儲能溫控行業(yè)分析報告：溫控重要性凸顯，量價齊升下行業(yè)加速啟航

　　2、 行業(yè)趨勢：風冷為主，液冷占比快速提升

　　2.1、 各類方式對比：散熱效率和系統(tǒng)溫差是核心

　　風冷系統(tǒng)是當前主要的儲能溫控形式，但散熱效率低、占地面積大且易導致 電池溫度分布不均。風冷系統(tǒng)將低溫空氣送入系統(tǒng)內(nèi)部，通過熱對流和熱傳導 兩種傳熱方式帶走電池產(chǎn)生的熱量，從而達到降溫冷卻的目的。風冷系統(tǒng)具有造 價低、安裝簡單等優(yōu)點，但空氣比熱較小，隨著鋰電池產(chǎn)熱量的增加，風冷系統(tǒng) 占地面積也將不斷增加。同時，大多集裝箱風冷系統(tǒng)采用單風道結(jié)構，這導致靠 近進風口的電池溫度偏低，較遠處的電池溫度偏高，從而導致溫度分布不均勻的 問題。 液冷系統(tǒng)散熱效率高，電池簇間溫差小，可以提升電池壽命和全生命周期經(jīng) 濟性。根據(jù)接觸方式的不同，可以將液冷分為直接接觸和間接接觸兩種，直接 接觸是將電池包放置于冷卻液中，這種方式易發(fā)生泄露，危險性較高，所以一般 采用間接接觸的方式，即冷卻液流經(jīng)液冷板，液冷板與電池包直接接觸換熱，從 而控制電池的溫度。冷卻液比熱容較高，且通過流道設置和流量調(diào)節(jié)可以進一步 提升散熱效率。同時，液冷回路一般采用并聯(lián)回路，這可以減少電池包之間的溫 差，提升系統(tǒng)壽命。

　　相變材料和熱管冷卻仍處于在研階段，成本和穩(wěn)定性是影響其投產(chǎn)的重要原 因。相變材料冷卻是使電池單體直接接觸相變材料，利用其相變過程吸收熱 量實現(xiàn)對鋰離子電池的冷卻。相變材料冷卻可以明顯提升儲能系統(tǒng)溫度分布 的均勻性，但其價格較高，且當相變材料吸熱時，其體積變化明顯，容易對 儲能系統(tǒng)的工作性能產(chǎn)生影響。熱管是一種利用介質(zhì)在吸熱端的蒸發(fā)帶走熱 量，再在放熱端通過冷凝的方式將熱量傳遞到外界的裝置，這一冷卻技術已 相對成熟，但其成本較高，在手機等電子設備上使用較多，應用于儲能系統(tǒng) 上性價比低。

　　2.2、 發(fā)展趨勢：液冷方案滲透率快速提升

　　2.2.1、液冷方案的性能與下游需求更加適配

　　儲能項目整體規(guī)模的增加以及“大電芯”的趨勢，對溫控系統(tǒng)散熱效率與溫 差控制提出了更高的需求。 首先，是項目整體規(guī)模的變大：根據(jù)儲能與電力市場不完全統(tǒng)計，國內(nèi)已規(guī) 劃啟動的單體 GWh 級儲能項目已有 9 個。以單顆電芯 280Ah、3.2V 匡算， 一個 1GWh 的儲能電站將包含超過 100 萬顆電芯。這就要求溫控系統(tǒng)有更高 的散熱效率以及更好的溫差控制能力。 其次，是單體電芯容量的變大：2022 年電站儲能中最常見的電芯容量為 280Ah，進入 2023 年之后，各大廠商又陸續(xù)推出了超過 300Ah 的電芯產(chǎn)品， 其中，億緯鋰能甚至推出了 560Ah 的儲能專用電芯。這就要求溫控系統(tǒng)有更 高的散熱效率。 無論是電芯單體層面容量的變大、還是儲能項目整體規(guī)模的變大，都對溫控 系統(tǒng)的性能提出了更高的要求，在這種情況下，散熱效率更高、溫差控制更 優(yōu)的液冷方案更受青睞。

