2022年中國儲能溫控技術發展現狀及市場增長空間預測報告（53頁）.pdf

1、2022 年深度行業分析研究報告 目錄目錄請務必閱讀附注中免責條款部分一、溫控是儲能安全經濟運行的重要保障一、溫控是儲能安全經濟運行的重要保障二、儲能溫控中液冷技術滲透率預計持續提升二、儲能溫控中液冷技術滲透率預計持續提升三、多成長賽道共促溫控行業持續增長三、多成長賽道共促溫控行業持續增長四、溫控行業市場空間測算四、溫控行業市場空間測算五、儲能溫控行業投資思路分析五、儲能溫控行業投資思路分析7目錄目錄請務必閱讀附注中免責條款部分一、溫控是儲能安全經濟運行的重要保障一、溫控是儲能安全經濟運行的重要保障1.1 溫控作為熱管理執行者保障儲能系統安全1.2 溫濕度控制關乎儲能系統全生命周期經濟性1.3

2、 大容量高倍率儲能系統發展趨勢提振溫控需求89CNESA，國海證券研究所整理 儲能電站事故頻發，危及生命財產安全。據北極星儲能網不完全統計，2011年-2021年10年間，全球共發生50起儲能電站起火爆炸事故。其中，韓國30起、中國3起、美國2起、日本1起、比利時1起。據中國能源報報道，2021年“4.16”北京大紅門儲能電站事故導致3人死亡，1人受傷，直接損失1660.81萬元。 儲能電站事故主要原因在于：鋰電池自身及管理系統缺陷、鋰電池內部熱失控、充放電散熱不暢。發生事故的儲能電站多采用鋰電池，北京大紅門儲能電站主要系磷酸鐵鋰電池內短路起火導致，而國外儲能事故主要是鋰電池管理系統和鋰電池電

3、芯缺陷為主。借鑒新能源車起火爆炸經驗分析，其故障大多由熱失控引起的，其次是充電過程散熱不暢所致。 政策明令，安全是儲能發展的底線。國家能源局發布電力安全生產“十四五”行動計劃，重點強調電化學儲能安全運行技術提升；新型儲能項目管理規范（暫行）（征求意見稿）強調堅持安全第一原則，提出全生命周期安全管理要求，提出原則上不新建大型動力電池梯次利用儲能項目，避免高安全問題發展。國家或地區容量-MWh用途建筑形態事故類型儲能技術事故時間事故原因使用時間日本-需求管理組裝式充電中鈉硫電池2011.09電池單元破損導致高溫熔容物越過砂層，相鄰電池模塊間發生短路-美國20風電集裝箱充電中鉛酸電池2012.08-

4、6個月美國/亞利桑那2需求管理集裝箱-三元2019.04電池內部熱失控，電芯單元缺乏足夠隔熱層，無通風裝置，易燃氣體積聚24個月美國/伊利諾伊12風力集裝箱-磷酸鐵鋰2021.07-比利時-集裝箱-鋰電池2017.11-中國/山西-頻率集裝箱充電后休止三元2017.05-中國/江蘇-需求管理集裝箱-磷酸鐵鋰2018.08-中國/北京2用戶側集裝箱運行維護中鋰電池2019.05-20個月中國/北京25光儲充混凝土安裝調試磷酸鐵鋰2021.04電池及電池模組熱失控擴散起火，易燃易爆混合物與空氣形成爆炸性氣體，遇火花發生爆炸-韓國（30起）-風力/太陽能/需求管理/調頻集裝箱多數處于充電后休止三元2

5、017.8電池系統缺陷、應對電氣故障的保護系統不周、運營環境管理不足、儲能系統綜合管理體系欠缺-澳大利亞/維多利亞450-組裝式運行測試中2021.07冷卻系統泄露造成短路，引發電子元件過火-請務必閱讀附注中免責條款部分54%13%13%13%7%充電后休止安裝調試檢修維護圖1：儲能安全事件狀態分布情況充電后等待階段，電池本體通常處于高SOC狀態，一方面更易受外部濫用觸發熱失控，另一方面電池可能存在局部過充問題，由電池本體逐漸過熱而引發的系統安全事故概率將顯著上升。表1：部分儲能安全事故原因分析1.1 熱失控是儲能電站事故頻發的主要原因之一熱失控是儲能電站事故頻發的主要原因之一注：2021年1

6、2月，據華為統計，儲能安全事件狀態分布情況如圖所示10儲能集裝箱雙向風冷散熱系統研究_畢海瑞，國海證券研究所整理 熱管理是保障儲能系統運行安全的重要手段： 兩個角度提升儲能運行安全，提升電池本身安全性能，降低穿刺、短路等惡況發生概率，主要依靠電池企業技術提升。通過熱管理提升電池運行期間穩定性，使電池在充放電、靜置等狀態時，維持在安全運行參數范圍，避免進入熱失控狀態，主要依靠BMS對鋰電池進行狀態監測，依靠溫控設備對鋰電池進行恒溫恒濕控制。 BMS監測儲能電池溫度變化，是儲能系統中熱管理決策者。BMS負責監測電池的電壓、電流、溫度等運行參數，并根據儲能系統環境溫濕度，自適應地調整熱管理策略。 溫

