特斯拉看新能源车热管理的演变

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玫太史
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1 2018 年 05 月 28 日新能源汽车研究中心证券研究报告汽车和汽车零部件买入 ( 维持评级 ) 行业点评张帅分析师 SAC 执业编号 :S (8621) zhangshuai@gjzq.com.cn 由特斯拉看新能源车热管理的演变事件特斯拉 Model S/X/3 热管理方案的迭代评论新能源汽车热管理液冷系统趋势明显, 解决方案定制化专业化, 系统零部件供应商需求提升从目前各整车厂发布的新车型来分析, 中大型纯电动车继续扩大液冷系统的渗透率, 而小型纯电动车乃至插电混动车, 应用液冷系统的新车型越来越多特斯拉 Model S/X 热管理方案不断优化, 新能源汽车核心竞争力所在 : 特斯拉用一个四通阀实现了几条冷却系统的串并联, 当电池处于低温状态需要加热时, 电机回路与电池回路串联, 电驱动的热量可以用来加热电池和驾驶舱 ; 当电池温度高需要冷却时, 电机回路与电池回路并联, 电池和电机又能独立冷却 ; 电池和空调系统共用一个热交换器, 几条回路相互联动, 根据工况选择最优热管理方式 ; 而当特斯拉为 Model S 和 X 推出 100D 版本的时候, 热管理系统也相应的进行了升级, 新增了两条短回路贯穿新的电池模组特斯拉 Model 3 热管理方案简化, 成本压力下的安全隐患, 热管理重要性凸显 :Model 3 热管理系统有些改变, 新设计了一个热管理控制器, 即使电动车在停止的情况下, 或者在超级充电站充电的时候, 系统可以发送请求给动力系统逆变器, 使逆变器开始工作, 电机产生的热量用来加热电芯, 而不会产生扭矩 ; 另外, 特斯拉在评估过整个系统的效率后, 在 Model 3 的热管理系统中取消了电池加热器, 完全依靠软件系统调节热管理方案, 也可能是成本压力下的一种妥协 ; 电芯的封装相对简陋, 蓝色胶体填充在电芯周围, 相比 Model S 细致的封装,Model 3 存在安全隐患投资建议我们继续看好新能源汽车热管理行业, 在液冷系统的趋势下, 电池大型化高镍化能量密度不断攀升, 电池的安全性问题愈发重要, 热管理方案逐渐成为新能源汽车的核心竞争力所在, 整车厂电池供应商对于热管理系统的投入越来越大, 相关的系统供应商零部件供应商的需求随之提升投资建议为 : 银轮股份, 三花智控, 奥特佳, 松芝股份风险提示新能源汽车发展不及预期 ; 热管理系统渗透率不及预期 ; 产品价格下降超预期 - 1 -

BEV 沃尔沃 XC60 PHEV PHEV 北汽新能源 EU5 R500 BEV 江淮 ieva50 BEV 比亚迪秦 EV450 BEV 吉利帝豪 EV450 BEV 力帆 650EV BEV 广州汽车传祺

2 一新能源汽车热管理液冷系统趋势明显从目前各整车厂发布的新车型来分析, 中大型纯电动车继续扩大液冷系统的渗透率, 而小型纯电动车乃至插电混动车, 应用液冷系统的新车型越来越多图表 1: 液冷热管理方案新车型举例分类级别厂商车型种类 SUV 轿车紧凑型北汽新能源 EX5 BEV 北汽新能源 EU360 BEV 比亚迪宋 BEV 威马 EX5 BEV 小型江淮 iev7s BEV 中型紧凑型上汽荣威 MarvelX BEV 沃尔沃 XC60 PHEV PHEV 北汽新能源 EU5 R500 BEV 江淮 ieva50 BEV 比亚迪秦 EV450 BEV 吉利帝豪 EV450 BEV 力帆 650EV BEV 广州汽车传祺 GA3S PHEV 中型上汽荣威 e950 PHEV 来源 : 整车厂公布数据, 国金证券研究所图表 2: 威马 EX5 图表 3: 吉利帝豪 EV450 来源 : 威马, 国金证券研究所来源 : 吉利, 国金证券研究所 - 2 -

