双碳政策及电池成本下行将驱动电化学储能市场迎来高增长，而电池热管理是实现储能电站高安全和长寿命关键一环。目前主流的储能热管理方式有风冷和液冷，我们认为液冷方案在保证储能系统安全、散热效率以及电站全生命周期经济性等方面综合优势显著。未来储能电站的大容量、高安全、长寿命要求将倒逼行业采用液冷方案，宁德、阳光电源、比亚迪等头部储能企业已率先切换，龙头示范效应将驱动液冷渗透加速。

摘要

电化学储能发展带动热管理需求高增。电化学储能因其建设周期短、灵活性好、成本较低等优势，有望成为储能发展的主流路径、支撑能源结构转型，未来成长空间广阔。而电化学储能系统运行产热较大，若不及时散热，将影响电池性能和寿命，甚至引发安全事故，需引入热管理技术维持储能系统运行温度稳定，我们预计全球2025年储能热管理市场规模将达到185亿元。

更安全+更经济，液冷技术大势所趋。当前主流的储能热管理技术为风冷和液冷，目前以风冷为主、初期投资成本低。随着储能系统对电池安全性和循环寿命要求提升，热管理技术逐步向液冷转向；与风冷相比，液冷通过冷却液对流换热，散热更高效均匀，电池循环寿命更长、安全性更高，同时减少占地面积、提高储能系统能量密度，相应的，我们从全生命周期测算液冷系统IRR相对风冷提升2ppt。我们认为安全性+经济性将双轮驱动液冷技术渗透率快速提升，相应的头部储能系统、电池厂商加码液冷技术布局，我们预计2025年全球储能液冷市场规模有望达144亿元，2021-2025年CAGR98%。

液冷技术中温控主机和液冷板为核心环节。储能液冷系统主要由液冷板、液冷主机、管路等部件组成，其中温控主机和液冷板为价值量较大的两个环节，在热管理系统成本占比分别为57%和16%。储能液冷技术发展将带动温控主机和液冷板另一应用领域需求增长。我们测算2025年全球储能液冷主机/液冷板市场规模将达到74/24亿元，对应2021-2025年CAGR均为98%。

风险

储能政策推进不及预期，液冷方案渗透率不及预期，市场竞争加剧。

正文

电化学储能成长可期，热管理不可或缺

碳中和政策及电池成本下行将驱动电化学储能市场迎来高增长，而电池热管理是实现储能电站高安全和长寿命关键一环，目前主流的热管理方式分为风冷和液冷。

电化学储能：能源转型下的超级赛道

发展储能是能源结构转型过程中的必由之路。伴随全球能源结构中可再生能源发电比例增加，给社会用电需求以及电网稳定性、可靠性带来挑战，而储能技术的应用可：1）发电侧提高可再生能源发电的稳定性，减少弃风弃光，助力电力系统由火电向新能源为主体转型。2）电网侧可参与电力辅助服务市场，调频调峰，保障高比例新能源的电网的安全可靠性。3）用户侧可用于峰谷套利及作为备用电源。因此推进储能建设是能源供给端实现碳中和的必由之路。

抽水蓄能地理条件约束大、建设周期长，电化学储能迎发展机遇。趋势上看，抽水蓄能选址空间有限且较依赖地势差、投资回报周期长，电化学储能较抽蓄在地理布置条件上有本质优势，应用场景灵活多样。根据 CNESA，截止21Q3，全球已投运储能项目累计装机规模为 193.2GW，同比增长 3.8%。从装机存量上看，抽水蓄能全球累计装机占比89.3%，电化学储能累计装机16.4GW，为第二大技术路线。从装机增速上看，电化学储能填补了抽水蓄能下降的全部市场份额，同比快速增长50%。

我们预计全球电化学储能2025年出货有望超300GWh。电化学储能高速增长的背后，虽然有产业发展初期基数小、增速易于爬坡的客观原因，更有行业发展的必然条件予以支撑，包括储能系统成本快速下降、密集出台的国家及地方激励政策、规模化项目的实施验证了储能在各应用场景的功能和价值、以及我国储能产业链布局完善培育了强竞争力的市场主体多重因素。基于全球风光装机预测，结合各个地区储能市场的特点对配储率、配套时长、价格等进行合理假设，我们测算全球2025年电化学储能出货或将达到300GWh以上。

