圖片來源 @視覺中國
文｜奇偶派，作者｜葉子，編輯｜钊
在 2023 年的收關之月裏，新能源汽車圈的流量，大多都在關注電車冬日低溫續航的問題，而事情的起因，則要從一家自媒體的冬測活動談起。
12 月上旬，懂車帝進行了他們一年一度的新能源車冬季測試，把五十多輛車拉到了全中國最冷的城市黑龍江漠河，在環境溫度 1 ℃低至零下 40 ℃的極寒環境下，測試新能源車續航、爬坡、智駕等各項性能指标。
其中在 " 混動車型純電續航達成率排行榜 " 中，華爲車 BU 董事長餘承東口中超越豐田埃爾法、雷克薩斯 LM 等百萬豪車，" 遙遙領先 " 的問界 M7 竟然排名墊底，其純電達成率隻有可憐的 31.6%，而在其他榜單中，吉利、長城旗下的多款車型在測試中續航達成率也均不到 40%。
這讓餘承東 " 坐不住 " 了，冬測結果公布後便在朋友圈公開怒怼懂車帝，稱其爲 " 坑人的測試，誤導民衆！科學與嚴謹才是應該遵循的基本規則！"
而在華爲之外，長城汽車、吉利控股、岚圖、起亞等汽車廠商也先後發聲，表達了對懂車帝測評的質疑，就連特斯拉也加入了 " 戰場 "，轉發了中國汽車工業協會旗下 " 汽車縱橫 " 的評論文章，暗指懂車帝有 " 黑箱操作 "、引導輿論之嫌。
具體來看，大多的質疑都集中于測試之前的整備階段——主辦方先将所有的混動車輛靜置一晚後，統一上電進行整備，所以會涉及頻繁開關門和空調制熱，但似乎并沒有考慮到各車型的車廂空間的差異、自動空調控制策略的差異、三電系統和混動系統熱管理标定的差異。
而在測試的嚴謹性之外，市場對懂車帝的 " 口誅筆伐 " 與相關質疑，實際上折射的是消費者對新能源車冬季續航的擔憂，動力電池的最佳工作溫度爲 10-30 ° C，在低溫環境效率會大打折扣，車輛宣傳的續航裏程可能會出現腰斬的情況；同時，爲乘員艙提供舒适溫度的溫控系統，若沒有及時進行技術叠代，也将以一種 " 恐怖 " 的速度消耗汽車電量，造成續航不足的情況。
而這一切的一切，其實都離不開一個十分重要的新能源車細分賽道——熱管理。那麽，熱管理究竟在管理着什麽？相關技術及核心價值提升環節在哪裏？又有哪些受益的企業呢？
熱管理，不止管理熱
熱管理，顧名思義，是爲車機在不同工況的不同熱需求下提供合适的工作溫度的系統，譬如在高溫時對車機進行冷卻，低溫時保證車機的順利啓動，達成以盡可能小的成本讓汽車保證良好運行的目标。
此外，在最直接的升溫與散熱讓車機正常運行的需求之外，通過良好的工業設計來達到餘熱回收的目的，實現熱量有效的利用，提升低溫環境下的續航能力，這亦是汽車熱管理的含義之一。
不過，雖然熱管理要達成的目的十分簡潔明了，但對于不同的車型如何進行熱管理，對其中哪些部件單元進行熱管理，怎樣進行更好的熱管理，卻并不是一個容易達成的課題。
分車型來看，燃油車的熱管理相對比較簡單，主要結構可以分爲空調系統與動力總成系統。
不過，傳統燃油車空調系統的熱管理相對于動力總成系統來講比較 " 簡單粗暴 "，有加熱的需求時可以使用發動機産生的廢棄熱量，經過暖風芯體調節至适宜溫度後再通過鼓風機吹入駕駛艙，達到加熱乘員艙的目的，有降溫的需求時直接求助于空調即可。
而動力系統的熱管理則要繁雜許多，但主要目的仍爲兩項——在寒冷的時候迅速暖車實現冷啓動、在高溫天氣防止發動機的冷卻液達到沸點，失去冷卻作用。