7、控是儲能系統熱管理執行者，保持儲能電池運行適宜溫濕度狀態。溫控系統執行BMS熱管理策略，通過采集溫度數據并按照一定的邏輯通過控制加熱、制冷等設備調節儲能系統內部溫濕度，使電池處于安全、高效的運行狀態。請務必閱讀附注中免責條款部分圖3：電化學儲能系統結構示意圖圖2：儲能集裝箱系統構架見簡圖電池組電池管理系統（BMS）儲能變流器（PCS）能量管理系統（EMS）狀態信息控制信息狀態信息控制信息狀態信息控制信息直流放電直流充電儲能電池系統溫控消防1.1 溫控作為熱管理執行者保障溫控作為熱管理執行者保障儲能系統安全儲能系統安全1.2 鋰電池最佳溫度區間鋰電池最佳溫度區間10-35，溫控技術要求凸顯，溫控

8、技術要求凸顯11_畢海瑞，CNESA，國際新能源網，動力學堂， 集裝箱儲能系統熱管理系統的現狀及發展，國海證券研究所 儲能電池最佳溫度區間在10-35，單體間的溫差均不超過5為佳。10-35是鋰電池最佳溫度區間，以可維持其在最佳使用狀態，保證儲能系統的性能和壽命。-20-45內是鋰電池工作溫度區間，但鋰電池會面臨壽命衰減、電解液凝固、抗阻增加、電池容量明顯下降等問題。溫度超60時，鋰電池內部有害化學反應速率提高，使得電芯失控、BMS失效、PCS保護失效等。溫度小于-30時，電池的容量和功率急劇降低，特別是充電容量和充電功率下降更加明顯，導致儲能系統經濟性銳減。 自然通風散熱下儲能集裝箱工作溫度

9、遠超最佳溫度區間，溫控作用必要性凸顯。由于儲能系統對電池循環壽命、一致性等要求更高，磷酸鐵鋰電池更適宜鋰電池儲能系統。在國際標準的 40 英尺儲能集裝箱，以磷酸鐵鋰電池為電池組，實驗發現，在單側自然通風下，整個儲能系統內部溫度高達150-170，遠超鋰電池組最佳工作區間10-35，且電池組內部溫度一致性極差，最高溫差近 20 。由于工作溫度超最佳溫度100以上，儲能系統通過溫控系統對鋰電池進行熱管理十分必要，且儲能溫控難度高。圖4：儲能電池工作溫度區間及電池失控情況-50050100150200250300350400工作溫度區間可承受溫度區間最佳溫度區間SEI膜分解負極自放電負極與電解液反應

10、隔膜基質溶化大規模內短路NCM陰極分級粘接劑分解電解液燃燒100500-501000150200250300隔膜破碎-406045-201035陽極分解請務必閱讀附注中免責條款部分過熱是事故演化的核心階段圖5：儲能系統事故機理1.2 溫濕度控制影響鋰電池綜合性能，關系儲能全生命周期經濟性溫濕度控制影響鋰電池綜合性能，關系儲能全生命周期經濟性12CNESA，國海證券研究所溫濕度控制不當會使得鋰電池容量衰竭、壽命縮減、性能下降，繼而降低儲能全生命周期內經濟性。請務必閱讀附注中免責條款部分12.56.4502468101214202530354045圖6：電池工作溫度差異是電池快速衰減的根原工作溫度

11、提升15，電池壽命縮短50%電池理論壽命衰減：每年2%-3%；實際上電站經過3年衰減超50%濕度對于鋰電池主要影響：過高環境濕度會加劇電池內部反應，導致電池鼓包和外殼破裂，最后降低電解液的熱穩定性。濕度為100%工況下的熱失控臨界時間比50%濕度下提前了7.2%，濕度在一定范圍內加劇電池熱失控的進程。溫度要求：工作溫度為15-35 ，電池內部溫差5，避免局部過熱，造成熱失控；濕度要求：能承受相對濕度為95%的環境。溫度對于鋰電池主要有3方面影響：1）容量和壽命：溫度過高或過低，都會破壞電極材料，導致金屬離子溶出，鋰電池容量衰減越快、循環壽命縮短。若電池工作環境溫度提高15，則電池壽命將縮短50

12、%。2）熱失控風險：鋰電池充放電產生熱量若無法及時散出，將導致鋰電池內部高溫，易引發SEI膜分解放熱、電解液吸熱蒸發、隔膜熔化等問題，導致正負極短路、電池失效，嚴重時甚至引發燃燒爆炸等安全問題，同時單個電池熱失控易引發連鎖反應造成儲能系統熱失控。3）低溫特性：溫度較低時，鋰電池電荷轉移不良、充電性能下降，輕則導致鋰在負極析出、積累，降低電池的容量和熱安全性，重則刺破隔膜造成短路。低溫也會嚴重縮短電池使用壽命， -40下鋰電池循環壽命未到25下的一半。_張志超，日冷高機官網，國海證券研究所 電池產熱由焦耳熱和反應熱兩部分組成，均受到環境溫度、工作時長、充放電倍率影響。電池產熱最主要的熱量來源是焦

