1、储能报告系列之三：储能助力温控企业开启重要增长极电气设备行业深度研究国海证券研究所李航(分析师)邱迪(分析师)S0350521120006S评级：推荐(维持)证券研究报告2022年04月25日电气设备相对沪深300表现表现1M3M12M电气设备-21.0%-25.4%2.9%沪深300-5.7%-16.0%-21.1%最近一年走势相关报告电气设备行业深度研究：储能报告系列之二：我国电化学储能收益机制及经济性测算（推荐）*电气设备*李航，邱迪2022-02-23电气设备行业深度研究：储能报告系列之一：从调峰、调频角度看我国电化学储能需求空间（推荐）*电气设备*李航，邱迪2022-01-212请务

2、必阅读附注中免责条款部分-0.2000-0.10000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.8000电气设备沪深300NA8ViYmXiXjZjVoZjZ9PcM9PpNqQtRnPkPpPsOkPpNqO7NpPvMMYnPpQxNtOqN重点关注公司及盈利预测重点关注公司及盈利预测3Wind，国海证券研究所请务必阅读附注中免责条款部分重点公司代码股票名称2022-04-25EPSPE投资评级股价20202021E2022E20202021E2022E002837.SZ英 维 克23.010.560.700.9731.0432.79

3、23.69未评级300990.SZ同飞股份65.703.202.3155.39未评级300499.SZ高澜股份7.990.290.230.4935.2668.6516.32未评级002454.SZ松芝股份5.140.390.260.4115.2020.0712.38未评级注：未评级公司盈利预测来自wind一致预期核心观点核心观点4请务必阅读附注中免责条款部分 温控是储能安全经济运行的重要保障温控是保障储能运行在适宜温湿度环境，避免热失控和安全事故的关键；温控关系到电池容量衰竭、寿命衰减等重要性能指标，从而影响储能系统全生命周期经济性；随着储能系统朝大容量、高倍率发展，储能系统产热量将不断上升，

4、温控需求有望持续提升。 储能温控中液冷技术渗透率预计持续提升储能温控技术以风冷、液冷为主，热管、相变在研：强制风冷技术成熟，风道设计是要点；液冷具有更好散热性能，流道定制化设计是难点；热管、相变均处研究阶段，尚未用于电池储能系统。风冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大：受益于技术经济性更优、可靠性更高以及初期阶段储能制冷功率要求不高，当前风冷占据较高渗透率。但宁德时代、阳光电源、比亚迪等主流企业纷纷开始加大液冷产品推广力度。液冷渗透率有望提升，风冷仍具一席之地：储能温控技术选择是综合考虑制冷功率需求、项目成本敏感度、电池PACK设计、储能运行环境等因素的结果，并非单纯考虑冷却性能，因此风

5、冷仍有一席之地。在储能盈利改善、调峰调频等大型储能需求提升、全生命周期经济性受到重视等因素推动下，液冷渗透率有望提升。 多成长赛道共促温控行业持续增长温控技术同源，储能温控企业普遍从其他赛道切入：储能仍处于早期阶段，储能温控企业均从其他赛道切入，主要以精密温控企业、新能源车温控企业、工业温控企业行业为主。储能温控方面，大型储能是储能温控主赛道：大型储能是储能更大规模发展关键，预计将维持高占比。大型储能具有容量大、运行环境复杂等特点，对温控系统要求更高，有望提升液冷比重。工商业储能发展受经济性驱动，需配置温控系统解决散热问题；家储主要用于节省家庭电费支出，具有容量小、利用频次低等特点，对温控需求

6、相对较小。核心观点核心观点5请务必阅读附注中免责条款部分 多成长赛道共促温控行业持续增长（续）IDC温控方面，“东数西算”为行业更添动力，低PUE助推液冷渗透率提升：互联网和云计算推动IDC大规模发展，“东数西算”更添强大动力，数据中心温控能耗高，温控节能是降低PUE的关键。风冷仍是主导技术，但液冷有望逐步具有更优全生命周期经济性，助力其渗透率持续提升。5G基站温控方面，5G基站增长空间大，高散热推动温控需求高增：5G用户渗透率不断提升，5G基站规模持续增长且增长空间大，5G基站功耗远大于4G，高散热量带来温控需求快速增长。当前风冷为5G基站主要温控技术，5G基站降低能耗成为趋势，有望逐步带动

7、液冷渗透率提升。新能源车温控方面，新能源汽车渗透率不断提升，液冷已成主流：新能源车规模逐步扩大，渗透率攀升，动力电池受温度影响大，电池温控带动新能源车热管理单车价值提高。液冷已成为新能源车主流温控技术，车企对电池散热要求提高，液冷渗透率预计继续攀升。 温控市场空间测算电力储能温控市场空间测算：预计2022年全球电力储能温控市场规模达17.62亿元，其中风冷、液冷占比分别为67.56%、32.44% 。预计2025年全球电力储能温控市场规模达91.00亿元，其中风冷、液冷占比分别为46.83%、53.17%。2021-2025年，全球电力储能温控市场规模CAGR达103.65%。其他赛道温控市场

