纯电动汽车跑20万公里,电池衰减才2.85%?
近期,一位威马EX5纯电车主秀出了他的电动汽车电池衰减情况:跑了20万公里,衰减2.85%!
这个成绩可以说是刷新了人们对动力电池的发展的认知,那这个成绩靠谱不靠谱呢?现在的电动汽车动力电池竟然如此强大?我们今天就来深度解析一下。
电池、电机、电控这电动汽车的三大件,完全不同于传统汽车,这一点大家都已经很明白了。
而从这三大件看,电机性能没问题,效率都很高,可靠性远高于内燃机,不论是永磁同步机还是交流异步机,拼的其实都是那一点微不足道的效率提升,也就是说电机对于电动汽车来讲完全不是瓶颈。电控技术,早在几十年前IGBT等电力电子器件出现的时候就开始迅速发展,现在也可以说是非常成熟,不论是电梯、空调还是地铁、水泵,到处都是变频器,本质上电动汽车的电控和无处不见的变频器是同一种东西,电控技术应用到电动汽车上,完全没有大的障碍和困难。
而相对于电机和电控,电池则成为电动汽车的瓶颈:和同样为储能设备的油箱相比,电池包的体积巨大,完全颠覆了传统汽车的布局设计,重量巨大,动辄几百公斤,成本高昂,目前常用的三元锂电池的市场价为每瓦时 0.85 元(这个数字在四五年前还是2元左右),一个60kWh的电池包成本就已经超过了5万元,而更让公众和业内“揪心”的就是电池的快充问题和衰减问题。
快充,直接牵扯到电动汽车的便利性,所以各大主机厂拼命的上快充,但是快充动辄几十千瓦甚至上百千瓦的充电功率,其实想想就很恐怖:普通的3P家用空调,全功率运行也不过几个千瓦的功率,而电池组要承受的充电功率相当于几十台3P的家用空调同时工作,这种补能速度,从技术上讲我是很佩服的,电池组承受如此巨大的电流,也是以更高的损耗为代价的。但是因为电动车的电池组容量越来越大,如此的快充速度,实现约80%的补能,主流车型仍然需要四五十分钟到一小时甚至更长,所以快充是不能放弃的,这就注定了对于快充和电池衰减的平衡,主机厂会更偏向快充。
说到电池衰减,这一点可能是大部分用户不敢入手电动车的主要原因。电动车,加速更线性流畅,声音震动更小,性能更好,NVH明显强于燃油车,还具有强大的能量回收能力,节能效果好,运行成本远低于燃油车,然而就因为电池的衰减和曾经被某些媒体带偏的“高昂”的换电池费用,吓退了无数的潜在车主。
不过,我们应该看到,随着近几年电动车的迅速增长,公众对电池衰减的认识已经从以往的恐惧变成了基本接受,一方面,早期搭载的衰减比较严重的电池包的车型也基本退出市场,之前为补贴而造的各种“扭曲”车型也逐渐消失殆尽,当前市场上的电动汽车电池衰减的确更小,电动车车主对电动车的口碑越来越好,公众也逐渐客观看待并且开始接受电动汽车的电池衰减问题。另一方面,行业内对电池的信心越来越足,车企可以提供更多的保障。根据国家工信部规定,从2016年起乘用车生产企业对电池、电机等核心部件必须提供8年或12万公里质保,这已经足以满足普通家用车的需求,然而各大车企在此基础上直接推出了更为激进的政策,例如吉利品牌的新能源车型电芯针对首任车主提供终身质保,比亚迪也直接对电芯提供终身质保,威马汽车、蔚来汽车直接提供了不限年限不限里程的动力电池组质保。
为何如此,且听我慢慢道来。
近几年,可以说是我国动力电池快速发展的黄金时期。
政策层面,从2015年前后,我国动力电池产业呈现爆发式增长,国家于 2015 年 3 月发布了《汽车动力蓄电池行业规范条件》,自此以后,各项动力电池产业支持政策文件陆续发布,国家对动力电池产业给予了强大的政策支持,下表为近几年在宏观政策方面的一些文件。
与此同时,国家标准委还新制定了 10 余项动力电池相关标准,从动力电池产品的性能、检测手段、外壳材料和规格尺寸等诸多方面明确了标准,相比于 2015 年以前以行业性标准为主的局面,新颁布的标准多上升为国家标准,对动力电池产品的标准化起了至关重要的作用,也在很大程度上将早期的低性能、低寿命的动力电池产品赶出市场。
产能层面,在强大的需求和宏观政策的刺激下,动力电池的产能迅速扩张,装机量迅速攀升。2015 年中期国内动力电池产能约11Gwh,2016年我国电动车动力电池总装机量超过19.8GWh,而2019年我国电动车动力电池总装机量已经达到了62.37Gwh,可以说是增长十分迅速。
技术层面,蓬勃发展的动力电池产业在国家标准的逐步规范下,在丰厚利润的滋养下,研发能力迅速提升,技术层面的进展也非常明显。例如以宁德时代为代表的三元锂电池(NCM)技术路线,目前宁德时代NCM811能量密度高达 304Wh/kg,而在2015年,这个数据才只有90Wh/kg左右,这也是为什么近几年电动汽车的续航迅速提升,2015年前后主流车型续航仅在200km-300km,而目前市场上续航超过600km的车型已经屡见不鲜。在电池可靠性层面,对电池衰减的各个影响因素都有了比较深入的研究,在各个影响因素的控制上也取得了长足的进展,也就是在BMS系统、电池热管理技术、电池保护等方面都有了较大的突破,电池的低温性能和衰减可以说了有了质的提升。
说到威马这个品牌,相信大家已经很熟悉,低调但务实,早期造车新势力们大肆“叫嚣”PPT的时候,威马就在自建工厂,发力研发,走的一步一个脚印。在电池组技术层面,威马也是有了不错的积累,之前我在文章中就详细讲过威马的热管理系统,的确做的非常不错。
前文说过电池衰减目前的研究已经有很大进展,影响因素也比较明确,那就是:工作温度、充放电深度、充放电倍率、内外部应力等。而归结到具体产品,则影响因素主要是电芯性能特别是其一致性、优秀的具有强大热管理能力的BMS系统和对电池组的物理保护。对于大部分车企而言,因为电芯非自己生产,所以重点有二,一是先天选择好电芯,二是后天保护并“伺候”好电芯。
“先天”方面,威马从一流电芯供应商处定制采购符合威马统一标准的VDA电芯模组,在威马自建的温州生产基地进行电池包的组装生产和检测。威马对电池包内模组初始化的标准严格程度极高,要求电芯间压差小于25mV,模组间压差小于30mV,并在成包后采用更为简单可靠的被动均衡自放电技术维持压差一致,确保电池包初始状态的内部电池容量均衡,从而确保足够的电池容量和日后使用中的放电健康。
“后天”方面,威马的电池包恒温热管理技术,将电芯温度更加稳定地控制在高效、安全的温度区间,每个电芯模组内布置两个温度传感器,精确监测每个模组内部电芯温度,并通过BMS和BTMS精确管理所有电芯,电芯温差控制在±2℃,确保电芯温度均匀性。
保护方面,电池包壳体由DP780高强度钢制作,横纵向加强筋结构,有效抵御碰撞和挤压带来的冲击,电池包内模组采用铝制中空外保护设计,矩阵式双框架电池舱结构,电池包壳体内部边沿和四角设置缓冲区,受到冲击后外壳溃缩,即使严重碰撞也无法伤及电池,这一点大家从视频中也看到了。IP68等级的防水防尘,双ECU多层级实时监控,应急防爆泄压设计确保了电池的安全。
