1、 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 二氧化碳热泵：从1到N 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 中信证券研究部 核心观点 袁健聪 首席新能源汽车 分析师 S1010517080005 李景涛 汽车及零部件联席首席分析师 S1010520120003 李鹞 新能源汽车分析师 S1010521070005 李睿鹏 机械分析师 S1010519040003 新能源汽车热泵空调正在逐步替代 PTC空调，但普通介质的热泵空调在低温环境下制热效果较差。二氧化碳热泵不仅具有较好的低温制热效果，还兼具环保和节能优势。随着大众 MEB 车型可选配套二氧化碳热泵，我们预计将有更多的车企会导入。我
2、们预计 2025 年新能源车配套约 460 万套二氧化碳热泵，对应市场空间约 360亿元。二氧化碳介质的运行压力大，对管路等零部件提出了更高要求，带来了广泛投资机会。推荐克来机电、三花智控、银轮股份、松芝股份，建议关注盾安环境、苏奥传感、奥特佳、腾龙股份等。 二氧化碳热泵替代传统热泵，有望成为行业新趋势。新能源汽车热管理系统包括乘员舱热管理（空调热管理）、动力电池热管理和电机电控热管理。目前热泵正在取代PTC，热泵空调的冷媒主要包括 R-134a、R-1234yf以及R744（二氧化碳）。以二氧化碳为冷媒的热泵具有更好的环保性、安全性、流动换热性和低温制热效果，可延长车辆续航里程，且原料价格低
3、廉。 大众引领二氧化碳热泵在新能源汽车上的应用。在家用领域方面，国外二氧化碳热泵在日本、美国、丹麦等国已有较多的应用。在汽车领域，2013 年大众集团宣布未来旗下全部车型将都使用二氧化碳作为制冷剂，2021 年在纯电 MEB平台中多款车型配备了二氧化碳热泵空调，拉开了大规模车载应用的序幕。我们预计在大众汽车的带动之下，更多车企有望加搭载二氧化碳热泵。 单车价值量约1万元，预计 2025年市场空间约 360亿。传统PTC的单车价值量约为5400元，R134a热泵的单车价值量约为 6800元，而二氧化碳热泵的单车价值量可达到9600元。2025年，预计全球新能源汽车销量约为 2293万辆，假设全球
4、二氧化碳热泵的渗透率为 20%，则配套数约460万，基于此预计2025年全球新能源汽车二氧化碳热泵市场空间约 360亿元。 二氧化碳热泵对零部件提出了更高的要求，相关企业受益。二氧化碳热泵由于内部压力增加，对系统抗压性和防止泄露性能的要求提升，因此增加了零部件的成本，如空气压缩机、空调管路、阀类零件等，此外，新增了压力传感器。在空调管路领域，克来机电已量产供货。在阀类领域，龙头三花技术领先、客户资源稳定、毛利率高；盾安环境在新冷媒领域产品不断创新；腾龙股份在阀组件领域有所布局。在压缩机领域，美的威灵有较强的竞争力，奥特佳积极布局。在空调箱领域，松芝股份与上汽大众联合项目开发。在换热器领域，松芝
5、股份、银轮股份与飞荣达等积极布局新能源业务。 风险因素：新能源汽车销量不及预期；二氧化碳热泵渗透率不及预期；国内企业技术进展不及预期。 投资策略。新能源汽车热泵空调正在逐步替代 PTC空调，但普通介质的热泵空调在低温环境下制热效果较差。二氧化碳热泵不仅具有较好的低温制热效果，还兼具环保和节能优势。随着大众 MEB车型可选配套二氧化碳热泵，我们预计更多车企即将导入。预计2025年新能源车领域将配套约460万套二氧化碳热泵，对应市场空间约 360 亿元。二氧化碳介质的运行压力大，对管路等零部件提出了更高要求，带来了广泛投资机会。推荐二氧化碳热泵空调管路率先实现批量生产的克来机电、三花智控、银轮股份
6、、松芝股份，建议关注盾安环境、苏奥传感、奥特佳、腾龙股份。 新能源汽车行业 评级 强于大市（维持） 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 重点公司盈利预测、估值及投资评级（元） 简称 收盘价 EPS PE 评级 2021 2022E 2023E 2021 2022E 2023E 三花智控 18.84 0.49 0.72 0.92 38.4 26.2 20.5 买入 克来机电 25.77 0.53 0.89 1.24 48.6 29.0 20.8 买入 银轮股份 10.28 0.38 0.59 0.79 27.1 17.4 13.0 买入 松芝股
