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液冷板行业报告:热管理系统核心组成部分受益电车和储能需求爆发-220216(17页).pdf

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液冷板行业报告:热管理系统核心组成部分受益电车和储能需求爆发-220216(17页).pdf

1、行业报告:液冷板2022年2月16日中航证券研究所发布证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分行业评级:增持液冷板行业报告:热管理系统核心组成部分,受益电车和储能需求爆发受益需求爆发和液冷渗透率提升:锂离子电池的性能、寿命和安全性对温度较为敏感,热管理系统是保证电池持续有效工作的重要途径。电池冷却技术按照冷却媒介的不同主要分为空气冷却、液体冷却和相变冷却三类,空气冷却结构简单,成本较低,但换热效率低,均温性差;液体冷却比容大、换热系数高,是目前电动车最主流的冷却技术,同时在储能领域也加速渗透。冷却板是热管理系统的核心部件:液冷系统零部件包括电池冷却器、电子膨胀阀、电子水泵、电池阀、液冷板等;

2、其中液冷板通过冷却液在液流通道中循环流动传递走多余热量从而实现冷却功能,是液冷系统的关键部件。根据形状和结构的不同,液冷板可分为搅拌摩擦焊式、口琴管式、吹胀式和钎焊式等。其中,吹胀式成本低、换热效果、生产效率高,钎焊式在结构、重量和散热能力上具备一定优势。铝热传输材料和冷却板弹性较大:产业链上游为铝、铜等大宗商品,将相应金属加工成为铝热传输材料,并进一步根据客户需求加工成为冷却板。相较于燃油车,新能源汽车电池冷却板带来增量需求,预计2025年全球电动车冷却板市场规模约142亿元,对应电动车冷却板铝热传输材料需求约26万吨。此外,储能液冷渗透率提升带来增量需求,GGII预测2025年国内电化学储

3、能装机量有望超过50GWh,而截止2020年底仅为4.4GWh。投资建议:需求放量,液冷板产业链有望迎来拐点。液冷板具备小批量、多品种的特点,下游特定品类和型号有望实现生产的规模效应。相关标的:冷却板,银轮股份、三花智控、松芝股份、科创新源、飞荣达等;铝热传输材料,银邦股份、华峰铝业等。从产业链弹性角度看,推荐关注:1)铝热传输材料环节的银邦股份等,上游原材料同质化,下游冷却板行业格局尚未成型,新增产能相对受限,需求快速增长背景下有望迎来量利齐升;2)主要从事冷却板生产的企业,如科创新源(瑞泰克)等,切入冷却板行业受益于下游需求放量弹性较大,同时有望迎来价值重估。风险提示:新能源汽车销量不及预

4、期,储能普及速度慢于预期,液冷渗透率提升低于预期,原材料和运费成本大幅波动。中航先进制造投资观点8YbWMBjWiYeVzWnMoPrR9P8Q6MpNrRsQsQiNqQtRiNqRuMbRoOxOwMpNqQNZrRxP目录1.液冷有望受益于需求爆发和渗透率提升2.铝热传输材料和冷却板弹性较大3.投资建议:关注产业链拐点下的弹性环节资料来源:汇智慧众,电动汽车电池冷却系统对空调系统性能的影响,国家电网,中航证券研究所热管理系统:保证电池持续有效工作的重要途径4锂离子电池的性能、寿命和安全性对温度较为敏感,热管理系统是保证电池持续有效工作的重要途径。锂离子电池的最佳工作温度为2540,电池在

5、充放电过程中产生大量热,温度过高造成电池寿命降低并有热失控风险;温度过低导致电池容量减小、充放电效率降低,缩短续航里程。此外,若单体电池的温差超过5,根据木桶原理,电池组的性能和寿命将由最差的单体确定,其使用性能将大幅降低。内部部件破损、外部使用不稳定等因素导致储能电池热失控,精准控制储能系统温度至关重要。电池遭受滥用、内部部件受损等因素可能会导致热失控,从而释放有毒和可燃气体。单个电池单元中发生的热失控会迅速扩散,从而导致相邻电池单元的热失控级联,进而引起灾难性的火灾事件,给资产、设施和人身安全带来严重威胁。图表1:锂离子电池热失控过程图图表2:集美大红门储电站事故情况资料来源:电动汽车电池