电芯在如此理想的环境下,衰减程度得到大大降低。从视频中可以看到车主购车时间为2018年十二月份,至今一年半的时间,综合考虑目前主流电芯的寿命,20万公里实际循环约为500次(20万公里除以实际续航约400公里),且车主也是快充、慢充交替使用,这种情况下,500次循环衰减2.85%是完全可能的,当然,这个成绩肯定是优秀的。
短短几年的时间,随着动力电池能力密度、性能和寿命的快速提升,电动汽车的确是有了翻天覆地的变化,威马之所以有如此的成绩,除了自身稳扎稳打的技术研发外,也一定程度上乘了这个“东风”。当前市面上的电动汽车车型,不仅种类丰富,而且续航完全可以和燃油车媲美,同时,电动汽车强大的性能、线性的加速、优秀的NVH表现、更多的智能化功能的确让其竞争力大大提升。
所以,目前可以认为,电动汽车的普及时期已经到了,曾经的购车思路“除非没办法,否则不买新能源”应该变成“除非没办法,否则不买燃油车”了。
液冷板行业深度报告:“一体两翼”,液冷板需求放量
(报告出品方/作者:民生证券,邱祖学、孙二春)
1 电池液冷板是电池热管理系统中直接与电池进行 热交换的部件电池液冷板是电池热管理系统中直接与电池进行热交换的部件。液冷板是液 冷散热器的一种产品元件,其散热原理是在金属板材内加工形成流道,电子部件安 装在水冷板的表面并在之间涂装导热介质,内部的冷却液从板的进口进去,再从出 口带走部件传导的热量。根据形状和结构的不同,目前市场常见的液冷板主要有口 琴管式、冲压式、挤压式、吹胀式等多种类型。在新能源车领域,电池液冷板作为 电池热管理系统中直接与电池进行热交换的部件,通过液冷板流道中的冷却液将 电池产生的热量转移到冷却装置中或通过冷却液将热量输送到电池处,实现将电 池温度维持在最适合其工作效率 20℃-35℃范围内。
从产业链结构来看,液冷板行业上游为中铝集团、紫金矿业等铝、铜金属原材 料企业;中游为银邦股份、华锋铝业等铝热传输材料生产以及银轮股份、纳百川等 液冷板配套加工企业;下游终端应用主要包括新能源汽车、服务器液冷以及储能等 领域。
液冷板生产流程包含铝热传输材料加工环节和液冷板加工环节。在液冷板生产工艺上,同一终端应用下的液冷板不同类型产品虽在结构设计上有所不同,但加 工工艺高度类似。以铝热传输复合材料为例,液冷板生产前道工序主要包括材料的 复合以及冷轧、热轧等环节,其中复合和冷轧为水冷板生产的核心工序,冷轧为热 轧卷或铸轧卷在再结晶温度之下强烈塑性变形的过程。冷轧后的半成品具有组织 性能均匀、尺寸精确、表面品质高等特性。后道包括对前端退火精整后的产品再进 行芯体组装、钎焊以及气密性检测等工序。
铝的物理优势使其成为交通领域热传输材料的主要选择。质量与加工方面,铝 的密度为 2.69g/cm3,仅为钢密度的 34%,铜密度的 30%。且铝可以通过添加合 金元素提高材料性能,塑形优良,可加工成复杂性质;导热能力方面,铝的导热系 数为 247W/m·K,略低于银(411W/m·K)和铜(398W/m·K)但远高于铁 (73W/m·K)。因而铝是行业内综合考虑下常用的金属热传输材料。
水冷板使用的复合材料一般以 3 系铝合金为芯材,4 系铝合金为复合层。铝 热传输复合材料是以铝锰 3 系合金为基础核心材料,即芯材,利用轧制复合工艺 使芯材和其他一种或一种以上物理、化学性能不同的牌号的铝合金在接触面上形 成冶金结合的新型铝合金材料。与单一金属相比较,不同金属的结合可以使其物理、 化学性能更优越,热膨胀性、导热性、强度、耐腐蚀性、导电性可得到很大提高。 芯材由铝锰 3 系铝合金构成,起强度支撑和散热作用;复合层由铝硅 4 系合金或 其他牌号的铝合金构成,起到钎焊或改善整体材料性能的作用。以华峰铝业水冷板 材料为例,芯材主要是 3003 牌号铝合金,复合层主要是 4343 牌号铝合金。
2 行业壁垒较高,头部企业规模优势显著液冷板材料壁垒较高,主要来源于工艺复杂、供应链认证周期长、建厂投资大 三个方面。工艺壁垒方面:铝钎焊复合材料制程长,需要经过多道轧制工序,理论 良率在 70%,实际良率约 67-68%。参考《热传输用铝基合金轧制复合的技术特 点及其发展趋势》,铝热传输复合材料在复合过程中不仅要进行复合界面清理以充 分去除氧化层、表面油污;同时热轧复合时的道次加工率设计也深有考究,太小的 道次加工率使望性变形仅在皮材层产生,从而使皮材延伸向上翘起而不能实现皮材 与芯材的结合;过大的道次加工率会使变形区深入到深处,在复合界面上不能充分 暴露新鲜金属,从而也难于实现皮材与芯材的有效结合;加热工艺和开轧温度如果 温度过高可能会使皮材熔化;而加热时间过短,又可能使坯锭温度不均匀,轧制时因 温度差异而使金属延伸不均匀,严重时会出现轧裂现象而报废;此外终轧温度以及 材料状态和性能的控制也会对产品质量与生产良率产生影响,复合料生产工艺复 杂且细节繁多。
建厂投资壁垒方面:铝基复合材料生产所在的铝压延加工行业属于高能耗行 业,因此投资建厂能耗限制高;此外,行业整体投资规模较大,铺底流动资金需求 高,建设周期较长,特别是轧制设备方面,主要部件均为定制化,建造周期基本要 两年以上,加上安装调试时间,整体一般需要三年以上时间。
供应链壁垒方面,汽车行业有 2-3 年的导入期:参考普华有策说明,一般而 言,汽车行业有 2-3 年的导入期,零部件企业首先需要通过独立第三方的 IATF16949:2016 质量管理体系认证,然后经历审核方的严格审核,在研发能力、 采购管理、生产工艺、质量控制等方面达到要求,并通过供货测试后才能成为合格 供应商,客户整体的认证周期较长;此外,下游车型广泛使得铝热传输产品具有高 度定制化的特点,产品种类繁多且尺寸规格复杂。因而当前的主要厂商已与客户深 度绑定,新进入企业难以轻易打破供应链壁垒。 生产工艺复杂等壁垒塑造行业高集中度。由于行业壁垒较高,目前市场上仅包 括格朗吉斯(Granges)、华峰铝业以及银邦股份三家主要企业,行业 CR3 超过60%。格朗吉斯铝业集团是世界主要铝型材生产者之一,其钎焊热交换器业务占全 球市场份额的 25%,2022 年销量约为 29.4 万吨。华峰铝业是目前国内产能最大 的铝热传输材料生产供应商,现有产能 34-35 万吨,并有 15 万吨在建产能,2022 年铝热传输材料销量 29.37 万吨;银邦股份主要生产钎焊用铝热传输材料、铝钢 复合带材料等产品,是国内的电站空冷系统用铝钢复合带材的主要生产企业之一, 2022 年复合材料销量约 17 万吨。
3 新能源汽车电池热管理驱动液冷板市场快速增长3.1 新能源汽车相比于传统车型有更多的热传输用铝需求
