新能源汽车热管理行业技术发展趋势与竞争格局分析

2023年12月9日发(作者：15年奇瑞风云2多少钱)

新能源汽车热管理行业技术发展趋势与竞争格局分析

目录索引

热管理行业 (2)

（一）技术趋势：热管理集成优化效益，单车价值量提升 (2)

（二）商业模式：配套国际T IER 1，筹备热泵集成化 (7)

（三）竞争格局：本土企业修炼内功，挑战外资巨头地位 (8)

（四）历史复盘：突破核心技术，优质供应链打开成长空间 (13)

（五）产业周期：集成化模糊竞争边界 (18)

热管理行业

（一）技术趋势：热管理集成优化效益，单车价值量提升

汽车热管理系统是控制优化热量传递的系统，包含广义上所有车载热源系统的

管理优化。其主要作用是温控和冷却，以保证零部件处于最佳温度范围以及驾驶舒

适安全性，热管理系统的优劣直接影响汽车整体的性能。传统燃油车热管理系统由

空调系统和动力总成冷却系统组成，新能源汽车的热管理需求则更加复杂，由于动

力来源改变，增加了三电系统，其热管理系统在燃油车基础上又新增电池热管理和

电机电控热管理系统,空调系统的要求亦有所提高。

图30：汽车热管理系统分类

数据来源：广发证券发展研究中心

作为新能源汽车新增部分，电池热管理的主流技术路线按冷却介质可分为三种：

风冷、液冷和直冷。风冷以简单、便于维护的优点广泛应用于早期新能源汽车中；

液冷成本和换热性能均居中，且契合续航、电池能量密度提升的趋势，是目前最常

见的动力电池冷却方式；直冷可达到最佳换热效果，但成本昂贵，当下应用较少。表16：电池热管理三种技术对比

风冷技术液冷技术直冷技术介质低温空气冷却液空调系统制冷剂

原理冷风流经电池表面换热增加冷却回路制冷剂蒸发散热

结构简单复杂紧凑换热效率低较高高成本低较高高应用车型代表日产聆风、北汽EC180 通用Volt、吉利帝豪EV 宝马i3

数据来源：高工锂电、广发证券发展研究中心

热管理零部件按使用场景可分为空调核心部件、热交换器类、驱动部件三类。

（1）汽车空调：主要包括HVAC（Heating, Ventilation and Air Conditioning，

暖通空调）模块、压缩机、蒸发器、储液罐、膨胀阀、换热器（蒸发器、冷凝器）

等部分。燃油车利用发动机驱动空调压缩机，制冷模式下压缩机功率占比约5%-20%,

通暖模式下热量亦来自发动机余热；纯电动车则采用电机驱动压缩机的方式工作，

冷源同时供应电池冷却系统。

图31：汽车空调行业产业链数据来源：盖世汽车、广发证券发展研究中心

（2）热交换器：包括散热器、中冷器、油冷器等。散热器由进水室、出水室、

散热器芯体组成，为燃油车发动机冷却系统重要部件；中冷器是增压发动机必备套

件，用于降低空气温度、减轻热负荷、提升发动机效率；油冷器作用是吸收润滑油

热量并与空气交换散热。

（3）驱动部件：以水泵为主，部分采用油泵。水泵是冷却系统的动力核心，当

下中低端燃油车主要使用传统离心式机械水泵。

表17：新能源汽车和传统燃油车在热管理系统上主要区别

系统新能源汽车传统燃油汽车空调制冷系统电动机驱动压缩机发动机驱动压缩机

空调制热系统PTC加热/热泵空调技术发动机余热+水泵

发动机冷却系统混合动力车型有有

电池热管理系统有无电机电控热管理系统有无

数据来源：高工电动车、广发证券发展研究中心