7、份 6.59 0.26 0.42 0.53 25.3 15.7 12.4 买入 资料来源：Wind，中信证券研究部预测 注：股价为2022年2月15日收盘价 oPsMoRoNzQmPrMqNuNrQmN6MbP8OmOmMsQoMfQpPmOfQmNpQ9PrQtMNZnNsMuOqRpN 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录 二氧化碳热泵低温性能优势显著，有望替代普通热泵 . 1 热泵空调取代 PTC，已成为新能源汽车标配 . 1 二氧化碳热泵低温性能更优，或将成为新趋势. 2 单车价值量：二氧化碳热泵单车价值量近1万元 . 2 海外家用领域已有
8、应用，车载领域有望崛起 . 3 市场空间：2025年全球市场空间约360亿元 . 5 二氧化碳热泵对零部件的性能要求提升 . 5 二氧化碳冷媒从技术难度和价值量两方面影响新能源汽车各部件 . 5 压缩机：压力增加，价值量提升 . 6 空调管路：二氧化碳冷媒对系统密封性能要求高 . 6 压力传感器：通过压力差控制压缩机，延长空调寿命 . 7 阀类零件：电子膨胀阀技术难度和价值量提升. 8 空调系统：二氧化碳冷媒对制冷空调系统的设计和制造提出了较高要求 . 8 重点企业分析 . 9 克来机电：借力上海众源，开发二氧化碳热泵空调管路产品 . 9 三花智控：领先技术、高毛利率深筑竞争壁垒. 10 盾安
9、环境：新冷媒领域产品创新，阀件业务规模优势突出 . 10 腾龙股份：进军二氧化碳热泵空调阀类系统 . 12 美的威灵：CO2空气压缩机全球领先 . 12 银轮股份：新能源业务快速发展，客户资源高端优质 . 13 奥特佳：压缩机和空调箱技术积累深厚 . 14 松芝股份：大中客热泵空调龙头，研发实力强劲，行业认可度高 . 16 苏奥传感：车载压力传感器有望加速国产替代. 18 飞荣达：进军新兴领域，供货多家优质客户 . 19 投资策略 . 20 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 插图目录 图1：使用热泵空调的新能源车热管理系统结构 . 1 图2：新能源车
10、PTC空调制热原理. 1 图3：新能源车热泵空调制热原理 . 1 图4：一汽大众ID4 CROZZ热泵续航里程提升 . 2 图5：大众ID.4二氧化碳（二氧化碳）热泵系统解析 . 4 图6：二氧化碳和R134a系统温熵 . 6 图7：二氧化碳热泵系统中空调管压力和温度技术参数要求 . 6 图8：大众ID4二氧化碳压缩机 . 6 图9：二氧化碳空调管路系统 . 7 图10：压力传感器 . 7 图11：三花智控二氧化碳电子膨胀阀 . 8 图12：制冷系统中使用的所有制冷剂的蒸发压力曲线 . 9 图13：克来机电二氧化碳空调管路产品 . 9 图14：三花智控适用于二氧化碳制冷产品 . 10 图15：
11、盾安环境在制冷配件行业的主要客户 . 12 图16：腾龙股份热管理部件产品图 . 12 图17：威灵汽车部件产品图 . 13 图18：银轮股份新能源汽车产品系列 . 14 图19：奥特佳压缩机产品系列. 15 图20：奥特佳压缩机/空调系统业务占总收入的比重（%） . 16 图21：松芝股份在汽车空调领域的产品 . 17 图22：循环压焓图 . 17 图23：系统循环图 . 17 图24：松芝股份空调箱业务主要客户 . 18 图25：苏奥传感主要客户 . 19 图26：飞荣达产品应用于新能源汽车领域 . 19 图27：飞荣达主要客户 . 20 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必
12、阅读正文之后的免责条款部分 表格目录 表1：各类制冷剂的性能对比 . 2 表2：新能源汽车热管理单车价值量测算 . 3 表3：二氧化碳热泵发展主要事件 . 3 表4：市场上配备二氧化碳热泵空调的车型 . 5 表5：全球新能源汽车用二氧化碳热泵市场空间 . 5 表6：三花智控在二氧化碳制冷领域专利 . 10 表7：盾安环境在二氧化碳冷媒领域的产品 . 11 表8：盾安环境二氧化碳热泵相关专利 . 11 表9：美的威灵CO2电动压缩机的关键参数 . 13 表10：银轮股份在2021H1获取的新能源项目 . 14 表11：奥特佳空调系统业务主要产品 . 15 表12：奥特佳在新能源汽车领域的客户订单