液冷是动力汽车电池热管理系统的主要方案。对于新能源汽车而言,电池热管 理系统(BTMS)技术主要分为空气冷却、液体冷却、相变材料冷却和热管冷却,随 着应用环境对电池的要求越来越高,液冷技术正逐渐取代风冷技术成为各大车企 的优先选择。目前包括比亚迪、北汽、广汽、别克、云度、江淮、小鹏汽车等车企 均拥抱了液冷技术方案,国内外的典型车型如宝马 i3、特斯拉 ModelS、通用 Volt、 华晨宝马之诺、吉利帝豪 EV 等也采用了液冷技术。根据 IDTechEx 数据,2022 年 上半年电动汽车采用液体冷却的比例约为 70%,NE 时代预计 2025 年乘用车市场 的液冷比例将达到八成以上。
新能源汽车相比于传统车型有更多的热传输用铝需求。汽车热管理系统内部 包括冷凝器、蒸发器、水箱散热器、中冷器、暖风机、油冷却器等部件,新能源汽 车由于新增三电系统将会有更多的热传输需求,其中水冷板作为重要散热部件属 于电池热管理系统。参考 Ducker 提供的估计,2030 年车内各部件用铝量还有进 一步的增长趋势。
单车用铝量提升的驱动因素在于电池能量密度提升和空间结构的优化。2022 年 6 月 23 日宁德时代发布第三代 CTP——麒麟电池,在体积利用率突破 72%的 同时三元电池系统能量密度达到 255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度达到 160Wh/kg。结构功能方面,麒麟电池水冷板除散热面积是传统方案的四倍还兼顾 着结构支撑、电芯隔热和膨胀缓冲其他职责。从发展趋势看,未来在材料性能开发 逐步面临瓶颈的条件下,汽车热传输用铝除了作为散热功能的刚需外,更要实现在 性能、结构、工艺以及用量等方面的迭代更新,以满足电池空间利用率、结构部件 替代与隔热性能等潜在的更多要求。
新能源汽车的普及是水冷板在汽车热管理市场扩张的主要驱动。根据 IEA 公 布的数据,尽管 2022 年全球汽车销量受到供应链中断和地缘政治冲突的影响下降了 3%,但包括纯电动汽车(BEV)和混动汽车(PHEV)等在内的新能源汽车的销 量和占有率仍然实现逆势增长,销售量同比增长 55%;根据乘联会公布的数据, 2023 年新能源汽车渗透率约为 35.8%,较去年全年提升 8 个百分点。GlobalData 预计 2030 年全球将有一半以上乘用车销量来源于新能源汽车,新能源汽车的普及 预示着水冷板在交通领域将有广阔的市场空间。
3.2 2027 年全球液冷板市场规模将达到 36.18 万吨, 2022-2027 年复合增长率为 32.38%
参考公开数据对 2020-2027 年全球乘用车水冷板市场进行测算。其中销量数 据参考 Statista 和中商情报网的公开资料,并对后三年销量进行了平滑处理;各车 型销售比重参考 Markline 和 GlobalData 数据,液冷板参考银邦股份公告保守赋 予 2023 年 11kg 的质量,混动车液冷板用量取纯电车的二分之一并赋予新能源车 液冷板用量一定的增长空间,进而求得新能源液冷板市场规模及市场增速。 我们认为:1)受益于乘用车销量回暖和新能源汽车的普及,2023 年全球新 能源汽车水冷板市场将达到 14.5 万吨,同比增长 62.96%;2)随着乘用车销量 增速放缓以及新能源汽车的逐渐渗透,预计未来新能源汽车水冷板市场增速将逐 渐放缓,稳定于 20-25%的水平;3)预计 2027 年新能源汽车水冷板市场将达到 36.18 万吨,2022-2027 年复合增长率为 32.38%。
3.3 液冷充电桩开辟新能源基础设施新市场
充电桩作为新能源汽车基础设施承担着关键作用。在新能源汽车市场迅速发 展的同时,“续航里程”一直是影响消费者是否购买新能源汽车的关键因素之一, 除了汽车本身的续航能力外,充电桩作为电动汽车提供能量补充的充电装置,其功 能类似于加油站里面的加油机,安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内,可 以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。在新能源汽车不断渗透的背 景下,我国充电桩市场在日渐庞大。根据国家发改委数据,截至 2023 年 6 月底, 我国累计建成各类充电桩超过 660 万台,累计建成换电站超过 2200 座。
按照不同的充电技术分类,充电桩充电模式可分为交流充电和直流充电。交流 充电又称“慢充”,即充电桩输入电动汽车交流电,由电动汽车通过车载充电机 (OBC)将电网的交流电进行变压和整流,转换为直流电后对动力电池充电。直流充电又称“快充”,即将电网输入的交流电通过直流充电桩内置的充电模块变压整 流为直流电,再通过充电枪输入给电动汽车内部的动力电池。与交流充电相比,直 流充电一般具有功率高、充电快的特点,技术和设备与交流充电相比更为复杂,直 流充电桩的制造成本和安装成本也较高,更适用于对充电速率要求较高的应用场 景。
我国充电桩市场发展迅速,充电桩保有量加快攀升。在新能源汽车销量、保有 量持续增加以及国家政策扶持的背景下,我国充电基础设施建设进入高速发展阶 段。根据充电联盟的数据显示,2022 年末中国大陆充电桩保有量达到 520.96 万 台,2017-2022 年均复合增长率达 63.51%。其中公共直流充电桩 76.10 万台, 公共交流充电桩 103.60 万台,均实现大幅增长。
华为发布全液冷超快充电桩,2024 年底布局将超过 10 万个。目前充电桩行业玩家众多,除传统车企外,2023 年 4 月,华为在第二十届上海国际汽车工业展 览会上正式并发布了“新一代全液冷超充架构”的充电网络解决方案,融合光储, 通过“一个架构、两个协同、三个极致”,实现十年 IRR 提升 66.7%。液冷散热 确保设备 10 年使用寿命,全模块化打造单柜最大功率 720kW、12 路枪线输出, 功率共享使市电利用率提升 30%,实现全生命周期 TCO 下降 40%。11 月 28 日, 在智界 S7 及华为全场景新品发布会上,华为常务董事、终端 BG CEO、智能汽车 解决方案 BU 董事长余承东预计到 2024 年年底,华为全液冷超充桩布局将超过 10 万个。
从趋势上看,液冷方案的渗透是充电效率与使用安全的综合选择。参考小得热 能科技说明,目前充电桩市场呈现以下几个发展趋势:直流代替交流、充电模块大 功率化、标准化,液冷散热替代风冷散热,去 OBC 化。这四个趋势又进行着相互 作用,直流电使得新能源汽车充电时间减少,充电效率明显提高,同时充电模块的 大功率趋势将促使电池在一定体积内的能量密度进一步提高,快充使得电流增大 产热明显,对于充电设备的散热能力要求提升显著,液冷技术将在高压快充趋势下 得到广泛运用。
