奇偶派（jioupai）原创
作者 |叶子
编辑 |钊
在2023年的收关之月里，新能源汽车圈的流量，大多都在关注电车冬日低温续航的问题，而事情的起因，则要从一家自媒体的冬测活动谈起。
12月上旬，懂车帝进行了他们一年一度的新能源车冬季测试，把五十多辆车拉到了全中国最冷的城市黑龙江漠河，在环境温度1℃低至零下40℃的极寒环境下，测试新能源车续航、爬坡、智驾等各项性能指标。
其中在“混动车型纯电续航达成率排行榜”中，华为车BU董事长余承东口中超越丰田埃尔法、雷克萨斯LM等百万豪车，“遥遥领先”的问界M7竟然排名垫底，其纯电达成率只有可怜的31.6%，而在其他榜单中，吉利、长城旗下的多款车型在测试中续航达成率也均不到40%。
这让余承东“坐不住”了，冬测结果公布后便在朋友圈公开怒怼懂车帝，称其为“坑人的测试，误导民众！科学与严谨才是应该遵循的基本规则！”
而在华为之外，长城汽车、吉利控股、岚图、起亚等汽车厂商也先后发声，表达了对懂车帝测评的质疑，就连特斯拉也加入了“战场”，转发了中国汽车工业协会旗下“汽车纵横”的评论文章，暗指懂车帝有“黑箱操作”、引导舆论之嫌。
具体来看，大多的质疑都集中于测试之前的整备阶段——主办方先将所有的混动车辆静置一晚后，统一上电进行整备，所以会涉及频繁开关门和空调制热，但似乎并没有考虑到各车型的车厢空间的差异、自动空调控制策略的差异、三电系统和混动系统热管理标定的差异。
而在测试的严谨性之外，市场对懂车帝的“口诛笔伐”与相关质疑，实际上折射的是消费者对新能源车冬季续航的担忧，动力电池的最佳工作温度为10-30°C，在低温环境效率会大打折扣，车辆宣传的续航里程可能会出现腰斩的情况；同时，为乘员舱提供舒适温度的温控系统，若没有及时进行技术迭代，也将以一种“恐怖”的速度消耗汽车电量，造成续航不足的情况。
而这一切的一切，其实都离不开一个十分重要的新能源车细分赛道——热管理。那么，热管理究竟在管理着什么？相关技术及核心价值提升环节在哪里？又有哪些受益的企业呢？
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热管理，不止管理热
热管理，顾名思义，是为车机在不同工况的不同热需求下提供合适的工作温度的系统，譬如在高温时对车机进行冷却，低温时保证车机的顺利启动，达成以尽可能小的成本让汽车保证良好运行的目标。
此外，在最直接的升温与散热让车机正常运行的需求之外，通过良好的工业设计来达到余热回收的目的，实现热量有效的利用，提升低温环境下的续航能力，这亦是汽车热管理的含义之一。
不过，虽然热管理要达成的目的十分简洁明了，但对于不同的车型如何进行热管理，对其中哪些部件单元进行热管理，怎样进行更好的热管理，却并不是一个容易达成的课题。
分车型来看，燃油车的热管理相对比较简单，主要结构可以分为空调系统与动力总成系统。
不过，传统燃油车空调系统的热管理相对于动力总成系统来讲比较“简单粗暴”，有加热的需求时可以使用发动机产生的废弃热量，经过暖风芯体调节至适宜温度后再通过鼓风机吹入驾驶舱，达到加热乘员舱的目的，有降温的需求时直接求助于空调即可。
而动力系统的热管理则要繁杂许多，但主要目的仍为两项——在寒冷的时候迅速暖车实现冷启动、在高温天气防止发动机的冷却液达到沸点，失去冷却作用。
谈到低温时冷启动的问题，就需要明白燃油车发动机启动的原理——当传统内燃机汽车的发动机熄火一段时间后，其温度会下降到低于正常工作温度的状态。此时，由于重力的作用，机油会回流到油底壳中。当车辆再次启动时，需要通过机油泵将油底壳中的机油重新输送至各个运动部件和摩擦副中，并建立和保持一定的油压。
但在极度低温的情况下，受物理特性的影响，机油的雾化性会受到极大的影响，启动时必须喷射远高于正常温度所需的油量才能达成点火条件。同时，低温也会使得机油的粘度变大、发动机零部件“冷缩”导致间隙变大，很难达到润滑的作用，对发动机造成严重的损伤。
图源：盖世汽车，海通国际
而在与极端寒冷相对的极端炎热的情况下，发动机若长时间大马力工作，承担着散热任务的冷却液也会达到沸点，呈现出“水被烧开”的状态，无法进一步吸收热量，导致发动机温度过高，对汽车的行驶安全造成极大的隐患。