8、空间测算及结果：2025年IDC、5G基站和新能源车等其他相关赛道温控市场总计达到2445.91亿元；2021-2025年CAGR达15.19%。核心观点核心观点6请务必阅读附注中免责条款部分 储能温控行业投资思路分析储能温控存量小，增速大，是温控行业重要增长极：从存量看，根据我们测算，相较于精密温控、新能源车温控、工业温控行业，目前储能行业属于发展初期，因此储能温控存量小，2021年市场规模约为7.88亿元，占比仅为0.54%。从增速看，储能温控在2021-2025年内其CAGR最大，有望达103.65%，远超其他行业温控发展速度，市场规模占比也将不断提高，到2025年达91.00亿元，占比

9、达3.59%，为温控行业重要增长极。储能温控短期看先发优势，中期看定制化能力，长期有望走向标准化：短期内企业受益于先发优势，技术相似性和可迁移性决定切入储能温控速度。中期看，储能系统标准化程度低，应用环境复杂，相应温控定制化程度高，定制化能力取决于产品系列丰富程度、控制系统研发设计能力、一体化方案能力、海外客户服务等要素。长期看，调峰调频等表前储能有望维持高占比，且成本敏感度高，对规模化降本诉求更为迫切；且储能按物理特性分类类别少，有利于标准化，因此储能系统有望通过标准化实现规模化降本，并促进储能温控环节的标准化。 投资建议：全球电化学储能高增正带动储能温控快速发展，叠加高价值量的液冷温控技术

10、占比快速提升，储能温控增速有望进一步超越储能行业整体增速。基于此，我们给出储能温控行业“推荐”评级。此外，储能短期体量小，应重视企业储能外其他高增温控业务贡献。建议重点关注英维克、同飞股份，关注高澜股份、松芝股份。英维克：公司储能业务起步早，产品技术积累深厚，先发优势显著，“定制化+标准化”能力稳固公司中长期龙头地位。同飞股份：公司在高制冷量产品系列布局迅速，已与多家客户开展合作，现阶段储能业务体量小但弹性高。高澜股份：当前已有储能产品，定制化、标准化能力突出，中期有望打开市场，且动力电池温控业务高增值得期待。松芝股份：技术以液冷为主，已成为宁德时代、远景能源储能温控供应商，随着液冷渗透率提升

11、，中期将获益。 风险提示：下游需求不及预期；液冷技术应用不及预期；竞争格局加剧；技术迭代超预期；测算具有一定主观性；重点关注公司未来业绩的不确定性。目录目录请务必阅读附注中免责条款部分一、温控是储能安全经济运行的重要保障一、温控是储能安全经济运行的重要保障二、储能温控中液冷技术渗透率预计持续提升二、储能温控中液冷技术渗透率预计持续提升三、多成长赛道共促温控行业持续增长三、多成长赛道共促温控行业持续增长四、温控行业市场空间测算四、温控行业市场空间测算五、储能温控行业投资思路分析五、储能温控行业投资思路分析六、投资建议及风险提示六、投资建议及风险提示7目录目录请务必阅读附注中免责条款部分一、温控是

12、储能安全经济运行的重要保障一、温控是储能安全经济运行的重要保障1.1 温控作为热管理执行者保障储能系统安全1.2 温湿度控制关乎储能系统全生命周期经济性1.3 大容量高倍率储能系统发展趋势提振温控需求89CNESA，国海证券研究所整理 储能电站事故频发，危及生命财产安全。据北极星储能网不完全统计，2011年-2021年10年间，全球共发生50起储能电站起火爆炸事故。其中，韩国30起、中国3起、美国2起、日本1起、比利时1起。据中国能源报报道，2021年“4.16”北京大红门储能电站事故导致3人死亡，1人受伤，直接损失1660.81万元。 储能电站事故主要原因在于：锂电池自身及管理系统缺陷、锂电

13、池内部热失控、充放电散热不畅。发生事故的储能电站多采用锂电池，北京大红门储能电站主要系磷酸铁锂电池内短路起火导致，而国外储能事故主要是锂电池管理系统和锂电池电芯缺陷为主。借鉴新能源车起火爆炸经验分析，其故障大多由热失控引起的，其次是充电过程散热不畅所致。 政策明令，安全是储能发展的底线。国家能源局发布电力安全生产“十四五”行动计划，重点强调电化学储能安全运行技术提升；新型储能项目管理规范（暂行）（征求意见稿）强调坚持安全第一原则，提出全生命周期安全管理要求，提出原则上不新建大型动力电池梯次利用储能项目，避免高安全问题发展。国家或地区容量-MWh用途建筑形态事故类型储能技术事故时间事故原因使用时