热管理：电化学储能系统的刚需

储能系统运行产热大，危及电池安全和寿命。锂电池寿命和使用温度息息相关，目前普遍认为锂电池最佳工作温度区间为10℃～35℃，过低的温度会导致电解液凝固、阻抗增加，过高的温度则隔膜易熔融。储能电池排列紧密，产热很大且散热不均，当集装箱内电池温差大于10℃时电池寿命将缩短 15%以上。模组间温升差异造成内阻差加大，由于木桶效应，将导致全部电池寿命进一步缩短。

热管理是保证电池安全，延长寿命的重要一环。为了使电池系统达到最佳的性能和寿命，需要通过引入热管理系统改善电池组温度曲线。主要作用包括：1）电池温度的准确测量和监控。2）当电池模组温度超过限制时，能有效快速地散热和降温。3）低温条件下可有效预热提升电池温度，确保低温下的充电放电和安全性。4）保证电池组温度场的均匀分布，防止因局部温度过高导致电池过快衰减降低电池组整体寿命。

主流储能热管理方案有风冷和液冷两种

风冷是以低温空气为介质，利用自然风或风机与电芯产生热对流，进而降低电池温度。风冷结构简单，但是换热效率低下且无法实现精准控温，相比而言液冷方案采用水、乙醇、制冷剂等冷却液，通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触，靠近热源、换热效率高、能耗低，可以保证电池单体温度的一致性。我们预计未来随着高容量储能电池系统需求起量，更高效的液冷方案渗透率将快速提升。

更安全+更经济，液冷方案趋势确立

我们认为液冷方案在保证储能系统安全、散热效率以及电站全生命周期经济性等方面综合优势显著，未来储能电站的大容量、高安全、长寿命要求将倒逼行业采用液冷方案，宁德、阳光、比亚迪等头部企业已率先切换，龙头示范效应将驱动液冷渗透加速。

当前储能热管理以风冷为主，需预留大面积风道

风冷方案形态为空调，压缩机价值量最大。发电侧或电网侧的储能系统装机容量大，往往达到MW级别，需要多层电池柜堆叠，和PCS设备、消防散热设备等一起置于集装箱内。对于集装箱式储能系统，目前的热管理方式以风冷为主。风冷与传统意义上的空调原理相同，通过消耗电能，利用压缩机将制冷剂在冷凝器中进行气液相转换，吹出冷风与外界空气进行热交换，从而实现制冷，安装方式有落地式、顶置式和壁挂式等。风冷空调核心零部件包括压缩机、冷凝器、风扇电机、铜管等，其中冷凝器和蒸发器主要原材料为铜、不锈钢、铝等。从制造成本来看，压缩机成本占比最大达28%。

分布式风冷效率更高，但仍需预留大面积风道。传统储能集装箱往往内配置1-2个集中式风冷空调，采用纵向风道进行散热，风道长度长达约6~12米，由于散热通道太长，无法保障每个电池包和电池簇的温度一致性，温升差异高达10℃以上。采用分布式空调代替集中式空调，每个电池簇可独立均匀散热，保证风道长度小于1米，可提升散热效率，但是分布式空调本身占用空间和自耗电也较大。

储能电柜功率小，风冷也可满足。与电网/发电侧储能系统的大型集装箱形态不同，家用或分布式储能系统多以电柜形式呈现，其中家用储能电柜功率范围为3kW~20kW不等。由于功率小，占地面积不足一平，仅需安装在通风处通过排风口散热即可。内置的BMS会对温度、短路、过放、过流、过压等进行监控，一旦出现热失控会直接进行断电保护，同时手机APP也会有过热提醒。户外用分布式储能系统功率较高，为50~1000 kW不等，需要辅助顶置空调进行强制风冷散热。

安全性和经济性双轮驱动，热管理技术转向液冷

从散热效果和安全性来看，液冷优于风冷。风冷所涉及的冷却结构简单、便于安装、成本较低，但制冷效果低下、无法实现精准控温、需要大面积散热通道。行业目前装机较多的通信基站、小型地面电站等功率密度相对较低的项目，风冷制冷效率可以满足。液冷通过冷却液对流换热，散热更高效均匀。液冷利用管道内液体（水或含水乙醇、硅油等制冷剂）具有较高热容量和换热系数的特性，将低温液体与高温电池进行热量交换，制冷效果好且可靠性更佳。远景能源实测数据表明，与普通风冷产品相比，液冷散热方案在各项性能指标上优势明显：