　　2.2.2、液冷方案對系統(tǒng)經(jīng)濟性的提升明顯

　　需求方對于儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性有了更高的要求。此前，中國儲能市場是由政策 強制配儲驅(qū)動的，儲能設施更多的作為風光建設的“路條”，很多儲能裝置 并不投入到實際的使用中，或者實際調(diào)用次數(shù)很少，使得需求方對于儲能系 統(tǒng)的壽命不會過多關注。隨著電力市場市場化的不斷推進、儲能盈利模式的 逐步完善，未來的儲能電站將通過價差套利、輔助服務等方式賺取收益。在 這種情況下，需求方對于儲能電站的壽命、經(jīng)濟性就有了更高的要求。 液冷方案在系統(tǒng)壽命上的增益，使得其經(jīng)濟性凸顯。根據(jù)遠景能源實測數(shù)據(jù) 顯示，與普通風冷儲能產(chǎn)品相比，液冷儲能產(chǎn)品的電池壽命提升了 20%。我 們進行了簡易的測算： 假設 1：液冷儲能系統(tǒng)較風冷儲能系統(tǒng)的單位投資成本增加額為 0.03 元/Wh; 假設 2：液冷儲能系統(tǒng)對于儲能壽命的增益為 20%。 測算得風冷儲能系統(tǒng)的度電成本為 0.39元，液冷儲能系統(tǒng)的度電成本為 0.33 元，液冷儲能系統(tǒng)的度電成本較風冷系統(tǒng)下降 15%。

　　2.2.3、主流集成廠商近年來均推出液冷產(chǎn)品

　　各大主流集成廠商近年來均推出了液冷產(chǎn)品，在能量密度、電池壽命上較風 冷產(chǎn)品有了顯著提升。陽光電源的 PowerTitan 產(chǎn)品采用液冷溫控的方式，實 現(xiàn)了所有電芯溫差小于 2.5℃，使電池壽命延長 2 年以上。海博思創(chuàng)的HyperA2-C3354、HyperA2-C6709 產(chǎn)品采用了同程均衡液冷管路設計，實現(xiàn)了 溫差不超過 3℃，電池壽命延長 20%。比亞迪的 Cube T28 產(chǎn)品采用了液冷技術， 空間利用率遠遠高于傳統(tǒng)預留風道的風冷系統(tǒng)。寧德時代的 EnerC 產(chǎn)品，能量 密度較傳統(tǒng)風冷系統(tǒng)提高了近兩倍，可將單簇 416 個電芯溫差控制在 3°C 以內(nèi)， 全系統(tǒng) 4160 個電芯溫差控制在 5°C 以內(nèi)。

　　2.2.4、全沉浸液冷系統(tǒng)嶄露頭角

　　全沉浸液冷系統(tǒng)的溫差控制能力更強，同時安全性更高。與傳統(tǒng)的液冷方案 不同，全沉浸液冷系統(tǒng)中，電池系統(tǒng)整體浸沒于冷卻絕緣液中，通過液體循環(huán)實現(xiàn)散熱。由于浸沒液與電芯全方位接觸，更好地控制電芯的溫差水平;此外，采 用非油類的冷卻液時，液體本身就具有滅火能力，起到了溫控與消防融合的效果。

　　多家公司已經(jīng)推出全沉浸液冷儲能系統(tǒng)產(chǎn)品，在大型儲能電站中，也逐漸開 始示范應用。佛山久安、易事特、科創(chuàng)儲能、南瑞繼保、儲能在線等多個 公司已經(jīng)推出全浸沒液冷儲能系統(tǒng)產(chǎn)品，并且在大型儲能電站中，全液冷 儲能系統(tǒng)也開始示范應用。2023 年 3 月，南方電網(wǎng)梅州寶湖儲能電站全浸 沒液冷儲能系統(tǒng)投運(項目總規(guī)模 70MW/140MWh，其中全浸沒液冷儲能 系統(tǒng) 15MW/30MWh)。2023 年 4 月，廣東佛山南海電網(wǎng)側(cè)獨立電池儲能 電站，75MW/150MWh 浸沒式艙級管理液冷儲能系統(tǒng)集成招標。當前全浸 沒液冷系統(tǒng)的成本與傳統(tǒng)的風冷、液冷相比相對較高，在一些對安全敏感 性更高的場景有望率先取得較大范圍的應用。