14、间日本-需求管理组装式充电中钠硫电池2011.09电池单元破损导致高温熔容物越过砂层，相邻电池模块间发生短路-美国20风电集装箱充电中铅酸电池2012.08-6个月美国/亚利桑那2需求管理集装箱-三元2019.04电池内部热失控，电芯单元缺乏足够隔热层，无通风装置，易燃气体积聚24个月美国/伊利诺伊12风力集装箱-磷酸铁锂2021.07-比利时-集装箱-锂电池2017.11-中国/山西-频率集装箱充电后休止三元2017.05-中国/江苏-需求管理集装箱-磷酸铁锂2018.08-中国/北京2用户侧集装箱运行维护中锂电池2019.05-20个月中国/北京25光储充混凝土安装调试磷酸铁锂2021.0

15、4电池及电池模组热失控扩散起火，易燃易爆混合物与空气形成爆炸性气体，遇火花发生爆炸-韩国（30起）-风力/太阳能/需求管理/调频集装箱多数处于充电后休止三元2017.8电池系统缺陷、应对电气故障的保护系统不周、运营环境管理不足、储能系统综合管理体系欠缺-澳大利亚/维多利亚450-组装式运行测试中2021.07冷却系统泄露造成短路，引发电子元件过火-请务必阅读附注中免责条款部分54%13%13%13%7%充电后休止安装调试检修维护图1：储能安全事件状态分布情况充电后等待阶段，电池本体通常处于高SOC状态，一方面更易受外部滥用触发热失控，另一方面电池可能存在局部过充问题，由电池本体逐渐过热而引发的

16、系统安全事故概率将显著上升。表1：部分储能安全事故原因分析1.1 热失控是储能电站事故频发的主要原因之一热失控是储能电站事故频发的主要原因之一注：2021年12月，据华为统计，储能安全事件状态分布情况如图所示10储能集装箱双向风冷散热系统研究_毕海瑞，国海证券研究所整理 热管理是保障储能系统运行安全的重要手段： 两个角度提升储能运行安全，提升电池本身安全性能，降低穿刺、短路等恶况发生概率，主要依靠电池企业技术提升。通过热管理提升电池运行期间稳定性，使电池在充放电、静置等状态时，维持在安全运行参数范围，避免进入热失控状态，主要依靠BMS对锂电池进行状态监测，依靠温控设备对锂电池进行恒温恒湿控制。

17、 BMS监测储能电池温度变化，是储能系统中热管理决策者。BMS负责监测电池的电压、电流、温度等运行参数，并根据储能系统环境温湿度，自适应地调整热管理策略。 温控是储能系统热管理执行者，保持储能电池运行适宜温湿度状态。温控系统执行BMS热管理策略，通过采集温度数据并按照一定的逻辑通过控制加热、制冷等设备调节储能系统内部温湿度，使电池处于安全、高效的运行状态。请务必阅读附注中免责条款部分图3：电化学储能系统结构示意图图2：储能集装箱系统构架见简图电池组电池管理系统（BMS）储能变流器（PCS）能量管理系统（EMS）状态信息控制信息状态信息控制信息状态信息控制信息直流放电直流充电储能电池系统温控消防

18、1.1 温控作为热管理执行者保障温控作为热管理执行者保障储能系统安全储能系统安全1.2 锂电池最佳温度区间锂电池最佳温度区间10-35，温控技术要求凸显，温控技术要求凸显11_毕海瑞，CNESA，国际新能源网，动力学堂， 集装箱储能系统热管理系统的现状及发展，国海证券研究所 储能电池最佳温度区间在10-35，单体间的温差均不超过5为佳。10-35是锂电池最佳温度区间，以可维持其在最佳使用状态，保证储能系统的性能和寿命。-20-45内是锂电池工作温度区间，但锂电池会面临寿命衰减、电解液凝固、抗阻增加、电池容量明显下降等问题。温度超60时，锂电池内部有害化学反应速率提高，使得电芯失控、BMS失效、

19、PCS保护失效等。温度小于-30时，电池的容量和功率急剧降低，特别是充电容量和充电功率下降更加明显，导致储能系统经济性锐减。 自然通风散热下储能集装箱工作温度远超最佳温度区间，温控作用必要性凸显。由于储能系统对电池循环寿命、一致性等要求更高，磷酸铁锂电池更适宜锂电池储能系统。在国际标准的 40 英尺储能集装箱，以磷酸铁锂电池为电池组，实验发现，在单侧自然通风下，整个储能系统内部温度高达150-170，远超锂电池组最佳工作区间10-35，且电池组内部温度一致性极差，最高温差近 20 。由于工作温度超最佳温度100以上，储能系统通过温控系统对锂电池进行热管理十分必要，且储能温控难度高。图4：储能电

