据乘联会数据，2021年前三季度国内新能源乘用车销量为182.1万辆，同比高增超过200%，月度销量均超历年同期。2021年以来渗透率不断提升，9月突破20%。受芯片短缺、原材料价格上涨等不利因素影响，乘用车整体销量环比下跌，同时新能源乘用车销量环比持续创新高，推动渗透率持续提升。

据中国产业信息网，国内电动汽车热管理系统市场规模预计可扩张至420亿元，复合年增长率超过30%。

新能源热管理行业有望成为新能源产业链细分领域中待挖掘的投资“金矿”。

传统燃油车VS新能源车热管理

汽车热管理行业集合了热学、力学、电气等多种学科知识，涉及锻造、焊接、装配等多项工艺，存在较高的技术壁垒。

其本质是通过热量传递实现对温度的控制，形成合理的温度场。

传统燃油汽车热管理主要包含的是空调系统和发动机系统的热管理，目的是为了整车各项零部件处于合适的温度，保障车辆发挥出最佳的驾驶性能。

新能源汽车热管理系统在动力来源、发动机结构等方面与之存在较大差异。

与传统燃油车相比，空调系统动力源从发动机转型电池，在制热时丧失重要热源。因此，新能源汽车尤其是纯电动汽车动力系统的根本性变化正在重塑汽车热管理系统架构。

特斯拉Model3热管理系统原理图：

汽车热管理系统变革

1.1 新能源汽车推动热管理系统升级

传统燃油汽车热管理主要包含的是空调系统和发动机系统的热管理，目的是为了整 车各项零部件处于合适的温度，保障车辆发挥出最佳的驾驶性能。由于新能源汽车与传 统燃油汽车在结构上的巨大差异，当新能源汽车渗透率不断提升时，热管理行业必然催 生出更多的需求。

与传统燃油车相比，新能源汽车主要有三点不同。第一，两者均需要进行空调系统 热管理，然而在空调制热的情况下，传统燃油车可以通过发动机的余热给车内供热，而 新能源车则必须要主动进行制热。第二，由于两者的动力系统不同，传统燃油车动力系 统热管理主要针对发动机和变速箱，而新能源车热管理主要针对电机和电机控制器。第 三，新能源车相比传统燃油车增加了电池热管理，由于新能源车以电池电能作为驱动能 源，当电池温度过高可能带来一定风险，因此有必要进行电池热管理。插电混动车结合 了传统燃油车和纯电动车的特点，相比纯电动车而言更为复杂，还需配备发电机热管理 系统。

1.2 空调热管理

传统燃油车与新能源汽车由于在动力结构上不同，所以两者在空调制热系统上有很大差别，而两者的空调制冷系统在工作原理上则基本类似。均是通过压缩机将制冷剂推 动到冷凝器降温，然后经过膨胀阀压力调节，使制冷剂以液态形式进入蒸发器。由于制 冷剂沸点较低，进入蒸发器后便会蒸发吸热使蒸发器内温度降低，鼓风机将车内热空气 吹过低温蒸发器后便会形成冷风制冷。两者主要的区别在于传统燃油车使用发动机为压 缩机提供动力，而新能源汽车使用的是电动压缩机。

1.2.1 燃油车空调制热系统

燃油车的发动机工作时燃烧温度最高可达到 2500℃，即使怠速运转时燃烧温度也在 1000℃左右，这个热量如果不散发出去就会损坏发动机。而燃油车内空调系统的制热恰 恰是利用了发动机的余热，具体工作原理为冷却液流入发动机吸热，然后高温冷却液再 流回水箱散热，这时鼓风机将低温空气吹入高温水箱，低温空气吸收水箱热能便会形成 暖风制热。

1.2.2 新能源汽车空调制热系统

由于纯电动车内没有发动机，电机电控在运行过程中温度也无法达到发动机的水平， 因此无法利用动力组件为车内供热。目前纯电动车空调制热系统主要使用的是 PTC 制热 和热泵制热。

PTC 制热是指利用正温度系数很大的半导体材料作为热敏电阻，通过热敏电阻发热 来提高温度。目前 PTC 制热包括 PTC 风暖制热和 PTC 水暖制热两种方式， PTC 水暖制 热是将 PTC 加热器与空调暖风芯体相连，通过 PTC 加热器的液体流向车内空调暖风芯 体，空气通过暖风芯体加热后直接吹入车内，实现车内采暖功能；PTC 风暖制热只需要 将传统汽车空调暖风芯体替换为 PTC 加热器即可制热。

