（报告出品方/作者：中信证券，纪敏、袁健聪）
新能源车“热管理”的本质
热管理的重要性在新能源汽车时代持续突显
燃油车和新能源车驱动原理的不同，从根本上促使整车热管理系统的升级变革。不同于过往燃油车热管理构造简单，多以散热为目的，新能源车架构的革新使得热管理更为复杂，同时也肩负着保障电池寿命和整车稳定安全的重要使命，其性能的优劣也成为决定电车产品力的关键指标。燃油车的动力核心是内燃机，结构较为简单。传统燃油车通过燃油发动机产生动力以驱动汽车行进，汽油燃烧会产生热量，因此燃油车在对座舱空间进行制热可直接利用发动机产生的余热，同样燃油车对动力系统的温度调节的主要目标是降温以避免关键零部件过热。
新能源汽车则以电池电机为主，制热方面损失重要热源（发动机），结构更为复杂。新能源车电池、电机及大量电子元器件需要主动对核心零部件温度进行调控，因此动力系统内核的变化正是新能车热管理架构重塑的根本原因，并且热管理系统决的好坏直接定了整车的产品性能及寿命。具体原因有三：1）新能源车无法像传统燃油车一样直接使用内燃机产生的余热实现座舱制热，因此产生了通过添加PTC或热泵制热的刚性需求，热管理的效率决定了续航里程。2）新能源车锂电池合适工作温度为0-40℃，温度过高过低都将影响电芯活性以至于影响电池寿命，这一特性也决定了新能源汽车热管理不仅以降温为目的，控温则更加重要。热管理稳定性决定了整车的寿命及安全性。3）新能源车电池通常堆叠于汽车底盘，因此体积较为固定；热管理的效率和零部件集成度将会直接影响到新能源汽车电池体积利用率。
燃油车热管理与新能源车热管理有何不同？
新能源车热管理的目的与燃油车相比从“降温”转为“调温”。正如上文所述，新能源车中新增了电池、电机及大量电子元器件，而这些部件均需要保持在适宜的工作温度以保证性能释放与寿命，这就造就了燃油与电动车热管理目的的变化即由“降温”转变为“调温”。冬季制热、电池容量和续航里程等多方矛盾促使电车热管理系统不断升级以提升能源使用效率，进而使热管理结构设计愈发复杂，零部件的单车货值也得以持续攀升。
整车电动化趋势下，汽车热管理系统迎来巨大变局，热管理系统价值量提升三倍。具体来看新能源汽车热管理系统包括三大部分，即“电机电控热管理”、“电池热管理”和“座舱热管理”。电机回路方面：主要需求散热，包括电机控制器、电机、DCDC、充电机等零部件的散热；电池和座舱热管理均对加热和冷却提出了需求。另一方面，三大热管理系统负责的每部分不仅都有独立冷却或加热的需求，而且其中的每个零部件工作的舒适温度都有所区别，这又进一步提高了整个新能源车热管理系统的复杂程度。相应的热管理系统价值量也会大幅提高，根据三花智控可转债募集说明书，新能源车热管理系统单车价值量可以达到元，是燃油车热管理系统的3倍。
基于上述分析，我们对新能源热管理市场规模做出测算，具体假设如下：1）依据三花智控可转债募集说明书对新能源汽车热管理系统单车价值做出测算，结果显示PTC车型热管理系统单车价值约为元，热泵车型热管理系统单车价值为元，我们假设单车价值量保持不变，考察新能源汽车销量增长对热管理市场规模的贡献；2）基于我国和全球新能源汽车销量情况做出预测；3）据各公司公告，当下热泵在新能源汽车市场的渗透率大约在20%左右，我们预计在年达到50%，根据渗透率测算出搭载热泵系统的汽车销量。测算结果显示：到年全球新能源汽车热管理市场规模将达到亿元，对应-年CAGR为38.2%，到年中国新能源汽车热管理市场规模将达到亿元，对应-年CAGR为44.0%。
热管理的本质即是空调的工作原理：“热量流动和交换”
新能源车热管理与家用空调工作原理一致，均采用“逆卡诺循环”原理通过压缩机对冷媒做功改变其形态，从而将热量在空气与冷媒间交换实现制冷与制热。热管理的本质即是“热量流动和交换”。新能源车热管理与家用空调工作原理一致，均采用“逆卡诺循环”原理通过压缩机对冷媒做功改变其形态，从而将热量在空气与冷媒间交换实现制冷与制热。主要分为三大回路：1）电机回路：主要是散热需求；2）电池回路：调温要求较高，既需要热量也需要冷量；3）座舱回路：需要热量也需要冷量（对应空调制冷与制热）。其工作方式可以简单理解为保证各个回路零部件达到合适工作适宜温度即可，升级方向为三大回路互相串并联实现冷热量相互交织利用。举例来看，汽车空调将产生的冷量/热量传输至座舱，即为热管理的“空调回路”；升级方向举例：空调回路与电池回路串/并联后，由空调回路给电池回路供冷/热量即为高效的“热管理方案”（节省电池回路零部件/能源高效利用）。热管理要做事情本质即是管理热量的流动，使热量流动至需要“它”的地方；而最好的热管理即是“节能高效”的实现热量的流动和交换。
实现这一过程的技术则来源于空调冰箱。空调冰箱制冷/制热的实现是通过“逆卡诺循环”原理，简单来说便是通过压缩机将冷媒压缩使其变热，而后将变热的冷媒通过冷凝器并将热量释放到外部环境中，放热的冷媒转为常温并进入蒸发器内膨胀进一步降低温度，之后回到压缩机开启下一个循环以此实现空气中热量交换，而膨胀阀和压缩机则是这一过程中最为关键的部件。汽车热管理则是基于这一原理通过将空调回路的热量或冷量交换至其他回路实现整车热管理。