20、池工作温度区间及电池失控情况-500500300350400工作温度区间可承受温度区间最佳温度区间SEI膜分解负极自放电负极与电解液反应隔膜基质溶化大规模内短路NCM阴极分级粘接剂分解电解液燃烧00250300隔膜破碎-阳极分解请务必阅读附注中免责条款部分过热是事故演化的核心阶段图5：储能系统事故机理1.2 温湿度控制影响锂电池综合性能，关系储能全生命周期经济性温湿度控制影响锂电池综合性能，关系储能全生命周期经济性12CNESA，国海证券研究所温湿度控制不当会使得锂电池容量衰竭、寿命缩减、性能下降，继而降低储能全

21、生命周期内经济性。请务必阅读附注中免责条款部分12.56.45024680354045图6：电池工作温度差异是电池快速衰减的根原工作温度提升15，电池寿命缩短50%电池理论寿命衰减：每年2%-3%；实际上电站经过3年衰减超50%湿度对于锂电池主要影响：过高环境湿度会加剧电池内部反应，导致电池鼓包和外壳破裂，最后降低电解液的热稳定性。湿度为100%工况下的热失控临界时间比50%湿度下提前了7.2%，湿度在一定范围内加剧电池热失控的进程。温度要求：工作温度为15-35 ，电池内部温差5，避免局部过热，造成热失控；湿度要求：能承受相对湿度为95%的环境。温度对于锂电池主要有3方

22、面影响：1）容量和寿命：温度过高或过低，都会破坏电极材料，导致金属离子溶出，锂电池容量衰减越快、循环寿命缩短。若电池工作环境温度提高15，则电池寿命将缩短50%。2）热失控风险：锂电池充放电产生热量若无法及时散出，将导致锂电池内部高温，易引发SEI膜分解放热、电解液吸热蒸发、隔膜熔化等问题，导致正负极短路、电池失效，严重时甚至引发燃烧爆炸等安全问题，同时单个电池热失控易引发连锁反应造成储能系统热失控。3）低温特性：温度较低时，锂电池电荷转移不良、充电性能下降，轻则导致锂在负极析出、积累，降低电池的容量和热安全性，重则刺破隔膜造成短路。低温也会严重缩短电池使用寿命， -40下锂电池循环寿命未到2

23、5下的一半。_张志超，日冷高机官网，国海证券研究所 电池产热由焦耳热和反应热两部分组成，均受到环境温度、工作时长、充放电倍率影响。电池产热最主要的热量来源是焦耳热，焦耳热主要是由于电流经过电池的极柱、电解液、隔膜等存在电阻的地方，因焦耳效应发出的热量，其在充、放电过程当中均为放热反应；反应热主要系锂离子在正负极间嵌入/脱嵌的过程会伴随着热量的变化。 充放电倍率增大，电池放热速率明显升高，在20下，倍率产热速率较0.3C增加了530.5。 电池工作时长有关，产热越多，易造成累积热量越多。 环境温度的升高会导致电池对流散热难度增大。13请务必阅读附注中免责条款部分1.3 锂电池放电倍率越大、工作时

24、长越长，产热量越多锂电池放电倍率越大、工作时长越长，产热量越多电池产热（Q），一部分转换为电池自身温升（Q1），由电池热管理系统进行温度控制；一部分散热到电池结构外部使环境温升（Q2)，可由温控系统对系统内部降温处理。Q=Pt3600，电池产热与电池功率和工作时长成正比，功率越大、工作时长越长，产热越多；Q1=CmT，一般一个循环内电芯平均温升T= 运行温度上限-环境温度；Q2=Q-Q1=Pt3600-CmT，可计算储能系统所需温控制冷功率。图7：电池温度20下，电池放热功率、放热量与时间关系曲线图8：1C下，电池放热功率、放热量与时间关系曲线图9：Mdule实测时1个循环电芯温升变化图储能温

25、控制冷需求测算方法，能源电力说，国海证券研究所 储能从备用转向主用，主动参与调频、调峰等，大容量、高倍率成发展趋势，带动电池产热量提升。 调频用储能朝高倍率发展：电力系统发电功率必须实时匹配用电负荷，但由于新能源发电具备波动性、间歇性特点，且自身调频能力弱，故需引入储能系统参与电力调频。目前储能主要搭配火电机组进行调频，可提升电厂调频性能，使K值平均升高，且能延长机组运行寿命。由于常用AGC调频系统具有功率大、时间短、次数多等特点，驱动调频用储能系统高倍率发展，伴随储能系统内部产热量提升，温控环节需求扩大。 调峰用储能朝大容量发展：大规模新能源将导致用电负荷和新能源出力的差值日内大幅波动，增大

26、了电力系统调峰需求。随着新能源发电装机量高增+配储比例提升，驱动调峰用储能系统容量不断扩大，且储能系统工作时长持续提升（一般要求时长4小时），系统内部累积产热量提升，温控环节需求扩大。14请务必阅读附注中免责条款部分图11 共享储能电站技术方案示意图1.3 储能系统大容量、高倍率为发展趋势，温控需求扩大储能系统大容量、高倍率为发展趋势，温控需求扩大图10： 储能从备用变主用备用强制配置，基本不适用纯成本投入主用主动参与调峰调频创造收入中国20+省发布储能参与调峰调频政策储能从备用转向主用，成为创造收入的资产目录目录请务必阅读附注中免责条款部分二、二、储能温控中储能温控中液冷技术渗透率预计持续提