3 二特斯拉热管理方案迭代 2.1. 电池大型化能量密度提升特斯拉 Model S/X 的 85D 升级到 100D, 从松下圆柱电池升级到 Model 3 的 2170 圆柱电池, 特斯拉在电池大型化能量密度不断攀升图表 4: 特斯拉电池技术参数车型 Model S/X Model S/X Model 3 总电量 85 kwh 100 kwh 75 kwh 模组每组电芯 x31/23x31 总电芯 7,104 8,256 4,416 电芯种类电芯容量 3.1Ah 3.1Ah 4.8Ah 电芯能量密度 245Wh/kg 245Wh/kg 260Wh/kg 来源 : 特斯拉, 国金证券研究所图表 5:Model S/X 85D 电池 Model S/X 85D 电池 : 松下圆柱电池, 单体容量 3.1Ah, 单体能量密度 245Wh/kg,16 个模组, 每组 444 个电芯, 共 7104 个电芯, 总电量 85kWh 来源 :electrek, 国金证券研究所 Model S/X 100D 电池 : 同是松下圆柱电池,16 模组, 每组 516 个电芯, 共 8256 个电芯, 整体带电量有很大提升, 达到 100kWh Model 3 长续航版电池 : 松下新一代 2170 圆柱电池,4 个模组, 其中 2 个模组含有 25 个电池块, 另 2 个模组含有 23 个电池块, 每个电池块含有 31 个电芯, 共 4416 个电池, 电池的能量密度有了整体提升 - 3 -

4 图表 6:Model S/X 100D 电池来源 :electrek, 国金证券研究所图表 7:Model 3 电池来源 :electrek, 国金证券研究所 2.2. Model S/X 热管理方案不断优化, 新能源汽车核心竞争力所在在电池包层面, 有液冷管路贯穿, 为了更好的导热效率, 冷却液选用 50% 水和 50% 乙二醇一方面有利于电池单体的充分散热, 另一方面有利于提高电池单体间的温度一致性 - 4 -

电驱动的热量可以用来加热电池和驾驶舱 ; 当电池温度高需要冷却时, 电机回路与电池回路并联, 电池和电机又能独立冷却 ;

5 图表 8: 特斯拉 Model S 电池包热管理方案来源 : 特斯拉, 国金证券研究所特斯拉用一个四通阀实现了几条冷却系统的串并联, 当电池处于低温状态需要加热时, 电机回路与电池回路串联, 电驱动的热量可以用来加热电池和驾驶舱 ; 当电池温度高需要冷却时, 电机回路与电池回路并联, 电池和电机又能独立冷却 ; 电池和空调系统共用一个热交换器, 几条回路相互联动, 根据工况选择最优热管理方式图表 9: 特斯拉 Model S 热管理回路来源 : 公开资料, 国金证券研究所 - 5 -

3 Model 3 热管理方案简化, 成本压力下的安全隐患, 热管理重要性凸显 Model 3 热管理系统有些改变, 新设计了一个热管理控制器, 即使电动车在停止的情况下,

6 图表 10: 特斯拉 Model S 热管理方案来源 : 特斯拉, 国金证券研究所而当特斯拉为 Model S 和 X 推出 100D 版本的时候, 热管理系统也相应的进行了升级, 新增了两条短回路贯穿新的电池模组图表 11: 特斯拉 Model S/X 100D 电池热管理来源 :electrek, 国金证券研究所 2.3 Model 3 热管理方案简化, 成本压力下的安全隐患, 热管理重要性凸显 Model 3 热管理系统有些改变, 新设计了一个热管理控制器, 即使电动车在停止的情况下, 或者在超级充电站充电的时候, 系统可以发送请求给动力系统逆变器, 使逆变器开始工作, 电机产生的热量用来加热电芯, 而不会产生扭矩另外, 特斯拉在评估过整个系统的效率后, 在 Model 3 的热管理系统中取消了电池加热器, 完全依靠软件系统调节热管理方案, 也可能是成本压力下的一种妥协 - 6 -