13、耳熱，焦耳熱主要是由于電流經過電池的極柱、電解液、隔膜等存在電阻的地方，因焦耳效應發出的熱量，其在充、放電過程當中均為放熱反應；反應熱主要系鋰離子在正負極間嵌入/脫嵌的過程會伴隨著熱量的變化。 充放電倍率增大，電池放熱速率明顯升高，在20下，倍率產熱速率較0.3C增加了530.5。 電池工作時長有關，產熱越多，易造成累積熱量越多。 環境溫度的升高會導致電池對流散熱難度增大。13請務必閱讀附注中免責條款部分1.3 鋰電池放電倍率越大、工作時長越長，產熱量越多鋰電池放電倍率越大、工作時長越長，產熱量越多電池產熱（Q），一部分轉換為電池自身溫升（Q1），由電池熱管理系統進行溫度控制；一部分散熱到電池

14、結構外部使環境溫升（Q2)，可由溫控系統對系統內部降溫處理。Q=Pt3600，電池產熱與電池功率和工作時長成正比，功率越大、工作時長越長，產熱越多；Q1=CmT，一般一個循環內電芯平均溫升T= 運行溫度上限-環境溫度；Q2=Q-Q1=Pt3600-CmT，可計算儲能系統所需溫控制冷功率。圖7：電池溫度20下，電池放熱功率、放熱量與時間關系曲線圖8：1C下，電池放熱功率、放熱量與時間關系曲線圖9：Mdule實測時1個循環電芯溫升變化圖儲能溫控制冷需求測算方法，能源電力說，國海證券研究所 儲能從備用轉向主用，主動參與調頻、調峰等，大容量、高倍率成發展趨勢，帶動電池產熱量提升。 調頻用儲能朝高倍率發

15、展：電力系統發電功率必須實時匹配用電負荷，但由于新能源發電具備波動性、間歇性特點，且自身調頻能力弱，故需引入儲能系統參與電力調頻。目前儲能主要搭配火電機組進行調頻，可提升電廠調頻性能，使K值平均升高，且能延長機組運行壽命。由于常用AGC調頻系統具有功率大、時間短、次數多等特點，驅動調頻用儲能系統高倍率發展，伴隨儲能系統內部產熱量提升，溫控環節需求擴大。 調峰用儲能朝大容量發展：大規模新能源將導致用電負荷和新能源出力的差值日內大幅波動，增大了電力系統調峰需求。隨著新能源發電裝機量高增+配儲比例提升，驅動調峰用儲能系統容量不斷擴大，且儲能系統工作時長持續提升（一般要求時長4小時），系統內部累積產熱

16、量提升，溫控環節需求擴大。14請務必閱讀附注中免責條款部分圖11 共享儲能電站技術方案示意圖1.3 儲能系統大容量、高倍率為發展趨勢，溫控需求擴大儲能系統大容量、高倍率為發展趨勢，溫控需求擴大圖10： 儲能從備用變主用備用強制配置，基本不適用純成本投入主用主動參與調峰調頻創造收入中國20+省發布儲能參與調峰調頻政策儲能從備用轉向主用，成為創造收入的資產目錄目錄請務必閱讀附注中免責條款部分二、二、儲能溫控中儲能溫控中液冷技術滲透率預計持續提升液冷技術滲透率預計持續提升2.1 儲能溫控技術以風冷、液冷為主，熱管、相變在研2.2 技術現狀：風冷現階段市場滲透率高，液冷產品推廣力度加大2.3 技術趨勢

17、：液冷滲透率提升，風冷仍具一席之地152.1 儲能溫控技術以風冷、液冷為主，熱管、相變在研儲能溫控技術以風冷、液冷為主，熱管、相變在研16_鐘國彬，國海證券研究所 目前以風冷、液冷為主，熱管冷卻、相變冷卻處在研階段。 風冷：以空氣為冷卻介質，利用對流換熱降低電池溫度的一種冷卻方式。但由于空氣的比熱容低，導熱系數也偏低，更適用于功率相對較小的通信基站、小型儲能系統等。 液冷：利用液體對流換熱轉移電池工作產生的熱量。由于液體比熱容及導熱系數都高于空氣，更適用于高功率的儲能系統、數據中心、新能源汽車等。 熱管冷卻：熱管冷卻是依靠封閉管殼內工質相變實現換熱，分為冷端空冷和冷端液冷。目前處于在研階段，本

18、文暫不展開討論。 相變冷切：相變冷卻是利用變相材料發生相變吸收能量的一種冷卻方式。目前處于在研階段，本文暫不展開討論。表2：液冷與其他溫控技術對比圖12：不同溫控技術路徑效果表現項目空冷液冷熱管冷卻相變冷卻強迫主動冷端空冷 冷端液冷相變材料+導熱材料散熱效率中高較高高高散熱速度中較高高高較高溫降中較高較高高高溫差較高低低低低復雜度中較高中較高中壽命長中長長長成本低較高較高高較高請務必閱讀附注中免責條款部分散熱效率散熱速度溫降溫差復雜度壽命成本空冷熱管-空冷熱管-液冷相變冷卻液冷2.1 風冷技術：風冷技術：強制風冷技術成熟，風道設計是要點強制風冷技術成熟，風道設計是要點17CATL官網，集裝箱式

19、儲能系統熱管理設計_田剛領，電動汽車用鋰離子電池的溫度敏感性研究綜述，國海證券研究所 風冷系統組成：冷凝器、風機/風扇、壓縮機、冷卻風道、散熱器、熱管等。 工作機制：根據換熱對流速度可分為自然風冷和強制風冷兩種方式。自然風冷通過空氣本身與電池表面的溫度差產生熱對流，使得電池產生的熱量轉移到空氣中，實現電池模組及電池箱的散熱，但由于空氣的換熱系數較低，自然對流散熱難以滿足電池的散熱需求。強制風冷需要額外安裝風機/風扇、空調等外部電力輔助設備，空調負責集裝箱內部溫度，受自身邏輯控制，以此判斷開啟制冷制熱模式；電池模塊風扇由BMS控制，每一個電池模塊的風扇可獨立控制運行。 優點：結構簡單、成本低、可