27、升液冷技术渗透率预计持续提升2.1 储能温控技术以风冷、液冷为主，热管、相变在研2.2 技术现状：风冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大2.3 技术趋势：液冷渗透率提升，风冷仍具一席之地152.1 储能温控技术以风冷、液冷为主，热管、相变在研储能温控技术以风冷、液冷为主，热管、相变在研16_钟国彬，国海证券研究所 目前以风冷、液冷为主，热管冷却、相变冷却处在研阶段。 风冷：以空气为冷却介质，利用对流换热降低电池温度的一种冷却方式。但由于空气的比热容低，导热系数也偏低，更适用于功率相对较小的通信基站、小型储能系统等。 液冷：利用液体对流换热转移电池工作产生的热量。由于液体比热容及导热系数都

28、高于空气，更适用于高功率的储能系统、数据中心、新能源汽车等。 热管冷却：热管冷却是依靠封闭管壳内工质相变实现换热，分为冷端空冷和冷端液冷。目前处于在研阶段，本文暂不展开讨论。 相变冷切：相变冷却是利用变相材料发生相变吸收能量的一种冷却方式。目前处于在研阶段，本文暂不展开讨论。表2：液冷与其他温控技术对比图12：不同温控技术路径效果表现项目空冷液冷热管冷却相变冷却强迫主动冷端空冷 冷端液冷相变材料+导热材料散热效率中高较高高高散热速度中较高高高较高温降中较高较高高高温差较高低低低低复杂度中较高中较高中寿命长中长长长成本低较高较高高较高请务必阅读附注中免责条款部分散热效率散热速度温降温差复杂度寿命

29、成本空冷热管-空冷热管-液冷相变冷却液冷2.1 风冷技术：风冷技术：强制风冷技术成熟，风道设计是要点强制风冷技术成熟，风道设计是要点17CATL官网，集装箱式储能系统热管理设计_田刚领，电动汽车用锂离子电池的温度敏感性研究综述，国海证券研究所 风冷系统组成：冷凝器、风机/风扇、压缩机、冷却风道、散热器、热管等。 工作机制：根据换热对流速度可分为自然风冷和强制风冷两种方式。自然风冷通过空气本身与电池表面的温度差产生热对流，使得电池产生的热量转移到空气中，实现电池模组及电池箱的散热，但由于空气的换热系数较低，自然对流散热难以满足电池的散热需求。强制风冷需要额外安装风机/风扇、空调等外部电力辅助设备

30、，空调负责集装箱内部温度，受自身逻辑控制，以此判断开启制冷制热模式；电池模块风扇由BMS控制，每一个电池模块的风扇可独立控制运行。 优点：结构简单、成本低、可靠性高、易于维护、责任界面清晰。 缺点：空气的比热容低，导热系数也很低，散热效率相对较低，夏天散热效果较差，需要设计防沙装置防止风沙腐蚀。图13：电池模块散热设计请务必阅读附注中免责条款部分图15：空气冷却结构图14：串联通风与并联通风图16：CATL风冷产品示意图及性能参数18_田刚领，国海证券研究所 强制风冷技术设计要点在控制风道以改变风速：由于储能系统内电池自身能量密度及容量大小不同、电池摆放位置及排列结构不同，故而需要对储能系统内

31、部风道进行定制化设计。风道可控制气流流通方向及途径，通过将空调、风扇所产生的冷暖空气引流到电池模组内部，以接触电池单体表面进行热交换。目前，储能系统多采用空调+冷却风道送风的热管理方案。风道主要分为串行通风、并行通风，并行通风均匀性更好。 风道设计包括：与空调出口链接的主风道、主风道内挡风板、风道出口及电池架两端的挡风板。主风道用于将空调输出气流输送至各风道出口处；主风道内的挡风板可分配各风道出口的气体流量，确保各出口流量一致；电池架两端的挡风板用于防止气流从电池架与集装箱内壁间的间隙逸出。 风冷系统包括空调控制和电池模块风扇控制。空调控制通过判断集装箱内部温度以判断制冷制热，电池模块风扇控制

32、可调节单个电池温度。图17：电池簇内部气体流向请务必阅读附注中免责条款部分2.1 风冷技术：风冷技术：强制风冷技术成熟，风道设计是要点强制风冷技术成熟，风道设计是要点图18：风冷系统空调运行策略图19：风冷系统电池风扇运行策略2.1 液冷技术：液冷具有更好散热性能，液冷技术：液冷具有更好散热性能，流道定制化设计是难点流道定制化设计是难点19资料来源：CATL官网，电池液冷系统的应用与验证研究_康燕语，锂电池并行流道液冷板结构设计和散热性能分析、大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析，某电，国海证券研究所 液冷系统组成：主要由制冷剂循环系统（压缩机、冷凝器、冷凝风扇、储液干燥器、膨胀阀及板