談到低溫時冷啓動的問題，就需要明白燃油車發動機啓動的原理——當傳統内燃機汽車的發動機熄火一段時間後，其溫度會下降到低于正常工作溫度的狀态。此時，由于重力的作用，機油會回流到油底殼中。當車輛再次啓動時，需要通過機油泵将油底殼中的機油重新輸送至各個運動部件和摩擦副中，并建立和保持一定的油壓。
但在極度低溫的情況下，受物理特性的影響，機油的霧化性會受到極大的影響，啓動時必須噴射遠高于正常溫度所需的油量才能達成點火條件。同時，低溫也會使得機油的粘度變大、發動機零部件 " 冷縮 " 導緻間隙變大，很難達到潤滑的作用，對發動機造成嚴重的損傷。
圖源：蓋世汽車，海通國際
而在與極端寒冷相對的極端炎熱的情況下，發動機若長時間大馬力工作，承擔着散熱任務的冷卻液也會達到沸點，呈現出 " 水被燒開 " 的狀态，無法進一步吸收熱量，導緻發動機溫度過高，對汽車的行駛安全造成極大的隐患。
可以說，在燃油車的時代裏，因其與安全息息相關，熱管理已經成爲了必須要研究、發展的課題，而伴随着汽車走向電動化、系統走向複雜化，熱管理的重要性又有了進一步的提升。
相比于燃油車 " 發動機 + 乘員艙 " 的熱管理構成，新能源汽車由于新增了 " 三電 " 系統，将發動機 " 拆分 " 爲了動力電池與電機電控兩個模塊，所以熱管理方案也變爲了 " 空調系統 + 動力電池系統 + 電機電控 " 三個模塊。
在爲乘員艙提供舒适溫度的空調系統開發中，由于新能源汽車無法像燃油車一般直接從發動機處獲取 " 廢熱 " 來給駕駛艙供暖，所以需要制定一條專門提供制熱的技術路線；而在制冷環節也同樣有着一些改變——燃油車可以使用發動機帶動壓縮機進行制冷循環，電動車則需要使用電動壓縮機來進行冷循環。
而在扮演着與發動機同樣角色的動力電池環節中，溫度過低會導緻電池的充放電功率下降，續航受到極大的影響，溫度超過 45 ℃則有着電池熱失控的風險。
圖源：《低溫環境下锂電池充放電性能研究》，海通國際
另一方面，電動車動力電池内部不同部件的溫差也要保證在一定的範圍内，過大的溫差輕則影響電池發揮最佳性能的表現和壽命的長短，重則會極大地傷害系統的安全性和可靠性。
與動力電池同爲全新增量的三電系統，近年來伴随着車機功率、扭矩和轉速的提升，相關發熱量也同步提升，如何有效地進行（冷卻）熱管理，防止過熱，保證它們的正常工作和使用壽命，也成爲了一個關鍵問題。
圖源：東吳證券研究所
也正是伴随着純電動汽車熱管理部件新增及部件升級等因素，熱管理系統的單車價值相較于燃油車時代實現了大幅度的提升，整體來看，純電動汽車的整車熱管理系統單車價值量高達 7000 元左右，相比于傳統燃油車提升 2 倍以上。
電車的熱管理，價值增量在哪裏？
既然熱管理系統在從燃油車朝向電動車轉型的過程中有着如此大的價值量提升，那必定會有相關公司大幅深度受益，但想要 " 順藤摸瓜 " 找到目标企業，就要找到價值量的核心提升環節，那自然離不開上文提到的電池熱管理、電機電控熱、管理乘員艙熱管理的技術叠代方向與不同部件的需求了。
其中，作爲直接制約汽車性能和安全性的系統，電池熱管理目前大緻有着風冷、液冷和直冷三種的技術路線。
作爲最先普及、最基礎的交換熱方式，風冷是成本最低的電池熱管理選擇，但與其他需要熱管理的場景相同，由于空氣的别熱熔、對流熱系數均較小，導緻了風冷換熱效率的低下，在電池發熱量快速增大或長時間持續發熱的情況下，存在着熱失控的風險，而該技術大多也存在于很早期的電動車或新能源公交車之上。