早期新能源车热管理回路独立，效率较低。早期热管理系统三条回路（空调、电池、电机）均独立运行，即空调回路仅负责座舱的制冷与制热；电池回路仅负责电池的温度控制；电机回路仅负责电机的降温需求。这种互相独立的模式使得零部件之间存在相互独立、能源利用效率低等问题。在新能源车上最直接的体现就是热管理回路复杂，续航能力不佳，车身重量增加等问题。因此热管理的发展路径就是尽可能使电池、电机、空调这三条回路互相协同，尽可能的实现零部件互用，能源相互利用以达到更小的部件体积、更轻的重量以及更长的续航里程。
当下新能源车热管理：零部件更加耦合，能源利用更加高效。我们以特斯拉ModelY的热管理系统为例来参考，其通过八通阀系统实现了三个回路间的相互协同（零部件高度耦合）进而实现了能量间的高度互用（能源高效利用）。具体体现在：1.回路间热源互用，降低整车能耗。电池回路无需单独配备的制冷或制热装置，而是与其他回路相协同实现能源高效利用。当电池需要制冷时，Chiller会通过空调回路所提供的冷量给电池降温；当电池有制热需求时，电机回路工作产生的热量会转移至电池回路从而实现电池升温，从而减少电池供温能量消耗。电池电机热量可以转移至座舱供暖，车身产生废热可以回收以便下次利用等。2.电机堵转高效制热并精简零部件。电机堵转技术省去电池回路W-PTC部件。当电池热需求大于电机回路所产生热量时，特斯拉独创电机堵转技术通过主动降低电机工作效率从而产生更多热量供给电池回路升温。这种方式使得电池回路省去了W-PTC这一部件，并且效率更高。3.回路共享零部件，实现热管理系统减重。八通阀集成电子水泵、四通阀以及电子水泵等部件，构建起回路间的串并联并实现零部件共享从而精简部分零部件来实现热管理系统减量及减重。如：电机回路与空调回路共用液冷冷凝器。
热管理的发展即是零部件集成化，能量高效利用化的过程
复盘新能车三代热管理发展史，多通阀是热管理升级的必要组件
热管理的发展即是零部件集成化，能量利用高效化的过程。通过上文的简要对比，可以发现最初的热管理系统与目前最先进的系统相比，主要是回路间具有更多的协同，以达到零部件的共用与能量的相互利用。我们以投资者的角度去看待热管理的发展，并不需要明白所有零部件的工作原理，但是清楚了解各个回路间是如何工作的，以及热管理回路的演变史将会让我们更加清晰的预判未来热管理回路的发展方向，和相对应的零部件价值量的变化。因此下文将会对热管理系统演变史进行简要地梳理，以便我们一同发现未来的投资机遇。
新能源车热管理通常由三条回路构建而成。1）空调回路：功能性回路也是热管理中价值量最高的回路，主要功能为调节座舱温度和与其他回路并联协同，通常以PTC或热泵原理提供热量和通过空调原理提供冷量；2）电池回路：主要用于控制电池工作温度以使电池始终保持最佳工作温度，因此根据不同情况此回路同时需要热量和冷量；3）电机回路：电机工作时会产生热量，本身工作温度范围较宽，因此该回路仅需要制冷需求。我们通过对比特斯拉的主要车型ModelS到ModelY的热管理变革，观察系统的集成与高效化演进。总体来看，第一代热管理系统：电池采用风冷或液冷、空调采用PTC制热、电驱系统采用液冷，三个回路间基本保持并联，相互独立运行；第二代热管理系统：电池液冷、PTC制热，电机电控液冷，开始应用电机电控余热利用，系统间串联程度加深，零部件集成化；第三代热管理系统：热泵空调制热，电机堵转加热技术应用加深，系统相互串联，回路复杂且进一步高度集成。我们认为新能源车热管理发展的本质为：以空调技术的热量流动和交换为基础，做到1）避免热损害；2）提升能量使用效率；3）零部件复用以达成体积重量的缩减。
第一代热管理技术
第一代热管理系统：PTC制热+电池风冷/液冷+电机电控液冷，各回路基本独立运行。新能源汽车发展初期，整车架构较为简单，基本是从燃油车功能向电动车的简单转移，此时电机与充电功率较低，风冷作为冷却手段足以满足日常使用需求，成本低且易于维护，但伴随着电机功率不断上升以及快充、超充模式进入市场，液冷作为更高效的冷却方式替代了过去的风冷。此外，第一代以PTC制热为主，将燃油车的机械压缩机替换为电动压缩机。整体系统的优势在于成本低、结构简单、运行稳定且易于维护，但不足之处是能耗较高，冬季续航里程折损大。
特斯拉ModelS车型的热管理系统是第一代热管理技术的代表。系统中共有三个回路：空调、电池和电机回路，包含电动压缩机、冷凝器、膨胀阀、电子风扇等部件。乘员舱的制热依靠系统中的A-PTC加热实现，理论上COP仅为1，能耗较高，制冷则依靠空调的冷媒回路实现；电池回路依靠电子水泵驱动，液体流经水冷板吸收热量并通过冷却器（Chiller）实现电池降温，在寒冷气候下电池需要升温时即启动W-PTC实现制热功能；电机电控冷却回路分为电机水冷（逐渐切换为油冷）和减速器油冷。
整个系统在当时的创新之处在于加装一个四通阀将电机和电池回路串联起来，因此可以回收电机余热来辅助电池制热。四通阀的设计有效利用了电机余热，有助于降低能耗提升整车续航里程，利用余热时电池内W-PTC可处于待机状态不参与电池制热，有助于延长零部件的使用寿命。1）电驱动系统相比于电池与空调回路运行温度更高，存在热能转移的条件。电动车的驱动电机正常运行温度大约在60℃左右，长时间大功率运行可能会导致电机/电控系统温度过高，因此针对电驱系统的热管理主要以制冷降温为主。相比于电池系统15-25℃和座舱系统20-30℃的正常运行温度而言，电驱系统的温度更高，存在将热能由高位向低位转移的可能性。2）早期车型各回路间采用并联设计，余热利用应用程度低。国内厂商早期车型各回路采用并联方案，彼此之间运行较为独立，如小鹏G3和蔚来ES8等纯电车型的早期版本，电驱系统产生的多余热量并未得到有效利用。3）特斯拉创新性地应用四通阀实现电机与电池回路的串联。针对电机运行产生的余热，初期前沿技术通过加装三通阀/四通阀、或者加装Chiller的设计将电机余热转移至电池回路。相关车型在年左右上市，但特斯拉在年上市的ModelS车型就使用了四通阀的设计实现两者串联，走在行业前列。电机余热利用的流程是：水泵3→充电机→电机集成减速器及逆变器→三通阀1（左闭，右下开）→四通阀（右下闭，左上开）→水泵2→三通阀2（左闭，上下开）→水泵1→W-PTC（此时可不工作）→电池（水冷板）→四通阀（左上闭，右下开）→膨胀水壶→水泵3。