►换热系数高：液冷的换热系数大概在1000~50000之间，风冷的换热系数只有25~100之间。

►换热效率高：对于发热器件表面，液冷系统能够保证带走的热量密度约在0.5-10之间，而风冷系统只有零点几，液冷系统更适用于储能的2C、3C快充应用。

►电池温差小，寿命长：液冷系统可将柜内所有电芯的温差精准控制在3℃以内，使得电池寿命提升了20%，且能够在气温-40℃~+50℃的地区正常运行。

►能耗低：液冷产品减少了风冷产品中95%的风扇旋转部件，等同于减少大量故障点，后期运维工作量小。同时，风冷通过冷却空气间接冷却电芯，整个储能系统将产生很大的自耗电，而液冷产品能降低这部分额外成本。

►占地面积小：通过集约化设计和大容量电芯，液冷储能产品与相同容量的集装箱方案相比，占地面积节约50%以上，针对未来百MW级以上的大型储能电站，对占地成本的节约更明显。

►能量密度更高：液冷省去了传统风冷产品中散热通道面积，储能系统能量密度可提升60%以上。

►环境适应性更强：液冷系统是一个全密封的柜体，Pack可以到IP65的级别，对未来海上风电的配储场景更友好。

从电站全生命周期经济性来看：液冷高于风冷。大型储能电站往往以IRR来计量项目投资的可行性，储能电站分别加装风冷、液冷方案的项目IRR测算对比，我们以100MW光伏+60MWh储能电站为例：

假设前提：1）光伏系统成本4.0元/W，储能液冷/风冷系统成本分别为1.90/1.74元/Wh；2）光伏上网电价统一按照0.374元/度；3）电站储能系统采用风冷方案，运营寿命为15年，而选用液冷方案的电站使用寿命可延长到20年；4）光伏+储能设备折旧按照直线折旧法，残值为5%；5）假设维修、管理和人工费用一致。

测算结果：

采用液冷方案的储能电站全生命周期IRR较风冷提高2ppt。可见，虽然初期设备投资液冷方案较风冷高，但是从储能电站15-20年的全生命运营周期来看，液冷方案在初期土地投资、运维成本及储充电电费三方面都能实现有效降本，同时更高的能量密度和更长的寿命可增加电站发电总量，是更具经济性的选择。

头部企业接连布局液冷，示范效应显著

百MW级储能电站建设加速，需要更安全高效的热管理技术。海外储能如华为承包的沙特项目、阳光电源签约的以色列项目电站容量分别高达1300/430MWh，2021年底容量高达300MW/450MWh的维多利亚大电池启用，该储能电站采用特斯拉Megapack液冷储能系统。国内储能如湖南、浙江、青海等近2个月新建或签约的项目均在100MW以上。据CNESA统计，2021年新增规划、在建、投运百MW级项目达65个，规模达14.2GW，超2020年同期8倍，占全年总规模的57%。

宁德时代、比亚迪、海博思创以及阳光电源、远景能源等储能头部企业纷纷推出液冷产品，引领行业技术转向。4M21宁德时代在第十届储能国际峰会展出了户外液冷电柜，产品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，具备较高可靠性和高稳定性。2021年起储能头部公司阳光电源、远景能源、海博思创等也陆续推出液冷产品，相比风冷均有明显的可靠性和经济性优势。我们认为龙头企业的示范效应显著，将加速大容量储能热管理场景完成从风冷到液冷的切换，未来风冷与液冷或将是并行路线，在发热量小、缺水或者户用小型储能场景，风冷散热将保持一定份额，但未来高耗能、高功率储能场景将切换为液冷方案。

液冷方案空间广阔，主机和液冷板价值量最高

2025年全球储能热管理市场规模将超达到185亿元

储能系统成本结构中，电池和PCS是价值量占比最大的两个环节，分别为55%/14%，其次为电池管理系统BMS和EMS，热管理占比仅有3%。市场一致认为电池和PCS是储能最具投资价值的两个环节，我们认为热管理也是不可错过的高成长性赛道。正因热管理在储能投资成本中占比很小，下游客户更加看重热管理方案的可靠性和安全性，会选择具有成熟液冷产品或项目背书的厂商。同时客户对热管理价格的敏感性远不及电池和PCS，一旦确定供应商后更换动力不大，客户粘性强，我们认为具备先发优势的热管理企业将有机会享受储能市场快速增长的行业beta。