4 AI 产业与锂电储能液冷有望打开新的市场空间4.1 热密度提升,液冷方式或迎来快速发展
4.1.1 风冷散热效率难以跟上数据中心等设备散热需求
风冷散热模组主要由三个部分组成:热管或均热板、散热鳍片和散热风扇。其 工作原理是,在芯片产生的热量传递给散热器后,在风扇的作用下将热量传递至大 气中,将热量带离服务器。其中,热管和均热板是风冷散热模组中的重要组件,负 责将热量从芯片传导至外部。热管由管壳、吸液芯和端盖组成。首先,把管内压强 控制在一定范围,充入适量的可相变液体,使吸液芯充满液体后密封。热管的一端 是加热端,另一端是冷却端,中间可按需布置绝热段。吸液芯采用毛细微孔材料, 液体在毛细吸力作用下回流,在加热端蒸发,冷却段冷凝,循环变化带走热量。
热管的常见材质是铜,适用于高功率电子设备的散热,如 CPU、GPU 等。铜 具有热导率高、热容量大、耐腐蚀性好等优点,但价格相应较高。铝材质热管价格 较低,重量较轻,但热容量较小,适用于 LED 灯等低功率电子设备的散热。不锈 钢材质的热管具有优秀的耐腐蚀性以及机械强度,虽然传热效率较低,但适用于海 洋、化学等环境严苛,需要高度耐腐蚀性的场景。其他材质如纯钛热管、钨热管、 陶瓷热管等应用于特定领域,如核工业、航空航天等。热管材质的选择同时需要考 虑是否与相变液体的兼容,以防止液体与容器之间发生腐蚀或化学反应,导致容器 损坏或产生不可冷凝的气体。例如,液氨与铝、镍和不锈钢兼容,但由于其重量较 轻,仅适用于铝制容器;水热管对于电子冷却最为有效,与铜质容器兼容。
热管的应用场景较为灵活,在个人电脑中有广泛应用。个人电脑内部空间结构 复杂,具备灵活排布热管的可能性。一些智能手机中也有热管的应用,但由于手机 内部空间限制,需要使用超薄热管。均热板(VC)的工作原理与热管相似,也包 括传导、蒸发、对流、冷凝四个步骤。均热板可以理解为“板”状的热管,但区别 于沿线传热的热管,均热板实现了平面的热量传导,能够将热量均匀分布在平面上。 均热板地接触面积更大,温度传导更均匀。均热板相较于热管更加轻薄,因此更适 用于智能手机的散热。有研究表明均热板的散热性能比热管高 20%-30%,因此有 少数高端笔记本电脑也采用均热板进行散热。
风冷散热效率难以跟上数据中心设备散热需求的提升。以数据中心为例,采用 风冷的数据中心,可以解决 12KW 以内的机柜制冷。随着服务器单位功耗增大, 服务器机可容纳的服务器功率往往超过 15KW,风冷系统已经满足不服务器柜的 散热需求。3D VC 散热模组是当前开发的重点,英伟达 DGX H100 服务器搭载了8 颗功耗达 700-800W 的 H100 GPU,采用 3D VC 散热模组,服务器为 4U 尺 寸。3D VC 散热模组虽然散热能力高于普通热管和均热板,但其体积较大,散热 能力不足以满足激增的芯片功耗,大概率成为数据中心散热产业的过渡性产品。
4.1.2 热密度提升,液冷方式或迎来快速发展。
液冷散热主要有三种类型,分别是冷板式液冷、浸没式液冷以及喷淋式液冷。 目前冷板式液冷成熟度较高,在可维护性、空间利用率、兼容性方面,冷板式液冷 技术都有较强的应用优势。 浸没式液冷技术指的是将发热器件浸没在绝缘性液体中,通过直接接触将热 量从发热器件传导至液体。根据液体是否发生相变,分为相变浸没式液冷和单相浸 没式液冷。浸没式液冷系统分为两个部分,室内侧循环和室外侧循环。在相变浸没 式液冷系统中,冷却液吸热沸腾,形成气体进入液冷换热模块与室外侧的低温水进 行热交换,再次冷凝降温形成低温冷却液回到室内侧的密闭腔体中,循环往复。液 冷换热模块中的高温水进入室外冷却塔与空气进行热交换,再度冷却回到液冷换 热模块中。
在单相浸没式液冷系统中,冷却液升温但未汽化,热量传递液体后进入换热器 中冷却,最后回到机柜中。
喷淋式液冷能够达到最低的能耗,但目前技术尚不成熟。喷淋式液冷系统的室 外侧循环与浸没式液冷系统相似,其工作原理是,向发热器件或导热元件精准喷淋 冷却液,通过直接接触降温。喷淋式液冷系统主要由冷却塔、CDU、一次侧和二次 侧液冷管、冷却介质和喷淋式液冷机柜组成。
4.1.3 数据中心快速发展,液冷成为散热产业未来发展方向
当前我国数据中心正处于快速发展期,尤其是大型以上数据中心规模增长迅 速,根据工信部信息通信发展司的数据,按照标准机架 2.5kW 统计,截至 2021 年年底,我国在用数据中心机架规模达到 520 万架,近五年年均复合增速超过 30%。 其中大型以上数据中心机架规模为 420 万架,占比达到 80%。液冷散热模组虽然成本更高,但其散热功耗可突破千瓦,替代风冷散热成为服务器散热产业发展的前 进方向。
4.2 AI 蓬勃发展,热管理需求空间大
4.2.1 AI 蓬勃发展,算力需求快速提升
以 ChatGPT 为代表的人工智能生成内容催动我国算力规模增长。人工智能生 成内容(AIGC)又称生成式 AI,是指利用人工智能技术来生成内容,包括绘画、作曲、剪辑、写作等。OpenAI 在 2018 年推出的 GPT 参数量为 1.17 亿,预训练 数据量约 5GB,而 GPT-3 参数量达 1750 亿,预训练数据量达 45TB。在模型训 练阶段,根据 OpenAI 公布数据,ChatGPT 的总算力消耗约为 3640PF-days。结 合中国信通院和华为 GIV 公布的数据,2021 年全球计算设备算力总规模达到 615EFlops,预计 2030 年全球算力规模将达到 56ZFlps,年复合增长率达 65%。
算力提升直接带动服务器需求。作为解决计算力的核心支撑,AI 服务器既可 以用来支持本地应用程序和网页,也可以为云和本地服务器提供复杂的 AI 模型和 服务,因而算力作为刚需将直接带动服务器的性能与市场需求提升。具体而言,性 能:据 CDCC 调研统计,2021 年全行业 8kW 以上机组占比约为 11%,2022 年 8kw 以上机组占比达到约 25%; 据 Colocation America 数据,2020 年全球数 据中心单机柜平均密度达 16.5kW,赛迪顾问预计至 2025 年该数值有望达到 25kW;出货量:2022 年全球 AI 服务器出货量约为 14.5 万台,预计 2023 年出 货量将达 15 万台,2026 年将增长至 22.5 万台,年复合增长率达 11.6%;市场规 模:中商情报网预计 2019 年全球 AI 服务器市场规模为 99 亿美元,2022 年为 183 亿美元,预计 2023 年市场规模将达 211 亿美元,2019-2023 年复合增长率 约为 16.6%。