13、 . 16 表13：苏奥传感传感器相关产品 . 18 表14：重点跟踪公司盈利预测. 20 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 二氧化碳热泵低温性能优势显著，有望替代普通热泵 热泵空调取代PTC，已成为新能源汽车标配 新能源汽车热管理系统包括乘员舱空调、动力电池热管理和电机电控等热管理。与燃油车相比，新增的热管理部件包括电池、电机、电控和其他高压系统部件，而对于空调系统而言，制冷系统保持不变，制热系统由于没有发动机产生余热，因此出现了 PTC 加热和热泵两种形式，热泵应用更加广泛，且可以与三电热管理更好地集成。 图1：使用热泵空调的新能源车热管理系
14、统结构 资料来源：汽车之家，中信证券研究部 注：制冷模式中制冷剂的流向与制热模式中的相反 热泵比PTC能耗更低，提升电动车续航里程。PTC加热采用PTC加热丝将电力转化为热量，再由鼓风机将热风送进乘员舱，其在低温环境下制热效果较好，但电能消耗高，大幅削弱续航里程。热泵加热通过冷媒在车外通过换热器吸热，并将热量带入车内的方式给车内供暖，相比于 PTC 加热方式，电能消耗低，可大幅提升电动车续航里程，但其在低温环境下制热效果较差。 图2：新能源车PTC空调制热原理 图3：新能源车热泵空调制热原理 资料来源：电动汽车 PTC 加热系统研究（骆兴国），中信证券研究部 资料来源：汽车之家，中信证券研究部
15、 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 二氧化碳热泵低温性能更优，或将成为新趋势 二氧化碳热泵与普通热泵的主要区别在于热泵系统所使用的冷媒。目前热泵空调使用的冷媒主要包括R-134a、R-1234yf以及R744（二氧化碳），其中R134a会加剧温室效应（GWP=1430）， R-1234yf 环境更友好，但制冷效果弱于 R-134a，而R744属于自然产生的一种气体，无毒无害，单位制冷量是 R1234yf 型制冷剂的 9倍左右（为22600KJ/m ），可大幅提高热泵的换热效率。 表1：各类制冷剂的性能对比 制冷剂 是否天然工质 可燃性 ODP G
16、WP 制冷量（KJ/m） 运行压力 R134a 否 不可燃 0 1430 2860 1.4MPa R1234yf 否 可燃 0 4 2633 1.4MPa R744（二氧化碳） 是 不可燃 0 1 22600 12MPa 资料来源：盖世汽车网，中信证券研究部 注：ODP为消耗臭氧潜能值，ODP越高表示对臭氧层的影响越大；GWP为全球变暖潜能值，GWP越高表示温室效应越严重，以二氧化碳为基准，所以二氧化碳的GWP为1。 二氧化碳热泵低温制热效果更佳，可提高车辆冬季行驶里程。二氧化碳热泵空调在低温下比R1234yf 型热泵能源利用率更高，以更少的耗电量达到相同的制热效果，进而增加新能源车的行驶里程
17、。一汽大众ID4 CROZZ搭载二氧化碳热泵空调，续航历程最高提升30%。相比普通的热泵空调系统在-15 摄氏度会存在较大的使用问题，二氧化碳热泵空调可以在-30摄氏度持续工作。 图4：一汽大众ID4 CROZZ热泵续航里程提升 资料来源：汽车头条，中信证券研究部 单车价值量：二氧化碳热泵单车价值量近1万元 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 二氧化碳热泵将单车价值量提升近万元。据我们测算（假设只有空调系统使用二氧化碳冷媒，电池、电机和电控等热管理还是使用普通液冷或者风冷），传统 PTC的单车价值量约为5400元，R134a热泵的单车价值量约为 6
18、860元，二氧化碳热泵（R744热泵）的单车价值量约为 9600元，其中空调系统的价值量约为 7350元，比R134a热泵空调增加约2700元，主要为电动压缩机、空调管路、传感器和其他阀类产品单价提升所致。 表2：新能源汽车热管理单车价值量测算（元） 零部件 PTC热管理 R134a热泵 R744热泵 空调系统 电动压缩机 1300 1300 2500 电子膨胀阀 100 300 600 四通换向阀 - 150 200 截止阀 100 500 1000 空调管路 200 700 2000 冷凝器 - 100 150 蒸发器 - 150 200 气液分离器 150 150 200 控制传感器 2
19、00 300 500 PTC加热器 1000 - - 合计 3750 4610 7350 电机/电控系统 电子风扇 100 100 100 电机油冷器 300 300 300 电控冷却器 电子水泵 100 150 150 膨胀水箱 200 200 200 合计 700 750 750 电池系统 电池冷却板 500 600 600 电池冷却器 200 400 400 散热器 250 500 500 合计 950 1500 1500 合计 5400 6860 9600 资料来源：盖世汽车网，中信证券研究部测算 海外家用领域已有应用，车载领域有望崛起 二氧化碳热泵历史悠久，已经从理论逐步走向实践。热
