储能温控行业报告：温控重要性愈发凸显，量价齐升下行业加速启航

重要性：保障系统安全、提升系统寿命。（1）温控系统是储能安全的重要保障：随着储能电站装机规模的增加，安全问题成了当前储能大规模推广和应用的核心制约因素，锂电池热失控是影响储能电站安全运行的主要原因，而精密的温度控制是避免锂电池热失控的重要方式。（2）温控系统可以助力储能系统性能提升：温度是影响电池性能的重要因素，电芯一致性是影响储能系统寿命的重要因素。这就要求尽可能地保证单体电芯之间的温度差距，一般要求各单体电池之间的温差不超过5℃。 行业趋势：风冷为主，液冷占比快速提升。（1）各类方式对比：散热效率和系统温差是核心。风冷系统是当前主要的储能温控形式，但系统散热效率低、占地面积大且易导致电池温度分布不均。液冷系统散热效率高，电池簇间温差小，可以提升电池寿命和全生命周期经济性。（2）发展趋势：液冷方案渗透率快速提升。储能项目整体规模的增加以及“大电芯”的趋势，对温控系统散热效率与温差控制提出了更高的需求；此外，随着储能更多的参与到电力市场中使用，需求方对于储能系统经济性有了更高的要求，根据我们测算，液冷系统的度电成本较风冷系统下降15%。（3）主流集成厂商近年来均推出液冷产品，在能量密度、电池寿命上较风冷产品有了显著提升。 行业空间：量价齐升，预计25年全球市场规模近百亿。（1）储能行业发展带动“量”增。根据我们预测，全球大储需求2022-2025年复合增长率达71%。（2）液冷方案渗透率提升带动“价”升，液冷系统较风冷系统价值量提升明显。根据我们预测，2023-2025年全球储能温控市场规模分别为37/61/94亿元，同比+126%/+65%/+54%。 竞争格局：原始赛道不同带来差异化，客户是核心壁垒。（1）温控方案技术核心在于定制化设计：风冷是当前主流储能方案，技术难点在于风道设计和空调控制。液冷系统的核心是液冷板和定制化流道设计。（2）参与者的原始赛道不同带来一定差异化。储能温控的参与者原本的主业有三大类：数字中心温控、工业温控和新能源汽车温控企业。风冷技术较为成熟，精密空调是重点，数字中心温控代表企业率先抢占市场。储能液冷技术仍在发展，工业温控和新能源汽车温控企业同样具备竞争力。（3）绑定核心客户是最大的竞争优势。集成商具有温控系统供应商选择的主要话语权。当前储能电池、储能系统集成商中已经涌现出一批头部企业。对于定制化需求高的温控行业，绑定核心客户构筑了企业自身的竞争优势。 投资建议：在储能行业加速发展、液冷渗透率快速提升的大背景下，温控行业量利齐升。考虑到储能温控的参与者原本有各自主业，重点关注数据中心业务与储能业务共振的英维克、申菱环境；考虑到液冷渗透率的快速提升，重点关注同飞股份、高澜股份。 风险分析：储能行业发展不及预期风险；温控行业竞争加剧风险；原材料价格上涨风险。 投资聚焦 我们的创新之处 1、我们从安全性和经济性的维度进行分析，阐述了温控在储能系统中的重要作用； 2、我们通过对温控技术的分析，提出了客户是温控企业的核心竞争力。 股价上涨的催化因素 1、储能行业的催化： （1）当储能的招中标量、装机量超预期时，储能温控板块将充分受益； （2）随着储能商业模式的逐渐完善，业主对储能系统的性能情况愈发重视，在这个过程中，储能温控系统的盈利能力有望维持稳定甚至提升，优质的储能温控供应商有望持续提升份额； 2、温控其他板块的催化： 储能温控、数据中心温控、新能源车温控等细分领域有一定的同源性，储能温控企业同样有其他业务，来自于其他领域的催化同样有助于温控企业股价上涨。 投资观点 在储能行业加速发展、液冷渗透率快速提升的大背景下，温控行业量利齐升。 考虑到储能温控的参与者原本有各自主业，重点关注数据中心业务与储能业务共振的英维克、申菱环境；考虑到液冷渗透率的快速提升，重点关注同飞股份、高澜股份。 1、重要性：保障系统安全、提升系统寿命 1.1、温控系统是储能安全的重要保障 随着储能电站装机规模的增加，安全问题成了当前储能大规模推广和应用的核心制约因素。