33、式换热器）、冷却液循环系统（电子水泵、水冷管道、水箱、电池冷板组）及控制系统组成；主要部件为电池液冷板。 目前常用的两种模式：一种是直接接触将电池模块沉浸在液体中；第二种是间接接触在电池间设置液冷板。液冷式需要借助电子泵等辅助设备。相较于风冷，液体换热系数高，可以用于大容量电池的冷却，不受海拔和气压的影响，适应范围更加广泛，但液冷方式由于设备昂贵导致成本较高。对于电池系统，直接接触的沉浸式液冷存在漏液风险，目前主要以间接接触的电池液冷板液冷为主要方案。 优点：散热效果好、冷却速度快、冷却均匀性好、能耗低，且液体比热容受海拔、气压影响小，液冷系统结构紧凑，占用空间小。 缺点：液冷系统成本高，存在

34、制冷剂泄漏风险、安装维护难度大、故障点多等缺点，使得液冷技术可靠性相对较低。请务必阅读附注中免责条款部分图20：水冷机组系统结构示意图物性参数密度（kg/m3）比热容J/(kgK)导热系数(W/mK)液冷板2707892160冷却液106933190.387表3：液冷有更高的比热容和导热系数图22：CATL液冷电箱示意图及性能参数图21：液冷管路布置2.1 液冷技术：液冷具有更好散热性能，液冷技术：液冷具有更好散热性能，流道定制化设计是难点流道定制化设计是难点20 液冷冷却效果出色、空间利用率更高、能耗更低、适用范围更广。液冷系统结构较风冷更加复杂，但其通过冷却液对流换热，具有较高的散热速度和

35、散热效率，目前大部分动力电池均采用了液冷系统。 冷却效果出色：液体导热能力是空气的3倍，其带走热量是同体积空气的1000倍+；风冷一般可以将电芯温差控制在5-10，而液冷则可控制在5以内，更出色设计方案可以将冷却液进水管与回水管的温差控制在2 以内。 空间利用率更高：液冷不需要预留散热通道，大幅减少储能系统占地面积； 能耗更低：以数据中心为例，温控占能源消耗比重约35%，是除IT设备外能耗最大设备。与传统风冷技术相比，液冷系统耗电量方面约比风冷系统节省电量30%50%，应用液冷技术的数据中心机房整体能效将得到30%提升。 适用范围更广：液冷更能适应严酷环境，更能配合风光发电所处地，例如海边高盐

36、地、沙漠等。随着储能系统能量密度单体容量的提高，会产生更大的发热量，对储能系统温度管理提出更高要求。 液冷提升电池寿命：液冷技术下，电池寿命可提升10%。请务必阅读附注中免责条款部分图23：不同温控技术路径效果表现表4：液冷应用在储能领域的独特优势项目特点优势性能电芯温差低延长电池寿命10%系统空间减少系统利用率更高控温效率更高能耗减少、省电建设模块化设计缩短建设周期占地面积较少土建成本更低运营无旋转部件故障维护及运营量更少2.1 液冷技术：液冷具有更好散热性能，流道定制化设计是难点液冷技术：液冷具有更好散热性能，流道定制化设计是难点21资料来源： 电池液冷系统的应用与验证研究_康燕语 ， 集

37、装箱储能系统热管理系统的现状及发展 ,电动汽车大功率充电过程动力电池充电策略与热管理技术综述、国海证券研究所 液冷技术冷却效果受电池液冷板数量、流道设计等影响。液冷板是电池包液冷系统中最关键的零部件之一，液冷板数量优化需平衡冷却效果和液冷系统成本。此外，优化流道设计也是提升液冷技术冷却效果的关键和难点。 流道设计难在实现流场均匀分布。冷却系统的流量分配均匀程度直接决定了电池系统的热负荷分配及冷却效果，均匀的流场分布有利于减小系统的温差。常见的流道类型有并形、蛇形、U 形等，即使在同一流道类型下，不同流道几何结构、冷却液流量等参数都将影响流场分布，且参数优化通常需多目标寻优。例如在一定范围内增加

38、流速可大幅提升液冷的均温性能和散热性能，但持续增加会造成流道阻力成倍增加，削弱液冷板能耗性能。因此，不同的储能系统需要定制设计液冷系统流道。 液冷系统通过冷却液循环系统与制冷剂循环系统的热交换实现电池包制冷。冷却液循环系统以冷却液为介质，途径电池液冷板吸收电池包产生的热量，并在板式换热器与制冷剂循环系统进行换热。后者通过压缩机提供循环动力、冷凝器对外散热和膨胀阀降压，实现制冷剂降温降压，低温低压制冷剂在板式换热器与途径电池包的高温冷却液换热，实现电池包制冷。控制系统通过调整压缩机转速，来控制液冷系统制冷量，以满足电池包散热需求。请务必阅读附注中免责条款部分图26：液冷板流体动力学分析图24：水