6、冷却系统的数值模拟研究,动力电池组热管冷却系统传热特性分析,中航证券研究所热管理系统:液冷效率高、导热系数大,动力电池冷却的主流技术5电池冷却技术按照冷却媒介的不同主要分为空气冷却、液体冷却和相变冷却三类,其中液冷是动力电池冷却的主流技术,储能领域正加速应用。空气冷却:结构简单,成本较低,但换热效率低,均温性差;在电动车中应用于小型功率车(A00和A0),储能领域基于通信基站的先发优势而占比最高。液体冷却:冷却速度快、比容大、换热系数高,但结构复杂、成本较高;目前为电动车最主流的冷却方式,应用车型包括宝马i3、特斯拉、雪佛兰Volt、之诺、吉利帝豪等。相变冷却:体积变化小、相变潜热大,但热导效

7、率低、散热速度慢、成本高;目前处于研究阶段。图表3:不同散热系统比较图表4:风冷、液冷、相变冷却系统结构示意图指标风冷散热系统液冷散热系统相变材料散热系统成本低高较高复杂程度简单复杂简单安全性能高高一般散热效果一般好较好缺点对流换热系数小;加热、冷却反应迟缓;不防尘。液体粘度较大,要求额外功率消耗;密封要求好。相变潜热较小;退化问题尚需改善;传热系数较小。代表车型北汽EX360宝马i3、特斯拉、雪佛兰Volt等-串行和并行空冷系统液冷系统相变冷却系统资料来源:电动汽车电池冷却系统对空调系统性能的影响,中航证券研究所液冷板:电池液冷热管理系统中关键的零部件之一6动力电池冷却系统通过对动力电池组进

8、行冷却或加热,保持动力电池组最佳的工作温度,以改善其运行效率并提高电池组的寿命。冷却液式电池冷却系统利用板式换热器在空调系统中获得冷量,然后通过电动水泵、电池内部的冷却板和管路等部件将冷量带给发热的电池,使电池在适宜的温度范围内工作。液冷系统部件包含较多,液冷板是电池液冷热管理系统中关键的零部件之一。液冷系统零部件包括电池冷却器、电子膨胀阀、电子水泵、电池阀、液冷板等;其中液冷板通过冷却液在液流通道中循环流动传递走多余热量从而实现冷却功能,是液冷系统的关键部件。图表6:新能源汽车电池热管理核心零部件图表5:电动汽车空调系统及电池冷却系统简图电子膨胀阀电子水泵冷却板冷却器电动压缩机示意图作用系统

9、流量调节电池水冷用于冷却电池系统换热提供动力动力电池包液冷板类型及散热解决方案, QYResearch,中航证券研究所液冷板:型式多样,冲压式、吹胀式冷却板市场份额逐渐提高7图表7:中国市场不同分类电池冷却板销量及市场份额图表8:液冷板型式分类型材+搅拌摩擦焊式口琴管式机加+焊接式吹胀式冲压式板翅式焊接+埋管式原理利用铝挤压工艺将冷板流道直接成型,通过机加方式打通循环,采用摩擦焊接等进行流道和接管密封。采用铝挤压加工出流道,再与两端集流管焊接在一起。采用机加加工出流道,再与上盖板通过搅拌摩擦焊密封。通过网板印刷出由石墨构成的管路,通过热轧将两板结合,吹气体将管路吹涨起来。依靠压力机和模具对铝材

10、进行冲压,使之产生塑性变形,形成流道,上下壳体通过钎焊焊接在一起。在上下导热面板中填充锯齿形换热翅片,再通过无钎剂的真空钎焊技术实现冷板密封。适合铜板+铜管组合焊接方式。优点生产效率高,成本低,承重能力强。成本低,重量轻,结构相对简单,生产效率高。内部流道尺寸、路径可自由设计。适合功率密度较大、热源布局不规则、空间受限。易加工,成本较低。热传导效率高、制冷速度快,美观。液冷板最薄位置可以做到0.6mm,重量轻。流道可任意设计、接触面积大、换热效果好。生产效率高,耐压与强度好。表面清洁度高,流动性好,抗腐蚀性能强。换热性能,流道均匀性较好。降低板材厚度,起到减重效果。缺点散热密度小,表面不适合设

11、计太多螺丝孔。流道单一,接触面积小,管壁薄,换热效果一般,承重能力较差。性能较低,容易发生泄露。 承重能力较差。成本较高,对平整度要求高,安装难度大。液冷板可分为搅拌摩擦焊式、口琴管式、吹胀式和钎焊式等。吹胀式成本低、换热效果、生产效率高,钎焊式在结构、重量和散热能力上具备一定优势。吹胀式为目前最主要的液冷板。口琴管式液冷板因其换热效果一般而逐渐被冲压板式替代,据QYResearch预计,2021年冲压式液冷板销量约144万套,市场份额约为73%。目录1.液冷有望受益于需求爆发和渗透率提升2.铝热传输材料和冷却板弹性较大3.投资建议:关注产业链拐点下的弹性环节资料来源:,银邦股份,中航证券研究

