目录
1新能源车空调与燃油车空调主要区别 (5)
2新能源车热泵空调技术路线:预计CO2技术渗透率将逐步提升 (8)
3热泵空调核心零部件竞争格局 (11)
3.1 电动压缩机:海外龙头为主,国内进入合资车企配套份额较低 (12)
3.2 电子膨胀阀、四通换向阀:国内自主企业三花智控份额较高 (16)
3.3 换热器:国内企业逐步进入国际车企配套 (18)
3.4 热泵空调管路:国内企业技术突破,有望占据一定市场份额 (19)
4 国内企业在热泵空调核心零部件布局 (21)
图表目录
图1:燃油车空调工作原理 (5)
图2:新能源车空调工作原理 (5)
图3:燃油车空调制冷工作原理 (6)
图4:新能源车空调制冷工作原理 (6)
图5:燃油车空调制热工作原理 (6)
图6:新能源车热泵空调制热工作原理 (7)
图7:新能源车PTC空调制热工作原理 (7)
图8:全球汽车空调制冷剂环保政策情况 (9)
图9:R-1234yf与CO2技术路线选择对比 (10)
图10:新能源车热泵空调零部件构成 (11)
图11:汽车空调压缩机与电动压缩机技术路线情况 (13)
图12:2017年全球汽车空调压缩机市场份额情况 (14)
图13:2018年全球电动压缩机市场份额情况 (14)
图14:2018年国内汽车空调压缩机市场份额情况 (15)
图15:国内汽车空调压缩机主要供应商情况 (15)
图16:特斯拉和大众集团电动压缩机供应商情况 (16)
图17:2019年全球电子膨胀阀市场份额情况 (17)
图18:全球电子膨胀阀主要供应商 (17)
图19:2017年国内电子膨胀阀市场份额情况 (17)
图20:2018年全球电磁四通换向阀市场份额情况 (18)
图21:2018年全球汽车空调电磁四通换向阀市场份额情况 (18)
表1:新能源车热泵空调和PTC空调区别 (7)
表2:新能源车热泵空调和燃油车空调系统区别 (8)
表3:各类制冷剂的环保性能比较 (9)
表4:各类制冷剂的热物性能参数比较 (10)
表5:热泵空调核心零部件用途 (12)
表6:国外热泵空调换热器主要生产企业 (18)
表7:国内热泵空调换热器主要生产企业 (19)
表8:海外空调管路主要竞争对手 (20)
表9:国内汽车空调管路主要生产企业 (21)
表10:二氧化碳空调管路主要研发生产企业 (21)
表11:国内零部件公司在热泵空调系统领域的主要布局情况 (22)
表12:国内零部件公司在热泵空调系统产品供应商下游配套客户情况 (22)
表13:主要热泵空调系统公司估值比较 (23)
1新能源车空调与燃油车空调主要区别
燃油车空调的动力来源是发动机,燃油车利用发动机推动发电机组给电瓶充电。电瓶供电给空调压缩机工作,实现对冷媒的做功,进而达到制冷效果。另一方面,由于发动机在运行过程中会产生余热,燃油车可以充分利用这部分热量,加热冷却液,实现车内供暖。
新能源车空调的动力来源是电池,新能源车空调由电池驱动,通过DCDC转化器,将电池的高压直流电转为低压直流电,进而将电量供给电动压缩机或其他空调零部件,保证空调零部件运转。经低压转化的电流给电动压缩机提供动力,对冷媒进行做功,进而达到制冷效果。另一方面,新能源车由于缺少发动机,在制热模式下,无法利用车辆运行产生的余热,因此需要自行产生热量或借助外界的热量转换,实现车内供暖。
汽车空调不制冷图1:燃油车空调工作原理资料来源:东方证券研究所
图2:新能源车空调工作原理
资料来源:东方证券研究所
新能源车空调和燃油车空调系统的区别,主要体现在制冷和制热方面。
(1)制冷工作原理不同
燃油车空调制冷系统和暖风系统工作运行是较为独立的,空调压缩机将气体制冷剂加压,高温高压气体流入冷凝器被液化放热,液态冷媒流经储液干燥器进行过滤干燥,膨胀阀将液态冷媒雾化,喷入蒸发器,蒸发器使冷媒吸热汽化蒸发,蒸发器周围空气降温,鼓风机将蒸发器周围冷气吹入车内,制冷剂再次流入空调压缩机经过以上过程。
新能源空调车制冷模式下,其工作原理与燃油车空调相似,主要区别在于制冷过程由电动压缩机带动。电动压缩机将气态冷媒进行高压压缩,高压气态冷媒经过四通换向阀后,流入车外换热器液化放热,液态制冷剂流经干燥器过滤杂质,电子膨胀阀将制冷剂雾化,车内换热器将雾化制冷剂吸热蒸发,降低蒸发器周围空气温度,鼓风机将蒸发器周围冷气吹入车内,制冷剂再次进入电动压缩机循环以上过程。
图3:燃油车空调制冷工作原理
资料来源:汽车维修技术网、东方证券研究所
图4:新能源车空调制冷工作原理
资料来源:360图书馆、东方证券研究所
(2)制热工作原理区别
燃油车空调暖风系统相比制冷系统工作原理更为简单,燃油车利用发动机余热,对发动机冷却水进
行加热。温度较高的冷却水流经加热器芯时,通过加热器芯的散热片将热量传递给空气,鼓风机送
风将热量带入车内。
图5:燃油车空调制热工作原理
资料来源:汽车维修技术网、东方证券研究所
新能源车热泵空调制热工作原理与制冷模式相似,主要区别在于制冷剂的流向。电动压缩机对气态
冷媒进行高压压缩,高压气态冷媒经过四通换向阀后,流入车内换热器液化放热,加热车内换热器
周围空气,鼓风机送风将车内换热器周围热量带入车内,液态制冷剂继续流经储液干燥器过滤杂质,电子膨胀阀将制冷剂雾化,车外换热器从车外吸热,将雾化制冷剂蒸发,气态制冷剂再次流入电动压缩机,经历以上循环过程。
新能源车空调PTC加热系统分为水暖加热和风暖加热两种模式,两种模式工作原理相似。以PTC 水暖加热模式为例,第一步,电子水泵作为动力源,推动循环水进入储液罐。第二步,循环水进入储液罐存储,在此处平衡空调系统压强。第三步,循环水流入PTC加热系统,迅速升温。第四步,高温循环水进入暖风芯体实现换热。第五步,鼓风机将暖风芯体周围热空气吹入车内实现制热,循环水再次流入电动水泵。
图6:新能源车热泵空调制热工作原理资料来源:360图书馆、东方证券研究所图7:新能源车PTC空调制热工作原理
资料来源:《电动汽车PTC加热系统研究》、东方证券研究所
热泵空调是未来新能源车空调系统的发展趋势。热泵空调与PTC空调相比差别主要体现在:工作原理不同,主要零部件构成不同,成本不同,能耗不同,低温制热效率不同等。
表1:新能源车热泵空调和PTC空调区别
新能源车热泵空调新能源车PTC空调
工作原理热量交换PTC加热器产生热量
主要零部件电动压缩机、四通换向阀、干燥器、换热
器、储液干燥器
电动水泵、PTC、、储液罐、暖风芯体成本高低
能耗低高
低温制热效率较低效率较高
资料来源:公开资料整理、东方证券研究所
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