第二代热管理技术
第二代热管理系统深化电机余热利用及零部件集成化趋势。第二代热管理系统在第一代的基础上深化对电机电控余热的利用，普遍采用了电池与电驱系统的串并联设计，通过余热利用降低对PTC制热的使用，能够有效节省能源提升效率，改善冬季续航里程折损问题。国产品牌中以小鹏P7为例，通过模仿特斯拉采用四通阀的设计，实现电机回路与电池回路的串联：当电池处于制冷模式时，四通阀左下开、右上闭，电驱回路降温由前端散热器完成；当电池包需要升温时，四通阀左上开口相连，右下开口相连，冷却液将电驱系统热量带入电池回路，在热量不足时还可以借助PTC辅助加热，从而实现节能提效。
改款之前的Model3搭载的热管理系统是第二代热管理技术的代表。其核心特征是将2个水泵、一个Chiller、1个三通阀和一个四通阀集成为一整个阀体Superbottle，极大地简化了热管理结构和整车质量，是电动车热管理集成化趋势的主要代表之一。整车仍可分为电池、座舱及电驱动热管理回路三部分，通过使用集成阀体，相比于ModelS，Model3的热管理系统省去了1个W-PTC、1个电子水泵、1个膨胀水壶、1个三通阀、1个冷凝器、2个电子风扇，还有部分管路。除集成阀外，特斯拉还通过优化管路设计将ADAS控制器和电池包管理模块整合入冷却回路中，并且加入油冷来辅助冷却，大幅提高热管理效率；另一个技术亮点是使用电机堵转制热技术取代W-PTC，满足电池的制热需求。
集成化的技术创新进一步精简提效。Superbottle在特斯拉第一代热管理系统四通阀的基础上进一步集成，在实现电池与电驱系统串联热交换的同时，进一步简化结构，实现降本增效。当电池处于制冷模式时，电池与电驱系统各自运行互不干涉，Superbottle中A与B相连，E与C相连，各处于制冷模式；当电池处于制热模式时，两个系统相互串联，A经E将冷却液带入电驱系统中吸收热量，再由D至B回流至电池系统中，将电机热量传递给电池。特斯拉以出色的软件算法与控制器技术，能够依据热管理系统不同的冷热模式实现对五通阀各开口的精准自动操控，在电动车热管理技术领域再一次走在了世界前列。
第三代热管理技术
特斯拉ModelY最大的变革在于采用了热泵空调系统，该系统可支持乘员舱采暖/制冷、电池包制热/冷却、电驱单元冷却的五大主要功能。相比于特斯拉过往车型，最显著的变化是取消了以往的高压PTC，取而代之的是两个低压LV-PTC，在环境温度低于-10℃时作为系统热量的补充来源，这种设计能够保证整个热泵系统在-30℃时也能够稳定可靠地运行。ModelY的系统会根据环境与电池包的实时温度来规划热泵系统参与加热的程度（COP），以启动不同级别的加热模式。在满足乘员舱舒适性需求的前提下，热泵会优先采用高COP模式运行，减少能耗并提高续航里程。此外，整个系统另一大变革是实现了更高程度的系统集成。相较于其他热泵车型，特斯拉的集成程度更高，其系统包含了压缩机、冷却器、冷凝器、气液分离器、电子膨胀阀、冷却液管路等多个零部件，但体积只占据了前机舱的小部分空间。这其中的核心是创新性地采用了一个八通阀的设计，通过调节八通阀的动作位置使冷却液在不同回路中进行热交换，相比于Model3提升了10%的效率，因此成为了集成化趋势的代表。
总结来看，第三代技术有四大创新点：1）热泵与余热回收共同协作。该热泵系统除了可以满足常规的乘员舱和电池系统的制冷/制热需求外，还可以实现低温环境下车辆预热、除雾/除霜/除湿、超充模式下电池系统降温等特色功能，共计可实现12种制热模式和3种制冷模式，系统功能丰富实用。此外，针对Ryf冷媒热泵在低温环境下制热效果欠佳的问题，特斯拉通过对电机、电池、压缩机和鼓风机进行余热回收，同时加装低压PTC的方式有效解决了极低温环境下的制热问题，在电池温度-10℃，座舱/环境温度-30℃时，热泵与余热回收相结合的方式仍然能够使制热COP保持在1-2的区间，效果显著。
2）集成式八通阀协调三大系统间的热量流动。为了促进座舱、驱动系统和电池系统之间的热量流动，特斯拉发明了带有八个端口的“Octovalve”，通过旋转接入不同的管路以满足不同的制冷/制热模式。
3）电机堵转加热技术代替电池PTC。电机堵转是ModelY的另一项技术创新，本质是利用电机发热的方式辅助电池加热来代替电池中的PTC加热装置。正常工况下加大电流会提升电机的转速，而电机堵转技术则是在电流变大时保持速率不变，此时电机线圈绕组组丝相当于热敏电阻丝起到发热的作用，热量通过冷却液流经热交换器传递给电池。目前，除特斯拉之外，国内厂商对于电机堵转加热技术尚处于起步阶段，此技术对于电机中电流调控要求高，理论基础与电机标定技术同等重要。特斯拉应用电机堵转代替了PTC，简化结构的同时降本提效，促进续航里程改善。
