全线产品;马勒、电装、法雷奥是综合型汽车零部件供应商,热管理为其重要业务线之一,产品线齐全。

国内厂商在零部件细分领域有所建树。相比国际巨头来说,国内热管理企业如银轮股份、奥特佳、三花智控等在全球热管理行业中所占份额较低,但近年来发展较为迅速,绑定客户也越来越多。其中,银轮股份主打换热器产品,三花智控与盾安环境主打电子膨胀阀等热管理配件。

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2017

国内厂商从零部件供应过渡至局部模块,未来有望成为集成系统供应商。早期,国内厂商由于单独提供集成系统的能力较弱,主要供应的是压缩机、阀类、泵类等零部件。近年来,随着技术与生产水平的逐渐成熟,部分企业也通过加大研发或并购等方式掌握了局部模块的整合能力,在成本优势的加持下,获得了下游车企的部分订单。未来,随着新能源渗透率的不断攀升与国内新能源整车厂的崛起,热管理供应链有望不断向国内转移。国内热管理企业在局部模块的基础上继续延伸,打造更高效的集成化热管理系统,未来也有望更加充分的享受市场红利。

图表 35:国内汽车热管理企业的进阶路线

成为系统供应商供应局部模块各种子系统、集成组建等供应核心零部件电子膨胀阀、水泵、压缩机等

资料来源:盖世汽车,东方财富证券研究所

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汽车行业深度研究

2017

4 行业重点关注公司

4.1 三花智控:客户结构优质,汽零收入持续提升

三花智控专注于汽车热管理领域的深入研究。浙江三花智能控制股份有限公司成立于 1994 年,总部位于浙江省绍兴市。三花智控以热泵技术和热管理系统产品的研究与应用为核心,专注于冷热转换、温度智能控制的环境热管理解决方案开发,主营业务包括制冷零部件、汽车零部件两大支柱。汽车零部件业务专注于汽车热管理领域的深入研究,主要产品包括热力膨胀阀、储液器、电子膨胀阀、电子水泵、新能源汽车热管理集成组件等。2021 年度营业收入

160.21 亿元,其中汽车热管理业务实现营业收入 48.02 亿元,占比 29.98%,业务毛利率为 23.85%。

图表 36:三花智控汽车热管理零部件

资料来源:公司官网,东方财富证券研究所

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汽车行业深度研究

2017

汽零业务带动公司营收利润高增长。受益于汽零业务高增长,公司近五年营收、归母净利润 CAGR 分别为 14%、8%。 2021 年收入、利润分别同比+41%、+26%。2022Q1,公司实现营业收入 48.04 亿元,同比增长 40.94%;实现归母净利润 4.53 亿元,同比增长 25.81%。公司汽零业务近五年收入 CAGR 47%,占比由 11%提升至30%,业务占比持续提升。2021 年,汽零业务营收 48 亿元,同比+94.5%,占比提至近 30%。

图表 37:2017-2022Q1三花智控主营业务收入情况

292Q1同比(%)营业收入(亿元)资料来源:Choice,东方财富证券研究所

图表 38:2017-2022Q1三花智控归母净利润情况

32.3%40.9%50%40%30%

201515.2%1010.0%4.6%25.8%30%20%13.1%4.2%7.3%20%10%0%5%2.9%0%2022Q1同比(%)

归母净利润(亿元)

资料来源:Choice,东方财富证券研究所

图表 39:2017-2021三花智控业务收入占比情况

100%80%60%40%20%0%20202021 图表 40:2017-2021三花智控汽零收入情况

5040302018.3%119202015.3%49.5%94.5%100%80%60%40%20%0%2021同比(%)

汽零收入占比(%)制冷收入占比(%)

汽零收入(亿元)资料来源:Choice,东方财富证券研究所

资料来源:Choice,东方财富证券研究所

客户结构优质,有望持续受益。自 2017 年以来,公司深度合作戴姆勒、蔚来、沃尔沃、通用、宝马、上汽、比亚迪、特斯拉等车企,在手订单充足。

据 Marklines 统计,公司为特斯拉 Model3 供应电子膨胀阀、油冷器、水冷板、电池冷却系统等核心零部件。随着特斯拉全球工厂产能持续扩张,公司有望深度受益。