20、泵理论的提出在 19 世纪初，经过一百多年的发展和技术的提升，使用的范围已经从商业走进普通住宅。后来经过能源危机的事件催化，二氧化碳热泵开始有所推广。在进入到新能源汽车时代，部分车型已逐步配备二氧化碳热泵空调。 表3：二氧化碳热泵发展主要事件 时间 历程 1824年 法国工程师尼古拉莱昂纳尔萨迪卡诺提出卡诺循环理论。卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。随后1850年英国科学家开尔文在该理论基础上提出冷冻装置可以用于加热。该热力学理论奠定了热泵发展的理论基础。 1866年 1866年，美国Thaddeus S.C.引入二氧化碳作为制冷剂。 1880年 Franz Win
21、dhausen 设计了一个二氧化碳制冷设备，并于 1886年建造了一个可运行的二氧化碳制冷压缩机。1889年，一种非常成功的用于工业应用的两级二氧化碳机器被研发。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 时间 历程 1924年 空气源热泵技术发明面世。1927年英国苏格兰安装了第一台空气源热泵并试验其运行情况。该台热泵以空气为热源作热水供应和采暖使用。 1992年 挪威科学家洛伦岑首先提出了共跨临界循环理论，极大地推动了二氧化碳在热泵领域地研究和发展。 1995年 日本CRIEPI、东京电力公司和DENSO公司合作研究二氧化碳热泵系统，建立热泵热水器样
22、机实验台。通过计算分析，发现二氧化碳热泵热水器供应热水时性能高于传统热泵。 1996年 世界上第一个热泵热水系统试验台由新泰热能研究所的Nesk和Petterson在新泰热能实验室建成。结果表明，与电热水器相比，二氧化碳热泵热水器节能75%。 2002年 空气能热水器于 2002 年前后进入广东。由于它的超级节能和全天候的特点，在 60以下的热水市场中，迅速普及到酒店、校园、工厂、体育馆等企事业单位设施中。 2008年 日本家用二氧化碳热泵热水器在本土市场积累出售约180万套。 2011年 南威斯特法利亚大学的应用科学系安装了一个高温二氧化碳热泵系统。热泵利用通风设施和冷藏设施中的废热，并且为
23、大学的食堂提供热水。 2013年 大众宣布旗下全部车型将都使用二氧化碳作为制冷剂。 2021年 大众汽车ID车型搭载二氧化碳热泵空调已批量生产。 资料来源：中国日报网，History of Heat Pump，中国热水器交易网，中信证券研究部 大众汽车已率先搭载二氧化碳热泵。大众汽车在 ID 系列车型上搭载了二氧化碳热泵空调，其结构设计延用了普通热泵的结构，但是由于二氧化碳热泵运行压力较大，需要使用耐高压零部件，例如使用耐高压管路、耐高压电子膨胀阀、耐高压的空气压缩机等。以大众的 ID.4 二氧化碳热泵空调为例，其架构主要采用直冷/直热架构，制冷蒸发器与热泵冷凝器直接进入乘员舱，并采用电磁阀和
24、双向电子膨胀阀的组合方式对制冷剂回路进行控制。 图5：大众ID.4二氧化碳（二氧化碳）热泵系统解析 资料来源：汽车热管理公开课微信公众号，中信证券研究部 注：1、蓝色线路为动力电池热管理系统管道，黑色线路为二氧化碳热泵系统管道；2、该图为平台化设计，PTC为标配，热泵是选装方案，并非同时共存。 未来更多主机厂有望搭载二氧化碳热泵。除了大众 MEB 车型之外，奥迪在 2018 款奥迪A8上搭载了二氧化碳热泵，并在纯电动车型 e-tron上也使用了二氧化碳热泵。此外，2015年梅赛德斯奔驰表示未来将在S级和E级率先配备CO2空调系统的量产乘用车。凭 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务
25、必阅读正文之后的免责条款部分 5 借在低温下优势，CO2热泵对电动车冬季续航里程有显著提升，我们认为未来更多的主机厂将使用该项技术。 表4：市场上配备二氧化碳热泵空调的车型 品牌 车型 上市时间 奥迪 A8 2018年 大众 ID.3、ID.4、ID.6 2021年 奥迪 e-tron、sport e-tron 2021年 资料来源：车企官网，中信证券研究部 市场空间：2025年全球市场空间约360亿元 2025年全球新能源汽车二氧化碳热泵市场空间预计为 362亿元。假设2021-2025年全球新能源汽车中二氧化碳热泵的渗透率分别为1%、3%、7%、13%、20%；预计2025年全球新能源汽车
