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汽车热管理系统的分类

汽车热管理系统是指汽车上从系统集成和整车角度出发，统筹整车热量与环境热量，采用综合手段控制和优化热量传递，以调节零部件工作和座舱温度环境的系统总成。

由于汽车的零部件系统复杂，不同零部件的工作温度和材料耐受温度存在一定的差异，比如燃油发动机在过高温度下容易导致活塞拉缸、缸盖缸体变形，甚至整个发动机报废；新能源汽车中的动力电池在高温环境下易发生热失控，而在低温环境下则会影响电池的放电性能，进而影响新能源汽车的续航能力；高温还会对电机电控的驱动效率和电路电压等性能造成影响。

此外，随着汽车技术的演进，汽车逐步转变为人们生活中的“第三空间”，乘客舱的舒适性需求始终是核心要素。乘用舱空调系统通过调节座舱内的湿度、温度以及空气过滤等，满足乘客的舒适度要求。

汽车热管理系统的分类

在传统燃油车时代，由于发动机内的燃烧，会释放大量余热，传统燃油车的热管理系统主要包括：对发动机进行降温的动力热管理系统；变速箱冷却系统；利用发动机余热与热循环管理实现的座舱供暖或通过空调冷媒的制冷实现的座舱制冷等座舱空调热管理系统。

而在新能源汽车时代，由于缺少了传统发动机（内燃机）的自发热特性，加上动力电池在特定环境下需要加热来获得合适的工况温度，新能源汽车的热管理系统相较于传统燃油车的热管理系统更为复杂。新能源汽车整车热管理系统可分为电池系统热管理、空调系统热管理和电机电控系统热管理，其中电池系统热管理和空调系统热管理都需要有制冷和制热两大功能，而电机电控热管理主要是冷却。

根据介质的不同，汽车热管理中的冷却方式大致可分为：风冷、液冷、冷媒直冷、热管冷却、相变材料冷却等，其中液冷技术成为目前新能源汽车热管理的主流方式，凭借其散热效率高、温度均匀性好等特点，被广泛应用在中高端新能源汽车中。冷媒直冷、热管冷却及相变材料冷却等技术虽然具有更高的冷却效率，但受限于成本以及技术研发等因素，仍未能广泛地应用到汽车热管理系统中。

由于新能源汽车缺少内燃机的自发热特性，空调热管理系统在制热上需要增加新的热源，按技术路线来分，主要分为 PTC 体系和热泵体系。PTC 即正温度系数热敏电阻，可以在通电后发热，并通过对途经的空气或冷却液进行加热从而达到为舱内供暖的目的。而热泵则是基于逆卡诺循环的原理，通过冷媒气体压缩及冷凝等过程，将外界环境的热量转移到电池舱或乘员舱内，达到供暖的目的；同时由于热泵体系不直接消耗电能发热，相较于 PTC 体系，热泵体系的节能程度要更佳，更适配新能源汽车对于续航控制的理念，因此受到广泛关注，逐步成为新能源汽车的主流配置之一。

由于在一些过于低温的外界环境下，热泵体系的制热供暖性能较差，如今越来越多车型配置上采用PTC+热泵的混合体系，以应对不同的外界环境挑战。

新能源汽车电池热管理系统的加热方式则可分为外部加热与内部加热，其中外部加热可细分为加热膜、PTC 加热以及液冷直热等技术，而内部加热目前研发出了高频脉冲加热以及电池内阻产热，具有更快的加热速率和更低的能耗，但在稳定性和安全性上仍需要进一步验证。

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汽车热管理系统市场规模持续增长

在汽车热管理系统产业链中，上游环节主要涉及钢材、铝材、电子元器件等基础原材料；中游环节则专注于制冷或制热系统的各类零部件及系统集成的研发与制造；下游涵盖了广泛的应用场景，除了汽车整车及飞行汽车 eVTOL 之外，在算力数据中心、储能电池以及人形机器人等场景也具备应用潜力。

近年全球新能源汽车销量及渗透率稳步提升。按 OICA 统计，2023 年全球新能源汽车销量共1465万辆，其中近950万辆来自中国；2023年中国新增汽车新能源渗透率达到31.6%，超过全球水平的 15.8%。2024 年前 11 个月，全球新能源汽车销量合计为1607 万辆，其中来自中国的新能源汽车销量累计达 1012 万辆。

中国新能源汽车产业在全球占领先地位，发展持续向好，新能源汽车渗透率有望持续提高。随着新能源汽车渗透率逐步提升、热管理系统配套需求增长以及技术迭代升级带来的单车价值量提高，汽车热管理市场规模有望持续增长。预计到2025 年中国汽车热管理市场规模将达到 1494 亿元，其中新能源汽车热管理市场规模将达到864 亿元。