功率提升催动散热性能,铝热传输可用于冷板式方案市场。受限于数据中心建 设面积及环保要求,传统风冷难以满足散热需求,需要液冷技术提升服务器使用效 率及稳定性。而液冷主要包括浸没式、喷淋式、冷板式三种主流方式,其中冷板式 液冷是目前最成熟的方案,安装较为简洁,改造成本低,材料的兼容性好,发展速 度最快。从发展趋势来看,参考证券日报对曙光数创高级副总裁张鹏采访披露数据, 预计到 2025 年液冷服务器渗透率大约保持在 20%-30%的水平,受高密度服务器 和 GPU 功耗增加等需求驱动,叠加液冷成本的逐步可控,未来风冷将逐步被液冷 替代,有望打开铝热传输新市场。
4.3 新型储能热管理需求打造铝热传输新增长极
电化学储能系统主要包括电池模组、逆变器、EMS、BMS 等多个部件。基于 储能系统的构成,储能产业链上游包括电芯厂家和各类电子元器件厂家;储能产业 链中游主要包括储能电池厂家、逆变器厂家、BMS 厂家、EMS 厂家以及储能系 统生产商等;储能产业链下游则包括储能系统销售渠道(安装商、贸易商等)以及 包括发电侧、电网侧和用户侧在内的各类用户。
储能按照应用场景分类可以分为电源侧、电网侧、用户侧储能,其中电源侧、 电网侧储能可称为表前储能或大储,用户侧储能又称为表后储能,具体还可分为工 商业储能与家庭储能。2023 年 1 月,国家能源局印发《新型电力系统发展蓝皮书 (征求意见稿)》,提到新型电力系统以确保能源电力安全为基本前提、以满足经 济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳系能源为主要任务,以“源网荷储 “互动与多功能互补为支撑,其中发电侧、电网侧、用户侧储能分别对应“源网荷 储”的源、网、荷(储)。储能在我国新型电力系统建设中发挥重要作用。
液冷方案目前是工商业储能热管理的主流选择,户储使用传统风冷就可以满 足散热要求。用户侧储能方面,工商业与户用储能有很大不同。工商业储能主要应 用于充电站、工业园区、数据中心、通信基站等用电规律的对象,一般使用功率高、 占地面积大,通常 1MWh 的储能电站占地面积为 10 平方米左右,如考虑前后安 全距离则需 20-30 平方米,液冷方案目前是工商业储能热管理的主流选择;户用 储能通常包括蓄电池、超级电容器和储热水箱等设备,可以将家庭自产的太阳能、 风能等清洁能源进行有效的储存,由于户用储能发热量较小,因而热管理方面传统风冷就可满足散热需求。
低碳政策叠加成本下行有望促进新型储能市场快速放量。2021 年 7 月 15 日, 国家发改委明确将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安 全保障能力,支撑新型电力系统建设的重要举措,新型储能成为能源领域碳达峰碳 中和的关键支撑。而作为电化学储能成本的重要来源,碳酸锂的价格在经历 2022 年的高峰期后逐步走低,低碳政策叠加成本下行有望促进储能市场快速放量。根据 CESA 数据,2022 年中国新型储能新增装机量约为 14.7GW,其中锂离子电池储 能占比 90.7%,预计 2023 年我国新型储能市场规模有望达到 15GW-20GW。 2023-2025 年增量接近 60GW(不含抽水蓄能),到 2025 年累计规模有望达到 70GW。
热管理是电化学储能的重要环节,液冷方案优势凸显。目前主流储能热管理方 案有风冷和液冷两种方式,风冷是以低温空气为介质,利用自然风或风机与电芯产 生热对流,进而降低电池温度。风冷结构简单,但是换热效率低下且无法实现精准 控温,相比而言液冷方案采用水、乙醇、制冷剂等冷却液,通过液冷板上均匀分布 的导流槽和电芯间接接触,靠近热源、换热效率高、能耗低,可以保证电池单体温 度的一致性。预计未来随着高容量储能电池系统需求起量,更高效的液冷方案渗透 率将快速提升。
液冷板作为液冷方案的重要部件有望打开铝热传输新市场。储能液冷系统拆 分来看,主要包括液冷板、液冷主机、管路、接头、蒸发器等。液冷主机提供冷源, 价值占比达到 57%,是整个液冷系统中技术积累要求较高的环节;其次为电池液冷 板,成本占比约 16.4%,储能温控有望成为液冷板新增长极。
4.4 AI 服务器与锂电储能液冷市场空间测算
参考上文对全球 AI 服务器液冷市场空间进行测算。其中 AI 服务器出货量数 据参考中商情报网数据预计 2025 年达到 19.5 万台;单台 AI 服务器平均功率以 英伟达 DGXA100 服务器为例并参考财联社数据,赋予 2022 年 6 kW 的功率,且 年增长率为 20%;考虑 AI 服务器属于高功率服务器,传统风冷方案难以满足散热 需求,因此假设均使用液冷方案,其中冷板式与浸没式液冷价格数据参考《基于价 值工程的数据中心液冷与风冷比较分析》等数据并进行取整处理,分别为 12000 元/kw 和 4000 元/kw,并赋予每年 10%的降本水平,两种方案占比参考赛迪研究 院数据,进而求得市场规模与增速。 结论:本文预测2023-2025 年AI服务器液冷市场规模分别为 66.87/ 81.29/ 106.12 亿 元 , 其 中 冷 板 式 方 案 24.88/28.64/35.37 亿 元 , 浸 没 式 方 案 41.99/52.66/70.75 亿元;2022-2025 年 AI 服务器液冷市场需求年复合增长率 为 21.50%。
参考上文对中国锂电新型储能液冷方案进行市场规模测算。其中装机总量数 据来源于 CESA;平均储能时长参考国家能源局公布的 2023 年上半年的 2.1 小时 并假设未来略有上升;锂电方案装机占比参考 CESA 公布的 2022 年数据并结合发 展趋势预测 2025 年为 93%;锂电装机价格参考储能产业技术联盟公布的 2023 年 8 月的 2 小时磷酸铁锂电池储能系统(不含用户侧应用)中标均价 1084.96 元 /kWh,同时赋予未来每年 10%的降本水平;液冷方案价格参考高工储能等数据并结合实际情况估计 2022 年为 0.9 亿元/Gwh 并给予 5%的年降本水平,液冷板成 本占比参考爱邦储能与充电公布的数据并假设在未来保持不变,进而求得锂电储 能市场以及对应的液冷市场和液冷板市场规模。 结 论 : 本 文 估 计 2022-2025 年 我 国 新 型 锂 电 储 能 市 场 规 模 分 别 为 82.7/230.5/320.2/496.5 亿元,年复合增长率为 81.78%,对应液冷市场 1.71/6.06/10.65/21.8 亿元,液冷板市场 0.27/0.97/1.70/3.49 亿元。若液冷 板价值量占比不变,则预估液冷市场与液冷板市场 2022-2025 年复合增长率为 133.41%。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。「链接」