風冷示意圖 圖源：蓋世汽車，華福證券研究所
既然風冷無法滿足散熱的要求，自然是要尋求一個換熱效果更好的介質，即采用液冷的方式，而這也是目前電池熱管理的主流技術管理方案。
據華福證券研究，當前液冷主要以冷卻劑（水和乙二醇）作爲制冷劑，通過空調制冷 / 制熱回路與動力電池制冷 / 制熱回路并聯耦合，在溫度較高，冷卻液會經過電子膨脹閥變爲低溫低壓的液态進入電池冷卻器帶走熱量，在溫度較低時，也可以通過 PTC（熱敏電阻）加熱冷卻液再對電池加熱完成目的。
液冷示意圖 圖源：蓋世汽車，華福證券研究所
而在液冷之外，其實還有一種換熱更加直接的方法——直冷。
直冷技術路線采用空調系統制冷劑（R124a、CO2 等）直接對動力電池進行冷卻，相當于減少了一次換熱過程、減少一次換熱熱阻、降低換熱溫差，而且制冷劑在電池冷闆内沸騰化熱，換熱能力顯著增強。
直冷示意圖 圖源：蓋世汽車，華福證券研究所
而從系統複雜度來看，直冷把電池回路的水系統徹底取消，把電池冷卻器原有的制冷劑部分做成一個大闆放到電池裏，從原理圖上看确實減少了器件，也節省了電池冷卻器等部件占用的空間。
但如果通過冷媒直冷的話，相關工作壓力會變得極大，這又對具體的構件提出了更高的要求，在當前技術進程情況下不僅危險，而且性價比不高，目前仍處于研究階段，
但無論如何，實際上都不會影響對電池冷卻器和電子水泵的需求，而這也成爲了價值量增加的零部件之一。
與電池熱管理相似的電機電控熱管理，也正在由液冷向油冷發展。
目前，電機電控熱管理大多均采用液冷進行散熱，但随着電動化走向智能化的下半場後，電機電控的發熱量随着其所要承擔的責任一同增大，而液冷隻能通過環繞電機殼體的管道來帶走熱量，實際上還是要經曆一次空氣換熱的過程，就好比蓋着被子開空調，外面是涼快了，但被子裏的溫度還是很高，也導緻了傳熱效率的低下，無法滿足新能源汽車的散熱需求。
而代表着未來趨勢的油冷則是直接将油灌入電機内部，與電機充分完成接觸來進行更加效率的熱交換，就像毛細血管一般深入電機的每一個角落，自然會取得更加優異的散熱效率。
目前，日系油電混合車企已經應用了油冷電機，國内也有諸如零跑 C11 等車型列裝，未來還将繼續加速上車。
以上便是三電系統技術叠代與相關價值量提升部件的部分，作爲純粹的增量，三電系統熱管理的出現确實創造了很大的市場空間，但與其同樣重要的是早在燃油車時代就已經出現，并在新能源車時代加速叠代的乘員艙熱管理系統。
新能源車在乘員艙的空調制熱環節中，由于失去了可以散發大量熱量的發動機，隻得尋求其他部件的幫助，而 PTC（熱敏電阻）便登場了。
PTC 是一種非常典型的溫度敏感性的半導體電阻，當超過一定的溫度阈值（居裏點）後，電阻會發生躍遷性的提升，便能達到低溫發熱、恒溫定溫的作用，而其下的風冷、水冷路線，也都是基于該原理完成工作的。
但是，PTC 這樣的構造看似十分美妙，但卻有着不小的瑕疵。作爲電阻發熱的代表，在理想狀況下，也隻能實現 100% 的能量轉換，以一個 2kW 的 PTC 爲例，全功率工作一個小時要消耗掉 2kWh 電。如果按一輛車行駛百公裏耗電 15kWh 計，2kWh 就将損失 13 公裏的續航裏程，而現實情況則更甚于此，大概會使得續航裏程降低 25% 左右，也成爲了 PTC 最大的痛點。
