精密合金線材行業(yè)發(fā)展概況

精密合金線材行業(yè)發(fā)展概況新能源汽車加速滲透，熱管理迎來量價雙升黃金期政策支持疊加供給側(cè)改善，新能源乘用車加速滲透。2018年以來隨著雙積分和新能源汽車補貼政策實施，自主品牌發(fā)力電動汽車市場，續(xù)航和動力性能逐步滿足消費者需求，新能源汽車持續(xù)滲透。2021年我國乘用車銷量2148．2萬輛；其中，新能源乘用車銷量333．4萬輛，滲透率為15．5%；2018-2021年新能源乘用車銷量CAGR為55．0%。隨著政策持續(xù)發(fā)力，新車型不斷推出，預(yù)計新能源汽車將維持高景氣度。2025新能源車熱管理市場規(guī)模預(yù)測2025年國內(nèi)新能源車熱管理市場規(guī)模將達(dá)700億元，到2030年市場規(guī)模還將提升至1114億元，占全球的58．5%。在電動車的熱管理系統(tǒng)中，電動壓縮機是核心部件，對電驅(qū)動系統(tǒng)的溫度控制有重要作用。同時，其單車價值量也較高。在電壓平臺升級的趨勢下，熱管理系統(tǒng)的作用更加明顯，對核心部件的要求也更高。車熱管理行業(yè)隨著電動化進(jìn)程，單車價值量逐步提高。國內(nèi)外新能源汽車市場潛力巨大，汽車熱管理產(chǎn)品的市場需求也將隨之大幅提升，該行業(yè)將充分享受電動化進(jìn)程中的紅利。新能源促消費舉措疊加雙積分趨嚴(yán)驅(qū)動電動汽車放量國家層面，新能源汽車促消費政策多點開花。2022年5月商務(wù)部等4部門發(fā)布《四部門關(guān)于開展2022年新能源汽車下鄉(xiāng)活動的通知》，在山西、河南、湖北等省份選擇三四線城市組織開展新一輪新能源汽車下鄉(xiāng)活動。2022年7月商務(wù)部等17部門發(fā)布《關(guān)于搞好汽車流通擴大汽車消費的若干措施》，政策從6個方面、12條措施持續(xù)鞏固汽車消費回穩(wěn)態(tài)勢，促進(jìn)汽車市場轉(zhuǎn)型升級，相關(guān)措施聚焦新能源汽車購置稅減免及免征稅政策延續(xù)、汽車下鄉(xiāng)等問題，預(yù)計拉動新能源汽車滲透率進(jìn)一步提升。2022年7月，國常會明確提出延續(xù)免征新能源汽車購置稅，有望為新能源市場持續(xù)增添新動能。電動化催生熱管理系統(tǒng)增量零部件新能源汽車熱管理涉及的零部件主要分為閥類（電子膨脹閥、水閥等）、換熱器類（冷卻板、冷卻器、油冷器等）、泵類（電子水泵等）、電動壓縮機類、管路及傳感器類。（一）電池?zé)峁芾硐噍^于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車熱管理系統(tǒng)新增電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。制冷模式下，主要采用換熱板來對流經(jīng)電池包的冷卻液進(jìn)行換熱；制熱模式下，主要采用PTC方式對電池包進(jìn)行熱管理。新增核心零部件有電池冷卻器（Chiller）、電子水泵。電池冷卻器是調(diào)節(jié)電池組溫度的關(guān)鍵部件，一般采用緊湊小巧的板式換熱器，并在板式換熱器的流道內(nèi)部設(shè)計湍流發(fā)生結(jié)構(gòu)，沿流向阻斷流動和溫度邊界層，增強入口效應(yīng)，最終提高換熱效率。與機械水泵由發(fā)動機經(jīng)過傳動裝置驅(qū)動、與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成一定比例不同，電子水泵是由電力驅(qū)動，水泵轉(zhuǎn)速不再直接受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響，能夠大幅降低能耗，同時滿足新能源汽車更精確的溫度控制需求。（二）乘員艙熱管理主要是通過汽車空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)制冷、供暖、通風(fēng)等功能，汽車空調(diào)模塊主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、儲液罐、管路等零部件組成。相較于傳統(tǒng)燃油車，由于新能源汽車動力來源的差異及熱管理需求的提升，通常新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)用電動壓縮機替代傳統(tǒng)壓縮機、電子膨脹閥替換熱力膨脹閥等核心零部件。壓縮機作為空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，其將低溫低壓的氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，并將制冷劑送往冷凝器。