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江南官方网站·布局四大产品平台银轮股份:热管理行业老将新能源业务

发布日期:2024-05-15 09:19:02 点击量:1 来源:江南官方网站下载 作者:江南app官方网站

  公司前身为“天台机械厂”,成立于1958年,至今已有六十余年的历史。其中,公司于1980年与上海内燃机研究所合作,开始研发内燃机板式换热器产品,正式进入热管理行业。

  公司围绕“节能、减排、智能、安全”四条产品发展主线,专注于油、水、气和冷媒间的热交换器、汽车空调等热管理产品以及尾气后处理相关产品的研发、生产与销售,已经形成了“商用车与非道路热管理、乘用车和新能源热管理、发动机后处理、工业和民用换热”四大产品平台。

  截至2022年三季报,徐小敏先生直接持有公司7.02%股份,间接持有公司0.20%股份,合计持有公司7.22%股份,为公司实际控制人并担任公司董事长。徐小敏先生之子徐铮铮通过宁波正奇间接持有公司3.84%股份,现任公司副董事长、战略规划部部长。

  公司当前布局了四大产品平台。公司目前形成了“商用车与非道路热管理、乘用车和新能源热管理、发动机后处理、工业和民用换热”四大产品平台,专注于热管理和尾气后处理两大业务。

  乘用车(包含新能源)领域客户主要包括:国际知名电动车企业、比亚迪、CATL、蔚小理、吉利、长城、广汽埃安、沃尔沃、通用和福特等;商用车非道路领域客户主要包括:一汽解放、潍柴、卡特彼勒、徐工、中国重汽、康明斯和戴姆勒等;工业及民用领域客户主要包括:格力、美的、ABB、海信、海尔等。

  公司营收规模整体保持稳定增长。公司营业收入近年来保持稳定增长,从2015年的27.22亿元增长至2021年的78.16亿元,6年复合增长率为19.22%。其中,公司2022前三季度实现营业收入60.01亿元,同比微增2.89%,增速有所回落,主要系国内商用车行业同比下滑幅度较大拖累所致。

  分产品看,2021年,热交换器收入占比高达80.40%,是公司主要收入来源,尾气处理产品收入占比为11.03%。

  分下游看,商用车+非道路占到公司收入的64.44%,乘用车(包含新能源)占到公司收入的28.61%,且新能源乘用车将是公司后续收入增长的主要来源。

  净利润端:2015年至2018年公司归母净利润保持稳定增长,从2.00亿增长至3.49亿;自2019年开始,公司净利润规模开始产生波动,表现较弱。其中,2021年公司实现归母净利润2.20亿元,同比下降31.68%,主要系行业缺芯、原材料价格上涨、海运费高企、新能源热管理研发投入增加、减值影响等因素的综合影响。

  盈利能力:公司盈利水平自2017年开始整体呈下降趋势,其中毛利率从2016年的28.84%下降至2021年的20.37%;净利率从2016年的8.66%下降至2021年的3.38%。公司近年来盈利水平持续下滑主要系公司近年大力发展新能源热管理业务,业务发展初期由于投入较大且规模效应未能体现导致拖累公司整体盈利能力。此外,2021年原材料价格上涨、海运成本上升也推高了公司经营成本,影响盈利能力。

  近年来公司期间费用整体稳定。自2015年至今,公司期间费用率水平保持整体稳定,基本维持在15%-17%的区间,其中2021年公司期间费用率为15.41%,同比下降1.49个百分点,期间费用控制效果明显。

  分项来看:销售费用率基本稳定在4.5%上下,近三年呈下降趋势,从2019年的5.30%下降至2021年的4.37%(2020年公司会计准则调整,将运费从销售费用划至营业成本)。管理费用率近三年同样呈下降趋势,从2019年的7.23%下降至2021年的5.80%。研发费用率整体稳定在4%上下的水平。财务费用率历史上均保持在1%的低位水平。