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汽车行业深度研究

2017

图表 41:三花智控汽车热管理供应情况

客户

通用

公告时间

2021年2月

合作内容

三花汽零被确定为通用汽车北美大型电动车平台热管理集成组件的独家供货商,销售额预计超过9亿元人民币

三花汽零被确定为上汽集团电动车核心平台电子膨胀阀、热管理集成模块等产品的独家供货商,生命周期内销售额累计超过10亿元人民币,相关车型预计于2022年量产

三花汽零被确定为弗迪科技新能源汽车E平台多个热管理阀类产品的独家供货商,五年生命周期内销售额累计近5亿元人民币,相关车型预计于2021年量产

三花汽零被确定为恒大新能源汽车恒驰系列车型多个热管理阀类、泵类产品的独家供应商,八年生命周期内,预计销售额累计约25亿元人民币

三花汽零成为宝马CLAR/FAAR-WE平台供货商,其中ETXV项目为全球独家供货, Chiller+EXV宝马 2019年12月

项目为中国独家供货,生命周期内销售额合计约6亿元人民币,相关车型预计于2022年量产。

2018 年11月,三花汽零被确定为德国宝马新能源电动汽车平台热管理部件的供应商,生命周期内全球销售额预计约3000万欧元

通用 2019年11月

三花汽零成为通用汽车BEV3平台电池冷却组件和多个热管理阀类产品的全球独家供应商,六年生命周期内,预计销售额累计近20亿元人民币。

三花汽零成为通用汽车电子水泵的供应商,相关车型预计于2022年批量上市,预计至2027年累计销售额近10亿元人民币

三花汽零成为上汽大众新能源电动汽车平台水冷板项目的供货商,相关车型预计于2020年批量上市,生命周期内预计销售额累计约人民币9亿元。

三花汽零被确定为沃尔沃新能源电动汽车平台水冷板项目的全球供货商,生命周期内国内部分预计销售额累计逾人民币6亿元

三花汽零再次被确定为蔚来新能源电动汽车第二代量产车热管理部件的供货商,相关车型预计于2019年批量上市,生命周期内预计销售额累计逾人民币11亿元。

三花汽零成为戴姆勒全球工厂开发生产及配套电子水泵供应商,相关车型预计于2019年批量上市,生命周期内全球销量预计达到359万台

上汽集团 2021年2月

比亚迪

恒大新能源汽车

2020年12月

2020年8月

通用 2019年9月

上汽大众 2019年3月

瑞典沃尔沃 2018年1月

蔚来 2018年1月

戴姆勒 2017年10月

资料来源:公司公告,东方财富证券研究所

4.2 盾安环境:格力入主摆脱困境,汽车热管理业务有望突破

制冷行业龙头切入汽车热管理业务。浙江盾安人工环境股份有限公司是一家专业生产空调器制冷配件及电制冷式中央空调主机和末端设备等产品的公司。前身最早成立于 1987 年,从 1992 年起正式进入空调零部件制造行业,1995 年进入换热器领域,1998 年进入制冷设备领域,2008年切入特种空调领域,目前已经成为国内及至世界制冷行业配件龙头企业。公司主要业务包括制冷元器件、制冷空调设备、汽车热管理产品,其中汽车热管理系统配件包括车用电子膨胀阀、车用电磁阀、单向阀等。

格力定增+授信,助力公司新业务扩张。22年7月8日公司发布定增预案,拟发行1.4亿股,募集资金总额8.1亿元,格力电器拟全部认购1.4亿股,认购后持股38.8%,本次募资将全部用于补充流动资金及偿还银行借款。另外,公司拟与格力电器签订《金融服务协议》,授信额度为人民币10亿元,协议有效期为1年。定增+授信有望大幅改善公司流动性,解决财务困境的同时助力公司新业务的扩张。

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2017

图表 42:盾安环境汽车热管理阀类产品

资料来源:公司官网,东方财富证券研究所

不断完善热管理产品线,竞争力持续提升。2021 年公司实现营业收入

98.37 亿元,同比+33.28%,实现归母净利润 4.05 亿元,实现扭亏为盈。2021

年盾安汽车热管理收入 5756 万元,同比+136.78%,净利润为-1234.37 万元。近年来,公司逐步加大新能源汽车热管理系统的开发,完成了车用 FBEV 电子膨胀阀的开发,填补了行业空白,提升了公司热管理配件产品竞争力。