在難以忽略的電能損耗下，PTC 也迎來了它的 " 繼任者 " ——熱泵空調。
據華福證券研究，熱泵空調基于逆卡諾循環的原理，将低位熱源的熱能轉移至高位熱源，通過增加四通換向閥使熱泵空調系統的冷凝器和蒸發器功能互換，從而改變熱量的轉移方向實現制冷、制熱雙重效果，簡而言之，便是改變了 PTC 直接 " 燒電 " 完成加熱的方法，去做熱量的 " 搬運工 "。
圖源：中國知網、盾安環境官網、東吳證券研究所
從效率上來看，相比于 PTC 小于 1 的熱能效比，熱泵空調的制熱能效比可達到 2~3，也就意味着可以利用 1kW 電功率 " 生成 "2~3kW 的熱量，大大降低了對電能的損耗。此外，還可以通過改變冷媒介質，來保證在極低溫的情況下仍可以提供較大的制熱量且保持較高的熱能效比，直擊冬日續航的痛點，于是，當前所有的高端車型，都采用了熱泵空調的路線。
而與 PTC 相比，熱泵系統中核心組件的變化有壓縮機、四通閥、球閥、電子膨脹閥、電磁閥等部件，對 " 閥 " 類企業有着很大的利好。
此外，在三大熱管理系統技術叠代帶來的升級之外，新能源車熱管理技術也朝着高度集成化的方向發展。
三大熱管理系統新增的閥件和管路讓整車的熱管理複雜度大大增加，而爲了簡化管路流程，降低熱管理系統空間占用率，集成化部件應運而生。
其中，特斯拉在最新的 Model Y 車型上首次采用了八通閥，以代替傳統系統中的冗餘管路和閥件；小鵬集成式水壺結構 , 将原本多個回路的水壺以及相應的閥件、水泵集成到一個水壺之上，大幅降低載冷劑回路的複雜程度，也都成爲了價值量增加的部分。
那麽，如此多的 " 閥 " 增量，究竟會是哪些企業将接住這 " 潑天的富貴 "？它們的經營情況與投資前景又如何呢？
行穩緻遠和困境反轉，三花與盾安都有故事
其中，占得困境反轉和技術實力兩個最大亮點的盾安環境，是當前市場中最爲優秀的熱管理企業之一。
公司成立于 1987 年，并于其後試制成功第一批截至閥，進入空調零部件制造行業，經過二十年的耕耘發展，在 2009 年一家成爲了國内制冷行業龍頭企業，供貨給幾乎所有龍頭空調廠商。
但在制冷設備做到了行業瓶頸後，公司也多次對外尋找第二增長曲線，嘗試了光伏業務、節能業務、傳感器業務、機器人業務等諸多領域的業務。
但奈何在海外政策的影響與激烈市場競争的壓制下均告破。而在這個過程中，公司在擴張過程中大規模利用債權融資的控股股東盾安集團也出現了流動性危機。
而在連續三年的非核心業務瘦身後，公司大客戶格力電器也受讓盾安精工所持有盾安環 29.48% 的股份，同時以現金認購盾安環境非公開發行的 1.39 億股，共計出資 30 億元，成爲公司控股股東，紫金礦業也在此時入股，成爲第二大股東。
經曆過數年的非核心業務剝離、解決債務問題後，盾安環境也重新起航。
傳統的配冷制件中，公司截止閥、四通閥的份額做到了絕對領先，截至 2022 年，截止閥、四通閥、電子膨脹閥、電磁閥的内銷市占率分别 爲 40.6%、 43.3%、23.9%、11.0%，分别位列行業第一、第二、第三、 第二。2021 年制冷閥件總出貨量已超過三花，成爲行業第一，年均出貨 規模在超兩億隻。