20、靠性高、易于維護、責任界面清晰。 缺點：空氣的比熱容低，導熱系數也很低，散熱效率相對較低，夏天散熱效果較差，需要設計防沙裝置防止風沙腐蝕。圖13：電池模塊散熱設計請務必閱讀附注中免責條款部分圖15：空氣冷卻結構圖14：串聯通風與并聯通風圖16：CATL風冷產品示意圖及性能參數18_田剛領，國海證券研究所 強制風冷技術設計要點在控制風道以改變風速：由于儲能系統內電池自身能量密度及容量大小不同、電池擺放位置及排列結構不同，故而需要對儲能系統內部風道進行定制化設計。風道可控制氣流流通方向及途徑，通過將空調、風扇所產生的冷暖空氣引流到電池模組內部，以接觸電池單體表面進行熱交換。目前，儲能系統多采用空調

21、+冷卻風道送風的熱管理方案。風道主要分為串行通風、并行通風，并行通風均勻性更好。 風道設計包括：與空調出口鏈接的主風道、主風道內擋風板、風道出口及電池架兩端的擋風板。主風道用于將空調輸出氣流輸送至各風道出口處；主風道內的擋風板可分配各風道出口的氣體流量，確保各出口流量一致；電池架兩端的擋風板用于防止氣流從電池架與集裝箱內壁間的間隙逸出。 風冷系統包括空調控制和電池模塊風扇控制?？照{控制通過判斷集裝箱內部溫度以判斷制冷制熱，電池模塊風扇控制可調節單個電池溫度。圖17：電池簇內部氣體流向請務必閱讀附注中免責條款部分2.1 風冷技術：風冷技術：強制風冷技術成熟，風道設計是要點強制風冷技術成熟，風道設

22、計是要點圖18：風冷系統空調運行策略圖19：風冷系統電池風扇運行策略2.1 液冷技術：液冷具有更好散熱性能，液冷技術：液冷具有更好散熱性能，流道定制化設計是難點流道定制化設計是難點19資料來源：CATL官網，電池液冷系統的應用與驗證研究_康燕語，鋰電池并行流道液冷板結構設計和散熱性能分析、大容量鋰離子電池儲能系統的熱管理技術現狀分析，某電，國海證券研究所 液冷系統組成：主要由制冷劑循環系統（壓縮機、冷凝器、冷凝風扇、儲液干燥器、膨脹閥及板式換熱器）、冷卻液循環系統（電子水泵、水冷管道、水箱、電池冷板組）及控制系統組成；主要部件為電池液冷板。 目前常用的兩種模式：一種是直接接觸將電池模塊沉浸在液

23、體中；第二種是間接接觸在電池間設置液冷板。液冷式需要借助電子泵等輔助設備。相較于風冷，液體換熱系數高，可以用于大容量電池的冷卻，不受海拔和氣壓的影響，適應范圍更加廣泛，但液冷方式由于設備昂貴導致成本較高。對于電池系統，直接接觸的沉浸式液冷存在漏液風險，目前主要以間接接觸的電池液冷板液冷為主要方案。 優點：散熱效果好、冷卻速度快、冷卻均勻性好、能耗低，且液體比熱容受海拔、氣壓影響小，液冷系統結構緊湊，占用空間小。 缺點：液冷系統成本高，存在制冷劑泄漏風險、安裝維護難度大、故障點多等缺點，使得液冷技術可靠性相對較低。請務必閱讀附注中免責條款部分圖20：水冷機組系統結構示意圖物性參數密度（kg/m3

24、）比熱容J/(kgK)導熱系數(W/mK)液冷板2707892160冷卻液106933190.387表3：液冷有更高的比熱容和導熱系數圖22：CATL液冷電箱示意圖及性能參數圖21：液冷管路布置2.1 液冷技術：液冷具有更好散熱性能，液冷技術：液冷具有更好散熱性能，流道定制化設計是難點流道定制化設計是難點20 液冷冷卻效果出色、空間利用率更高、能耗更低、適用范圍更廣。液冷系統結構較風冷更加復雜，但其通過冷卻液對流換熱，具有較高的散熱速度和散熱效率，目前大部分動力電池均采用了液冷系統。 冷卻效果出色：液體導熱能力是空氣的3倍，其帶走熱量是同體積空氣的1000倍+；風冷一般可以將電芯溫差控制在5-

25、10，而液冷則可控制在5以內，更出色設計方案可以將冷卻液進水管與回水管的溫差控制在2 以內。 空間利用率更高：液冷不需要預留散熱通道，大幅減少儲能系統占地面積； 能耗更低：以數據中心為例，溫控占能源消耗比重約35%，是除IT設備外能耗最大設備。與傳統風冷技術相比，液冷系統耗電量方面約比風冷系統節省電量30%50%，應用液冷技術的數據中心機房整體能效將得到30%提升。 適用范圍更廣：液冷更能適應嚴酷環境，更能配合風光發電所處地，例如海邊高鹽地、沙漠等。隨著儲能系統能量密度單體容量的提高，會產生更大的發熱量，對儲能系統溫度管理提出更高要求。 液冷提升電池壽命：液冷技術下，電池壽命可提升10%。請務