汽车空气悬架行业专题报告:空气悬架配置下探,自主供应商发力
(报告出品方/作者:中信证券,李景涛、尹欣驰、李子俊)
1 高端自主品牌增配,空气悬架开始下探自主品牌价格上探,纷纷搭载空气悬架
蔚来汽车首开先河,全系车型标配空气悬架。过去空悬系统主要配置于如捷豹路虎、 沃尔沃、奔驰等海外高端汽车品牌,以及中外合资品牌的豪华车型如上汽大众辉昂、一汽 奥迪 A8L 等,相比来看,国内自主品牌搭载空悬较少。随着国内自主车企不断推出高档品 牌,空气悬架成为高端品牌增配的主要产品之一,其中为代表的是造车新势力蔚来汽车。 蔚来汽车首开先河,目前已经落地的 EC6、ES6、ES8 轿车均配置空气悬架系统,同时其 首款高端电动轿车蔚来 ET7 也标配空悬系统,计划将于 2022 年量产落地。
自主高端品牌纷纷搭载空气悬架系统,助力价格上探。自蔚来汽车之后,国内自主车 企高端品牌纷纷搭载空气悬架,价格上探同时提升车辆性能。例如一汽红旗多款大型电动 SUVHS7、H9 和 E-HS9 中高配均配有空气悬架。东风汽车旗下高端新能源汽车品牌岚图 于 2020 年 12 月发布首款 SUV 岚图 FREE,该车型搭载有空气悬架。除此之外,吉利今 年新推出的爆款车型极氪 001 搭载了空气悬架。长城汽车也纷纷搭载空气悬架,2021 年 4 月,在上海车展上,长城汽车发布基于长城最新越野平台打造的首款全尺寸皮卡 X 炮,该 车支持选装行驶质感更出色的“空气悬架+电控减振器”系统,显著提升越野性能;同样 于上海车展发布的长城坦克 700、800 车型也有望搭载空气悬架系统,提升乘客驾驶体验。
空悬配置显著下探,提升驾驶、乘坐体验
空气悬架系统此前多于豪华品牌高端车型搭载,提升驾乘体验。空气悬架系统此前多 配置于 BBA 等高端豪华品牌,带给乘客舒适的驾乘体验,是汽车高端豪华的象征标志之 一。如宝马 7 系全系搭载称为魔毯的空气悬架系统,同时底盘集成四轮空气悬架、EDC 动 态减震系统、电子机械防侧倾系统、整体主动转向和 xDrive 智能四驱系统五大先进底盘技 术,配合预判式底盘调节系统与 ADAPTIVE 自适应模式,显著提升驾驶性能与乘坐舒适性。 奔驰 S 级轿车也标配 AIRMATIC 空气悬架,当轿车突然穿过颠簸路段或者突然制动时,系 统能够在 50 毫秒内响应,调整每个车轮的减震力,带来优越驾驶体验。但是价格昂贵, 宝马 7 系车型 82.8 万起,奔驰 S 级车型 91.78 万起,其他如奥迪 A6L,54 万以上中高配 车型才能选装空悬,选装空悬需要近三万的选装价格,标配空悬的Q7则定价在75万以上。 高昂的价格使得大多数消费者望而却步。(报告来源:未来智库)
主品牌高端化需要“性价比”,空悬配置价格区间明显下探。随着国内自主主机厂不 断推出高端品牌,同时希望给消费者带来“性价比”,空悬成为其增配的主要产品。不同 于搭载空悬的 BBA 等海外豪华品牌标配价格在 70 万以上,选装 50 万起的高昂价格,国内自主品牌空悬配置价格区间明显下探。国内自主品牌极氪 001 定价在 28.1-36.0 万元, 东风岚图 FREE 则定价在 31.3-36.4 万元,虽只有高配才能配备空气悬架,但与过去动辄 50 万起步的高档车型相比,价格有明显下降。
2 市场快速扩张,自主品牌开始突破空气悬架能够大幅提升驾驶、乘坐体验
空悬能显著提升驾驶体验,增加乘坐舒适性。传统汽车的悬架一般由螺旋弹簧和减振 器组成,被动地进行受力缓冲和反弹力消减。空气悬架是一种主动悬架,它可以控制车身 底盘高度、车身倾斜度和减振阻尼系数等。与传统钢制汽车悬架系统相比较,空气悬架具 有很多优势。例如,当汽车高速路段行驶时,控制单元会控制底盘降低,减震器阻尼变硬, 悬架变硬,提高车身稳定性;当汽车长时间低速行驶时,例如经过颠簸路面,控制单元会 控制底盘抬升,悬架变软来提高乘坐舒适性。另外,空气悬架系统还能自动保持车身水平 高度,无论空载还是满载,车身都能保持水平状态,显著提升乘坐舒适性。
空悬系统是以空气弹簧为主要弹性元件的主动悬架。空气悬架系统主要由空气供给单 元(空气压缩机、空气存储罐、阀等)、空气弹簧、减振器、以及电控单元和传感器等部 件组成。其工作原理是空气悬架中的电子控制单元(ECU)根据惯性传感器、车身高度、 车速、转向角度及制动等信号,实时控制空气压缩机的工作情况。空气压缩机将高压空气 输送到每个空气悬架中,根据需要控制每个悬架的性能、阻尼系数及底盘高度等,从而使 汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。
空气供给单元是驱动空气弹簧的核心部件,动态控制空气弹簧高压空气的输送情况。 空气供给系统一般由空气压缩机、气动弹簧阀、温度传感器、空气干燥器、气动排气阀等 组成。空气压缩机是空气供给单元的核心,通过叶轮的高速旋转或往复活塞运动产生压缩 空气,是压缩空气的气压发生装置;空气干燥器主要负责为压缩空气去湿,避免压缩空气 产生冷凝水引起部件锈蚀。空气供给单元受到 ECU 的控制,动态控制气体的进入与排出, 从而调节空气弹簧的软硬程度和长度。其中空气压缩机是核心部件,其需要在高压环境下 长时间运转,且要求有稳定的输出表现,这对产品的耐久性和可靠性,以及振动和噪音等 方面均具有要求,在产品设计和制造加工上具有难度,技术壁垒高。
空气弹簧调节车身高度,兼具有缓冲路面不平坦带来的振动的功能。空气弹簧是利用 橡胶气囊内压缩空气的膨胀反力作为弹性恢复力的一种弹性元件,其支承和弹性作用主要 取决于弹簧内的压缩气体。通过空气供给单元的输送,调节空气弹簧内气压,进而调节弹 簧高度和软硬度。空气弹簧一般可分为膜式空气弹簧和囊式空气弹簧两种,膜式空气弹簧 刚度较小,车身自然振动频率较低,且尺寸较小,因此在汽车上应用较多。如果是多腔式 空气弹簧,还可以通过控制内部腔室的连通来改变弹簧软硬度,性能更加优化。空气弹簧 结构制造工艺较为复杂,密封性要求严格,在材料和设计上要求高。空气弹簧橡胶材料要 求适应-40~70℃温变,并能抵抗磷化物质、酸碱溶剂和臭氧等的侵蚀以及要求耐弯曲、永 久变形小。(报告来源:未来智库)
减振器主要起到衰减和吸收震动的作用,可有效缓冲路面不平坦带来的震感。减振器 和弹簧是配合使用的。弹簧起缓和冲击的作用,将"大能量一次冲击"变为"小能量多次冲击 ",而减振器就是逐步将"小能量多次冲击"减少。减振器工作时,内部活塞杆上下运动,同 时内部的油液或者其他介质通过阻尼孔往复流动。减震器的阻尼主要通过调节阻尼孔面积 的大小来调节。当缩小阻尼孔面积时,减振器阻尼大,活塞杆运动慢,有利于保持稳定行 驶状态;增大阻尼孔面积时,活塞杆运动阻力小,车辆可以更好地适应崎岖地形。现阶段 更先进的电磁减振器采用的电磁液的特殊液体,能够通过磁场改变油液内带磁粒子的状态, 从而调节阻尼。电磁减振器灵敏度极高,可以在一秒内进行上千次调节。