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汽车行业深度研究

2017

图表 43:2017-2022Q1盾安环境收入情况

1008013.6%6182022Q1同比(%)营业收入(亿元)资料来源:Choice,东方财富证券研究所

图表 44:2017-202盾安环境制冷配件收入情况

33.3%

35%25%15%82.4%45.9%50%40%30%20%-3.2%-18.9%-6.4%5%-5%-15%-25%2.3%-11.1%10%0%-10%-20%2021同比(%)

制冷配件产品收入(亿元)资料来源:Choice,东方财富证券研究所

合作企业广泛,静待新能源汽车热管理二供机会爆发。公司已与主流新能源车企及热管理相关公司建立了合作。客户涵盖比亚迪、蔚来、理想、一汽、上汽、吉利、长安等主机厂,法雷奥、空调国际、马瑞利、三电、松芝、豫新、博耐尔等车用空调系统厂,银轮、拓普等热管理新势力,宁德时代、微宏动力、盟固利等电池企业及宇通、中车、一汽解放等商用车车企。相关产品已经用于包括比亚迪秦、汉、元,吉利极氪 001 等在内的多款车型。随着新能源汽车的渗透率不断攀升,各主机厂和零部件厂出于风险和产能考虑,将会逐渐开放二供、三供。盾安在前期积累的产品经验有助于其进入更多企业的供应商列表,新能源汽车热管理相关业务有望成为公司发展的另一大支柱。

图表 45:盾安环境汽车热管理合作客户

客户类型

乘用车车企

商用车车企

车用空调系统厂

汽车零部件企业

电池企业

主要合作企业

比亚迪、蔚来、理想、一汽、上汽、吉利、长安、合众、零跑

宇通、中车、一汽解放

法雷奥、空调国际、马瑞利、三电、松芝、豫新、博耐尔

银轮、拓普

宁德时代、微宏动力、盟固利

资料来源:公司公告,东方财富证券研究所

4.3 银轮股份:经营稳健提升,持续收获热管理订单

银轮股份主打热交换器与车用空调。浙江银轮机械股份有限公司成立于 1999

年,总部位于浙江省台州市。银轮股份专注于油、水、气、冷媒间的热交换器、汽车空调等热管理产品以及后处理排气系统相关产品的研发、生产与销售,按功能划分,产品包括热管理和尾气处理 2 个系列,其中热管理包括热交换器和车用空调系列。

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汽车行业深度研究

2017

图表 46:银轮股份新能源汽车热管理零部件

资料来源:公司官网,东方财富证券研究所

营收保持高增长,热管理业务收入稳定。公司近五年营收CAGR 为 15.8%。

2021 年收入为78.2亿元,同比+23.6%,受疫情冲击和供应链扰动,归母净利润 2.2 亿元,同比- 31.5%;2022Q1收入20.5亿元,同比+2.8%。随着不利因素影响边际的衰退,公司盈利能力有望修复。公司热管理业务(热交换器+空调)近五年收入 CAGR 14.3%。2021年热管理业务收入62.8亿元,同比增长28.31%,收入占比提升至80.39%,是贡献收入增长的主要动力。

图表 47:2017-2022Q1银轮股份主营业务收入情况

8023.6%6016.1%42022Q1同比(%)营业收入(亿元)资料来源:Choice,东方财富证券研究所

图表 48:2017-2022Q1银轮股份归母净利润情况

30%

4312.3%1.2%-9.0%20%10%0%-10%-31.5%-33.2%-20%-30%-40%14.6%10.0%20%210%2.8%0%192Q1同比(%)归母净利润(亿元) 资料来源:Choice,东方财富证券研究所

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2017

图表 49:2017-2021银轮股份业务收入占比情况

100%80%60% 图表 50:2017-2021银轮股份热管理收入情况

80604012.3%10.3%28.3%30%20%40%20%0%21720187.5%10%0%2同比(%)

热管理收入(亿元)热管理收入占比(%)其他收入占比(%)

