新能源汽车电池热管理行业竞争格局及发展趋势、市场规模发展前景

从市场参与者角度来看,国内市场液冷板行业厂商主要可分为三类:①以温控零配件业务延伸的热管理头部企业(三花智控、银轮股份等);②基于技术互通性进行业务拓展的厂商(纳百川等);③跨界企业(科创新源等)。

从细分市场来看,蛇形液冷管应用于配套圆柱形动力电池,液冷板应用于配套方形电池。目前,国内市场液冷管主要生产厂商为新富科技,若未来国内更多新能源汽车厂商采用圆柱形电池技术路线,国内将发展出更多从事液冷管研发及生产的企业。

国内新能源汽车电池液冷板市场呈现寡头竞争格局。2019 年-2020 年,国内液冷板市场大部分由传统汽车热管理集成商三花智控、纳百川及银轮股份所占据,三大厂商国内市场累计市占率单年均超过80%。2021 年开始,以新富科技、科创新源、飞荣达等为代表的国内厂商逐渐切入国内液冷板领域市场且渗透率逐步提升。

新能源汽车电池热管理系统旨在调整电池温度,减小电池包内最高温度和最低温度的差异,使得动力电池保持在适宜工作的温度范围,从而确保充放电性能、电池安全性及寿命,降低新能源汽车由于电池过热导致自燃的风险。

新能源汽车电池热管理系统按照冷却媒介不同主要可分为风冷、液冷和直冷三类,其中液冷是动力电池冷却的主流技术,其冷却速度快、比热容大、换热系数高,在换热能力、换热一致性等方面均有良好表现。液冷系统零部件较为复杂,主要包括电池冷却器、电子膨胀阀、电子水泵、电池阀、液冷管、液冷板等,其中液冷管、液冷板通过冷却液在液流中循环流动传递走多余热量从而实现冷却功能,是液冷系统的关键部件。

随着新能源汽车逐渐朝着高能量密度和高续航的方向发展,动力电池热管理系统对温度的监测和控制需求日益提升。为达到更好的冷却效果,未来液冷管、液冷板将根据客户需求逐步提升技术要求和质量品质,在工艺难度提升的同时,单车价值量及使用量有望获得较大提升。此外,伴随着下游新能源汽车行业需求放量,新能源汽车电池热管理系统下游特定品类和型号有望实现生产的规模效应,产业链增长潜力较大。

液冷管、液冷板是通过金属管材、板材(通常为铜铝等导热金属)构成的封闭腔体将发热器件的热量间接传递给封闭在循环管路中的冷却液体,通过冷却液体将热量带走的一种冷却形式。由于该种冷却方式会极大程度影响动力电池整体的安全、重量、工作稳定性等方面,因此具有较高技术壁垒,主要体现在以下几点:

第一,散热效果要求高。由于新能源汽车电池工作时会产生较大热量,热量过高不仅影响电池工作效率,同时会产生一定安全风险,因此,液冷管、液冷板对散热功率要求较高,需要能够及时导出动力电池工作过程中产生的多余热量,避免过量温升的发生;

第二,密封可靠性要求高。道路车辆环境工作复杂,存在振动、冲击、高低温交变等多种环境,同时,液冷板、液冷管设计寿命均需覆盖整车使用寿命;动力电池电压动辄几百伏,若液冷板、液冷管密封出现问题以致内部冷却液泄露,会导致电池短路,温度积累到一定程度就会发生自燃;

第三,散热设计精准度要求高。因新能源汽车车型不同,其使用的电池外形、排列组合方式不同,需要对不同电池包的液冷管、液冷板的冷却液流道进行精细化设计,使得冷却液可以均匀冷却电池温度,避免电池包内不同位置温差过大;

第四,轻量化要求较高。为减轻车身重量,提高电动车续航里程,液冷管、液冷板使用的材质质量较轻,厚度较薄,材料的轻薄化进一步提升了技术加工难度;

此外,液冷管、液冷板出厂前应进行相关试验并满足相关国家和行业标准及设计要求,包括外观质量、性能、水质性能、环境适应性、工作方式等多方面的测试和验证。因此液冷管、液冷板供应商需掌握核心研发及工艺技术并在产品性能上不断创新。

精密合金线材行业生产工艺和核心设备虽然比较成熟,但在轧制及热处理工艺等方面依然存在一定技术壁垒。新进入企业短期内难以在工艺、技术方面取得突破,会导致产品技术指标相对成熟企业较差,在产品利润空间有限的前提下,单纯依靠价格竞争难以立足。

整车厂在对供应商的选择过程中,建立了一整套完善且非常严格的认证体系。通常,行业内企业进入整车厂的供应商体系,首先需要通过国际组织、国家或地区汽车协会组织的质量管理体系评审,获得相关质量管理体系认证后,成为候选零部件供应商。其次,企业还需接受整车厂全方位严格审核,通过采购管理、生产工艺、物流管控、技术研发、成本控制、安全环保和质量控制等各个方面进一步评审后,才能成为其合格供应商。最后,合格供应商还需配合整车厂进行产品的开发,在经历开发设计、工艺调试、样品试制和检验、整车试验等多个环节后,才可以进入批量供货阶段。

液冷管、液冷板行业竞争较为激烈,随新能源汽车、储能等相关产业技术发展不断进步,市场培育不断成熟,未来会有更多企业涌入该行业,加剧行业竞争。现有领先企业如不能提高产品竞争力、增强产品技术含量、提升品牌影响力,可能无法在市场竞争中取得竞争优势、实现市场份额提升,甚至面临市场份额下降的风险。

液冷管、液冷板等行业属于新能源汽车产业链,新能源汽车市场相关政策波动将对现有领先企业的业务产生影响。新能源汽车发展初期,行业投资规模大,国家出台补贴及税收优惠政策支持行业发展,对于新能源汽车快速增加销量起到了重要作用。

随着新能源汽车行业的发展,续航里程不断提高,规模效应得到逐步体现,新能源汽车价格开始下降,行业已经得到市场的广泛认可,政府的财政补贴和税收优惠政策逐步退坡。

全球领先的汽车零部件企业,产品主要销向欧洲、北美等区域。旗下热系统产品齐全,包括空调系统(电动压缩机、热泵、HVAC 单元等)、动力总成热管理(冷却模块、散热风扇等)、电池冷却系统(Chiller、液冷板等)。

成立于 2008 年 1 月,2017 年 12 月在深圳创业板上市,依托领先的高分子材料技术开发平台,一直专注于功能型高分子材料应用的研发与制造。2021 年度,科创新源以外延式扩张的方式将业务拓展至热管理系统产品的研发、生产和销售,主要产品包括新能源汽车和储能系统用液冷板、消费电子和传统家电散热器件等,其全资子公司瑞泰克已成为宁德时代吹胀式液冷板供应商。

纳百川控股有限公司,成立于 2007 年 10 月,自成立开始便专注于汽车发动机热管理系统领域的研究,产品主要出口欧美售后市场。2011年开始启动新能源汽车动力电池热管理系统的研发。纳百川目前已为上汽大众等国内多家主流车厂新能源汽车动力电池热管理系统提供产品服务,于国内液冷板领域市占率排名前列。

成立于 1994 年 9 月,2005 年 6 月在深圳主板(原中小板)上市,是全球领先的制冷控制元器件、汽车空调及热管理系统控制部件制造商。三花智控液冷板业务在杭州、绍兴等地设置产线 月发布公告,拟成立合资公司在欧洲开展水冷板产品及相关零配件的研发、生产和销售。

成立于 1999 年 3 月,2007 年 4 月在深圳主板(原中小板)上。

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