4）智能化调配热管理方案以达效率最大化。以ModelY制热为例，智能化调配热管理即综合考虑空调回路制热方式COP（能效比，单位电能产生的热量）选择更优的制热方式。简单来说当空调回路COP大于1时系统会使用热泵空调；当温度过低导致热泵COP1时，系统会采用电机堵转技术（COP=1）。
情况1：环境温度低于零下十度，仅座舱有制热需求且热泵空调COP1，此时为热泵高效区间主动制热，电池与电机工作余热辅助座舱供热。具体工作方式：空调回路的冷却液由电子膨胀阀膨胀后气化温度降低，经由Chiller处从电池电机回路的冷却液处吸热（这一过程即为利用电池电机余热），而后通过压缩机加压升温，最终通过座舱冷凝器放热（即从座舱出风口吹出热风）。简而言之，1.空调回路的冷媒不断重复空调制热过程；2.电池和电机回路的冷却液不断循环吸收工作废热；3.吸热后的冷却液与空调回路的冷媒在Chiller处交汇，将热量传输至空调回路。这一过程的本质即为空调（热泵）制热辅以三方热能（电池电机回路废热）。
情况2：外部环境低于零下二十度，汽车冷启动（电机、电池无余热），此时制热需求大且热泵COP1，此时热泵不工作转而采用电机堵转技术。当我们每日首次驾驶汽车或者距离上次驾车已经过去数小时，室内温度和电池电机温度以降至环境温度（即低于零下20度），由于制热量需求较大，且低温下热泵能效比较低，车辆会进入电机堵转模式，即改变电机驱动系统和压缩机控制算法，把电机当作加热器使用（此时综合能效高于热泵）。
情况3：热量转移储存。当驾驶完人离车时，座舱还余有热气，此时座舱的热量会被热管理系统吸收并储存进密封和保温性更好的电池包里进行保温，当下次需要加热时电池包中储存的热量可以被运送会座舱，车辆就可以不必从零产生热量了，从而达到减少能源消耗的目的。
阀件助力热管理系统升级，量价齐升下市场持续扩容
阀件是实现热管理系统升级的必要因素
热管理系统依托阀件（多通阀）进行升级，向高效化和集成化发展。根据前文分析，从特斯拉ModelS至ModelY的热管理升级路径，四通阀、五通阀和八通阀分别是每一代热管理系统的核心部件，依靠应用更加复杂的阀件使热管理系统中的三大回路能够串联在一起。在特斯拉第一代热管理系统中，四通阀最重要的作用是串联了电池与电驱回路，实现了对电机余热的利用；在第二代系统中，五通阀Superbottle在原有四通阀的基础上，进一步集成了水泵和Chiller等部件，结合电机堵转制热技术，原有电池系统中负责制热的PTC零部件被省去，精简结构的同时节省能耗，提升续航里程；第三代系统的八通阀部件是集大成者，在Superbottle的基础上进一步融合一个四通阀，实现更高程度的集成，配合热泵共计可实现12种制热和3种制冷功能，应用功能更加丰富，热泵的参与也极大地提升了节能水平，一般在采用热泵后电动车的百公里耗电量将节省2-3KWh，整体续航能够得到10%-15%的提升。
膨胀阀决定了热管理的精度及控温效率
热管理系统升级背景下，流量精度控制要求更高，带动原有阀件升级。膨胀阀是发挥节流降压和调节流量作用的阀件，核心体现在对流量的精度控制以及产品的一致性。膨胀阀能够将液体进行雾化，其原理是高压冷却液通过细孔喷出后，分散为微小液滴，压力降低的同时冷却液温度下降。在电动车时代，汽车热管理结构愈发复杂，热泵空调、超充/快充等技术的革新带动对回路流量精准控制更高的要求，电子膨胀阀具备更好的温感能力以及更高的精度控制能力，逐步成为热管理系统刚需产品，传统的热力膨胀阀向电子膨胀阀过渡。其发展路径大体可总结为：固定孔径阀（多用于早期家电）-热力膨胀阀（燃油车）-电子膨胀阀（新能源车和新能效家电）-大口径阀（新能源车）。
1）在燃油车时代，车内膨胀阀多以热力膨胀阀为主。热力膨胀阀通过内置感温包来根据温度变化自动控制阀门开闭，根据过热度（流出蒸发器的气体温度和感温包内部制冷剂蒸发温度的温度差）来控制制冷剂流量。当制冷剂温度过高时，感温包中的制冷剂蒸发，经毛细管向膜片施压，推动顶杆和阀芯向下移动，阀门开启幅度增大。但温度较低的时候，感温包内部的制冷剂对膜片施加的压力变化会减小，进而减小了阀门开闭幅度变化。然而，由于采用了感温包的设计，热力膨胀阀对过热度的检测具有滞后性，阀门的响应速度较慢，而且控制精度不高。由于热力膨胀阀在响应速度、流量控制精度以及可工作的温度范围等方面具备不足，而新能源车热管理，尤其电池热管理对可靠性和精度要求极高，因此亟需一种精度和可靠性更高的膨胀阀。
2）电子膨胀阀在新能源汽车时代优势更加显著。相比于热力膨胀阀，电子膨胀阀的精度、响应速度、可靠性以及感温范围都具备无可比拟的优势。电子膨胀阀分为四个部分，阀体、压力传感器、温度传感器和控制器。相比于热力膨胀阀使用的感温包，感温元件一般是热电偶或热电阻，可以直接感知蒸发器的过热度，即使环境温度较低，温度信号获取也一样快速精准。电子膨胀阀工作时，压力传感器将蒸发器出口压力，温度传感器将过热度传给控制器，控制器将信号处理后，输出指令作用于电子膨胀阀的永磁步进电机，将阀门打开到需要的幅度，以保持蒸发器需要的供液量。另外，不同于热力膨胀阀通过对膜片施加压力控制阀门，电子膨胀阀的阀门由电机控制，全开全闭用时大大缩短。由于电子膨胀阀相比于热力膨胀阀产品性能更优，因此电子膨胀阀的单品价值也更高。