我们预计全球电化学储能热管理市场规模2025年有望达185亿元，其中液冷市场规模约144亿元，2021-2025年CAGR 98%。目前国内外的储能热管理仍以风冷方案为主，未来随着大容量、高功率新能源电站需求爆发，我们预计液冷方案渗透率将呈非线性迅速抬升，2025年或将超50%。当前单GWh储能电池采用风冷方案投资成本为0.35亿元，液冷方案则为0.9-1亿元。我们认为技术进步以及储电站装机量逐年增大带来的规模效应，将推动项目投资成本下行。我们测算全球电化学储能热管理2025E市场空间有望达185亿元，其中液冷方案市场空间在2025E将达144亿元，占比78%，对应2021-2025年CAGR 98%。

液冷方案中主机与液冷板空间广阔，投资价值较高

储能液冷系统拆分来看，主要包括液冷板、液冷主机、管路、接头、蒸发器等。液冷主机通过压缩机动力打通制冷剂的循环回路，制冷剂通过电子膨胀阀节流降压，并进入液冷板与电芯接触进行换热，从而实现电池包制冷。液冷方案中水冷主机提供冷源，价值占比达到57%，约0.5亿元/GWh，是整个液冷系统中技术积累要求较高的环节；其次为电池液冷板，成本占比约16.4%。

目前水冷主机和液冷板仍为定制化产品，单价较高，我们预计未来会渐渐往标品方向发展。我们基于采用液冷方案的电化学储能出货量，结合主机系统和液冷板市场单价及年降假设，进一步测算储能用液冷主机2025E市场规模约74亿元，2021-2025年CAGR 98%；液冷板2025E市场规模约24亿元，2021-2025年CAGR 98%。

主机系统：技术壁垒较高，目前英维克国内份额领先

储能温控系统公司主要有以下3类：

►原先主营业务为数据中心温控的厂商，数据中心产热较大，散热效率及控温精准度要求比储能场景更高。英维克和申菱环境在数据中心机房机柜温控领域经验丰富，切入储能热管理赛道较为容易，两家公司在风冷和液冷领域均有产品布局。

►原先主营业务为汽车热管理的厂商，如奥特佳和松芝股份。奥特佳目前为宁德时代和特斯拉海外供应储能产品，21年海外疫情原因导致运输费用大涨，毛利率较低。松芝股份为大中型客车热泵空调龙头，公司进一步加大在储能热管理产品的研发和开拓力度，21H1公告已获得宁德、远景能源大额储能温控订单。

►原先主营业务为电网、通信侧温控的厂家，如同飞股份和高澜股份，均有成熟产品推出，但收入体量仍较小，其中高澜股份是特高压直流换流阀水冷设备龙头，21M8公司披露储能温控产品签约订单达1100万元。

目前英维克市占率最高，国内约56%。据英维克官方数据，2012年-2021年5月，英维克的储能温控产品在全球累计支撑了6GW/11GWh的电化学储能应用，在中国市场为1999MW。CNESA数据显示截至21Q3全球电化学储能累计装机规模16.35GW，中国为3.6GW，推算出英维克在全球储能温控市场市占率约37%，中国市占率约为56%。

液冷方案技术壁垒比风冷高，设计及安装难度加大。储能风冷空调安装简单，看重精密加工制造能力，而液冷系统在加装前需要对管路、风场和配水等做仿真模拟，竞争要素在于整体方案的设计和系统集成能力。对于不同储能集成商的不同项目，热管理方案差异较大，对于液冷主机供应商，其核心竞争要素在于定制化能力以及对散热方案的长期know-how积累。

►定制化能力：主要体现在下游应用场景多元，电网侧、发电侧、商用储能机柜等不同储能场景的环境温湿度、电池排布方式、运营年限不同，进而导致不同项目的产热模型和散热需求十分差异化，同时行业和国家层面还未出台一套标准化的规范或政策，需要供应商对差异化的客户需求进行快速响应。