12、所整理解构产业链:主要应用于交通、电力等领域,产品具有小批量、多品种的特点9图表9:液冷板产业链概览产业链分解:1)上游原材料,主要为铜、铝等同质化大宗商品;2)铝热传输材料,将原材料进行加工;3)液冷板,根据需求进行配套加工;4)终端应用,主要包括新能源汽车、储能等,在燃油车、工程机械、火电等领域也广泛应用。终端应用原材料铝铜新能源汽车储能上游铝热传输材料中游下游液冷板电池厂车厂资料来源:GGII,QYresearch,中航证券研究所测算冷却板市场分析:受益电动化渗透率提升,储能加速行业规模增长10图表10:新能源汽车冷却板市场空间测算预计2025年电动车冷却板市场规模约142亿元。相较于燃

13、油车,新能源汽车电池冷却板带来增量需求,基于以下假设测算:1)假设2025年中国/全球新能源汽车渗透率33%/21%;2)2021年单套均价为680元,未来几年维持稳中有升。储能液冷渗透率将加速行业规模增长:GGII预测2025年国内电化学储能装机量有望超过50GWh,而截止2020年底累计装机量仅为4.4GWh。2020A2021E2022E2023E2024E2025E新能源汽车销量(万辆)全球3066632054YoY42%101%46%32%32%31%中国6813992YoY7%164%47%29%26%22%国内乘用车1173234826

14、25791969国内商用车3国外87501062YoY86%55%44%36%39%42%渗透率全球4.2%7.7%10.7%13.4%16.8%21.2%中国5.2%13.1%18.6%23.1%28.0%33.1%欧洲11.4%15.5%18.7%23.2%29.1%37.8%美国2.2%4.1%7.8%10.5%14.1%19.8%电池冷却板价格(元/套)640680685690690690冷却板市场空间(亿元)国内23.234.444.656.168.4国外18.727.237.151.873.3合计41.861.581.7107.8141.

15、7市场参与者可以分为两类:1)产品种类较多的综合性热管理零部件及系统厂商,如银轮股份、三花智控等;2)主要或专门从事冷却板生产和销售的企业,如纳百川、科创新源(瑞泰克)等。值得注意是,凭借热管理技术的相通性,科创新源、飞荣达等也切入冷却板行业。三花、纳百川等市占率靠前:2019-2020年,冷却板市占率前三名分别为三花智控、纳百川和银轮股份,其中银轮股份市占率超过30%,纳百川市占率超过25%。竞争格局尚未成型:其中,科创新源(瑞泰克)20年市占率1.5%,预计21年超过2%,其他厂商2020年合计市占率约为9%,预计21年超13%。资料来源:,中航证券研究所整理冷却板市场分析:市场格局仍未成

16、型,新进入者份额快速提升11图表11:2019年国内冷却板市场格局图表12:2020年国内冷却板市场格局预计2025年电动车电池冷却板拉动铝热传输材料需求约26万吨。相较于燃油车,新能源汽车电池冷却板带来增量需求,基于以下假设测算:1)假设2025年中国/全球新能源汽车渗透率33%/21%。2)假设铝热传输材料单车用量22.5kg,其中电池冷却板12.5kg,其他部分10kg。供给端看:铝热传输符合材料主要供应商包括华峰铝业、银邦股份、格朗吉斯等。资料来源:中航证券研究所测算铝热传输材料市场分析:电动车电池冷却板带来增量需求,2020-2025年CAGR约46%12图表13:新能源汽车对应铝热

17、传输材料需求测算2020A2021E2022E2023E2024E2025E新能源汽车销量(万辆)全球3066632054YoY42%101%46%32%32%31%中国6813992YoY7%164%47%29%26%22%国内乘用车5791969国内商用车3国外87501062YoY86%55%44%36%39%42%渗透率全球4.2%7.7%10.7%13.4%16.8%21.2%中国5.2%13.1%18.6%23.1%28.0%33.1%欧洲11.4%15.5%18.7%23