26、必閱讀附注中免責條款部分圖23：不同溫控技術路徑效果表現表4：液冷應用在儲能領域的獨特優勢項目特點優勢性能電芯溫差低延長電池壽命10%系統空間減少系統利用率更高控溫效率更高能耗減少、省電建設模塊化設計縮短建設周期占地面積較少土建成本更低運營無旋轉部件故障維護及運營量更少2.1 液冷技術：液冷具有更好散熱性能，流道定制化設計是難點液冷技術：液冷具有更好散熱性能，流道定制化設計是難點21資料來源： 電池液冷系統的應用與驗證研究_康燕語 ， 集裝箱儲能系統熱管理系統的現狀及發展 ,電動汽車大功率充電過程動力電池充電策略與熱管理技術綜述、國海證券研究所 液冷技術冷卻效果受電池液冷板數量、流道設計等影響

27、。液冷板是電池包液冷系統中最關鍵的零部件之一，液冷板數量優化需平衡冷卻效果和液冷系統成本。此外，優化流道設計也是提升液冷技術冷卻效果的關鍵和難點。 流道設計難在實現流場均勻分布。冷卻系統的流量分配均勻程度直接決定了電池系統的熱負荷分配及冷卻效果，均勻的流場分布有利于減小系統的溫差。常見的流道類型有并形、蛇形、U 形等，即使在同一流道類型下，不同流道幾何結構、冷卻液流量等參數都將影響流場分布，且參數優化通常需多目標尋優。例如在一定范圍內增加流速可大幅提升液冷的均溫性能和散熱性能，但持續增加會造成流道阻力成倍增加，削弱液冷板能耗性能。因此，不同的儲能系統需要定制設計液冷系統流道。 液冷系統通過冷卻

28、液循環系統與制冷劑循環系統的熱交換實現電池包制冷。冷卻液循環系統以冷卻液為介質，途徑電池液冷板吸收電池包產生的熱量，并在板式換熱器與制冷劑循環系統進行換熱。后者通過壓縮機提供循環動力、冷凝器對外散熱和膨脹閥降壓，實現制冷劑降溫降壓，低溫低壓制冷劑在板式換熱器與途徑電池包的高溫冷卻液換熱，實現電池包制冷?？刂葡到y通過調整壓縮機轉速，來控制液冷系統制冷量，以滿足電池包散熱需求。請務必閱讀附注中免責條款部分圖26：液冷板流體動力學分析圖24：水冷機組系統結構示意圖圖25：液冷冷卻結構2.1 熱管、相變冷卻：均處研究階段，尚未熱管、相變冷卻：均處研究階段，尚未用于電池儲能系統用于電池儲能系統22_田剛

29、領，風冷空調冷凝器相變儲能自然冷卻系統研究，國海證券研究所 熱管冷卻是依靠封閉管殼內工質相變實現換熱。 組成：一般由管殼、管芯及工質組成。 原理：是利用介質在熱管吸熱端的蒸發帶走電池熱量，放熱端冷凝將熱量發散，從而實現冷卻電池的目的。由管殼、管芯及工質組成，存在換熱極限，所以在大容量系統中應用較少。 優點：高導熱、熱流方向可逆、熱流密度可變、可實現恒等溫、恒溫等。 相變冷卻是利用變相材料發生相變吸收能量的一種冷卻方式。 原理：利用相變材料在發生相變時可以儲能與放能的特性達到對電池低溫加熱與高溫散熱的效果，目前主要有兩種方式，一是將相變材料填充到泡沫金屬或膨脹石墨中，另一種是相變材料添加到其他導

30、熱性能好的材料中。 優點：結構簡單、無需額外放置空間、無需耗能等。 缺點：缺點是導熱系數低，導熱性能差。圖28：相變冷卻計數原理圖27：熱管冷卻原理請務必閱讀附注中免責條款部分圖29：相變儲能自然冷卻系統運行示意圖23強制風冷鋰離子電池熱管理系統設計與實驗研究_汪鵬偉，國海證券研究所風冷現階段市場滲透率高。受益于目前儲能發展仍處于初期階段，項目多為容量、功率較小的小型儲能系統，風冷制冷效率可滿足需求，經濟性占優支撐其市場較高滲透率。風冷單GWh價值量0.3億，相對液冷系統經濟性占優液冷系統相對復雜，主要包括水冷板、水冷管、水冷系統、換熱風機等。根據華經產業研究院數據顯示，目前整套液冷系統方案價

31、值量約0.8-1億元/GWh，其中液冷板合計總價值量占比最高，一般約0.5億元/GWh；風冷系統方案結果較為簡單，價值量相對較低約0.3億元/GWh。風冷相對液冷可靠性高：風冷系統結構簡單，更易于安裝、維護；部分液冷系統仍存在冷卻液泄露、故障點多等風險，風冷系統可靠性相對更高。風冷制冷效率仍可提高，市場空間仍有一席之地。風冷可通過優化風道設計等，控制氣流方向、流速及途徑，以此提高制冷制熱效率。請務必閱讀附注中免責條款部分圖31：液冷系統方案價值分配2.2 技術現狀：風技術現狀：風冷現階段市場滲透率高，液冷產品推廣力度加大冷現階段市場滲透率高，液冷產品推廣力度加大圖30：電池組自然對流與強制風冷