PTC 制热具有成本低、换热效率高和安全可靠等特点，但是 PTC 最大的缺点是消 耗电能，影响电车续航里程。PTC 制热在极致情况下，也只能实现 100%的能量转换， 即耗费 1 焦耳的电能最多也只能提供 1 焦耳的热量。在当下纯电动车续航能力普遍不强 的情况下，PTC 制热的发展有所制约。目前使用 PTC 制热的新能源车型有比亚迪秦 EV、 几何 A、帝豪 EV和北汽 EU5 等。

热泵制热就是把热量从相对低温处（车外）搬到相对高温处（车内），利用低沸点 的制冷剂将环境中的热量带入到乘客舱中，乘客舱得到的热量为消耗的电能与吸收的低 位热能之和，因此其制热系数 COP（（吸收的低位热能+消耗电能）/消耗电能）一定大 于 1。

热泵空调可以有效节省电能，但也存在成本高、低温环境制热效率低等特点，因此 当前热泵空调主要应用于中高端新能源车型中，如特斯拉 model Y、蔚来 ES6、宝马 i3 和捷豹 i-Pace 等。

1.3 电池热管理

目前，新能源汽车动力电池主要为锂离子电池，锂电池性能对温度变化较为敏感， 而动力电池冷却性能的好坏直接影响电池的效率，同时也会影响到电池寿命和使用安全。 由于充放电过程中电池本身会产生一定热量，从而导致温度上升，而温度升高会影响动 力电池的诸多性能参数。因此为了提高电池使用寿命和发挥电池最佳功效，有必要对电 池进行热管理，增加散热设施，控制电池运行的温度环境。根据传热媒介的不同，较为 常见的三种电池热管理方式分别为空气冷却、液体冷却、相变材料冷却。

1.3.1 空气冷却

空气冷却又称风冷，是指通过运动产生的风将电池的热量经过排风风扇带走，常见 于混合动力汽车电池热管理中。风冷通风方式一般分为串行和并行两种方式，目前大部 分风冷系统均采取并行方式。在串行通风时，空气沿着一侧从通道流入，然后带走电池 发出的热量从另一侧流出，所以空气流出侧制冷效果要弱于空气流入侧，使得电池组内 存在一定温差。而并联通风方式在设计时，会对进出口的风道和电池间隔进行细致的安 排，确保每块电池流过的空气流量均匀，减少电池组内温差。

风冷系统具有结构简单、重量轻、成本低等优点，但是空气与电池组表面的热交换 系数较低，散热效率较差，因此风冷仅能胜任能量密度和放电功率均较低的电池组热管 理。随着未来新能源汽车续航里程的逐步提升，电池能量密度只可能会越来越高，风冷 在未来的电池热管理中恐难胜任。

1.3.2 液体冷却

液体冷却作为当前最普遍的电池热管理技术，是指将电池间接或直接接触导热率较 高的液体，从而进行冷却。直接接触式是指利用制冷剂（R134a 等）蒸发散热的原理， 制冷剂在蒸发器中蒸发并快速高效地将电池系统的热量带走，从而完成对电池系统的冷 却。间接接触式最为常见，而间接接触式又以液冷板形式最为典型。即将液冷板放置在 两个电池单体之间，使得电池表面直接与液冷板接触，从而把电池产生热量传递给液冷 板，液冷板内液体通过循环流动将热量带走使电池系统冷却。

与风冷相比，液冷具有热交换效率高、冷却面积大、中间热阻小、冷却均匀等诸多 优点，在中高端电动汽车上面应用非常广泛。然而液冷方式也存在部分缺点，如冷却液 容易泄露、成本相对偏高、结构相对复杂等。

1.3.3 相变材料冷却

在动力电池热管理系统中，空气冷却和液体冷却均属于主动热管理，只有相变材料 冷却属于被动热管理。相变材料冷却方式通常选取具有较大潜热和较小相变温度的材料， 通过融化吸热贮存能量，在需要时通过凝固将热量释放，使得整体在此过程中维持等温 或近似等温条件，进而控制电池单体和电池组的温差，保持温度的相对恒定和均匀。与 传统风冷和液冷方式相比，具有高效、节能、温度波动小、防止热失效等优点，是国内 外动力电池热管理的热点研究方向。但相变材料冷却的缺点在于，相变材料仅仅是一种 储热或吸热的物质，其自身无法对任何物质进行散热。当相变材料在完全相变之后，电 池的热量将无法被有效地带走，因此在目前的研究中会考虑将相变材料冷却与风冷或液 冷相结合。