26、二氧化碳热泵配套量有望达到459万套，CAGR为186%；假设二氧化碳热泵的单车价值量分别为9600元，且每年降低5%；计算可得2025年全球新能源汽车二氧化碳热泵的市场空间为359亿元，CAGR为172%。 表5：全球新能源汽车用二氧化碳热泵市场空间 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球新能源汽车销量/万辆 639 962 1237 1663 2293 全球新能源汽车二氧化碳热泵渗透率 1% 3% 7% 13% 20% 全球新能源汽车二氧化碳热泵配套数/万 7 29 87 216 459 二氧化碳热泵价值量/元 9600 9120 8664 8231 7819 全
27、球新能源汽车二氧化碳热泵市场空间/亿元 7 26 75 178 359 资料来源：中汽协，Marklines，ACEA，EV sales，中信证券研究部测算 二氧化碳热泵对零部件的性能要求提升 二氧化碳冷媒从技术难度和价值量两方面影响新能源汽车各部件 二氧化碳工作压力范围及温度滑移较大，易与管路材料等发生反应，加大技术难度。二氧化碳热泵系统高压出口的极限压力为 18MPa，温度为 180；而传统制冷剂 R134a制冷系统的高压出口压力仅为 1MPa，温度为80。因此二氧化碳热泵需要整个系统有较强的抗高压和高温性能，对压缩机、管路和阀类等产生了较高的要求，同时需要压力传感器监测系统压力。此外，二
28、氧化碳易与管路中的润滑油、橡胶等发生反应，其与水等介质混合后也易腐蚀管路，这进一步提升了对管路的可靠性、耐腐蚀性要求。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 图6：二氧化碳和R134a系统温熵 图7：二氧化碳热泵系统中空调管压力和温度技术参数要求 压力要求（MPa） 压力范围 高压 低压 极限压力 18 13 最小压力范围 6-13 1-4.5 温度要求（） 管型 制冷模式 热泵模式 高压管 80-180 -40-150 低压管 0-30 -40-60 资料来源：郑美玲新能源汽车二氧化碳热泵高压空调管的开发，中信证券研究部 注：二氧化碳从压缩机出口到
29、气冷器出口的温度滑移较大，且二氧化碳 热泵系统高压出口的极限压力为 18MPa，温度为 180； 而R134a制冷系统的高压出口压力仅为1MPa，温度为80。 资料来源：郑美玲新能源汽车二氧化碳热泵高压空调管的开发，中信证券研究部 压缩机：压力增加，价值量提升 二氧化碳压缩机具有工作压力大、压差大、压比小、体积小、重量轻、运动部件间隙难控制和润滑困难等特点。压缩机包括活塞式、滑片式、涡旋式、螺杆式和滚动转子式等技术路线，目前翰昂、美的威灵等在二氧化碳压缩机领域较为领先。我们预计目前压缩机价格有望达到 2500元，比普通热泵压缩机高 1200元左右。 图8：大众ID4二氧化碳压缩机 资料来源：汽
30、车热管理公开课（微信公众号），中信证券研究部 空调管路：二氧化碳冷媒对系统密封性能要求高 为解决目前二氧化碳热泵空调管路系统产品缺陷导致的二氧化碳泄漏问题，需改变管路的结构，如增加一层金属结构，以达到加固的作用。在价值量方面，我们预计二氧化碳空调管路单车价值量约为 2000元，远高于普通热泵空调管路的 700元。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 图9：二氧化碳空调管路系统 资料来源：帕卓管路公司官网 康迪泰克在欧洲已实现批量生产二氧化碳热泵空调管路系统。该公司开发的二氧化碳热泵空调管路系统，采用低渗透复合胶管和 ContiLock-R连接技术，
31、其中，低渗透复合胶管具备耐高压、耐高温性能，可承受 170 Bar高压和180C高温；ContiLock-R连接接头已获得国际专利，能有效将车辆在使用过程中制冷剂的渗漏量减小到低于 0.1克/年。目前，公司相关产品已得到相关主机厂的认可，在欧洲已经实现了批量化生产。 压力传感器：通过压力差控制压缩机，延长空调寿命 压力传感器的作用是提供低压调节和制冷剂缺少识别的信号，并位于低压管路上的蓄压器出口侧。当检测到空调制冷管路压力过低或过高时，控制系统停止对空调压缩机离合器供电，压缩机停止运转，以免对空调系统造成损坏。当二氧化碳制冷剂压力达到中等压力值时，散热器风扇运转，降低空调制冷剂压力。 图10：