32、的溫度分布67%10%8%2%12%水冷主機換熱器管路輸入電源其他注：2021年11月，據華經產業研究院統計，液冷系統方案價值分配如圖所示24請務必閱讀附注中免責條款部分2.2 技術現狀：風技術現狀：風冷現階段市場滲透率高，液冷產品推廣力度加大冷現階段市場滲透率高，液冷產品推廣力度加大公司典型產品產品情況性能提升及參數指標溫控方案示意圖寧德時代戶外液冷電柜 Enerone采用了創新液冷技術，并依托智能化、自動化、信息化制造系統和安全設計，實現了長期高可靠性和高穩定性。高度集成化設計和超長壽命技術，有效降低運營能耗及占地面積，敏捷適配多種應用場景，最終實現全生命周期高效收益節約30%以上用地；循

33、環壽命10000次；冷卻功率減少28.8%；能耗減少20%液冷陽光電源1500V全場景儲能系統集成高效率的1500V儲能變流器，DCDC變換器，1500V磷酸鐵鋰鋰電池系統及本地控制系統，采用標準的集裝箱設計，系統高度集成，安裝運維方便，適用于大型新能源場站配置儲能和獨立的儲能電站，電網側儲能等各種應用場景。通過先進的直流側安全管理，防護消一體化設計水消防的安全設計方案確保系統的運行安全。相比1000V儲能系統循環效率提升0.6%；能量密度提高45%，功率密度提高35%，系統LCOS成本降低近10%；液冷比亞迪電網級儲能產品 BYD Cube創新的液冷技術及車規級設計標準，保障長期可靠性，空間

34、利用率高于傳統預留風道的風冷系統，確保電池在最佳溫度范圍內運行，同時配置滅火設施確保系統運行電芯溫差3以內；相比普通風冷產品，電池壽命提升20%；降低能耗約20%以上；液冷遠景能源智慧液冷儲能產品引入了動力汽車行業成熟的液冷熱管理技術，精準控制模組間電芯溫差；智能溫控技術可隨環境溫度和運行狀態靈活調整運行模式，大幅降低液冷系統運行的能耗；通過集約化設計和305Ah大電芯，與相同容量的集裝箱方案相比占地面積大幅減少；使用壽命提升和BOP成本下降，遠景智慧液冷儲能產品將為客戶創造最優LCOS。電芯溫差3以內；相比普通風冷產品，電池壽命提升20%；降低能耗約20%以上；液冷蜂巢能源鉅系列：液冷儲能液

35、冷儲能產品有效提升能量密度，降低功耗，通過漏液檢測具備高安全性，全面應用于火儲聯合調配、新能源配套、電網側、用戶側、獨立儲能。1500V車規級高壓平臺；儲能系統能量密度提升100%；降低功耗25%液冷 寧德時代、陽光電源、比亞迪等主流企業紛紛開始加大液冷產品推廣力度。2.3 技術趨勢：液冷技術趨勢：液冷滲透率提升，風冷仍具一席之地滲透率提升，風冷仍具一席之地25 風冷、液冷如何選擇？ 儲能溫控技術選擇是綜合考慮安全性、經濟性、電池PACK設計、所處環境等因素的結果，并非單純考慮冷卻性能。 制冷功率需求高低： 若儲能項目產熱功率低，則對制冷需求小，風冷效果可滿足、適配度更高； 若儲能項目產熱功率

36、高，則對制冷需求大，部分場景需要液冷技術才可滿足； 儲能項目成本敏感度：據華經產業研究院統計，風冷單GWh0.3億元、液冷單GWh0.9億元，其中液冷主機系統約0.5億元/GWh 目前儲能處商業化發展初期，成本敏感度高，有利于較高風冷滲透率，按照成本敏感高低排序：大型儲能工商業儲能家儲。 隨著儲能盈利模式改善，成本敏感度下降，液冷滲透率有望提升，為滿足安全需求，大型儲能項目有望大規模引入液冷。 儲能電池PACK設計：不同溫控技術的儲能電池PACK設計存在差異，風冷、液冷受電池PACK被動選擇。 風冷的儲能系統結構簡單、可靠性高、易于維護，但系統體積密度低。 液冷的儲能系統體積密度高、系統緊湊，

37、但安裝維護難度大、可靠性低。 儲能項目所處環境：室外溫度會影響風冷、液冷的制冷效率 風冷不適應于極端高溫、風沙大的地方：風冷靠與外界空氣進行對流換熱，外界溫度高換熱效率低；風沙大的地方易入侵腐蝕電池系統。 液冷不適應于極端低溫、遠離水源的地方：低溫下，冷卻劑易凍結無法進行熱管理；液冷靠液體對流換熱，所以需要消耗大量水。請務必閱讀附注中免責條款部分2.3 技術趨勢：技術趨勢：儲能盈利預計有望改善，有利液冷滲透率提升儲能盈利預計有望改善，有利液冷滲透率提升26IRENA，鑫欏鋰電， 儲能技術發展態勢及政策環境分析_何可欣，國海證券研究所 相比于三元電池，磷酸鐵鋰電池成本低，可降低儲能成本：NCM8