可以说，在燃油车的时代里，因其与安全息息相关，热管理已经成为了必须要研究、发展的课题，而伴随着汽车走向电动化、系统走向复杂化，热管理的重要性又有了进一步的提升。
相比于燃油车“发动机+乘员舱”的热管理构成，新能源汽车由于新增了“三电”系统，将发动机“拆分”为了动力电池与电机电控两个模块，所以热管理方案也变为了“空调系统+动力电池系统+电机电控”三个模块。
在为乘员舱提供舒适温度的空调系统开发中，由于新能源汽车无法像燃油车一般直接从发动机处获取“废热”来给驾驶舱供暖，所以需要制定一条专门提供制热的技术路线；而在制冷环节也同样有着一些改变——燃油车可以使用发动机带动压缩机进行制冷循环，电动车则需要使用电动压缩机来进行冷循环。
而在扮演着与发动机同样角色的动力电池环节中，温度过低会导致电池的充放电功率下降，续航受到极大的影响，温度超过45℃则有着电池热失控的风险。
图源：《低温环境下锂电池充放电性能研究》，海通国际
另一方面，电动车动力电池内部不同部件的温差也要保证在一定的范围内，过大的温差轻则影响电池发挥最佳性能的表现和寿命的长短，重则会极大地伤害系统的安全性和可靠性。
与动力电池同为全新增量的三电系统，近年来伴随着车机功率、扭矩和转速的提升，相关发热量也同步提升，如何有效地进行（冷却）热管理，防止过热，保证它们的正常工作和使用寿命，也成为了一个关键问题。
图源：东吴证券研究所
也正是伴随着纯电动汽车热管理部件新增及部件升级等因素，热管理系统的单车价值相较于燃油车时代实现了大幅度的提升，整体来看，纯电动汽车的整车热管理系统单车价值量高达7000元左右，相比于传统燃油车提升2倍以上。
图源：东吴证券研究所
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电车的热管理，价值增量在哪里？
既然热管理系统在从燃油车朝向电动车转型的过程中有着如此大的价值量提升，那必定会有相关公司大幅深度受益，但想要“顺藤摸瓜”找到目标企业，就要找到价值量的核心提升环节，那自然离不开上文提到的电池热管理、电机电控热、管理乘员舱热管理的技术迭代方向与不同部件的需求了。
其中，作为直接制约汽车性能和安全性的系统，电池热管理目前大致有着风冷、液冷和直冷三种的技术路线。
作为最先普及、最基础的交换热方式，风冷是成本最低的电池热管理选择，但与其他需要热管理的场景相同，由于空气的别热熔、对流热系数均较小，导致了风冷换热效率的低下，在电池发热量快速增大或长时间持续发热的情况下，存在着热失控的风险，而该技术大多也存在于很早期的电动车或新能源公交车之上。
风冷示意图
图源：盖世汽车，华福证券研究所
既然风冷无法满足散热的要求，自然是要寻求一个换热效果更好的介质，即采用液冷的方式，而这也是目前电池热管理的主流技术管理方案。
据华福证券研究，当前液冷主要以冷却剂（水和乙二醇）作为制冷剂，通过空调制冷/制热回路与动力电池制冷/制热回路并联耦合，在温度较高，冷却液会经过电子膨胀阀变为低温低压的液态进入电池冷却器带走热量，在温度较低时，也可以通过PTC（热敏电阻）加热冷却液再对电池加热完成目的。
液冷示意图
图源：盖世汽车，华福证券研究所
而在液冷之外，其实还有一种换热更加直接的方法——直冷。
直冷技术路线采用空调系统制冷剂（R124a、CO2等）直接对动力电池进行冷却，相当于减少了一次换热过程、减少一次换热热阻、降低换热温差，而且制冷剂在电池冷板内沸腾化热，换热能力显著增强。
直冷示意图
图源：盖世汽车，华福证券研究所
而从系统复杂度来看，直冷把电池回路的水系统彻底取消，把电池冷却器原有的制冷剂部分做成一个大板放到电池里，从原理图上看确实减少了器件，也节省了电池冷却器等部件占用的空间。
但如果通过冷媒直冷的话，相关工作压力会变得极大，这又对具体的构件提出了更高的要求，在当前技术进程情况下不仅危险，而且性价比不高，目前仍处于研究阶段，
但无论如何，实际上都不会影响对电池冷却器和电子水泵的需求，而这也成为了价值量增加的零部件之一。
与电池热管理相似的电机电控热管理，也正在由液冷向油冷发展。