在电池热管理和热泵系统对温度控制的精度要求越来越高的背景下，电子膨胀阀或为刚需。电池对环境温度的要求较高，20-35℃是较为理想的工作温度区间，温度过低导致电池放电容量下降，缩短续航里程，过高则产生电池热失控风险。高于50℃即达到自生热阶段，温度达到85℃，SEI隔膜开始分解，超过℃，SEI膜已融化，热失控由此发生。传统的热力膨胀阀无法满足对制冷剂流量精细控制的需求，但热泵的应用导致空调结构更为复杂，对制冷剂流量调节的精细程度要求更高，而且热力膨胀阀只能做到制冷剂单向流动，电子膨胀阀通过特殊设计可实现制冷剂的双向流动，有助于简化热泵系统。在电机电控系统中，及时散热是最主要的功能，在电驱系统性能日益提升的今天，电子膨胀阀的作用也愈发重要。
新能源车综合性能的持续进化推动大口径阀应用。伴随着新能源汽车的高速发展，电池管理系统针对快充、慢充、低温行驶等多种不同工况衍生出多种工作模式，新能源热泵系统对电子膨胀阀的反应速度、精度、内漏、质量和功能提出更多要求，大口径电子膨胀阀能够减少螺杆与螺母之间的负摩擦力，提高产品精度控制能力和闭合速度，对目前的RA和未来的R（CO2）冷媒实现较好覆盖，有望成为未来发展的主要方向。大口径阀有球阀和针阀两种技术路线。球阀的优势在于开闭简单，只需要将阀体旋转90度就可以实现全通径或全闭合，更适用于只需要实现两侧通断功能的管路；针阀全开或全闭需要多次扭动以改变针状螺杆的位置，通断效率不及球阀，但优势在于可以调节流量，能够实现对流量的精准控制。在两者向大口径方向升级的过程中，球阀逐步完善了对流量的控制功能，并通过增加齿轮的方式来提升驱动扭矩以实现对球阀的有效控制，而大口径针阀以电子膨胀阀为基础改良，基于电子响应速度的提升也逐步降低了全开全闭的响应时间，两者互相补弱。
大口径阀的应用基础广阔，通过减少螺杆与螺母的负摩擦力以提升反映速度和精度，在面对高压气体的情况下实现高效控制。以比亚迪的纯电车型海豚为例，海豚采用了电池直冷直热的管理方式，整个系统包括3个电子膨胀阀（EXV1、EXV2和EXV3），在车辆处于“电池制热和乘员舱制冷”的模式下，EXV3需要对高压气体进行一次节流，普通小口径电子膨胀阀面对高压气体时效果欠佳，而大口径电子膨胀阀能够有效地控制高压气体，支持电动汽车热管理系统的多种运营模式；若如将EXV2和SOV2两个部件替换为一个大口径的电子膨胀阀，在不需要节流的时候将大口径的电子膨胀阀保持全开即可，通过集成一体多用可以减少部件体积和质量，提升整个系统效率。因此，海豚作为电动汽车中10万元级别的平价车型，整车热管理系统中至少可以替换2个大口径电子膨胀阀，那么在向上的更高价位的新能源纯电车型和插混车型中，我们有望看到大口径电子膨胀阀更多的应用场景。
从燃油到新能源，从PTC到热泵，从R到R，汽车产品性能的提升带动热管理需求愈发复杂，也更加考验阀体对管路压力和流量的精准控制，直接拉动电子膨胀阀这一附加值较高的阀件快速增长。从行业整体来看，据产业在线数据，年我国电子膨胀阀内销量达1.01亿只，同比增长51.7%，其中三花、不二工机（日本）以及盾安市占率分别为40.0%、26.8%和26.2%。从整车厂商来看，特斯拉从第一代的ModelS热管理系统中“1个热力膨胀阀+1个电子膨胀阀”的设计，再到如今ModelY整车共计搭载6个电子膨胀阀的设计可以看出，电子膨胀阀已占据电动车主流，膨胀阀量价齐升。
热管理系统升级带动阀件量价齐升
热管理系统升级背景下，阀件价值量逐步提升。根据前文分析，我们对特斯拉不同代际的热管理系统中的主要零部件数量和价值作出估计。经过测算，我们估算特斯拉ModelS、Model3、ModelY的热管理系统主要零部件价值总计分别为、5、元，其中对应的阀件价值总计分别为、、元，价值占比分别为8.5%、13.1%、23.2%，阀件的绝对价值量和占比均呈现上升态势，这从侧面说明了伴随着热管理系统的升级革新，阀件的重要性正逐步提升。
具体分析价值构成：（1）第一代向第二代的变革中，ModelS第一代系统中“1个电子膨胀阀+1个热力膨胀阀”的构成转变为ModelY中的2个电子膨胀阀，自此热力膨胀阀退出了特斯拉的热管理系统，全系标配电子膨胀阀；此外第二代系统中的集成件五通阀Superbottle代替了第一代系统中的四通阀，将四通阀和1个三通阀的功能进行融合，单品价值量提升。由于ModelS作为豪华车型价格更高，热管理系统的总体价值因此也更高。由此可见，即便是第二代热管理系统总价值下降，阀件的价值量仍呈现上升趋势。（2）第二代向第三代升级中，由于热泵的加入，阀件的量价再一次快速增长。总的阀件数量由4个增至5个，单看核心阀件电子膨胀阀数量，由于八通阀中集成了约4个电子膨胀阀，因此ModelY中总共搭载了6个电子膨胀阀，相比于过去的两个得到了极大的提升，主要原因在于热泵空调相比普通车载空调结构更加复杂，此外电机堵转加热技术与热泵和八通阀的组合极大地丰富了系统功能（据前文分析，共计12种制热功能+3种制冷功能），流量精度的控制要求相比于第二代系统进一步提升了一个量级，也导致了电子膨胀阀的加速应用。叠加八通阀应用带动的价值提升，第三代阀件总值达到了元，相比于第二代阀件价值提升了55.9%。
未来热管理发展趋势将进一步利好阀件市场