传感器及电控单元负责整个空悬系统的运转调度。车辆的转弯、加速或减速往往时间 短暂,特别是在崎岖的公路环境上运行时,车轮每一刻面临的路面状况或凹或凸,都是完 全不同的。为了在不同状态下均能带给车内人员稳定的乘车体验,主控单元需要及时传感 器搜集到的车身高度、加速度等信息,并根据不同情况作出反应,整个反应时间往往只有 毫秒级。为了达到这一快速反应效果,汽车需要灵敏的车身以及加速度等传感器以及 ECU 控制单元,同时还需要决策算法去协调空悬系统各个部件的运转调度。
空悬市场快速扩张,单车降本驱动渗透率提升
空悬国产化下单价降低,预计带动 25 万元以上车型渗透率提升,市场空间广阔。过 去空悬系统常配置于捷豹路虎、沃尔沃、奔驰等海外高端汽车品牌,以及中外合资品牌的 豪华车型,价格高昂,同时单车价值量在 1 万以上,部分会高达 2 万以上。我们预计随着 国内自主车型的高端品牌不断推出,叠加供应链国产化降本的影响,搭配空悬车型的价格 带有望突破到 25 万元,同时 25 万以上车型的渗透率有望不断提升。我们预计到 2025 年 空悬总体单车价值量降至 8500 元,国内/全球渗透率提升至 15%/12%,开始渗透到 25 万 元车型市场,分别对应国内/全球市场规模 319/765 亿,5 年 CAGR 为 51%/53%。预计到 2030 年空悬总体单车价值量降至 7500 元,随着 25 万元以上车型的渗透率不断提升,预 计国内/全球渗透率提升至 20%/18%,国内/全球市场规模为 405 亿/1080 亿元。细分产品 来看,空气弹簧和空气供给单元预计将占比 50%以上的市场空间份额。
主机厂开始主导定制化集成,自主供应商开始实现单点突破。主机厂为了降低空气悬 架的成本,主机厂开始分拆空气悬架大总成,分拆成空气供给单元、空气弹簧、减振器和 传感器等小总成,而自主做定制化集成,集空悬于智能底盘系统内,这为国内供应商单点 突破提供了机会。预计海外龙头如大陆、威巴克等整个系统的供应商将受到影响,国内单 个产品的优质供应商有望获得更多定点机会。如中鼎获得蔚来的空气供给单元小总成定点, 此前蔚来空悬依靠大陆整个空悬系统供应。主机厂空气悬架定点分拆有望成为趋势。随着 自主供应商的产品技术水平不断提高,自主供应商能够给主机厂带来性能优越且价格更便 宜的产品,叠加优质的服务响应,有望加快国产替代步伐。
3 自主供应商发力,开始突破核心部件总成和配件供应商过去均以外资为主
海外厂商起步早,技术先进,积累深厚。从全球来看,海外空气悬架供应商起步较早, 如全球龙头大陆成立于 1871 年,采埃孚子公司威伯科成立于 1869 年,威巴克也已有 150 多年的历史,因此在技术储备、客户关系上积累了深厚基础。大陆、威巴克为代表的老牌 空悬供应商具备覆盖 ECU、空气弹簧、减振器等部件的较全面供应能力,并已经配套宝马、 奥迪、奔驰、路虎等海外高端车型。而威伯科则在商用车空悬领域积累深厚,配套中国重 汽等重型商用车。
国内具备较强实力的厂商较少,多数厂商集中在空气弹簧以及提供总成系统领域。目 前国内只有中鼎股份、保隆科技、孔辉汽车三家实现空悬产品的乘用车量产落地。其中中 鼎是国产空悬空气供给单元的主要供应商,因为收购国外的空悬龙头 AMK,具备较高技术 壁垒优势,产品已经配套蔚来、东风以及其他主流自主品牌车型等,并正向空气弹簧领域 开拓,未来还可能参与到空悬产业更多细分领域。而保隆科技则在空气弹簧方面积累深厚, 并积极开拓减振器市场,目前也已配套蔚来 ET7 等车型。孔辉汽车具备空悬电控等方面能 力,已经取得东方岚图两个车型的定点,且供应红旗、长城等车厂。天润工业则在商用车 空悬领域展开布局。
自主供应商开始突破核心部件
中鼎收购空悬龙头 AMK,加快空气供给单元国内落地。德国 AMK 公司是全球领先的 汽车空气悬架系统总成产品,深耕空悬行业二十多年,和大陆和采埃孚子公司威伯科齐名。 2016 年 5 月,中鼎股份以 1.3 亿欧元对价收购 AMK 的 100%股权,此后中鼎 2020 年于 国内落地安徽安美科,依托 AMK 的产品技术与客户资源优势,加快空气供给单元国内落 地,陆续获得国内空气供给单元定点,2020 年斩获蔚来、东风岚图空悬定点,2021 年 6 月相继获得国内多款头部品牌主机厂等新车型空悬定点,未来有望从空气供给单元扩展到 空气弹簧和总成相关产品。截止 2021 年 6 月底,中鼎安美科国内新增订单达 11 亿元,空 悬订单充沛。
保隆科技空气弹簧进展领先,已获得国内头部车企定点。保隆科技在橡胶生产方面有 丰富的经验积累,并掌握 EPDM 橡胶配方等核心技术能力,为空气弹簧研发与生产提供坚 实基础。保隆科技 2012 年开始开发商用车空气弹簧,目前产品包括商用车空气弹簧,乘 用车空气弹簧,电控减振器,储气罐等,覆盖售后 AM 市场和 OEM 市场,已批产客户包 括采埃孚、长春富维安道拓、北京光华荣昌、上海科曼、中国公路车辆机械有限公司、广 州华劲和赛夫华兰德等。保隆科技是国内市场主要的自主空气弹簧供应商之一,乘用车领 域有定点落地,如 2021 年初获得蔚来 ET7 空气弹簧和减振器总成等,单车价值达 3000 元,生命周期总价值量超过 2 亿元人民币。
天润凭借曲轴业务客户基础,为布局空气悬架打开通道。天润工业于 2020 年与空悬 专家张广世博士合作成立空悬公司天润智控,并持有该公司 93%的股份。该公司产品主要 面向商用车,在核心结构件上自主生产,并致力于成为系统方案集成供应商。目前天润在 空悬方面已经形成底盘空气悬架、驾驶室空气悬架等产品,含 ECAS 电控系统的空气悬架 总成也已经完成开发设计。通过曲轴业务,天润与潍柴动力、康明斯、中国重汽等下游客 户形成良好的长期合作关系,并基于此为空悬业务的拓展提供更广阔路径。(报告来源:未来智库)
科博达从电机控制器扩展到底盘域控制器,具备悬挂控制功能。科博达成立于 2003 年,公司专注控制器领域,深耕汽车照明电子,主要产品涵盖照明控制系统、电机控制系 统、能源管理系统等几大领域,客户涵盖大众集团、戴姆勒、宝马、福特等全球知名车企。 此外公司在汽车电子业务基础上扩展底盘域控制器,除比亚迪的域控制器定点外,公司还 获得了小鹏、比亚迪和理想的 DCC、DCC+ASC 等域控制器相关项目定点。未来上述产 品有望逐渐向其他客户拓展。经过多年研发,目前公司在域控制器领域已拥有相应的技术 优势。
4 重点公司介绍中鼎股份:全球汽车橡胶龙头,电动智能产品突破