1.3.4 主流新能源汽车动力电池热管理方式

从目前国内多款热销的新能源汽车电池热管理方式来看，价格较低的 A00 级和 A0 级新能源汽车多选择风冷方式，价格相对较高的 B级和 C 级新能源汽车都是选择液冷方 式。这其中主要原因在于 A00 级和 A0 级车电池容量较小、电机功率较低，散热需求较 少，同时也从成本控制的角度选择风冷的方式。

1.4 动力系统热管理

传统燃油车与电动新能源汽车在动力组成部分截然不同。传统燃油车以发动机为动 力源，结合变速箱带动车辆平稳运行，而纯电动车动力来源为电动机，结合电机控制器 来控制车辆的启动运行。

1.4.1 发动机和变速箱热管理

发动机热管理系统可以使发动机在工作循环时保持最佳温度，处于最低油耗状态。 发动机冷却方式可以分为风冷和水冷，目前几乎所有汽车发动机冷却方式均为水冷，主 要由于水冷冷却效率高，同时水冷可以提供更为稳定的温度环境，在冬季时还可以用发 动机冷却的余热为车内供暖。具体工作流程为通过水泵提高冷却液压力，强制冷却液在 发动机的冷却水道中循环流动，最后进入水箱散热器，将发动机多余热量带走。

变速箱冷却原理与发动机冷却原理基本相似，主要区别为冷却介质不同，变速箱冷 却液需要使用专用的变速箱润滑油。变速箱内部润滑油经过油泵流至系统各零部件进行 润滑并带走摩擦产生的热量，最后经过散热器降温后，流至油底壳完成循环。

1.4.2 电机和电控热管理

电机和电机控制器带动汽车行驶的过程中会存在部分电能损耗，转化为热能释放， 因此也有必要对新能源汽车的电机电控组件进行热管理。目前对两者的热管理主要是集 中在冷却部分，也有风冷和水冷两种方式，风冷主要应用于电机功率较小的低端车型， 水冷则在功率较高的中高端车型中使用较多。其具体工作流程与发动机有所类似，也是 依靠水泵带动冷却液在冷却管道中循环流动，通过散热器等热交换过程，使冷却液带走 电机电控产生的热量。

新能源车热管理市场竞争格局

由于热管理是在传统汽车的空调和发动机冷却系统基础上发展起来的。

大多数过去生产传统汽车的空调和发动机冷却系统，后来紧随新能源汽车的发展机遇，利用自身的客户基础及经验优势，切入研发相关的热管理零部件和集成系统，逐渐成长为覆盖传统汽车和新能源汽车的热管理系统供应商，且在全球市场占据领先地位。

据EV Sales的数据，传统热管理系统市场中，日本电装、德国马勒、法国法雷奥、韩国翰昂所占全球市场份额超过70%。

全球热管理企业市场份额：

从具体热管理系统和零部件来看，国外龙头基本上在汽车热管理系统的各个环节都有涵盖，国内厂商主要是提供阀类、泵类的零部件。

新一轮技术迭代中，新能源汽车催生出的热管理新市场，有可能打破原有的竞争格局，重塑汽车热管理供应链。

国内补贴退坡导致车企对低成本零部件需求增加。国内的新能源车热管理厂商相对国外传统厂商更具本土配套及成本优势。有望充分享受国内新能源汽车的发展红利，有望快速抢占新能源车热管理市场。

国内新能源汽车热管理企业主要包括三花智控、银轮股份、奥特佳、中鼎股份、飞龙股份、松芝股份和克来机电等。

三花智控主要产品包括电子膨胀阀、电子水泵和换热器等；银轮股份主要系统为热泵空调系统；产品包括水冷板、电池冷却器和前端模块等；奥特佳主攻空调系统和电动压缩机、中鼎股份主要产品为冷却管路；飞龙股份主要产品为电子水泵；松芝股份涉及电池热管理系统和空调系统等；克来机电主要产品包括冷却管路。

总体来看，当前处于热管理细分行业成长阶段，厂商都在拓宽自身的产品线。而随着新能源汽车市场快速发展，汽车热管理的需求变得越来越复杂，未来汽车热管理供应可能会向系统化、集成化发展，车企向头部热管理系统供应商采购系统，热管理系统供应商向优质零部件供应商采购零部件，未来行业有望形成强者恒强的态势。

文章来源： 财信证券，乐晴智库