32、压力传感器 资料来源：森萨塔公司官网 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 二氧化碳含量传感器：实时监控车内二氧化碳浓度。二氧化碳含量传感器连接车内空调系统，会根据传感器检测到的车内二氧化碳含量数值对空调工作情况进行调整。如果二氧化碳数值过高时，则通过车外空气循环空气翻板，增加车外空气的输入，从而降低二氧化碳的浓度；当车内风扇提高到最大强度，如果浓度还继续增加，此时在组合仪表的驾驶员信息系统中将出现警告信息。 阀类零件：电子膨胀阀技术难度和价值量提升 提升高压工作性能方面，在阀体腔内设置多极磁性转子，可提高其高压工作寿命；在阀腔中设置阀杆并使其沿阀座
33、轴向通孔运动，可均衡正反向通冷媒的开阀能力；优化阀体端部和垫片的配合结构，可改善密封质量。提高安全性方面，优化阀芯座和套筒流道的结构，可防止阀芯座偏心、避免内漏；安装泄压部件、电磁阀，可在波纹管破裂时卸载高压冷媒，并防止其泄漏到车厢内。保障稳定性方面，灌注灌封层可提高阀件防水、耐腐蚀、耐冷热冲击性能。价值量方面，我们预计二氧化碳空调电子膨胀阀单车价值量约为600元，高于普通热泵空调电子膨胀阀的 300元。 图11：三花智控二氧化碳电子膨胀阀 资料来源：三花智控公司官网 空调系统：二氧化碳冷媒对制冷空调系统的设计和制造提出了较高要求 二氧化碳热泵系统处于跨临界循环，有高的临界压力和低的临界温度：
34、二氧化碳的临界温度为 31.1，临界压力为 7.3MPa（水的临界温度为 374，临界压力为 22MPa）。并且，无论亚临界循环还是跨临界循环，二氧化碳制冷系统的运行压力都高于传统的制冷空调系统。因此使用二氧化碳冷媒需要空调系统零部件具备较强的耐压性和安全性，由此提升了空调系统及部件的制作难度和成本。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 图12：制冷系统中使用的所有制冷剂的蒸发压力曲线 资料来源：制冷百科微信公众号 重点企业分析 克来机电：借力上海众源，开发二氧化碳热泵空调管路产品 公司二氧化碳高压管路系统已通过实验认证，并向客户供货。公司自主研发
35、的二氧化碳空调管路产品能够解决目前二氧化碳热泵空调管路系统产品缺陷导致的二氧化碳泄漏问题，相关产品已通过大众 MEB 的实验认证，并进入预批量生产供货阶段。随着公司客户相关车型放量，二氧化碳空调管路产品有望实现高增长。 图13：克来机电二氧化碳空调管路产品 资料来源：克来机电公告，中信证券研究部 公司产品在技术专利和客户资源方面具有优势，成长可期。公司收购的上海众源深耕发动机配套管路领域多年，掌握高压油轨锻造系统、高压软硬管连接系统等核心技术。2020年 3 月，公司申请了高压阀发明专利，将助力二氧化碳空调管路产品进一步发展。此外，众源作为大众燃油分配器一级供应商，将有助于公司二氧化碳空调管路
36、产品切入大众更多 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 系列的供应体系。据测算，我们认为公司2022和2023年二氧化碳热泵空调管路营收分别有望达到2.7/4.5亿元，公司未来成长可期。 三花智控：领先技术、高毛利率深筑竞争壁垒 公司技术先发优势明显，已经形成二氧化碳产品解决方案。目前公司的电子膨胀阀、单向阀、气液分离器、二氧化碳四通阀、微通道换热器等产品可适用二氧化碳清洁冷媒、冷藏设备、热泵热水机等领域。公司的 CBVT 系列二氧化碳球阀多项技术获得发明专利：全不锈钢阀体和接管技术不仅满足 120bar 设计压力而且大幅降低了原材料成本；高强度不
37、锈钢钢管+紫铜衬套的焊接结构提升了焊接效率；阀杆引入石墨密封材料使产品可适用于-56/+150的流体环境中；激光焊工艺解决了氩焊四氟垫变形问题。 图14：三花智控适用于二氧化碳制冷产品 资料来源：三花智控官网，三花制冷微信公众号，中信证券研究部 公司的一种压力控制阀能够用于超临界二氧化碳制冷循环系统，对高压侧的制冷剂压力进行直接控制。该压力控制阀阀体的内腔与低压腔室相通，与高压腔室之间设有节流通路，节流通路具有朝向内腔的阀口；内腔中的阀芯能够相对于节流通路朝向内腔的阀口往返移动，以使节流通路打开或闭合；内腔和高压腔室之间设有常开节流通路。在超临界二氧化碳制冷循环系统中，采用该压力控制阀能够通过