根据中关村储能产业技术联盟统计，不包括户用场景的情况下，从2011年到2022年3月，全球储能安全事故超过70起；其中，仅2022年第一季度，就发生了17起。随着全球范围内储能装机规模的迅速上升，储能安全事故出现的频率也大幅提升。 锂电池热失控是影响储能电站安全运行的主要原因。热失控是指当锂电池遭遇机械滥用、电滥用和热滥用时，电池材料受到破坏产生异常发热，热量不断聚集并最终造成电池内部温升不可控的现象。根据我们的不完全统计，大多数储能安全事故发生在充电中或充电休止后，此时电池电压较高，电池活性较大，并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高形成内短路，因此容易造成火灾事故。 表1：大多数储能安全事故发生在充电中或充电休止后 图1：锂电池热失控诱因 温度控制是避免锂电池热失控的重要因素。合理高效的热管理系统是解决热失控问题的重要方法。可以通过对锂电池状态的实时检测，依靠热管理装置将电芯控制在合理的温度，从而避免热失控现象发生。在储能系统中，一般由电池管理系统（BMS）实时监测电池数据并调整热管理策略，而温控系统在接收相关信号后通过调节设备参数，使储能系统内部温度保持动态稳定，从而保证电池组的安全运行。 图2：储能系统热管理流程示意图 1.2、温控系统可以助力储能系统性能提升 温度是影响电池性能的重要因素。温度对锂电池有着较大的影响，一方面锂电池的容量和寿命会随着温度的变化而变化，另一方面高温会使电池的内部材料发生分解，从而影响锂电池的稳定性。综合考虑锂电池的高效性和安全性，目前普遍认为锂电池的最佳温度区间为10~35℃。 图3：锂电池的最佳温度区间为10~35℃ 在大型储能系统中，温差控制与系统寿命密不可分。以海辰储能的3.44MWh的储能集装箱系统为例，其使用了10P384S的电芯串并联方案，即整个集装箱中包含3840节280Ah的电芯。在运行过程中，各个电芯之间会出现一定的温度差异，进而使得电芯的性能出现差异：在串联电路中，会造成串联容量失配；在并联电路中，会造成电池簇间“充电充不满、放电放不尽”的现象。长期如此，会影响到整个系统的效率与循环寿命。这就要求尽可能的保证单体电芯之间的温度差距，一般要求各单体电池之间的温差不超过5℃。 因此，温控系统在整个储能系统中的作用至关重要。 图4：常见储能电池构成示意图 2、行业趋势：风冷为主，液冷占比快速提升 2.1、各类方式对比：散热效率和系统温差是核心 风冷系统是当前主要的储能温控形式，但散热效率低、占地面积大且易导致电池温度分布不均。风冷系统将低温空气送入系统内部，通过热对流和热传导两种传热方式带走电池产生的热量，从而达到降温冷却的目的。风冷系统具有造价低、安装简单等优点，但空气比热较小，随着锂电池产热量的增加，风冷系统占地面积也将不断增加。同时，大多集装箱风冷系统采用单风道结构，这导致靠近进风口的电池温度偏低，较远处的电池温度偏高，从而导致温度分布不均匀的问题。 液冷系统散热效率高，电池簇间温差小，可以提升电池寿命和全生命周期经济性。根据接触方式的不同，可以将液冷分为直接接触和间接接触两种，直接接触是将电池包放置于冷却液中，这种方式易发生泄露，危险性较高，所以一般采用间接接触的方式，即冷却液流经液冷板，液冷板与电池包直接接触换热，从而控制电池的温度。冷却液比热容较高，且通过流道设置和流量调节可以进一步提升散热效率。同时，液冷回路一般采用并联回路，这可以减少电池包之间的温差，提升系统寿命。 图5：空气冷却结构 图6：液体冷却结构 相变材料和热管冷却仍处于在研阶段，成本和稳定性是影响其投产的重要原因。相变材料冷却是使电池单体直接接触相变材料，利用其相变过程吸收热量实现对锂离子电池的冷却。相变材料冷却可以明显提升储能系统温度分布的均匀性，但其价格较高，且当相变材料吸热时，其体积变化明显，容易对储能系统的工作性能产生影响。