  系统功能:其通过散热、加热、保温等手段,使得不同零部件处于合适的工作温度范围以及乘员舱保持适宜温度,以保障汽车的使用舒适性、功能安全和使用寿命。

  系统主要组成:热管理系统主要零部件包括各类泵、阀、工质容器、热交换器、压缩机、管路、散热器等。

  纯电动汽车整车热管理系统主要包括三个子系统:乘员舱、动力电池、电机电控,部分车型还配备芯片冷却回路。

  发动机、变速箱取消,新增电池、电机和电控。电池同时需要制热和制冷,电机电控需要制冷;此外,纯电动汽车由于智能座舱和智能驾驶功能的提升,芯片算力大幅提升,部分车型新增了对芯片散热的需求。

  (1)乘员舱(空调系统):电车沿用了传统的“压缩机-冷凝器-膨胀阀-蒸发器”的制冷循环,区别仅是油车的压缩机由发动机带动,电车采用的是电动压缩机,由动力电池供能驱动。乘员舱的制热功能油车和电车区别较大,油车采用发动机运转的余热来给乘员舱加热,而电车由于取消了发动机,需要额外新增制热功能,通常采用的有PTC加热方案和热泵方案。

  (2)动力电池:动力电池的冷却方案有风冷、液冷和直冷;低温加热方案有电加热膜、PTC加热(水暖PTC)和热泵加热等技术方案。

  纯电动汽车整车热管理系统由于新增部件以及组件升级等因素推动热管理系统单车价值量大幅提升。一方面,纯电动汽车相较于传统燃油车新增了如电池冷却器、电池水冷板、水暖PTC/热泵系统等核心组件,另一方面原有的核心组件如压缩机、蒸发器等由于升级带来价值量的增加。

  整体来看,纯电动汽车的整车热管理系统单车价值量高达7000元左右,相比于传统燃油车提升2倍以上。

  新能源汽车热管理技术持续发展升级的原因和动力:由于动力总成发生变化,新能源汽车热管理系统的复杂程度相较于传统燃油车大幅提升,且对于整车各项性能的影响更为直接和重大。可以说持续发展的新能源汽车行业对热管理系统的要求也在持续提升,新能源汽车产品力的提升在很大程度上依赖于整车热管理系统性能的提升。

  水暖PTC作为新能源汽车乘员舱制热方案具有恒温加热、便于控制和安全性可靠性高的特点。早期的纯电动汽车乘员舱制热会采用PTC加热方案,PTC热敏电阻是一种非常典型的温度敏感特性的半导体电阻,当其超过一定温度(居里温度)时,电阻值会发生阶跃性增大。根据传热介质的不同其可分为风暖PTC和水暖PTC,其中水暖PTC安全性可靠性更高且应用广泛。

  水暖PTC的典型系统结构包含PTC液体加热器、暖风散热器、除气室以及电子水泵。系统运行时,工质在电子水泵的驱动下进入PTC液体加热器中吸热升温,高温工质在暖风散热器中进行热量交换为乘员舱提供热量,降温后的工质经除气室回流至电子水泵进行下一次循环。

  PTC方案存在能效值较低的缺点,非新能源汽车乘员舱制热的最佳方案。PTC方案的能效值一般在0.8-0.95之间,且PTC的能量全部来源于动力电池,特别是在乘员舱温度较低时制热所需的能耗较高,严重影响整车的能耗水平和续航里程。

  热泵空调具有能耗低、效率高、冷暖一体和性能稳定等优点。与水暖PTC的“制造热量”不同,热泵空调的制热原理是“搬运热量”,其可以将热能从低温热源泵送至高温热源,因此消耗的能量较低。其次,热泵系统的能效比能达到2~4,而同等条件下PTC方案的能效比理论上最大为1。

  热泵系统的工作循环:C处中的低温低压气态工质经压缩机压缩形成高温高压的气态工质,随后进入乘员舱换热器释放热量并冷凝成中温高压的液态工质,然后进入节流装置变成低温低压的气液混合工质,再进入车外换热器吸收热量蒸发为低温低压的气态工质,最后在压缩机的抽吸作用下进入下一个循环。

  美国汽车工程师学会对配备PTC方案和热泵系统的车辆进行了测试,测试结果显示在冬季乘员舱制热时,环境温度为0℃时热泵方案的续航里程是乘员舱不制热时的77.5%,而PTC方案的续航里程仅有乘员舱不制热时的56.0%;环境温度为-10℃时热泵方案的续航里程是乘员舱不制热时的62.2%,而PTC方案仅有乘员舱不制热时的45.2%。凭借着能耗低、效率高的优势,热泵系统将成为未来新能源汽车空调系统的主流选择方案。