同時，伴随着格力的入主，格力電器的相關訂單與旗下存在競業情況的企業也逐漸轉入盾安環境，在市場份額進一步提升的過程中，帶動了公司制冷配件闆塊的利潤率的增加，進一步穩固了雙寡頭的競争格局。
新興的新能源車熱管理賽道中電子膨脹閥的跨領域應用和空調系統朝着熱泵方向發展，也成爲了盾安環境入局的機遇。
在汽車運動情況下，往往需要更爲可控、更爲精細的控制部件，而電子膨脹閥因其更廣的調節範圍、更快的反應速度以及更高的調節精度，從而被大量應用至要求更高的新能源車熱管理的系統中。
同時，新能源車行業景氣度不斷提升，疊加熱泵空調的加速上車，将進一步帶動電子膨脹閥的用量，普通車型往往隻需要兩個電子膨脹閥，而采用了熱泵車型的電子膨脹閥一般要達到 5-6 個，大大提升了相關需求。
而目前與盾安同爲制冷配件的龍頭三花在汽零業務上的布局更爲領先，爲了防止一家獨大的情況出現，國内龍頭車企紛紛加速開拓二供體系，盾安環境也憑借着技術的領先成爲車企們的不二之選，并有望持續開拓客戶。
與盾安環境這樣經過低谷再向上的挑戰者相比，在汽車熱管理賽道中，三花智控一直是最爲優質的企業。
三花智控以熱泵技術和熱管理系統産品研發應用爲核心，從 " 機械部品開發 " 向 " 電子控制集成的系統控制技術解決方案 " 升級，專注于熱管理産品零部件及組件，橫向産品品類擴展（閥、泵、散熱器、組件等），縱向行業擴展（家電、商用制冷、汽車、儲能等）。
三花智控的發展曆程，就是不斷募資擴産、不斷開發新項目、不斷收購的過程。公司上市募集資金便是爲了擴建電子膨脹閥和電磁閥産能，并在該領域成爲寡頭後持續外拓，定增投産空調所需的元器件。并于 2013 年收購德國亞威科、于 2015 年收購微通道、2017 年收購蘭柯與三花綠能的相關資産，極大地拓寬了企業的技術範圍、提升了技術實力。
伴随着收購，公司的業務也逐漸擴展，目前可分爲家用制冷業務、商用制冷業務、汽車零部件業務、亞威科業務、微通道業務、變頻控制器業務、儲液器以及管路件業務單元，并在各個已成熟的領域中均做到了市占率龍頭。
而在新興的汽車熱管理領域中，三花智控依靠極強的技術完成了在行業内的稱霸，按照銷量計算，預計公司在全球汽車電子膨脹閥中的市占率達 52%，市占率全球第一。
同時，公司的組織架構穩定，并與多個外部高校和科研機構達成合作，長期大量培養人才，完成了一套從管理到人才到技術再到業務的發展閉環體系，成爲公司長期穩定發展的最佳基石。
寫在最後
作爲由成千上萬個精細的零部件組成的系統，汽車在運行的過程中幾乎所有的零部件都在不斷發熱，而爲了保證車機能在不同溫度不同環境下順利使用，汽車的熱管理系統誕生了，但彼時的熱管理相對簡單，價值量也并未呈現井噴的情況。
但自汽車電動化以來，更多的 " 帶電 " 部件被帶到了車上，在極大地改變了汽車的動力構造的同時也變得更加 " 嬌氣敏感 "，讓新能源車熱管理系統變得更加複雜、更加重要。
因此，對新能源車熱管理系統的研究和發展将成爲未來汽車行業的重要課題之一，而業界内的相關企業，也将在新的技術和需求下講出屬于他們的故事來。
參考資料：
1.《新能源熱管理加速演進，國産零部件廠商迎崛起良機》，華福證券； 2.《乘新能源汽車東風，熱管理迎來新機遇》，東吳證券； 3.《汽車熱管理賽道的發展及投資機會》，海通國際 4.《2023 年盾安環境研究報告：閥爲盾，熱馳遠》，國泰君安。