38、控制高压侧和低压侧的压力差，从而直接控制高压侧的制冷剂压力。 表6：三花智控在二氧化碳制冷领域专利 专利名称 专利申请号 类型 公开日 技术和作用介绍 一种利用敏感元件控制阀芯开度的压力控制阀及制冷系统 CN200810088054.2 发明 2009.09.30 本发明公开一种利用敏感元件控制阀芯开度的压力控制阀及制冷系统，本发明提供的压力控制阀适用于对高压制冷工质的压力的控制，特别适用于跨临界二氧化碳制冷循环系统中对制冷工质的压力进行控制。 压力控制阀 CN200810087717.9 发明 2009.09.30 本发明公开了一种压力控制阀，在超临界二氧化碳制冷循环系统中，采用该压力控制阀
39、能够通过控制高压侧和低压侧的压力差，从而直接控制高压侧的制冷剂压力。 资料来源：专利之星，中信证券研究部 盾安环境：新冷媒领域产品创新，阀件业务规模优势突出 公司在新冷媒领域持续布局开发相关技术和产品。公司对 R32、R454B 等市场选择度高的替代制冷剂展开多方位研究，如新冷媒与制冷零部件产品之间兼容性测试和安全性认证等。公司在二氧化碳阀件领域有所创新，二氧化碳电子膨胀阀、电磁阀、二氧化碳单向阀广泛运用于以 R744（二氧化碳）为制冷剂的热泵热水器、冷冻和冷藏系统，采用的 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 激光焊接技术和新材料替代应用技术能够
40、满足系统高温、高压运行使用要求，适用于亚临界及超临界系统，具备较高的新型替代冷媒兼容性。 表7：盾安环境在二氧化碳冷媒领域的产品 产品名称 特点 图片 二氧化碳电子膨胀阀 体积小、重量轻、结构紧凑，所需安装空间小 降噪设计，冷媒运行噪声低 外包封线圈，耐腐蚀性好 二氧化碳电磁阀 耐高温 材料换代，寿命持久 空行程设计，可在10MPa压差下工作 二氧化碳单向阀 不锈钢外壳，工作压力最高45MPa 软密封结构，内泄漏低 内置弹性活塞设计，低压差开阀 资料来源：盾安环境官网，中信证券研究部 注：以上部件在制冷领域应用，非汽车领域使用 公司在二氧化碳热泵系统领域拥有多项专利。公司的二氧化碳热泵系统领域
41、发明专利和实用新型专利在现有技术基础上做了多方面的突破，各产品分别具有充分利用二氧化碳热泵系统的热量、提高冷媒化霜效率、提升换热效果、提升系统制热量和能效、使系统制热运行稳定等多项优势。 表8：盾安环境二氧化碳热泵相关专利 专利名称 专利申请号 类型 公开日 技术和作用介绍 一种二氧化碳热泵系统 CN202110577518.1 发明 2021.09.14 本发明公开了一种二氧化碳热泵系统，该二氧化碳热泵系统通过设置水侧回路，并将该水侧回路与该二氧化碳的热泵系统的回油支路换热连接，可充分利用二氧化碳热泵系统的热量。 空调及其跨临界二氧化碳空气源热泵系统 CN201922287954.6 实用新
42、型 2020.10.30 本实用新型涉及一种空调及其跨临界二氧化碳空气源热泵系统。该发明缩短了压缩机到蒸发器之间的路径长度，减小了压缩机流出的高温冷媒在向蒸发器流动过程中的热量损失，提高了化霜效率，进一步提高了化霜效率。 一种二氧化碳热泵系统 CN201810448801.2 发明 2019.11.19 本发明采用高压油分离器将制冷剂与冷冻油分离，使气体冷却器中含油量减少，可以提升换热效果，从而提升系统制热量和能效。 一种二氧化碳热泵装置 CN201710439563.4 发明 2018.12.18 本发明的 CO2热泵装置在低环境温度下运行，可以实现快速融冰，使系统制热运行稳定。 资料来源：
43、专利之星，中信证券研究部 公司持续加大对新能源汽车热管理产业的投入，积累了众多客户资源。目前已经同国内比亚迪、吉利、长安、上汽等知名企业开展业务合作，致力于成为全球领先的新能源汽车热管理系统核心零部件供应商。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 图15：盾安环境在制冷配件行业的主要客户 资料来源：盾安环境官网 腾龙股份：进军二氧化碳热泵空调阀类系统 公司在二氧化碳热泵系统的产品主要是阀组件集成模块。公司汽车热管理系统零部件业务板块主要产品为汽车空调管路、二氧化碳热泵系统阀组集成模块、汽车热管理系统连接硬管及附件。2022 年 1 月，公司董事会通
44、过了在安徽省马鞍山市当涂县设立全资子公司的提案，公司计划投资金额 1.05亿元，生产新能源汽车热管理管路系统产品，相关工作的稳步推进将助力提升公司在行业内的竞争力。 图16：腾龙股份热管理部件产品图 资料来源：腾龙股份公司官网 美的威灵：CO2空气压缩机全球领先 美的威灵三大产品线于2021年正式投产。2021年5月，美的威灵汽车部件官宣驱动系统、热管理系统和辅助/自动驾驶系统三大产品线全线投产。目前威灵热管理系统的产品包括 R134a 电动压缩机、CO2 电动压缩机、中功率电子水泵、大功率电子水泵；电机驱动系统的产品包括驱动电机、驱动控制器；辅助/自动驾驶系统的产品包括电子助力转向电机、旋转