目前，电机电控热管理大多均采用液冷进行散热，但随着电动化走向智能化的下半场后，电机电控的发热量随着其所要承担的责任一同增大，而液冷只能通过环绕电机壳体的管道来带走热量，实际上还是要经历一次空气换热的过程，就好比盖着被子开空调，外面是凉快了，但被子里的温度还是很高，也导致了传热效率的低下，无法满足新能源汽车的散热需求。
而代表着未来趋势的油冷则是直接将油灌入电机内部，与电机充分完成接触来进行更加效率的热交换，就像毛细血管一般深入电机的每一个角落，自然会取得更加优异的散热效率。
目前，日系油电混合车企已经应用了油冷电机，国内也有诸如零跑C11等车型列装，未来还将继续加速上车。
以上便是三电系统技术迭代与相关价值量提升部件的部分，作为纯粹的增量，三电系统热管理的出现确实创造了很大的市场空间，但与其同样重要的是早在燃油车时代就已经出现，并在新能源车时代加速迭代的乘员舱热管理系统。
新能源车在乘员舱的空调制热环节中，由于失去了可以散发大量热量的发动机，只得寻求其他部件的帮助，而PTC（热敏电阻）便登场了。
PTC是一种非常典型的温度敏感性的半导体电阻，当超过一定的温度阈值（居里点）后，电阻会发生跃迁性的提升，便能达到低温发热、恒温定温的作用，而其下的风冷、水冷路线，也都是基于该原理完成工作的。
但是，PTC这样的构造看似十分美妙，但却有着不小的瑕疵。作为电阻发热的代表，在理想状况下，也只能实现100%的能量转换，以一个2kW的PTC为例，全功率工作一个小时要消耗掉2kWh电。如果按一辆车行驶百公里耗电15kWh计，2kWh就将损失13公里的续航里程，而现实情况则更甚于此，大概会使得续航里程降低25%左右，也成为了PTC最大的痛点。
在难以忽略的电能损耗下，PTC也迎来了它的“继任者”——热泵空调。
据华福证券研究，热泵空调基于逆卡诺循环的原理，将低位热源的热能转移至高位热源，通过增加四通换向阀使热泵空调系统的冷凝器和蒸发器功能互换，从而改变热量的转移方向实现制冷、制热双重效果，简而言之，便是改变了PTC直接“烧电”完成加热的方法，去做热量的“搬运工”。
图源：中国知网、盾安环境官网、东吴证券研究所
从效率上来看，相比于PTC小于1的热能效比，热泵空调的制热能效比可达到2~3，也就意味着可以利用1kW电功率“生成”2~3kW的热量，大大降低了对电能的损耗。此外，还可以通过改变冷媒介质，来保证在极低温的情况下仍可以提供较大的制热量且保持较高的热能效比，直击冬日续航的痛点，于是，当前所有的高端车型，都采用了热泵空调的路线。
而与PTC相比，热泵系统中核心组件的变化有压缩机、四通阀、球阀、电子膨胀阀、电磁阀等部件，对“阀”类企业有着很大的利好。
此外，在三大热管理系统技术迭代带来的升级之外，新能源车热管理技术也朝着高度集成化的方向发展。
三大热管理系统新增的阀件和管路让整车的热管理复杂度大大增加，而为了简化管路流程，降低热管理系统空间占用率，集成化部件应运而生。
其中，特斯拉在最新的 Model Y 车型上首次采用了八通阀，以代替传统系统中的冗余管路和阀件；小鹏集成式水壶结构,将原本多个回路的水壶以及相应的阀件、水泵集成到一个水壶之上，大幅降低载冷剂回路的复杂程度，也都成为了价值量增加的部分。
那么，如此多的“阀”增量，究竟会是哪些企业将接住这“泼天的富贵”？它们的经营情况与投资前景又如何呢？
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行稳致远和困境反转，三花与盾安都有故事
其中，占得困境反转和技术实力两个最大亮点的盾安环境，是当前市场中最为优秀的热管理企业之一。
公司成立于1987年，并于其后试制成功第一批截至阀，进入空调零部件制造行业，经过二十年的耕耘发展，在2009年一家成为了国内制冷行业龙头企业，供货给几乎所有龙头空调厂商。
但在制冷设备做到了行业瓶颈后，公司也多次对外寻找第二增长曲线，尝试了光伏业务、节能业务、传感器业务、机器人业务等诸多领域的业务。
但奈何在海外政策的影响与激烈市场竞争的压制下均告破。而在这个过程中，公司在扩张过程中大规模利用债权融资的控股股东盾安集团也出现了流动性危机。