38、11三元鋰電池價格成本為1.0-1.2元/Wh，能量密度是170-200Wh/kg；磷酸鐵鋰電池價格為0.5-0.7元/Wh，能量密度為130-150 Wh/kg。 儲能系統盈利有望改善，液冷滲透率或提升：根據行業預測，到2025年儲能系統成本預計降至0.84元/Wh。目前儲能處商業化發展初期，成本敏感度高，且液冷技術可靠性有待提高，因此風冷滲透率較高；隨著儲能盈利模式改善，成本敏感度下降，液冷技術不斷成熟完善，有望帶動液冷滲透率提升。圖34：電池技術在儲能應用范圍廣泛圖33：電池價格下降將帶來儲能經濟性拐點圖32：磷酸鐵鋰電池性價比高更適合做儲能電池請務必閱讀附注中免責條款部分0.00.20

39、.40.60.81.0磷酸鐵鋰電池（元/Wh）三元電池（元/Wh）液冷應用在大型儲能領域具備獨特優勢：相較基站等其他儲能場景，由于調峰調頻等儲能系統普遍容量大、功率高，內部易出現散熱難和溫度分布不均等問題，故電力儲能對于溫度的把控要求更高。溫控系統對溫度的精準把控有利于延長電池壽命，使用液冷產品，可將電池壽命提高20%。調頻用儲能要求：電力系統發電負荷必須實時匹配用電負荷，但由于新能源發電具備波動性、間歇性特點，且自身參與調頻能力弱，故可引入儲能系統參與電力系統調頻。參與調頻需要儲能系統具有功率大、時間短、次數多等特性，故調頻用儲能系統需滿足以下要求：高安全性、高可靠性；快速充放電響應速度，調

40、頻需滿足AGC應用場景下短時（秒級）精準響應需求，大功率鋰電池儲能系統可以在一秒鐘內以99%以上的精度完成指定功率的輸出；高循環壽命，AGC調頻需要儲能系統頻繁往復充放電；高能量效率，儲能系統可用率97%、整體能量轉換效率90%；集成化設計，尺寸不宜過大，以滿足機端安裝場地相對狹小和施工限制。液冷更適合高倍率調頻：頻繁充放電、毫秒/秒級響應、高倍率要求鋰電池產熱量提升、溫度升高快液冷更利于快速降溫。調峰用儲能要求：電力系統必須日內連續實時供需平衡，由于新能源可控性差，難以日內跟隨負荷需求變化，從而需要儲能系統能協助解決調峰問題。參與調峰需要儲能系統具備容量大、備電時間長等特點，隨著新能源大規模

41、發展下調峰資源短缺問題不斷凸顯，調峰用儲能利用率將提升，且充放電時長增大，對溫控要求將不斷提升。液冷更適合大容量、長時調峰：新能源發電滲透率提升大容量、長時間充放電調峰鋰電池產熱量提升、溫度升高快液冷更能快速降溫。27請務必閱讀附注中免責條款部分2.3 技術趨勢：調峰調頻等大型儲能需求有望提升，或將推動液冷發展技術趨勢：調峰調頻等大型儲能需求有望提升，或將推動液冷發展2.3 技術趨勢：技術趨勢：液冷方液冷方案可提升儲能全生命周期經濟性案可提升儲能全生命周期經濟性28 液冷方案提升儲能全生命周期經濟性：新能源場站通常采用度電成本（LCOE）評估經濟性，考慮到儲能具有既是電源又是負荷的特性，以度電

42、利潤作為核心指標并引入安全性，評估儲能全生命周期的經濟性。液冷溫控在儲能領域的實際應用，能夠發揮其技術優勢，實現全生命周期儲能經濟性提升。度電成本（LCOE）=全生命周期成本的現值全生命周期放電量的現值度電利潤 =全生命周期收益的現值 - 全生命周期成本的現值全生命周期放電量的現值全生命周期收益的現值 =（ 全生命周期放電量現值 - 因事故減少的放電量現值 ） * 度電收益現值全生命周期成本的現值 = 初期投資 + 運營成本現值 + 全生命周期充電電費現值 + 固定資產殘值的現值全生命周期成本的現值= 初期投資 + 運營成本現值 + 安全事故費用現值 + 全生命周期充電電費現值 + 固定資產殘

43、值的現值全生命周期放電量的現值全生命周期放電量的現值注：模型參考遠景能源于2021年12月16日中國儲能西部論壇報告雙碳背景下新能源配套儲能可行性發展路徑探索液態儲能系統/產品放電量 增加電池循環次數 增加電池運行一致性 減少電池衰減 增加安全性度電收益 獲得多種收益來源 提升每度電受益Capex 降低設備成本，加強安全性 減少占地面積、征地費用 減少場站BOP費用 縮短施工工期Opex 降低設備維護費用 提高儲能充放電效率 降低儲能能耗 增加安全性電芯溫度差3%提升電池使用壽命系統空間減少約90%系統能耗降低20%占地面積減少30-50%BOP成本降低5%模塊化設計、工廠預制旋轉部件減少90

44、-99%減少故障點和運維量液冷溫控技術儲能經濟性提升請務必閱讀附注中免責條款部分目錄目錄三、多成長賽道共促溫控行業持續增長三、多成長賽道共促溫控行業持續增長3.1 溫控技術同源，儲能溫控企業普遍從其他賽道切入3.2 儲能溫控：大型儲能是儲能溫控主賽道3.3 IDC溫控：“東數西算”更添行業動力，低PUE助推液冷滲透率提升3.4 5G基站溫控：5G基站增長空間大，高散熱推動溫控需求高增3.5 新能源車溫控：新能源汽車滲透率不斷提升，液冷已成主流請務必閱讀附注中免責條款部分293.1 溫控技術同源，儲能溫控企業普遍從其他賽道切入溫控技術同源，儲能溫控企業普遍從其他賽道切入30資料來源：英維克招股說