新能源汽车热管理系统在传统燃油车基础上主要新增了电池冷却板（Chiller）、

电子水泵、热泵系统/PTC加热器（Positive Temperature Coefficient，正温度系数

热敏电阻）、电动压缩机、电子膨胀阀、冷却板、低温散热器等零部件。

（1）电池冷却器（Chiller）：电池热管理系统的重要部件，主要作用是将空

调系统的冷媒引入，冷媒在蒸发器中吸收电池冷却回路中传递过来的热量并将其带

走，以此冷却电池。其结构一般由一个换热器主体，一个外部蒸发器，两个冷却液

进出管（一进一出），两个冷媒管（一进一出）组成。

图32：chiller在电池热管理系统中的作用图33：特斯拉Model S电池包冷却系统配备两个水泵

数据来源：智享汽车、广发证券发展研究中心数据来源：立鼎产业研究、广发证券发展研究中心

（2）电子水泵：新能源汽车的标配，作用与机械水泵相同，原理是通过电控模

块，在电机驱动下对冷却液加压。单车用量在2-3个左右，协同动力电池pack和电机

系统。价格大约是机械水泵的2-3倍，具有精确控冷、使用寿命长的优点。

表18：机械水泵和电子水泵的区别

机械水泵电子水泵原理发动机带动水泵对冷却液加压，保证循环流动通过电控模块对冷却液加压

驱动机发动机电机

体积大小

优点结构简单，排量大寿命长，精确控冷，快速暖机，节省油耗

缺点受限于发动机工况需要电机和可靠控制器，成本高

应用中低端汽车新能源车及燃油车高端车型

价格100-150元/个约300元/个数据来源：立鼎产业研究、广发证券发展研究中心

（3）热泵装置/PTC加热器：目前新能源汽车主流采暖方案是PTC，利用电阻

通电产热，产热效果较好。热泵空调是未来发展趋势，可将热能从热源转移到热储，

主要由电子膨胀阀、电动压缩机、换热器、四通换向阀等部件构成，四通换向阀可

使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换，实现冬天制暖、夏天制冷的效果。

图34：热泵空调、电动压缩机、电子膨胀阀使用示意图图35：特斯拉Model Y热泵系统

数据来源：《电动汽车热泵空调系统》、广发证券发展研究中心数据来源：高工电动车、广发证券发展研究中心

（4）电动压缩机：应用于新能源汽车空调系统的核心部件，起着压缩和输送制

冷剂蒸汽的作用。电力驱动要求压缩机必须采用涡轮技术，电动涡旋式压缩机结构

紧凑，相较传统压缩机多了驱动电机和控制器，因而成本也相应提升。

（5）电子膨胀阀：主要用于汽车空调系统和电池冷却系统，属于控制部件，通

过预设程序调节蒸发器供液量，相比于传统的热力膨胀阀具有低温适应性佳、节能

可控、反映快、精度高的优点。

（6）冷却板：电池包水冷系统最关键的零部件之一，也称水冷板，内充冷却液。

（7）低温散热器：与水泵和加热器共同组成电池冷却的单独系统，具有简单、

成本低、低温下经济节能的优点，缺点是应用受天气限制、冷却性能较低。

图36：冷却板内部构造图37：电池低温散热系统

数据来源：高工锂电、广发证券发展研究中心数据来源：祥博传热官网、广发证券发展研究中心

新能源汽车热管理系统显著提升了单车价值量。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，目前单车价值量在2300元左右。新能