18、.2%29.1%37.8%美国2.2%4.1%7.8%10.5%14.1%19.8%铝热传输材料单车用量(kg/辆)电池水冷板12.512.512.512.512.512.5其他部分0铝热传输材料需求量(万吨)电池水冷板3.87.711.214.819.525.7其他部分3.16.29.011.815.620.5合计6.913.820.226.635.246.2目录1.液冷有望受益于需求爆发和渗透率提升2.铝热传输材料和冷却板弹性较大3.投资建议:关注产业链拐点下的弹性环节需求放量,液冷板产业链有望迎来拐点。液冷板具备小批量、多品种的特点,下游特定品类和型号有望实现生产的

19、规模效应。相关标的:冷却板,银轮股份、三花智控、松芝股份、科创新源、飞荣达等;铝热传输材料,银邦股份、华峰铝业等。重点关注行业拐点下的弹性环节。从产业链角度看,推荐关注:1)铝热传输材料环节的银邦股份等,上游原材料同质化,下游冷却板行业格局尚未成型,新增产能相对受限,需求快速增长背景下有望迎来量利齐升;2)主要从事冷却板生产的企业,如科创新源(瑞泰克)等,切入冷却板行业受益于下游需求放量弹性较大,同时有望迎来价值重估。资料来源:Wind,中航证券研究所整理投资建议:重点关注受益行业拐点的弹性环节,如铝热传输材料、冷却板等14图表14:液冷板行业相关标的(截止2022年2月16日收盘,取Wind

20、一致预期)简称代码收盘价(元) 总市值(亿元)净利润(亿元)市盈率(倍)2020A2021E2022E2020A2021E2022E三花智控002050.SZ18.88678.0314.6218.1523.7146.3737.3628.59银轮股份002126.SZ10.1680.483.223.304.9825.0324.3816.16松芝股份002454.SZ6.7042.112.472.062.8217.0620.4414.93银邦股份300337.SZ6.8956.630.17333.85华峰铝业601702.SH11.50114.832.494.887.4846.0323.5315.

21、35科创新源300731.SZ24.5730.730.270.351.24115.3987.4824.75国内铝加工行业领先企业。公司主营产品包括铝热传输材料、铝钢复合材料、多金属复合材料及铝合金复合防护材料等,主要应用于汽车、电力、工程机械、家用电器等行业。2020年公司实现营收23.7亿元,同比增长17.07%;归母净利润0.17亿元,同比增长2.36%。聚焦铝热传输材料,新能源领域快速放量。公司率先布局新能源车热管理系统材料等产品,已切入宁德时代、比亚迪、长城汽车、特斯拉、大众等知名汽配商供应链,且已实现量产;2021H1公司新能源汽车领域收入1.68亿元,同比增长243.5%,占总营收

22、比重为11.82%。据公司公告,截至2022年1月,公司募投项目已全部验收并投产,市占率进入快速提升通道。资料来源:Wind,银邦股份半年报,中航证券研究所整理银邦股份:聚焦铝热传输材料,新能源领域快速放量15图表15:2016-2021Q3银邦股份营收及同比增速图表16:2016-2021Q3银邦股份销售毛利率及净利率资料来源:Wind,科创新源半年报,中航证券研究所整理科创新源:国内高分子材料提供商,液冷板产线有望带来新收益16传统主业经营稳健,进入大客户供应体系。公司主营产品包括密封阻隔、防水防腐、绝缘防火等具有功能性特点的高分子材料,下游涉及通信、电力和汽车行业,2021年上半年营收和

23、归母净利润分别为3.01亿元、0.21亿元。在通信领域,公司与华为、中兴、中国移动、中国联通等大客户合作融洽,针对运营商的销售规模快速上升,2021年上半年收入为0.87亿元;在电力领域,公司绝缘防水胶带等产品广泛应用于国家电网、南方电网等客户,2021年上半年电力业务销售收入0.61亿元,同比增长42.05%。液冷板产线拓展顺利,储能用吹胀式液冷板产线已投产。截至2022年1月,瑞泰克已建设完成的吹胀式液冷板生产线和钎焊式液冷板生产线投产顺利,部分产品已逐步进入批量交付阶段。其中,新能源汽车动力电池用钎焊式液冷板生产线设计产能预计为80万套/年产线,储能系统用吹胀式液冷板产品线的设计产能预计为150万套/年/产线,预计每条线产值为年均3亿元左右。图表18:2016-2021Q3科创新源归母净利润与毛利率、净利率图表17:2016-2021Q3科创新源营收及增速新能源汽车销量不及预期,储能普及速度慢于预期,液冷渗透率提升低于预期,原材料和运费成本大幅波动。风险提示

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