39、冷机组系统结构示意图图25：液冷冷却结构2.1 热管、相变冷却：均处研究阶段，尚未热管、相变冷却：均处研究阶段，尚未用于电池储能系统用于电池储能系统22_田刚领，风冷空调冷凝器相变储能自然冷却系统研究，国海证券研究所 热管冷却是依靠封闭管壳内工质相变实现换热。 组成：一般由管壳、管芯及工质组成。 原理：是利用介质在热管吸热端的蒸发带走电池热量，放热端冷凝将热量发散，从而实现冷却电池的目的。由管壳、管芯及工质组成，存在换热极限，所以在大容量系统中应用较少。 优点：高导热、热流方向可逆、热流密度可变、可实现恒等温、恒温等。 相变冷却是利用变相材料发生相变吸收能量的一种冷却方式。 原理：利用相变材料

40、在发生相变时可以储能与放能的特性达到对电池低温加热与高温散热的效果，目前主要有两种方式，一是将相变材料填充到泡沫金属或膨胀石墨中，另一种是相变材料添加到其他导热性能好的材料中。 优点：结构简单、无需额外放置空间、无需耗能等。 缺点：缺点是导热系数低，导热性能差。图28：相变冷却计数原理图27：热管冷却原理请务必阅读附注中免责条款部分图29：相变储能自然冷却系统运行示意图23强制风冷锂离子电池热管理系统设计与实验研究_汪鹏伟，国海证券研究所风冷现阶段市场渗透率高。受益于目前储能发展仍处于初期阶段，项目多为容量、功率较小的小型储能系统，风冷制冷效率可满足需求，经济性占优支撑其市场较高渗透率。风冷单

41、GWh价值量0.3亿，相对液冷系统经济性占优液冷系统相对复杂，主要包括水冷板、水冷管、水冷系统、换热风机等。根据华经产业研究院数据显示，目前整套液冷系统方案价值量约0.8-1亿元/GWh，其中液冷板合计总价值量占比最高，一般约0.5亿元/GWh；风冷系统方案结果较为简单，价值量相对较低约0.3亿元/GWh。风冷相对液冷可靠性高：风冷系统结构简单，更易于安装、维护；部分液冷系统仍存在冷却液泄露、故障点多等风险，风冷系统可靠性相对更高。风冷制冷效率仍可提高，市场空间仍有一席之地。风冷可通过优化风道设计等，控制气流方向、流速及途径，以此提高制冷制热效率。请务必阅读附注中免责条款部分图31：液冷系统方

42、案价值分配2.2 技术现状：风技术现状：风冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大图30：电池组自然对流与强制风冷的温度分布67%10%8%2%12%水冷主机换热器管路输入电源其他注：2021年11月，据华经产业研究院统计，液冷系统方案价值分配如图所示24请务必阅读附注中免责条款部分2.2 技术现状：风技术现状：风冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大公司典型产品产品情况性能提升及参数指标温控方案示意图宁德时代户外液冷电柜 Enerone采用了创新液冷技术，并依托智能化、自动化、信息化制造系统和安全设计，

43、实现了长期高可靠性和高稳定性。高度集成化设计和超长寿命技术，有效降低运营能耗及占地面积，敏捷适配多种应用场景，最终实现全生命周期高效收益节约30%以上用地；循环寿命10000次；冷却功率减少28.8%；能耗减少20%液冷阳光电源1500V全场景储能系统集成高效率的1500V储能变流器，DCDC变换器，1500V磷酸铁锂锂电池系统及本地控制系统，采用标准的集装箱设计，系统高度集成，安装运维方便，适用于大型新能源场站配置储能和独立的储能电站，电网侧储能等各种应用场景。通过先进的直流侧安全管理，防护消一体化设计水消防的安全设计方案确保系统的运行安全。相比1000V储能系统循环效率提升0.6%；能量密

44、度提高45%，功率密度提高35%，系统LCOS成本降低近10%；液冷比亚迪电网级储能产品 BYD Cube创新的液冷技术及车规级设计标准，保障长期可靠性，空间利用率高于传统预留风道的风冷系统，确保电池在最佳温度范围内运行，同时配置灭火设施确保系统运行电芯温差3以内；相比普通风冷产品，电池寿命提升20%；降低能耗约20%以上；液冷远景能源智慧液冷储能产品引入了动力汽车行业成熟的液冷热管理技术，精准控制模组间电芯温差；智能温控技术可随环境温度和运行状态灵活调整运行模式，大幅降低液冷系统运行的能耗；通过集约化设计和305Ah大电芯，与相同容量的集装箱方案相比占地面积大幅减少；使用寿命提升和BOP成本