  传统整车热管理系统各回路间相对独立的结构存在一定的不足。纯电动汽车的空调系统(乘员舱热管理)、动力电池、电机电控的工作特性都与温度密切相关,但传统的整车热管理系统中各回路相对独立,各个子系立调节,偏向于单一系统的性能最优化,但此时整车热管理系统的总体效率未必达到最高。

  集成化整车热管理系统的定义:将整车热管理系统中的各个子系统(回路)进行功能和结构上的耦合,形成整车集成式热管理系统,实现各子系统间信息、能量的交互,更好地协调车辆各部分之间的热负荷关系,高效利用动力电池能量,实现各系统间的协同管理。(总结:功能集成、能量集成、设备集成、控制集成)

  集成化整车热管理系统的意义:提升整车热管理系统能效,保障新能源汽车三电系统工作性能,确保乘员舱环境舒适性。

  集成化整车热管理系统的挑战:对整个系统的设计要求更高,控制难度提高,开发周期更长,可靠性要求更高。

  从特斯拉热管理技术的发展看系统集成度的提升。特斯拉到最新一代共有四代整车热管理方案,分别如下:

  特斯拉第一代热管理系统中各子系统相对独立。特斯拉第一代整车热管理系统应用于Roadster车型中,具备四个回路,分别为空调回路、电机回路、电池回路以及HVAC回路,可以看到各个回路之间的功能相对独立,耦合关系较弱;

  特斯拉第二代热管理系统相比一代集成度有所提升。第二代热管理系统引入了四通阀元件,可以实现电机回路和电池回路的串联(两者回路的工质相同),车辆在冬季启动时通过电机回路和电池回路的串联,可以同时利用电机产生的热量和电池回路中的PTC加热器同时为电池加热升温。此外,第二代系统中还取消了HVAC回路,改为空调回路直接为乘员舱制冷。

  特斯拉Model Y的热管理系统引入了热泵空调系统。Model Y所搭载的整车热管理系统首次引入了热泵空调系统,取消了乘员舱的高压PTC,乘员舱新增了两个低压PTC,配合压缩机和鼓风机的低能效制热模式,可以为系统补偿热量,保证热泵系统在低温时的工作性能。

  Model Y新一代热管理系统的集成度大幅提升。能量上,这一代热管理系统构建了更加复杂的热量转移路线,综合管理整车中各系统的热量释放和需求,协调平衡整车的热量,满足各个系统的温度要求。结构上,整个系统的集成度大幅提升,采用了集成歧管模块和集成的阀门模块,通过水路侧的八通阀和冷媒侧的电磁阀来实现冷媒和冷却液在不同的回路中换热,实现整车热管理的各项功能。Model Y热管理系统虽然功能复杂但集成度高,因此在前机舱中只占据很小的体积。

  Model Y热管理系统主要的硬件组成:5个换热器(乘员舱蒸发器、乘员舱冷凝器、电池冷却器、液冷冷凝器、室外换热器)、1个压缩机、2个电磁阀、2个电子膨胀阀、1个气液分离器、2个电子水泵、1个八通阀、1个水壶。

  1体化设计:华为TMS采用了一体化的设计,综合考虑乘员舱、动力电池和电机电控的制冷和制热需求,达到整车能效最优+体验最优+性能最优。

  2个高度集成:(1)部件方面,华为TMS将压缩机、储液罐、电子水阀、电子膨胀阀等12个主要零部件集成为一体,并且用基板代替了传统的管路通道,使管路数降低了40%,部件数量降低了10%,装配工作量降低60%。(2)控制方面,TMS将传统热管理系统各部件的ECU集成为了一个EDU,有效地降低了系统故障率,大幅提升了系统的可靠性并降低了系统成本。

  3大提升:(1)将热泵系统最低温度从-10℃改进至-18℃;(2)开创智能化自标定方法,提高标定效率,将标定周期从120天缩短至45天;(3)用户体验提升,千人千面,智能控温。

  比亚迪在E3.0平台上采用了热管理集成模块:以热泵电动空调压缩机为基。

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