而在连续三年的非核心业务瘦身后，公司大客户格力电器也受让盾安精工所持有盾安环29.48% 的股份，同时以现金认购盾安环境非公开发行的1.39亿股，共计出资30亿元，成为公司控股股东，紫金矿业也在此时入股，成为第二大股东。
经历过数年的非核心业务剥离、解决债务问题后，盾安环境也重新起航。
传统的配冷制件中，公司截止阀、四通阀的份额做到了绝对领先，截至2022年，截止阀、四通阀、电子膨胀阀、电磁阀的内销市占率分别 为 40.6%、 43.3%、23.9%、11.0%，分别位列行业第一、第二、第三、 第二。2021 年制冷阀件总出货量已超过三花，成为行业第一，年均出货 规模在超两亿只。
同时，伴随着格力的入主，格力电器的相关订单与旗下存在竞业情况的企业也逐渐转入盾安环境，在市场份额进一步提升的过程中，带动了公司制冷配件板块的利润率的增加，进一步稳固了双寡头的竞争格局。
新兴的新能源车热管理赛道中电子膨胀阀的跨领域应用和空调系统朝着热泵方向发展，也成为了盾安环境入局的机遇。
在汽车运动情况下，往往需要更为可控、更为精细的控制部件，而电子膨胀阀因其更广的调节范围、更快的反应速度以及更高的调节精度，从而被大量应用至要求更高的新能源车热管理的系统中。
同时，新能源车行业景气度不断提升，叠加热泵空调的加速上车，将进一步带动电子膨胀阀的用量，普通车型往往只需要两个电子膨胀阀，而采用了热泵车型的电子膨胀阀一般要达到5-6个，大大提升了相关需求。
而目前与盾安同为制冷配件的龙头三花在汽零业务上的布局更为领先，为了防止一家独大的情况出现，国内龙头车企纷纷加速开拓二供体系，盾安环境也凭借着技术的领先成为车企们的不二之选，并有望持续开拓客户。
与盾安环境这样经过低谷再向上的挑战者相比，在汽车热管理赛道中，三花智控一直是最为优质的企业。
三花智控以热泵技术和热管理系统产品研发应用为核心，从“机械部品开发”向“电子控制集成的系统控制技术解决方案”升级，专注于热管理产品零部件及组件，横向产品品类扩展（阀、泵、散热器、组件等），纵向行业扩展（家电、商用制冷、汽车、储能等）。
三花智控的发展历程，就是不断募资扩产、不断开发新项目、不断收购的过程。公司上市募集资金便是为了扩建电子膨胀阀和电磁阀产能，并在该领域成为寡头后持续外拓，定增投产空调所需的元器件。并于2013年收购德国亚威科、于2015年收购微通道、2017年收购兰柯与三花绿能的相关资产，极大地拓宽了企业的技术范围、提升了技术实力。
伴随着收购，公司的业务也逐渐扩展，目前可分为家用制冷业务、商用制冷业务、汽车零部件业务、亚威科业务、微通道业务、变频控制器业务、储液器以及管路件业务单元，并在各个已成熟的领域中均做到了市占率龙头。
而在新兴的汽车热管理领域中，三花智控依靠极强的技术完成了在行业内的称霸，按照销量计算，预计公司在全球汽车电子膨胀阀中的市占率达52%，市占率全球第一。
同时，公司的组织架构稳定，并与多个外部高校和科研机构达成合作，长期大量培养人才，完成了一套从管理到人才到技术再到业务的发展闭环体系，成为公司长期稳定发展的最佳基石。
4
写在最后
作为由成千上万个精细的零部件组成的系统，汽车在运行的过程中几乎所有的零部件都在不断发热，而为了保证车机能在不同温度不同环境下顺利使用，汽车的热管理系统诞生了，但彼时的热管理相对简单，价值量也并未呈现井喷的情况。
但自汽车电动化以来，更多的“带电”部件被带到了车上，在极大地改变了汽车的动力构造的同时也变得更加“娇气敏感”，让新能源车热管理系统变得更加复杂、更加重要。
因此，对新能源车热管理系统的研究和发展将成为未来汽车行业的重要课题之一，而业界内的相关企业，也将在新的技术和需求下讲出属于他们的故事来。
参考资料：
1.《新能源热管理加速演进，国产零部件厂商迎崛起良机》，华福证券；
2.《乘新能源汽车东风，热管理迎来新机遇》，东吴证券；
3.《汽车热管理赛道的发展及投资机会》，海通国际
4.《2023年盾安环境研究报告：阀为盾，热驰远》，国泰君安。
原文标题 : 新能源车低温续航砍半，热管理能解决吗？