7 电芯的封装相对简陋, 蓝色胶体填充在电芯周围, 相比 Model S 细致的封装,Model 3 存在安全隐患图表 12:Model 3 电池包灌胶来源 :Monro, 国金证券研究所图表 13:Model 3 电芯封装图表 14:Model S 电芯封装来源 :Monro, 国金证券研究所来源 :coppermotor, 国金证券研究所 - 7 -

8 公司投资评级的说明 : 买入 : 预期未来 6-12 个月内上涨幅度在 15% 以上 ; 增持 : 预期未来 6-12 个月内上涨幅度在 5%-15%; 中性 : 预期未来 6-12 个月内变动幅度在 -5%-5%; 减持 : 预期未来 6-12 个月内下跌幅度在 5% 以上行业投资评级的说明 : 买入 : 预期未来 3-6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 15% 以上 ; 增持 : 预期未来 3-6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 5%-15%; 中性 : 预期未来 3-6 个月内该行业变动幅度相对大盘在 -5%-5%; 减持 : 预期未来 3-6 个月内该行业下跌幅度超过大盘在 5% 以上 - 8 -

9 特别声明 : 国金证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准, 已具备证券投资咨询业务资格本报告版权归国金证券股份有限公司 ( 以下简称国金证券 ) 所有, 未经事先书面授权, 本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝, 或再次分发给任何其他人, 或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用经过书面授权的引用刊发, 需注明出处为国金证券股份有限公司, 且不得对本报告进行任何有悖原意的删节和修改本报告的产生基于国金证券及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料, 但国金证券及其研究人员对这些信息的准确性和完整性不作任何保证, 对由于该等问题产生的一切责任, 国金证券不作出任何担保且本报告中的资料意见预测均反映报告初次公开发布时的判断, 在不作事先通知的情况下, 可能会随时调整客户应当考虑到国金证券存在可能影响本报告客观性的利益冲突, 而不应视本报告为作出投资决策的唯一因素本报告亦非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的邀请证券研究报告是用于服务专业投资者和投资顾问的专业产品, 使用时必须经专业人士进行解读国金证券建议客户应考虑本报告的任何意见或建议是否符合其特定状况, 以及 ( 若有必要 ) 咨询独立投资顾问报告本身报告中的信息或所表达意见也不构成投资法律会计或税务的最终操作建议, 国金证券不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保在法律允许的情况下, 国金证券的关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易, 并可能为这些公司正在提供或争取提供多种金融服务本报告反映编写分析员的不同设想见解及分析方法, 故本报告所载观点可能与其他类似研究报告的观点及市场实际情况不一致, 且收件人亦不会因为收到本报告而成为国金证券的客户根据证券期货投资者适当性管理办法, 本报告仅供国金证券股份有限公司客户中的专业投资者使用 ; 非国金证券客户中的专业投资者擅自使用国金证券研究报告进行投资, 遭受任何损失, 国金证券不承担相关法律责任此报告仅限于中国大陆使用上海北京深圳电话 : 传真 : 邮箱 :researchsh@gjzq.com.cn 邮编 : 地址 : 上海浦东新区芳甸路 1088 号紫竹国际大厦 7 楼电话 : 传真 : 邮箱 :researchbj@gjzq.com.cn 邮编 : 地址 : 中国北京西城区长椿街 3 号 4 层电话 : 传真 : 邮箱 :researchsz@gjzq.com.cn 邮编 : 地址 : 中国深圳福田区深南大道 4001 号时代金融中心 7GH - 9 -

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S S S ROE.. 2010 09 10 (600704.SH) 18.93 A ( ) 374.75 ( ) 8,313.59 ( ) 28.69/13.50 300 2903.19 2638.80 27.24 22.24 17.24 12.24 090910 091209 100309 1,200 100602 100826 1., 2010.8.17 2. 2010.8.17 3.,2010.7.8 800 600