渦旋式壓縮機體積小、重量輕、效率高，成為目前車用電動壓縮機的主要形式。相較于傳統(tǒng)燃油車空調(diào)壓縮機，新能源汽車電動壓縮機由電機驅(qū)動且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此單車價值量提升顯著。電子膨脹閥由控制器、執(zhí)行器和傳感器三部分組成，利用被調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生的電信號，控制施加于膨脹閥上的電壓或電流，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)制冷劑的目的；相較于傳統(tǒng)的熱力膨脹閥，電子膨脹閥流量控制范圍大、調(diào)節(jié)精細(xì)，更適合電動車熱管理精細(xì)化管控。（三）集成化部件新能源汽車熱管理技術(shù)逐漸朝著高度集成化、智能化的方向發(fā)展，熱管理系統(tǒng)耦合程度的加深提高了熱管理的效率，但新增的閥件與管路使系統(tǒng)更為復(fù)雜，為簡化管路流程，降低熱管理系統(tǒng)空間占用率，集成化部件應(yīng)運而生。特斯拉在最新的ModelY車型上首次采用了八通閥，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)系統(tǒng)中的冗余管路和閥件；小鵬集成式水壺結(jié)構(gòu)，將原本多個回路的水壺以及相應(yīng)的閥件、水泵集成到一個水壺之上，大幅降低載冷劑回路的復(fù)雜程度。電動汽車熱管理技術(shù)發(fā)展歷程整車熱管理是電動汽車發(fā)展的核心技術(shù)之一，涉及乘員艙溫濕環(huán)境調(diào)控、動力系統(tǒng)溫控、玻璃防霧除霧等多目標(biāo)管理。根據(jù)熱管理系統(tǒng)架構(gòu)與集成化程度，將電動汽車熱管理的發(fā)展歸納為三個階段，從單冷配合電加熱到熱泵配合電輔熱再到寬溫區(qū)熱泵與整車熱管理逐步耦合，電動汽車整車熱管理技術(shù)逐漸朝著高度集成化、智能化的方向發(fā)展，并且在寬溫區(qū)、極端條件下的環(huán)境適應(yīng)性能力逐漸提升。在電動汽車產(chǎn)業(yè)化起步階段，基本是以電池、電機等動力系統(tǒng)的替代為核心技術(shù)發(fā)展起來的，車室空調(diào)、車窗除霧、動力部件溫控等輔助系統(tǒng)是在傳統(tǒng)燃油汽車熱管理技術(shù)基礎(chǔ)上逐步改進(jìn)而來的。純電動汽車空調(diào)與燃油汽車空調(diào)都是通過蒸氣壓縮循環(huán)來實現(xiàn)制冷功能，兩者的區(qū)別是燃油汽車空調(diào)壓縮機由發(fā)動機通過皮帶間接驅(qū)動，而純電動車則直接使用電驅(qū)動壓縮機來驅(qū)動制冷循環(huán)。燃油汽車冬季制熱時直接利用發(fā)動機余熱對乘員艙進(jìn)行供熱，不需要額外的熱源，而純電動車的電機余熱無法滿足冬季制熱的需求，因此冬季制熱是純電動汽車需要解決的問題。正溫度系數(shù)加熱器（positivetemperaturecoefficient，PTC）由PTC陶瓷發(fā)熱元件與鋁管組成，具有熱阻小、傳熱效率高的優(yōu)點，并且在燃油汽車的車身基礎(chǔ)上改動較小，因此早期的電動汽車采用蒸氣壓縮制冷循環(huán)制冷加PTC制熱的方式來實現(xiàn)乘員艙的熱管理，例如早期三菱公司的i-MIEV電動汽車。與燃油汽車由燃料提供能量不同，電動汽車由動力電池提供能量。電動汽車正常運行時，動力電池放電產(chǎn)熱，溫度升高，需要對電池進(jìn)行降溫。電池冷卻的方法主要有空氣冷卻、液體冷卻、相變材料冷卻、熱管冷卻，由于空氣冷卻結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于維護(hù)，在早期的電動車上得到廣泛應(yīng)用。這一階段的熱管理主要形式是各個獨立的子系統(tǒng)分別滿足熱管理的需求。在實際使用過程中電動汽車冬季供熱能耗需求較高，從熱力學(xué)角度來說PTC制熱的COP始終小于1，使得PTC供熱耗電量較高，能源利用率低，嚴(yán)重制約了電動汽車的行駛里程。而熱泵技術(shù)利用蒸氣壓縮循環(huán)將環(huán)境中的低品位熱量進(jìn)行利用，制熱時的理論COP大于1，因此使用熱泵系統(tǒng)代替PTC可以增加電動汽車制熱工況下的續(xù)航里程。寶馬i3車型采用熱泵系統(tǒng)來實現(xiàn)冬季制熱。此外，一汽奔騰與紅旗、上汽榮威等也在部分車型上采用了熱泵系統(tǒng)。