热泵快速推广，已逐步成为行业主流方向。传统PTC制热的COP效率理论上仅为1，但热泵空调的COP效率可达到3以上，能够极大地节省能耗提升续航里程，以弗迪科技新一代热泵空调系统为例，根据官方公布的在0℃条件下的测试结果，制热模式下搭载热泵的车型比搭载PTC车型的最低续航里程高出23.6%，最高续航里程高出6.1%，同时相比之下热泵车型的制热耗电量占整车电量的比重低5.5-16.4pct。我们预计未来热泵空调将在电动车中快速推广，目前特斯拉中国在售最新款的ModelY和Model3全部搭载热泵；国产新能源厂商比亚迪的主力纯电车型汉EV、海豚、元PLUS、唐EV和海豹等也已全部安装热泵空调；造车新势力中的小鹏P5、G9，蔚来ES6、ES7、ES8、EC6、ET5、ET7；传统外资厂商中的宝马i3、iX3，奥迪Q5e-tron等纯电车型也全部安装热泵空调。目前15万元以上的新车型中，热泵基本成为标配。
影响热泵推广的主要原因是：（1）技术不达标，热泵产品在冬天极低温环境下无法有效解决制热效率和制热量低以及蒸发器结霜等问题；（2）成本相对较高，热泵平均会提升-元的单车价值量，对于主打城市代步、低价格优势的A00级及A0级EV生产厂商而言，搭载热泵的意愿较低；（3）冷媒低温效率不佳，由于传统Ryf冷媒热泵在低温环境下制热效果欠佳，不少OEM仍等待国家给出的冷媒技术路线指引，仅有少部分开始研发以CO2为介质的采暖效果更好的热泵产品。因此预计未来15万左右的A级车型，将有望成为热泵进一步渗透的对象。热泵推广下热管理系统更加复杂，叠加集成化趋势将显著利好阀件市场。根据前文分析，特斯拉ModelY加装热泵后热管理价值量相比于Model3显著提升，热泵的应用在提升热管理价值总量的同时也加速的阀件的应用，一方面，热力膨胀阀向电子膨胀阀过渡，在特斯拉率先淘汰热力膨胀阀的背景下，其他国产厂商预计将跟进；另一方面，高集成度的阀体将迎来推广，热泵叠加电机余热利用等使得热管理系统高度复杂，多通阀的应用能够有效集成各种零件，简化系统结构，预计多通阀将由三通阀→四通阀→五通阀→八通阀逐步升级，未来应用前景广阔。此外，伴随着热泵、快充/超充的应用，调节精度更高，流量范围更大的大口径电子膨胀阀有望迎来推广机遇。
新能源汽车阀件市场空间测算：基于上述分析我们对阀件市场规模进行测算，主要假设如下：1）沿用前文对中国与全球新能源汽车销量及热泵车型渗透率的预测数据；2）根据各公司公告对热泵车型和非热泵车型各主要阀件使用数量与单品价值进行估计，假设新能源热泵车型单车阀件价值为元，非热泵车型单车阀件价值为元。根据测算结果，预计至年中国与全球新能源汽车阀件市场空间分别为和亿元，对应-年CAGR分别为45.8%和39.9%。
阀件领域家电企业全面超越传统汽零厂商
阀件是热管理市场竞争格局中最好的一环。热管理系统总成及零部件中价值含量较高的压缩机市场主要由外资厂商长期垄断，我国厂商起步较晚，面临的竞争压力较大，国产替代尚处于初始阶段；其他低价值量的零部件参与者众多，市场份额分散，头部厂商受益有限。但是，阀件领域国产厂商的技术与市场份额均已处于世界领先水平，以价值量较高的电子膨胀阀为例，三花智控、盾安环境、TGK是主要参与者，同时产品专利壁垒深厚，产品的研发及验证周期长，新进入者难度较大，因此形成了如今的寡头垄断格局。
阀件领域家电企业全面超越传统汽零厂商：燃油车热管理发展缓慢以规模优势为主，家空能效持续升级以创新为主，当下“家电零部件”企业在冷媒阀领域技术优势已显著超越“汽零企业”。空调和热管理在阀件应用以及工作原理相似度极高。燃油车历经百年发展已难有重大革新，对于燃油车来说热力膨胀阀即可满足需求，相关零部件企业缺乏技术升级与创新的源动力，而更加注重稳定与规模降本；反观空调能效标准不断革新，倒逼家电零部件企业时刻创新以应对能效新国标，在空调能效标准快速迭代的当下，家电领域热管理阀件技术不断突破，实际上已经走在汽零企业前沿。家底零部件公司如三花智控、盾安环境已经主宰了电子膨胀阀市场，其相较于热力膨胀阀在控流速度、精度控制和产品寿命上皆有显著提升，更加适应新能源汽车电池管理系统低耗能、高精度、轻量化和高稳定性的发展需要。
盾安环境作为后起之秀，在大口径电子膨胀阀产品上具备行业领先的技术优势。目前市场上有能力生产大口径电子膨胀阀的厂家唯盾安环境和不二工机（日本）两家，相比于不二工机的大口径阀，盾安的大口径阀在产品一致性、耐久性、精度控制等技术指标方面具备突出优势。以公司的特色创新产品FBEV系列为例，采用大口径设计，具有较高的兼容性，可以覆盖当下的RA和未来的R冷媒，同时兼具电子膨胀阀和电磁阀的功能，改善了常规电子膨胀阀全开全闭时间过长的问题，FBEV-C产品全开到全闭或全闭到全开的时间可以控制在5秒以内，对比三花智控的主流电子膨胀阀产品DPF-T/Ts/S系列，全开到全闭的最短动作时间仍需要13秒。此外，在与同类球阀产品的对比中，新产品的体积减少了约40%，质量更轻且产品稳定性更高。公司的创新产品在闭合速度、精度控制和产品寿命上性能显著提升，更加适应新能源汽车电池管理系统低耗能、高精度、轻量化和高稳定性的发展需要。当前该产品为公司独有，市场上尚无性能和功能可与之对标的产品，因此在大口径阀上，公司具有一定的行业领先性。
热管理市场竞争格局与重点公司分析
产业链格局
燃油车时代，传统Tier1与OEM协同发展，占据主导地位。据法雷奥（Valeo）年报数据披露，年公司热管理收入为39.26亿欧元，全球市占率约为13%，据此我们推测年全球汽车热管理规模大约在亿欧元。年全球热管理市场Top4分别为电装、法雷奥、翰昂和马勒，市场份额总计约50%，传统Tier1厂商占据主导地位，市场集中度较高。主要原因系Tier1厂商发展历史悠久，在全球扩张的过程中与传统OEM协同布局，绑定传统燃油车企以逐步树立市场垄断地位。例如，行业龙头电装脱胎于日本丰田汽车，长期以来丰田都是电装的第一大客户；法雷奥于上世纪60年代汽车热管理业务，与大众和丰田等车企长期保持稳定合作关系，是大众ID系列和丰田BZ4x系列新能源车型的热管理部件的主要供应商。