热管是一种利用介质在吸热端的蒸发带走热量，再在放热端通过冷凝的方式将热量传递到外界的装置，这一冷却技术已相对成熟，但其成本较高，在手机等电子设备上使用较多，应用于储能系统上性价比低。 图7：相变材料冷却结构 图8：热管冷却结构 表2：不同温控技术对比 2.2、发展趋势：液冷方案渗透率快速提升 2.2.1、液冷方案的性能与下游需求更加适配 储能项目整体规模的增加以及“大电芯”的趋势，对温控系统散热效率与温差控制提出了更高的需求。 首先，是项目整体规模的变大：根据储能与电力市场不完全统计，国内已规划启动的单体GWh级储能项目已有9个。以单颗电芯280Ah、3.2V匡算，一个1GWh的储能电站将包含超过100万颗电芯。这就要求温控系统有更高的散热效率以及更好的温差控制能力。 其次，是单体电芯容量的变大：2022年电站储能中最常见的电芯容量为280Ah，进入2023年之后，各大厂商又陆续推出了超过300Ah的电芯产品，其中，亿纬锂能甚至推出了560Ah的储能专用电芯。这就要求温控系统有更高的散热效率。 无论是电芯单体层面容量的变大、还是储能项目整体规模的变大，都对温控系统的性能提出了更高的要求，在这种情况下，散热效率更高、温差控制更优的液冷方案更受青睐。 表3：多家厂商发布300Ah及以上容量的储能电芯 2.2.2、液冷方案对系统经济性的提升明显 需求方对于储能系统经济性有了更高的要求。此前，中国储能市场是由政策强制配储驱动的，储能设施更多的作为风光建设的“路条”，很多储能装置并不投入到实际的使用中，或者实际调用次数很少，使得需求方对于储能系统的寿命不会过多关注。随着电力市场市场化的不断推进、储能盈利模式的逐步完善，未来的储能电站将通过价差套利、辅助服务等方式赚取收益。在这种情况下，需求方对于储能电站的寿命、经济性就有了更高的要求。 液冷方案在系统寿命上的增益，使得其经济性凸显。根据远景能源实测数据显示，与普通风冷储能产品相比，液冷储能产品的电池寿命提升了20%。我们进行了简易的测算： 假设1：液冷储能系统较风冷储能系统的单位投资成本增加额为0.03元/Wh； 假设2：液冷储能系统对于储能寿命的增益为20%。 测算得风冷储能系统的度电成本为0.39元，液冷储能系统的度电成本为0.33元，液冷储能系统的度电成本较风冷系统下降15%。 表4：液冷方案与风冷方案经济性对比 2.2.3、主流集成厂商近年来均推出液冷产品 各大主流集成厂商近年来均推出了液冷产品，在能量密度、电池寿命上较风冷产品有了显著提升。阳光电源的PowerTitan产品采用液冷温控的方式，实现了所有电芯温差小于2.5℃ ， 使电池寿命延长2年以上 。 海博思创的HyperA2-C3354、HyperA2-C6709产品采用了同程均衡液冷管路设计，实现了温差不超过3℃，电池寿命延长20%。比亚迪的Cube T28产品采用了液冷技术，空间利用率远远高于传统预留风道的风冷系统。宁德时代的EnerC产品，能量密度较传统风冷系统提高了近两倍，可将单簇416个电芯温差控制在3°C以内，全系统4160个电芯温差控制在5°C以内。 表5：主流集成厂商的液冷产品方案 图9：宁德时代液冷解决方案 2.2.4、全沉浸液冷系统崭露头角 全沉浸液冷系统的温差控制能力更强，同时安全性更高。与传统的液冷方案不同，全沉浸液冷系统中，电池系统整体浸没于冷却绝缘液中，通过液体循环实现散热。由于浸没液与电芯全方位接触，更好地控制电芯的温差水平；此外，采用非油类的冷却液时，液体本身就具有灭火能力，起到了温控与消防融合的效果。 图10：PACK级全浸没液冷原理图 多家公司已经推出全沉浸液冷储能系统产品，在大型储能电站中，也逐渐开始示范应用。佛山久安、易事特、科创储能、南瑞继保、储能在线等多个公司已经推出全浸没液冷储能系统产品，并且在大型储能电站中，全液冷储能系统也开始示范应用。2023年3月，南方电网梅州宝湖储能电站全浸没液冷储能系统投运（项目总