45、下降，远景智慧液冷储能产品将为客户创造最优LCOS。电芯温差3以内；相比普通风冷产品，电池寿命提升20%；降低能耗约20%以上；液冷蜂巢能源钜系列：液冷储能液冷储能产品有效提升能量密度，降低功耗，通过漏液检测具备高安全性，全面应用于火储联合调配、新能源配套、电网侧、用户侧、独立储能。1500V车规级高压平台；储能系统能量密度提升100%；降低功耗25%液冷 宁德时代、阳光电源、比亚迪等主流企业纷纷开始加大液冷产品推广力度。2.3 技术趋势：液冷技术趋势：液冷渗透率提升，风冷仍具一席之地渗透率提升，风冷仍具一席之地25 风冷、液冷如何选择？ 储能温控技术选择是综合考虑安全性、经济性、电池PACK

46、设计、所处环境等因素的结果，并非单纯考虑冷却性能。 制冷功率需求高低： 若储能项目产热功率低，则对制冷需求小，风冷效果可满足、适配度更高； 若储能项目产热功率高，则对制冷需求大，部分场景需要液冷技术才可满足； 储能项目成本敏感度：据华经产业研究院统计，风冷单GWh0.3亿元、液冷单GWh0.9亿元，其中液冷主机系统约0.5亿元/GWh 目前储能处商业化发展初期，成本敏感度高，有利于较高风冷渗透率，按照成本敏感高低排序：大型储能工商业储能家储。 随着储能盈利模式改善，成本敏感度下降，液冷渗透率有望提升，为满足安全需求，大型储能项目有望大规模引入液冷。 储能电池PACK设计：不同温控技术的储能电池

47、PACK设计存在差异，风冷、液冷受电池PACK被动选择。 风冷的储能系统结构简单、可靠性高、易于维护，但系统体积密度低。 液冷的储能系统体积密度高、系统紧凑，但安装维护难度大、可靠性低。 储能项目所处环境：室外温度会影响风冷、液冷的制冷效率 风冷不适应于极端高温、风沙大的地方：风冷靠与外界空气进行对流换热，外界温度高换热效率低；风沙大的地方易入侵腐蚀电池系统。 液冷不适应于极端低温、远离水源的地方：低温下，冷却剂易冻结无法进行热管理；液冷靠液体对流换热，所以需要消耗大量水。请务必阅读附注中免责条款部分2.3 技术趋势：技术趋势：储能盈利预计有望改善，有利液冷渗透率提升储能盈利预计有望改善，有利

48、液冷渗透率提升26IRENA，鑫椤锂电， 储能技术发展态势及政策环境分析_何可欣，国海证券研究所 相比于三元电池，磷酸铁锂电池成本低，可降低储能成本：NCM811三元锂电池价格成本为1.0-1.2元/Wh，能量密度是170-200Wh/kg；磷酸铁锂电池价格为0.5-0.7元/Wh，能量密度为130-150 Wh/kg。 储能系统盈利有望改善，液冷渗透率或提升：根据行业预测，到2025年储能系统成本预计降至0.84元/Wh。目前储能处商业化发展初期，成本敏感度高，且液冷技术可靠性有待提高，因此风冷渗透率较高；随着储能盈利模式改善，成本敏感度下降，液冷技术不断成熟完善，有望带动液冷渗透率提升。图

49、34：电池技术在储能应用范围广泛图33：电池价格下降将带来储能经济性拐点图32：磷酸铁锂电池性价比高更适合做储能电池请务必阅读附注中免责条款部分0.00.20.40.60.81.0磷酸铁锂电池（元/Wh）三元电池（元/Wh）液冷应用在大型储能领域具备独特优势：相较基站等其他储能场景，由于调峰调频等储能系统普遍容量大、功率高，内部易出现散热难和温度分布不均等问题，故电力储能对于温度的把控要求更高。温控系统对温度的精准把控有利于延长电池寿命，使用液冷产品，可将电池寿命提高20%。调频用储能要求：电力系统发电负荷必须实时匹配用电负荷，但由于新能源发电具备波动性、间歇性特点，且自身参与调频能力弱，故可

50、引入储能系统参与电力系统调频。参与调频需要储能系统具有功率大、时间短、次数多等特性，故调频用储能系统需满足以下要求：高安全性、高可靠性；快速充放电响应速度，调频需满足AGC应用场景下短时（秒级）精准响应需求，大功率锂电池储能系统可以在一秒钟内以99%以上的精度完成指定功率的输出；高循环寿命，AGC调频需要储能系统频繁往复充放电；高能量效率，储能系统可用率97%、整体能量转换效率90%；集成化设计，尺寸不宜过大，以满足机端安装场地相对狭小和施工限制。液冷更适合高倍率调频：频繁充放电、毫秒/秒级响应、高倍率要求锂电池产热量提升、温度升高快液冷更利于快速降温。调峰用储能要求：电力系统必须日内连续实时