新能源时代下国产厂商市场地位相比于燃油车时代更为突出。参考公司公告，年三花智控/奥特佳/银轮股份在新能源汽车热管理业务领域相关营收分别为40.04亿/26.47亿/8.38亿元，三家公司境内的业务收入占比分别约占50%/80%/70%，据此我们推算三者在国内市场中新能源热管理业务规模分别为20.02/18.53/8.39亿元。参考前文测算的年我国/全球新能源热管理市场/亿元规模，三花智控/奥特佳/银轮股份在国内新能源热管理市场的份额分别为8.7%/8.1%/3.6%，对应全球新能源热管理市场的份额分别为9.2%/6.1%/2.4%，相比之下，国内三者市场总份额为20.4%，高于国际市场份额17.6%。电动化、智能化的趋势下热管理市场增量显著，在“蛋糕”变大的背景下：
（1）一方面，原先的传统车企和新进入市场的电动车企纷纷向“全栈自研”迈进。在车身硬件和软件上追求自主研发以摆脱对传统Tier1供应商的依赖。比如，特斯拉打造自身的高效集成热泵，历经4代技术方案，创新性地使用了八通阀集成模式，已成为电动车热管理技术路线中的行业标杆；比亚迪设立弗迪科技，专注于车身零部件及系统解决方案的研发供应工作，产品涵盖整车热管理、ADAS、智能座舱、制动转向系统、悬架及排气、整车线束等多个方面。在比亚迪新款纯电动车型海豚中，公司使用了“热泵+直冷”的热管理模式，在国产电动车中率先使用电池直冷技术，位于行业前列；
（2）另一方面，传统家电企业与部分科技公司进入到市场竞争中，打造增长新曲线。车用热泵与空调制造高度相关，传统白电产业链企业依托在空调制造领域的生产积淀，纷纷向整车热管理领域布局。例如，三花智控和盾安环境作为制冷配件供应商切入热管理电子膨胀阀供应序列中；美的收购威灵切入汽零产业链，在热管理领域已布局电动压缩机和电子水泵；华为发布热管理系统TMS提供一体化解决方案。在国内厂商纷纷入局的背景下，传统外资供应商话语权被削弱，国产替代持续推进。
阀件领域家电企业全面超越传统汽零厂商：燃油车热管理发展缓慢以规模优势为主，家空能效持续升级以创新为主，当下“家电零部件”企业在冷媒阀领域技术优势已显著超越“汽零企业”。空调和热管理在阀件应用以及工作原理相似度极高。燃油车历经百年发展已难有重大革新，对于燃油车来说热力膨胀阀即可满足需求，相关零部件企业缺乏技术升级与创新的源动力，而更加注重稳定与规模降本；反观空调能效标准不断革新，倒逼家电零部件企业时刻创新以应对能效新国标，在空调能效标准快速迭代的当下，家电领域热管理阀件技术不断突破，实际上已经走在汽零企业前沿。家底零部件公司如三花智控、盾安环境已经主宰了电子膨胀阀市场，其相较于热力膨胀阀在控流速度、精度控制和产品寿命上皆有显著提升，更加适应新能源汽车电池管理系统低耗能、高精度、轻量化和高稳定性的发展需要。
主要受益标的
1、三花智控：热管理阀件龙头公司
三花智控是国际领先的制冷设备配件供应商，主要产品涉及各类空调零部件，覆盖家用空调及汽车热管理业务。公司于年起进入汽车热管理业务，通过多年发展，已经形成完整成熟的产品布局，涵盖各类阀件及系统集成，是特斯拉和比亚迪等新能源车企巨头的稳定“一供”。
据产业在线数据显示，年我国电子膨胀阀内销量达1.01亿只，同比增长51.7%，其中三花、不二工机（日本）及盾安市占率分别为40.0%、26.8%和26.2%，在新能源汽车电子膨胀阀领域中，三花市占率已超50%。在目前阀件的竞争格局中，三花智控稳居行业龙头。伴随着下游新能源整车行业高速发展，三花智控作为核心部件供应商业绩增长具有高确定性。
2、盾安环境：热管理阀件后起之秀，依托技术优势和“二供”机会有望快速切入
盾安环境作为后起之秀，在大口径电子膨胀阀产品上具备行业领先的技术优势。目前市场上有能力生产大口径电子膨胀阀的厂家唯盾安环境和不二工机（日本）两家，相比于不二工机的大口径阀，盾安的大口径阀在产品一致性、耐久性、精度控制等技术指标方面具备突出优势。以公司的特色创新产品FBEV系列为例，采用大口径设计，具有较高的兼容性，可以覆盖当下的RA和未来的R冷媒，同时兼具电子膨胀阀和电磁阀的功能，改善了常规电子膨胀阀全开全闭时间过长的问题，FBEV-C产品全开到全闭或全闭到全开的时间可以控制在5秒以内，对比三花智控的主流电子膨胀阀产品DPF-T/Ts/S系列，全开到全闭的最短动作时间仍需要13秒。此外，在与同类球阀产品的对比中，新产品的体积减少了约40%，质量更轻且产品稳定性更高。公司的创新产品在闭合速度、精度控制和产品寿命上性能显著提升，更加适应新能源汽车电池管理系统低耗能、高精度、轻量化和高稳定性的发展需要。当前该产品为公司独有，市场上尚无性能和功能可与之对标的产品，因此在大口径阀上，公司具有一定的行业领先性。
伴随着下游OEM对供应链安全及抗风险需求的提升，未来将逐步放开“二供”或“三供”机会，盾安环境依托在大口径阀的技术优势有望快速切入，打造增长新曲线。目前，盾安环境已取得比亚迪以及其他造车新势力的电子膨胀阀订单，新能源业务有望快速放量。
3、奥特佳：空调压缩机龙头，依托新能源业务快速转型