源热管理系统增加了电池热管理的部分，且电动压缩机、热泵空调带动空调系统升

级，价值量可提升至2-3倍左右。热泵空调几大主要零部件中，阀类产品尤其是电子

膨胀阀属于控制类器件，包含电控元件，电动压缩机、电子水泵也同样具备控制属

性，壁垒相对高。而热交换类、管路类零部件的难度较低，技术壁垒更多集中于制

造工艺等方面。

数据来源：第一电动、广发证券发展研究中心

热管理集成化为发展趋势。集成化意味着统筹多部件、多系统的热量管理，以

达到最佳使用效率，可以是部分单元集成，也包括整车热管理。未来整车热管理的

发展方向主要在于环保高效、结构紧凑化、模块化、标准化，在此基础上，热管理集成化的要求也从粗放型向精益化设计转变。

图38：热管理集成化需要对多系统进行统筹设计

数据来源：盖世汽车、广发证券发展研究中心

（1）去PTC化有望成为未来主流。PTC水暖加热是目前新能源汽车主流采暖方

案，结构简单且制热效果好，缺点在于功耗较高。热泵空调作为集成化系统，效能

系数比PTC加热高出2-3倍，提升续航20%以上，目前特斯拉、大众、上汽、吉利、

比亚迪、宇通客车、蔚来等一流新能源汽车企业已配套热泵系统。随着低温热泵技

术渐趋成熟，去PTC化有望成为主流。

图39：热泵系统与PTC加热能效对比（以荣威Ei5为例）图40：奥特佳、格力低温热泵技术

数据来源：高工电动车、广发证券发展研究中心数据来源：盖世汽车研究院、广发证券发展研究中心

表20：PTC和热泵技术的区别

PTC技术热泵技术原理电流通过电阻发热热能从低位热源向高位转移

零部件电阻、陶瓷发热元件四通阀等

优点简单、加热能效易把握高效、节能

缺点能耗高设计复杂、低温适应较差

成本低高

特斯拉Model Y、宝马i3、丰田普锐斯、雷诺Zoe、捷豹I-PACE、应用代表车型通用Bolt、秦EV450、江淮IEV6E

奥迪e-tron、蔚来ES6、荣威Ei5/MARVELX等

数据来源：高工电动车、广发证券发展研究中心

（2）回路共享提升热效率。与独立的子系统相比，在各个系统模块（电池、电

子电气设备和电机）之间共享冷却/加热回路，在封装上有显著优势，也可以降低BOM

成本并使热效率最大化。特斯拉Model 3通过共享回路汇聚来自各个部件的热量，一

定程度上降低对高功率辅助设备的依赖。此外，大陆、博世、诺马等供应商亦推出

集成化的整车热管理系统方案，热回路共享成为热管理前沿技术趋势。

图41：大陆集团整车热管理系统方案图42：特斯拉Model 3热回路集成

数据来源：高工电动车、广发证券发展研究中心数据来源：电动汽车报、广发证券发展研究中心

（二）商业模式：配套国际Tier 1，筹备热泵集成化

零部件配套国际Tier 1。汽车零部件供应商分Tier 1（一级供应商）和Tier 2（二

级供应商），Tier 1企业掌握核心技术与集成化系统研发能力，与整车厂商就零部件

产品的技术、质量、价格等直接谈判并配套供应，国际Tier 1热管理供应商主要有电装、法雷奥、马勒、翰昂、大陆、博世、诺马、伟巴斯特等。国内热管理企业作为

Tier 2为Tier 1企业供应零部件或子系统，间接配套整车厂商，供应链地位较低。

上升零部件Tier 1，集成化发展促进良性循环。随着新能源汽车热管理需求的兴

起，本土Tier 2企业获得了进阶的机会，陆续通过整车厂一级供应商认证。发展集成

技术则有助于提升订单价值量，实现从供应零部件到参与整车设计、同步开发的转

变。作为核心Tier 1接近客户，更可以获得信息、资金、销量等优势，形成良性循环。

表21：汽车热管理企业一级供应商客户信息

企业供应商客户

三花智控法雷奥、马勒、翰昂、空调国际、博耐尔、邦迪管路、库伯标准、博格思众、三电、康奈可、江森自控

银轮股份采埃孚、康明斯、卡特彼勒、宁德时代、安特优等

奥特佳宁德时代

中鼎股份博世、宁德时代等

飞轮股份博格华纳、丹佛斯、盖瑞特、威茨曼等

数据来源：公司年报、广发证券发展研究中心

筹备热泵集成化，进击高层次集成领域。低层次的集成化集中于总成和模块产

品，如三花智控的Smart chiller和EXV，对此国内厂商多具备开发能力，产品方案也

有一定竞争优势。高层次集成化以系统甚至整车热管理集成为代表，技术难度大、

产品方案相对不成熟、价值量较高，国际Tier 1具备领先优势。目前本土热管理企业

在高层次集成化方面进展较慢，获得的外资车企直接配套机会较少，但热泵集成领

域本土厂商已经拥有系统解决方案，也获得了一定突破，比如银轮股份为吉利PMA-2

平台的Smart车型供应热泵空调。以Smart为代表的A00车型成本诉求大，因此本土

厂商具备竞争优势，未来或可从小车型切入，打磨技术，不断上探。

表22：热管理企业切入高层次集成领域

企业供应商客户平台/车型供应产品银轮股份吉利PMA-2/Smart 热泵空调

银轮股份江铃/热泵空调

松芝股份上汽荣威Ei5热泵空调

数据来源：公司年报、广发证券发展研究中心

与国际Tier 1正面交锋，零部件厂商合作中博弈。切入高层次集成领域意味着进

入国际Tier 1的主战场，与其合作的关系亦会受到挑战。国际Tier 1与整车厂长期深

度合作且具备技术优势，使得行业技术和结构壁垒较高，这也成为本土热管理企业

集成化进程中的难点。凭借产品质量、方案成熟度和成本优势，近年来本土热管理

供应商整车厂的认可度与日俱增，本土企业有望以小车型作为切入点，在热泵集成

领域率先突围成功，进而在高层次集成化市场占据一定份额。

（三）竞争格局：本土企业修炼内功，挑战外资巨头地位

传统汽车热管理巨头地位稳固，相较之下本土企业仍有差距。2019年国内新能源汽车产销量渗透率仅为5%左右，新能源汽车热管理行业尚处起步阶段，因此，现

有竞争格局主要看传统燃油车热管理行业。全球热管理市场集中度较高，格局稳定，

2019年前四大巨头电装、法雷奥、翰昂、马勒共占据59%的销售额市场份额。