在全球汽车热管理产业市场中，目前主要由外资企业占据主导地位，其中包括电装、翰昂、法雷奥、马勒等国际知名的零部件供应商。这些企业凭借其在传统燃油汽车热管理领域已经拥有的成熟技术和产品，形成了较高的技术壁垒。他们凭借技术积累和客户资源的优势，较早地进入了新能源汽车热管理领域。

而三花智控、银轮股份等国内新兴的热管理零部件龙头企业，凭借在细分领域的技术研发积累、系统供货能力、接近国内市场的优势以及成本优势，已经获得了多家主机厂的认可，并成功进入其供应链体系。这些企业通过不懈的努力和创新，在热管理领域取得了显著的进步。不仅在技术上不断突破，还在供应链管理上取得良好效果，使得其产品在市场中具有极强的竞争力。

随着新能源汽车渗透率的提升，这些国内企业有望持续增加市场份额，实现跨越式发展。他们不仅在国内市场取得了成功，还在国际市场上展现出了强大的竞争力。这些企业的崛起，不仅改变了市场竞争格局，也为整个汽车热管理产业带来了新的活力和机遇。随着新能源产业的迅猛发展，国际零部件供应商的优势有所减弱，多家国内新兴的热管理领域供应商迎头赶上，市场竞争格局正在发生变化。据统计，电装、翰昂、法雷奥、马勒四大国际供应商的市场份额总和从2019年的72%降至2022年的50%。从市场格局的演变中可以预见，国内的优质热管理企业具有巨大的发展潜力，并且在国产替代的背景下，拥有广阔的市场空间。

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汽车热管理系统的未来趋势

3.1 向集成化和智能化的纵向发展

智能电动汽车的热管理系统经历了四代技术的演进和发展。2020 年特斯拉在其ModelY车型中首次引入了“八通阀”技术的高集成化方案，这一创新技术显著提升了热能的利用效率。未来，电动汽车的发展趋势将是对整车层面的能量进行统筹管理，通过集成式热管理系统突破传统设计上的限制，实现电池、电机电控以及空调系统这三个独立领域的部分或全部整合。

仅需通过一套热管理控制器，即可实现循环的一体化管理，大大简化了系统的复杂性，提升热管理效率。此外，集成化方案促进了零件的共用化和轻量化，优化了管路和线束的集中布局，从而显著减少了整车的电能消耗，并提高了续航里程。更关键的是，集成式热管理系统有利于规模化的批量生产，在成本方面将具有显著的竞争优势，有望进一步推动电动汽车普及和提高市场接受度。

未来随着系统高度集成化，叠加智能驾驶大模型的迭代升级，有望将汽车热管理系统整合至智能驾驶模型中。通过智能算法控制单元将车辆使用场景、用户需求习惯和传感器信息进行综合处理，实现对热管理系统控制器的精准管理以及对驾驶者的个性化定制服务。

3.2 向多种应用场景的横向拓展

汽车热管理技术正逐步从车用领域拓展至更多领域，包括数据中心、电力、储能、工程机械、人形机器人等应用场景，部分国内新兴的热管理零部件龙头开始布局第二增长曲线。

数据中心的热管理。随着我国对数据中心等新型基础设施建设力度的加大和建设进度的加快，数据中心的产品市场需求持续快速增长。云计算、大数据、人工智能等新一代技术的快速演进，智慧城市、数字政府、工业互联网、5G 场景化等应用的迅速发展，推动着我国数据中心产业保持高速增长。

数据中心作为数据存储和计算的信息基础设施，其需求也将同步持续增长。而数据中心的主机密度高、功率高，给数据中心的热量管理和能源效率带来了巨大挑战，也提出了更高要求。工业和信息化部发布“十四五”信息通信行业发展规划，为落实行业绿色发展，助力实现碳达峰、碳中和，目标到2025年底，单位电信业务总量综合能耗下降幅度达 15%，新建大型和超大型数据中心PUE值下降到 1.3 以下。降低数据中心能耗的关键是提高机房制冷效率，对数据中心制冷设备提出了更高的要求，推动了数据中心温控设备需求的不断提升。

储能系统的热管理。随着新能源的持续发展，储能系统的应用场景也逐步增多。储能电池同样以锂电池为主，而热失控是造成锂电池起火爆炸的主要原因之一，因此储能电池的热管理核心任务同样是通过冷却、加热、保温和热扩散防护等手段，将电池温度维持在适宜范围内。而储能机组的热管理系统与汽车热管理系统的组成及原理具有一定的共性，技术路线也具有相通性，便于进行业务的横向拓展。

此外，还有原理具有一致性的风力发电机、人形机器人、工程机械热管理等应用场景，有望推进汽车热管理企业拓展业务场景，开拓新的业绩增长曲线。

文章转载自思瀚产业研究院-研究三部