45、明書， 特高壓直流輸電工程高端閥廳空調通風系統的設計，柔性直流換流閥與水冷變壓器外冷卻系統一體化設計方案，索克曼精密空調，電視臺機房供電，國海證券研究所整理請務必閱讀附注中免責條款部分表6：其他溫控設備和儲能溫控設備要求對比類別場景環境要求特點工業溫控特高壓直流輸電熱管理溫度要求10-50，濕度要求10%-50%環境要求嚴格溫控系統相對簡單，設備可承受溫度范圍較廣精密溫控數據中心熱管理溫度要求20-25，濕度要求40%-50%，溫度要求2，濕度要求10%溫控系統差別大，難以直接遷移5G基站熱管理溫度要求-5-45濕度要求5%-95%制冷量相對較小，冷量小于2kW，以風冷為主電池溫控新能源汽車熱

46、管理最佳溫度：10-35工作溫度區間-20-45可承受溫度區間-40-60制冷量相對較小，冷量介于5-8kW，與機柜類儲能相當儲能電池熱管理溫控系統完整；控溫范圍窄，要求高；制冷量區間大，機柜類2kW附近，集裝箱類超15kW 溫控技術同源，儲能溫控企業普遍從其他賽道切入。儲能仍處于早期階段，儲能溫控企業均從其他賽道切入，主要以精密溫控企業、新能源車溫控企業、工業溫控企業行業為主。 精密溫控節能設備又稱精密空調，其主要服務對象為電子設備，以數據中心（IDC）溫控、5G基站溫控設備為主。集裝箱數據中心和集裝箱儲能較為類似，對集裝箱內溫度和適度控制要求高；5G基站溫控與儲能溫控同為箱柜模式，且應用場

47、景皆為戶外，使得技術具有遷移性，但同時5G基站制冷量小，難以滿足容量不斷增大的儲能系統制冷需求。 新能源車溫控和儲能系統溫控的對象同為電池，兩者具有較高同源性，但前者的制冷量與集裝箱式儲能系統存在較大差距。 工業溫控和儲能溫控都需應對空氣雜質、液體雜質等戶外環境影響，且同樣具有工業級可靠性要求，但前者制冷系統相對簡單，且控溫要求低于儲能系統。 儲能溫控市場格局未定，發展前景高。據BNEF預測，未來十年將全球投資2620億美元部署345GW/999GWh的儲能系統，下游需求旺盛，帶動溫控需求高增長。各企業布局溫控儲能，以期把握新的增長極。3.2 儲能溫控：大型儲能是儲能發展關鍵，也是儲能溫控主賽

48、道儲能溫控：大型儲能是儲能發展關鍵，也是儲能溫控主賽道31Wood Mackenzie ，CNESA，GGII，前瞻產業研究院，北極星儲能網，國海證券研究所請務必閱讀附注中免責條款部分圖35：2021-2026年美國儲能市場規模64116111955051015202530354045內蒙古 湖北山西山東陜西河南河北寧夏甘肅個個圖36： 全國各省備案共享儲能項目 大型儲能是儲能更大規模發展關鍵，預計將維持高占比。以全球兩大主要市場美國和中國為例， 美國新增投運規模以表前大型儲能為主，大型化趨勢明顯。據Wood Mackenzie數據，2021年美國新增儲能容量10.5GWh，其中表前占比高達8

49、7.6%。據該機構預測，美國2021-2026年累計儲能容量202.5GWh，其中表前占比始終高達79.8%。 中國儲能增長點在于電源側和電網側，以調峰調頻為主。當前中國電化學儲能增長主要依靠發電側強制配儲政策驅動，且政策逐步傾向于大容量的共享儲能項目，近兩年大容量項目備案量快速提升。據北極星儲能網不完全統計，2021年備案的共享儲能項目達85個，總建設規模超12GW/24GWh。 大型儲能具有容量大、運行環境復雜等特點，對溫控系統要求更高，有望提升液冷比重。大型儲能的電池容量以MWh計，是電動車儲能電池容量的數十倍到百倍。大型儲能將大量電池密集排布在集裝箱等密閉環境，在電網調度下直面復雜的運

50、行環境，散熱要求高。同時大型儲能初始投資大，對可靠運行、利用率、循環壽命等要求高，對于保障電池最佳工作狀態的溫控要求高。調峰大容量長時長、調頻高倍率趨勢，有望帶動大型儲能液冷滲透率提高，并驅動整體溫控需求規模高增。CNESA，GGII，國海證券研究所 工商業儲能發展受經濟性驅動，需配置溫控系統解決散熱問題： 峰時電價政策、高能耗用電成本上升、備電需求等因素驅動工商業用戶配儲需求增長。以國內為例，分時電價拉開峰谷電價差距，工商業儲能峰谷套利經濟性提升。2022年4月國內18省市峰谷電價差超過0.7元/度。且浙江等地推出懲罰性電價方案，對超過限額能耗標準企業，執行三檔懲罰性電價加價，倒逼企業配儲需