资料来源:Choice,东方财富证券研究所

资料来源:Choice,东方财富证券研究所

客户基础稳中向好,有望持续受益于客户产销高增长。公司已逐步成为全球新能源汽车热管理产品种类最丰富的供应商,产品广受认可,主要客户涵盖特斯拉宝马、戴姆勒、奥迪、吉利、广汽、长城、长安、上汽等整车厂及宁德时代等动力电池厂商,客户基础稳中向好。据Marklines显示,公司将为特斯拉Model 3和Model Y提供电池热交换器,有望持续受益于特斯拉全球产销的攀升。

图表 51:银轮股份汽车热管理供应情况

客户

国内某知名新能源车企

公告时间 合作内容

银轮新能源、上海银轮分别获得该客户新平台项目三类热管理产品的定点采购,根据该客户2022年7月 预测,该项目平台产品预计将于近两年内批产,生命周期约为6年,生命周期内销售额预计约17亿元人民币

收到MPA2平台两个项目的冷却风扇总成定点,该平台首款新车型预计将于2022年3月批产,重庆长安 2020年7月 此次获得的两个定点项目批产日期为2024年,生命周期为4年,预计销售额约1.74亿元人民币

吉利新能源 2020年1月

子公司浙江银芝利获得吉利PMA-2平台(SMART车型)热泵空调项目的授权,该项目产品预计将于2022年开始批量供货,生命周期内销售额预计6.95亿元人民币

取得上汽通用乘用车水空中冷器项目的授权,项目产品预计2023年10月开始批量供货,周期6年,目前授权销售额预计2.05亿元,此前还获得通用水冷板的业务授权

获得汽车油冷器项目授权,将于2020年7月开始供货,预计销售额2369万元

公司获得宁德时代水冷板订单,配套通用BEV3项目,于2022年11月开始批量生产预计销售额3.75亿元

子公司南昌银轮获江铃新能源GSE热系空调订单,预计2020年6月开始供货,生命周期预计总销售额为 6.87亿元

为威睿电动汽丰BE12电动平台供应液冷板,预计2021年开始批量供货,预计生命周期内总吉利新能源 2018年12月 销售额预计约为11.5亿元,此前还为吉利PMA平台供应热交换总成产品,预计2021年开始供货,量产周期内合计供货量预计约为338万套

长安福特

上汽通用

东风日产

宁德时代

2020年1月

2020年1月

2019年8月

江铃新能源 2019年1月

2018年11月 为福特供应BEV-A电池冷却板,预计2021年开始供货,生命周期内总供货量预计约24万套

资料来源:公司公告,东方财富证券研究所

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汽车行业深度研究

2017

图表 52:行业重点关注公司(截至2022年8月18日,三花智控、盾安环境估值来自choice一致预期)

代码 简称

总市值

(亿元)

2021

PE(倍)

2022E 2023E 2024E 2021

0.47

0.44

0.28

EPS(元/股)

2022E 2023E 2024E

0.63

0.80

0.57

0.82

0.71

0.73

1.01

0.86

0.93

股价

(元)

评级

三花智控 1019.71 53.95 49.29 38.11 30.84

盾安环境

银轮股份

185.09

128.17

31.00 25.34 28.32 23.42

44.86 22.87 17.79 13.96

31.18

未评级

20.18

未评级

16.18

增持

资料来源:Choice,东方财富证券研究所

5 风险提示

◆ 原材料价格波动风险

◆ 新能源汽车产销量不及预期

◆ 新能源汽车热管理项目进展不及预期

◆ 下游客户需求不及预期

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2017

东方财富证券股份有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格

分析师申明:

作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,保证报告所采用的数据均来自合规渠道,分析逻辑基于作者的职业理解,本报告清晰准确地反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响,特此声明。

投资建议的评级标准:

报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后3到12个月内的相对市场表现,也即:以报告发布日后的3到12个月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A股市场以沪深300指数为基准;新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500指数为基准。

股票评级

买入:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅15%以上;

增持:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于5%~15%之间;

中性:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-5%~5%之间;

减持:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-15%~-5%之间;

卖出:相对同期相关证券市场代表性指数跌幅15%以上。

行业评级

强于大市:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅10%以上;

中性:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~10%之间;

弱于大市:相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上。

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本研究报告由东方财富证券股份有限公司制作及在中华人民共和国(香港和澳门特别行政区、台湾省除外)发布。

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