45、变压器。公司热泵产品已经在小鹏汽车全线、蔚来 ES6和ES8上使用。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 图17：威灵汽车部件产品图 资料来源：威灵汽车部件官网，中信证券研究部 美的威灵CO2电动压缩机具有高效的制冷和制热性能。威灵的CO2电动压缩机在-15的条件下可实现 COP=2.5 的制热效率，在-30条件下可实现COP=2的制热效率，满足高效制冷和低温制热两种需求，相比传统热泵续航里程提升 20%。该电动压缩机拥有220项国内发明专利、14 项国际发明专利和完全自主知识产权，采用的 C02 环保冷媒主要来源于工业废气提纯，环保性高。 表9
46、：美的威灵CO2电动压缩机的关键参数 实例产品 关键参数 排量 6.8CC 电压 195V-470V 转速范围 1200-8000rpm 通讯协议 LIN/CAN 2.0b 防护等级 IP67 重量 6.8kg 资料来源：威灵汽车部件官网，中信证券研究部 银轮股份：新能源业务快速发展，客户资源高端优质 公司研发实力强劲，新能源汽车零部件技术储备完善。公司过去生产配套燃油车的冷却部件，近年来致力于新能源汽车零部件方面的研究，实现了液冷板、泵阀类产品的生产，取得了水路集成模块系统集成和匹配技术的突破，实现了三大模块化（前端模块、冷媒冷却液集成模块、热泵空调箱总成模块）配套生产。公司拥有国内顶尖的热
47、交换器批量化生产能力和系统化技术储备，产品竞争力全球领先，实现了全球首次在水空中冷器产品上的局部无钎剂钎焊。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 14 图18：银轮股份新能源汽车产品系列 资料来源：银轮股份公告，中信证券研究部 公司新能源订单大增，为公司贡献大笔新增营收。公司加大力度拓展新能源汽车热管理及工业换热、电力储能换热等新兴领域。2021 年上半年陆续获得了北美新能源标杆车企空调箱项目、嬴彻科技无人驾驶 ADU 水冷系统项目、小鹏汽车冷媒冷却液集成模块项目、蔚来前端模块及冷媒冷却液集成模块项目、长安新能源电子水泵项目、三一重机冷却模块项目等。根
48、据客户需求与公司预测，上述项目达产后有望为公司新增年销售收入近29.19亿元，其中新能源业务占比约 66%。 表10：银轮股份在2021H1获取的新能源项目 客户 项目 北美新能源标杆车企 空调箱项目 嬴彻科技 无人驾驶ADU水冷系统项目 小鹏 冷媒冷却液集成模块项目 蔚来 前端模块及冷媒冷却液集成模块项目 长安新能源 电子水泵项目 三一重机 冷却模块项目 资料来源：银轮股份公司公告，中信证券研究部 奥特佳：压缩机和空调箱技术积累深厚 公司压缩机业务具有深厚的技术积累，在业内优势突出。公司生产的第四代高效电动热泵空调压缩机产品，具备长寿命、低故障率、较低能耗和低 NVH 等特点，相关技术处于国
49、内外领先水平。公司适用于传统能源汽车的涡旋式空调压缩机和活塞式空调压缩机在国内市场占有率名列前茅。 新能源汽车行业热管理专题2022.2.17 请务必阅读正文之后的免责条款部分 15 图19：奥特佳压缩机产品系列 资料来源：奥特佳官网，中信证券研究部 公司全资子公司空调国际掌握电动汽车空调系统相关技术。就空调系统业务而言，公司为全球主流厂商设计和开发了大量的完整系统、模块和热交换器部件项目。全资子公司空调国际掌握并将相关技术应用在其自研的温热泵空调系统上，在近两三年已经与全球多家整车厂一起做了大量研究，完成设计开发到道路试验一系列流程，在冬天汽车空调制暖功能方面全面超越了目前新能源车普遍应用的
50、 PTC 系统，并已开始向蔚来汽车等高端电动汽车产品供货。 表11：奥特佳空调系统业务主要产品 产品 简介 图片 HVAC暖通空调系统 具备制冷、制热、通风及空气净化等功能。 发动机冷却系统 产品类别包括冷凝器/散热器/风扇模块 （CRFM）、变速箱油冷却器 （TOC） 和增压空气冷却器 （CAC）、增压罐和冷却液储液罐。 热控系统 是传统动力总成和插电式电动汽车设计、测试和生产手动和自动热控制系统。 电动汽车热管理系统 全电动汽车的热能管理系统、电池冷却模块等。 资料来源：奥特佳官网，中信证券研究部 公司向新能源业务成果突出。随着新能源车的蓬勃发展，公司着重发展新能源车用的电动压缩机和空调系