公司是全球非轮胎橡胶行业龙头,并购奠定全球地位。公司成立于 1980 年,主营产 品为汽车非轮胎橡胶零部件。公司旗下四大板块分别为冷却系统、密封系统、轻量级及橡 胶业务和空悬系统,2020 年销售占比分别为 26%、24%、23%和 7%。公司 2020 年实现 营收 115 亿元,同比-1.4%;实现归母净利润 4.93 亿元,同比-18.2%。2020 年营收下降 主要是由于行业景气度影响。公司实际控制人为夏鼎湖,持股占比 13.8%。公司通过内生 成长和一系列外延并购,逐步奠定了全球非轮胎橡胶行业的龙头地位。
加快智能化底盘布局,空悬在手订单充沛。公司目前智能化底盘主要有两大类业务, 空悬系统以及轻量化底盘。公司发力智能化底盘业务,轻量化底盘方面公司近期获得了比 亚迪的轻量化总成产品的定点,客户涵盖奔驰、长安、广汽、比亚迪等多个主机厂。空悬 方面,公司从 2016 收购空悬电控领域龙头 AMK 以来,不断开拓汽车空气悬架系统业务, 业务不断落地。2020 年斩获蔚来、东风岚图空悬定点,2021 年 6 月相继获得国内头部品 牌主机厂如比亚迪等新车型空悬定点,空悬订单充沛。目前空悬的渗透率较低,预计未来 随着空悬不断普及,公司的空悬业务有望推动业绩和估值上涨。
并购巩固核心业务,逐步推进协同整合。公司从 2008 年开始国际化战略以来,不断 并购扩展海外零部件龙头。2014 年,公司收购海外高精度密封件龙头 KACO,进军高端 密封件产品领域。2015 年,公司收购德国 WEGU,提升减震降噪领域技术实力平。2016 年,公司收购空悬电控领域龙头 AMK,建立汽车空气悬架系统业务,进军汽车电子领域。 2017 年,公司收购全球汽车管路领先供应商 TFH 进一步扩展冷却业务产品线。公司通过 系列并购和整合,逐步吸收领先技术和优质客户,不断加强板块协同效应,加速先进技术和高端产品的国内落地。
顺应智能化电动化趋势,产品客户不断开拓。公司作为全球非轮胎橡胶龙头,产品不 断升级,加速在电动化、智能化领域的扩展。依托于全球汽车管路领先供应商 TFH 的技术, 公司流体管理产品的单车价值不断提升,从传统车的三百元左右提升到新能源车近千元。 公司大力推进新能源汽车热管理管路系统总成业务,目前已经给宝马、沃尔沃、奥迪、大 众、吉利、小鹏和理想等新能源汽车平台配套。密封系统方面,公司目前已经开发批产新 能源电池模组密封系统和电桥总成等产品,为沃尔沃、蔚来、上汽、广汽等新能源汽车平 台配套。在 KACO 技术的基础上,公司在高性能油封领域获得突破,不断提升自身技术壁 垒。
保隆科技:不仅仅是 TPMS,汽车电子储备丰富
公司具备前瞻视野,研发投入超前。公司重视研发投入,历年研发费用率均在 4%以 上,2017 年至今均保持在 7%左右;2021 年上半年公司研发投入占营业收入达到 7.19%, 最近三年的研发费用占归母净利润比重更是接近 90%。公司被认定为高新技术企业、上海 市科技小巨人企业和上海市创新型企业。截至 2021 年 6 月 30 日,公司及子公司共获得授 权的专利 323 项,其中发明专利授权 37 项;完成 13 项境外专利申请;获得了 31 项软件 著作权的登记;获得 9 项集成电路布图设计。公司目前已经是气门嘴、排气尾管、平衡块、 TPMS 等多个细分领域的全球前三供应商,当前研发费用主要投入在 TPMS、传感器、 ADAS 等产品上,未来持续增量可期。
TPMS 持续创新,实现领先。公司 2004 年开始推出第一代 TPMS 产品 I-type,2012 年推出能够实现WAL自动定位的X-type,之后又于2014/2015/2018年推出C-type、D-type 和 C/D-type pro。公司产品不断升级,重量越来越小,轮辋适应性越来越强,市场接受度 也越来越高。保隆与霍富的 TPMS 业务合并后,公司有望通过市场互补,整合产能、研发, 合并采购渠道,提升 TPMS 业务的盈利能力。未来公司 TPMS 技术将聚焦在下一代平台 化 TPMS 产品(GEN 7)、蓝牙通讯技术(BTMS)和轮胎安装式 TPMS 产品,通过持续 创新来实现行业领先。
产品智能化升级,单车配套价值量不断提升。公司现金流业务为平衡块(约 1 元)、 气门嘴(约 10 元)、排气管(约 100 元)等传统产品,全球市占率均已做到前三。2012 年起,公司开始布局汽车电子产品,如传感器(约 300 元)、ADAS(约 1000 元)和主动 悬架(3000-10000 元)。公司温度、压力传感器业务规模国内领先,配套绝大部分头部自 主品牌;TPMS 传感器已做到全球第三;ADAS 产品已在一汽等客户量产;主动悬架产品 已获得蔚来汽车等头部客户定点,单车超过 3000 元。看好公司后续单车配套价值、新客 户的不断拓展,成长潜力大。
科博达:车灯控制器龙头,品类客户齐拓展
公司是全球车灯控制器龙头,深度绑定大众集团。公司深耕汽车照明电子,主要产品 为汽车照明控制系统、车载电器与电子、电机控制系统及能源管理系统等,2020 年分别 占公司营收的 50%、23%、19%、2%。大众是公司最重要的客户,历年营收占比超 6 成, 此外公司配套全球主流品牌如大众、奥迪、奔驰、宝马和保时捷等,2020 年海外销售收 入占比超过 30%。
公司车灯控制器全球竞争力强,受益 LED 渗透加速。主辅光源控制器是公司核心业 务,大众是公司最重要客户,历年营收占比超 6 成。公司 2018 年 LED 灯控制器营收仅约 6.2 亿元,而我们预计未来全球市场空间有望达 84 亿,作为细分领域全球龙头潜在渗透空 间较大。此外,公司刚刚起步的氛围灯和 LED 尾灯控制器单车价值分别约 176 元、400 元,未来全球市场空间分别有望达 62、70 亿元。
客户不断拓展,品类持续扩张。依托大众,公司不断扩展能力边界:产品由从最初的 照明系统控制器逐步拓展至电机控制系统、汽车电子等多个领域,2019 年新能源车项目 首次进入大众新能源车市场、商用车国六标准排放项目也获得突破;终端客户从上汽大众、 一汽大众拓展至奥迪、保时捷、斯柯达等大众子品牌,继而深入美系、日系及自主品牌, 和包括戴姆勒、宝马、大众、福特、雷诺、PSA、康明斯等在内的 12 个全球平台项目展 开合作。此外公司在汽车电子业务基础上扩展底盘域控制器,除比亚迪的域控制器定点外, 公司还获得了小鹏、比亚迪和理想的 DCC、DCC+ASC 等域控制器相关项目定点。未来 上述产品有望逐渐向其他客户拓展。经多年研发,目前公司在域控制器领域已拥有相应的 技术优势。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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