然而在低溫環(huán)境下，傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)制熱量衰減嚴(yán)重，無法滿足電動汽車低溫環(huán)境制熱需求，需要額外的加熱器輔助加熱，因此熱泵加PTC輔熱的制熱方式成為電動汽車冬季低溫環(huán)境下乘員艙制熱的主要方式。隨著動力電池容量與功率的進(jìn)一步提升，動力電池運行過程的熱負(fù)荷也逐漸增大，傳統(tǒng)的空冷結(jié)構(gòu)無法滿足動力電池的溫控需求，因此液冷成為當(dāng)前電池溫控的主要方式。并且，由于人體所需的舒適溫度和動力電池正常工作所處的溫度相近，可以通過在乘員艙熱泵系統(tǒng)中并聯(lián)換熱器的方式來分別滿足乘員艙與動力電池制冷的需求。通過換熱器以及二次冷卻間接帶走動力電池的熱量，電動汽車整車熱管理系統(tǒng)集成化程度有所提高。雖然集成化程度有所提升，但這一階段的熱管理系統(tǒng)只對電池制冷與乘員艙制冷進(jìn)行了簡單整合，電池、電機余熱未得到有效利用。傳統(tǒng)熱泵空調(diào)在高寒環(huán)境下制熱效率低、制熱量不足，制約了電動汽車的應(yīng)用場景。因此，一系列提升熱泵空調(diào)低溫工況下性能的方法得以開發(fā)應(yīng)用。通過合理增加二次換熱回路，在對動力電池與電機系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的同時，對其余熱進(jìn)行回收利用，以提高電動汽車在低溫工況下的制熱量。實驗結(jié)果表明，余熱回收式熱泵空調(diào)與傳統(tǒng)熱泵空調(diào)相比，制熱量顯著提升。各熱管理子系統(tǒng)耦合程度更深的余熱回收式熱泵以及集成化程度更高的整車熱管理系統(tǒng)在特斯拉ModelY、大眾ID4．CROZZ等車型上已得以應(yīng)用。但當(dāng)環(huán)境溫度更低，且余熱回收量更少時，僅通過余熱回收依然無法滿足低溫環(huán)境下的制熱量需求，仍需使用PTC加熱器來彌補上述情況下制熱量的不足。但隨著電車整車熱管理集成程度的逐漸提升，可以通過合理的增大電機發(fā)熱量的方式來增加余熱的回收量，從而提高熱泵系統(tǒng)的制熱量與COP，避免了PTC加熱器的使用，在進(jìn)一步降低熱管理系統(tǒng)空間占用率的同時滿足電動汽車在低溫環(huán)境下的制熱需求。除電池電機系統(tǒng)余熱回收利用外，回風(fēng)利用也是降低低溫工況下熱管理系統(tǒng)能耗的方式。研究結(jié)果表明，低溫環(huán)境下，合理的回風(fēng)利用措施能夠在避免車窗起霧、結(jié)霜的同時使電動汽車所需制熱量下降46%～62%，最大能夠降低約40%的制熱能耗。日本電裝也開發(fā)了相應(yīng)的雙層回風(fēng)/新風(fēng)結(jié)構(gòu)，能夠在防起霧的同時降低30%由通風(fēng)引起的熱損失。這一階段電動汽車熱管理在極端條件下的環(huán)境適應(yīng)能力逐漸提升，并朝著集成化、綠色化的方向發(fā)展。為進(jìn)一步提高電池高功率情況下的熱管理效率，降低熱管理復(fù)雜程度，將制冷劑直接送入電池組內(nèi)部進(jìn)行換熱的直冷直熱式電池溫控方式也是目前的一個技術(shù)方案，一種電池包與制冷劑直接換熱的熱管理構(gòu)型。直冷技術(shù)能夠提高換熱效率與換熱量，使電池內(nèi)部獲得更均勻的溫度分布，減少二次回路的同時增大系統(tǒng)余熱回收量，進(jìn)而提高電池溫控性能。但由于電池與制冷劑直接換熱技術(shù)需要通過熱泵系統(tǒng)的工作提高冷熱量，一方面電池溫控受限于熱泵空調(diào)系統(tǒng)的啟停，并對制冷劑環(huán)路的性能有一定影響，另一方面也限制了過渡季節(jié)的自然冷源利用，因此該技術(shù)仍需通進(jìn)一步的研究改進(jìn)與應(yīng)用評估。電機電控?zé)峁芾恚阂豪涫钱?dāng)前主流，油冷是未來趨勢電機電控?zé)峁芾懋?dāng)前主要采用液冷換熱。新能源汽車的驅(qū)動電機及電機控制器等功率性部件在工作時仍會產(chǎn)生熱量，通常需要主動冷卻維持其性能和保障行車安全性。驅(qū)動電機冷卻方案主要包括風(fēng)冷、液冷及油冷，電控等相關(guān)功率件主要采取風(fēng)冷或液冷的方式換熱。通常將驅(qū)動電機和電控串聯(lián)，通過散熱器進(jìn)行散熱。電動化進(jìn)程催化油冷成未來新趨勢?，F(xiàn)階段由于電動汽車動力性和智能化的提升，電機散熱需求較大，車企在電機熱管理上有望從液冷方案向油冷方案替換。液冷系統(tǒng)的基本原理是用冷卻液循環(huán)電機殼體內(nèi)部的管道，從而帶走電機的熱量，然而液冷方案空氣導(dǎo)熱系數(shù)低并且內(nèi)部熱量傳遞效率并不高，不能滿足汽