►散热方案的长期know-how积累：以英维克的液冷全链条产品为例，液冷主机系统需达到的技术要求更高更复杂：1）节能设计：需自动依据末端负载变化，0~100%调节输出制冷量，匹配不均衡负载率。2）高可靠性：系统备份设计，避免单点故障；超压保护，自动补液，在线维护。3）智能监控：全方位监控液冷系统状态，采集数据；全方位漏液检测、水质监测、防凝露控制等。因此散热产品的生产并非一次成型，其工艺流程涉及多轮调试-检验-返修环节，工艺参数的调试很大程度影响产品品质，需长期的经验积累。

从产业链上看，储能热管理下游集中度较高。2021年全球和国内的储能电池企业份额均较集中，CR3分别达到49%/54%。因此能够获得大客户订单对于提升份额而言至关重要。热管理上游主要是压缩机、风机、液冷板、膨胀阀等金属部件，原材料成本受到大宗商品如铜、铝等的影响。海外储能市场发展较国内成熟，价格接受度更高，产品出海可助力提升毛利率。

液冷板：型式多样的定制化部件，市场格局寡头竞争

液冷板制造工艺多元，吹胀式多用于储能及商用车，钎焊式用于乘用车领域。液冷板是小批量多品种的电池热管理关键零部件，在制造前往往需要和客户联合开发设计，确认选型并与电池配套。按照制作工艺不同，主要包括吹胀式、钎焊式、口琴式等，其中吹胀式工艺生产成本低、生产效率高，适用于商用车及储能电池液冷系统，约为300元/套；钎焊式在密封性、重量、精度和散热能力上具备优势，在乘用车上应用较多，单价较高约为800-1000元/套。

液冷板产线和工艺非标，需要较深know-how积累。储能领域目前体量尚小，电池液冷板为非标品，不同厂商的储能电池排布方式受到应用场景、容量、地域等因素影响，液冷板的设计不尽相同，需要联合有技术经验的厂商共同开发。同时，液冷板往往需和电池系统一并集成，产线非标且产品高度定制化，不同工艺间不容易切换，下游客户会优先选择具备液冷板设计能力的厂商。

液冷板出厂前测试流程长，认证周期约12个月。液冷板可靠性要求高，出厂前需要对液冷板进行多方位测试，包括外观尺寸、抗压承重、密封性、耐腐蚀等性能测试。从小批量送样到大批量供货的出厂测试多且耗时长，认证周期长达12个月。同时，由于液冷板在储能系统散热方案中成本占比低，客户一旦认证完成不会轻易更换供应商。

目前电池液冷板仍然是寡头竞争的格局。2019-2021年，国内液冷板市场几乎被传统汽车热管理集成商三花智控、纳百川和银轮股份垄断，工艺上这三家只涉及乘用车用的钎焊工艺。在储能电池热管理领域，液冷板是新兴产品，目前市场参与者较少。松芝股份原先主营客车空调业务，21年松芝切入储能温控领域，其液冷温控系统中的液冷板以自制为主，采用的是吹胀工艺；飞荣达于2021年公告投资建设液冷板项目，目前还未量产。

投资建议

电化学储能市场成长确定性较强，带动储能热管理市场迎来高增长。目前储能热管理主流路线包括风冷和液冷，风冷凭借着结构简单成本低目前仍占据主要份额，我们预计未来随着储能电站往高功率和大容量方向发展，制冷效率更高、更安全且综合性价比更高的液冷方案将成为主流。我们认为储能热管理采用液冷方案类似于风机叶片往大型化或光伏电池从P型往N型迭代，本质上都是通过提高电站全生命周期运营效率进而提升项目IRR，是行业之大势所趋，液冷渗透率将随着头部企业技术转向而加快。综合来看，我们建议关注具备以下特征的厂商：

►可靠的热管理系统对于电站安全至关重要，下游客户会首先考虑拥有液冷项目背书的企业，因此推出过成熟的液冷产品的企业在获客方面具有先发优势。

►下游的储能电池厂商和集成商的格局较为集中，因此客户粘性高、口碑好、渠道广的企业将受益。

►目前储能热管理标准不统一，下游需求仍是定制化方案，能够按照客户需求快速响应、具备定制化能力的企业将受益。

►长期看，了解储能行业，对于储能不同应用场景有深刻理解的企业未来可能挖掘出一套标准化的热管理解决方案，取得领先地位。

文章来源

本文摘自：2022年4月12日已经发布的《储能热管理：乘储能东风，展液冷宏图》