奥特佳主要从事各类汽车空调压缩机及汽车空调系统的研发、生产和销售，是国内规模最大的汽车空调压缩机生产企业之一。汽车压缩机的供应原本被外资厂商垄断，据Marklines数据，全球市场CR1份额为30%，CR3份额高达60%，主要以外资品牌丰田和翰昂为主；中国市场中CR1份额约为40%，CR3份额高达82%，行业头部为华域三电和奥特佳。以奥特佳为代表的国内厂商通过多年发展，产品技术性能已与国际先进水平基本持平，国产替代预计将持续演进。
受益于下游新能源业务的高速发展，公司汽车热管理业务出货量高速增长，收入显著提升，奥特佳年新能源汽车热管理零部件的收入为21.41亿元，同比高增.0%，占总收入比例为41.7%，公司年汽车空调系统收入达26.47亿元，同比高增70.6%。此外，公司正发力储能设备热管理业务，得益于国内外储能设备市场快速发展，公司与主要储能设备制造企业建立了合作关系，业务的收入和销量等均保持较快增长，与储能设备市场的整体增长速度基本匹配。
4、威灵汽车：核心产品布局完善，产能扩张助力业绩增长
威灵（Welling）汽车部件有限公司是美的工业技术下属一级公司，依托美的工业技术深厚的机电产品技术和全球规模化生产优势，布局了以电机、电控和压缩机为核心的汽车零部件产品，产品线涉及电机驱动系统、热管理系统和辅助/自动驾驶系统。公司产品研发由行业资深博士团队主导，融合美的工业技术多年精益制造和汽车行业专业团队管理经验，品控由莱茵进行IATF体系全程指导。公司以打造高标准、高性能、高可靠性产品为目标，致力于成为新时期创新驱动的汽车核心部件供应商。
产能扩张奠定业绩增长基础。截至年末，威灵汽车部件压缩机产线是66万台的产能，已无法满足年下半年，尤其是单月峰值产能的需求。面对下游高涨的需求，美的威灵稳步推进产能扩张，为未来业绩增长奠定基础。年1月6日，美的威灵安庆基地一期正式投产，公司预计在2月下旬完成产能爬坡后，将朝着年产万台电动压缩机、万台EPS转向电机、20万台驱动电机的目标迈进。据公布目标安庆基地项目总投资约亿元，完全建成后可形成年产万套产能，实现年产值亿元。
5、三电：海信家电控股日本三电，协同发展有望充分受益市场红利
全球Tier1空调压缩机供应商，技术与品牌优势显著。日本三电是全球领先的空调压缩机供应商，历史悠久且技术优势显著，于20世纪70年代开始生产汽车空调系统和空调压缩机并在该领域持续深耕，长期保持技术领先，并于年生产出世界上第一台车用涡旋压缩机。而后公司在北美、欧洲、亚洲各地区建立生产基地和研发中心，不断扩大压缩机产能，同时积极拓展下游客户，自20世纪90年代以来，公司与全球知名车厂展开深度合作，成功跻身汽车空调系统全球领先地位。
外部因素导致经营受阻，海信入主纾困解难：外部环境剧变影响经营，三电陷入困局。由于中美贸易摩擦、欧洲碳排放的限制以及新冠疫情的影响，传统燃油车企业生产和销售受挫，全球汽车销量从年的万台降低至年的万台。受到外部营商环境恶化以及需求萎缩的影响，-财年，三电的营收逐年下降至亿日元。同时，冗杂的治理结构以及较高的人力成本导致公司现金周转困难，经营陷入困局。
海信控股优化管理层结构，加强监督与效率。海信控股以后对三电管理层进行了优化，措施包括派遣海信具有资深并购经验的管理层入驻三电董事会，完善设置监察以及审计流程，加强监督与销量，优化后的管理层更加精简。海信集团此前通过多次收购积累了丰富的并购整合经验，年收购日本东芝映像，整合18个月后年扭亏为盈，而后稳健增长；年收购Gorenje，凭借出色的并购整合能力，15个月后同样实现扭亏为盈。基于历史成功经验，海信有望帮助三电快速走出困境，重回增长。
海信收购日本三电，协同发展下有望充分受益：
（1）全球汽车空调龙头，压缩机市场份额全球第二。日本三电作为汽车压缩机行业的龙头企业，市场份额全球领先，年日本三电占全球汽车空调压缩机市场份额的21%，仅次于电装位居全球第二。同时公司于年前瞻布局电动压缩机，位列行业第一梯队，年全球电动压缩机市占率达到15%。
（2）客户资源丰富，底蕴不俗。作为全球领先的汽车空调系统供应商，日本三电下游客户遍布全球，与一众老牌车企合作紧密。具体来看，欧洲是公司最为重要的销售区域，欧洲地区销售占总营收比例达到46%。同时公司与欧洲车厂合作数量最多，前两大客户为大众和戴姆勒，销售占营收比重分别为14%和12%，彼此合作紧密。
（3）全球布局完善，研发、制造、销售中心遍布全球。根据各地区的资源禀赋以及技术发展水平，三电在亚洲、欧洲以及北美洲共布局了4个研发中心，28个制造基地，与整车企业的产能布局相契合，提升了沟通协作的效率，降低运输等成本。其中，中国区域产能布局领先，制造基地数量达到12个，充分享受中国制造业工程师红利。
（4）优势互补、协同共赢。海信控股三电以后，二者有望在规模采购、市场开拓，技术共享等领域形成协同：1）汽车空调系统和传统家用空调在原理上有相通之处，二者上游原材料存在重叠，因此后续有望优化三电供应链，通过规模化采购降低成本，并通过低息融资降低财务费用，提升三电盈利能力；2）海信有望依托三电的技术积累和渠道优势，快速切入新能车热管理赛道，享受行业发展带来的红利，此外，海信集团在汽车电子领域，如智能座舱、车路协同等方面已有布局，与国内整车厂开展合作，控股三电后，二者客户资源有望共享，打开公司全新增长曲线。
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