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便携、房车与家庭储能研报与温度传感器

特普生科技 特普生科技 2022-10-27 12 184

一、基本科普

1、移动储能,在储能产业链的下游,属于用电端、终端用户。

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能行业产业链常见图一)

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能行业产业链常见图二)

2、移动储能,目前主要是电化学储能,特别是锂离子电池。

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能技术/新能原主要形式)

二、便捷、房车与家庭储能概述

1、移动储能

——“空间大、渗透率低,用户需求多样,有望超预期快速爆发”

空间大,预计至26年市场规模约3000亿元。便携储能主攻小容量与易携带领域,第一阶段增长动力来自于海外有需求无产品的空白填补、国内短途出游客群占比的快速提升;家庭储能主攻家庭应急,第一阶段增长动力来自于直接迭代不环保、有噪音、使用成本高的应急燃油发电设备;二者汇聚于便捷、低成本、安全的用电需求,产品形态多样,伴随技术进步有望超预期快速爆发。

2、便携储能

——“中国企业借助技术突破,再次弯道超车的典范”

由低毛利/低技术难度的充电宝转为高毛利/有技术壁垒的户外移动电源产品,由代工转品牌,由小容量转大容量,企业占据行业价值链不断增加。中国供应链企业借助技术进步,再次绕开海外线下渠道壁垒,在海外线上蓬勃发展,又反哺线下。

3、家庭储能

头部系统提供商格局清晰,目前依托下游安装商,日后有望打通产业链环节。前国内企业大多聚焦储能电池系统、依托国内光储供应链基础:

国内头部电池系统商有望逐步拓展下游,发展成为含集成与安装于一体的品牌企业,直达家庭用户;拥有丰富渠道资源的企业入局,共同推进更多标准化产品,在家庭应急和日常需求市场取得重大突破。

三、便捷、房车与家庭储能市场

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移动储能,按消费场景可分为三类:

 1、一般储能/便携储能:

①户外场景,为手机/电脑等供电,满足户外多样化便携需求;

②应急备灾等场景,可与太阳能电板构成小型发电系统,满足灾民用电需求。据中国化学与物理电源行业协会数据,预计至2026年市场规模有望达882亿人民币。

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2、房车储能:

铅酸电池储能系统相对成熟,已被成品房车大量使用;近几年趋势会加配折叠太阳能电池板,备用发电。根据恒州诚思数据,预计26年市场销售额4.37亿美元,房车储能有较大机会。

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3、家庭储能:

海外电价昂贵、电网稳定性有待提升。

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“便携储能市场:户外应用为主”

1.欧美需求空白快速填补,国内人群基数与需求量同增

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

便携储能,全球出货量快速增长,预计20-26年CAGR为57%;按照不同需求用途分为三类:

 1)户外活动市场,预计26年占比44%。其中户外休闲市场占80%,包括长途自驾、山野露营基地、越野探险等,主力市场是欧美;但是伴随中国户外客群快速壮大,中国市场发展潜力巨大;户外作业市场占20%,包括户外高空作业等;

 2)应急备灾,预计26年占比37%,主力市场为日本;

 3)其他市场占比19%,车载充电、DIY、电力缺乏地区的用电等。

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“便携储能市场:日本应急救灾市场不容小觑”


便携储能,由于其轻便等特点,其重要用途之一为应急救灾,主力市场为日本,日本21年出货量126万台,占应急救灾市场出货量63%。此外,在日本市场,21年应急救灾需求出货量占其总便携储能市场的87%。

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“房车出货量以欧美为主,国内快速发展”

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(房间用电介绍)

房车储能,主要分为铅酸电池(主导)和锂电池,铅酸电池份额占比97%。由于电池寿命影响,替换和改装占据主要市场,2020年市场份额约为76.8%;锂电池目前主要应用在后装市场。

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房车储能伴随房车出货量分布,目前以欧美市场为主。

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“海外空间大,应急发电痛点强”

根据QY Research,2020年全球便携式发电机市场规模约187亿,至2026年可达304亿,cagr7.2%。

目前海外用户用电痛点:①海外电网相对不如国内稳定,并且用电成本高;②为应对该问题,目前海外家庭普遍配备应急发电装置,缺点是成本高、噪音大,同时污染高。

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家庭储能优点:用电稳定+低成本,有政策补贴。

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“基于电化学储能,快速发展”

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· 家庭储能目前主要发展市场为欧洲


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· 家庭储能系统基础主要为电化学储能,根据CNESA2018年累计数据,电化学储能用户侧占主导地位,占比32.6%。

· 电化学储能会进一步分为锂离子电池和铅酸电池,其中锂离子电池占主导地位;根据2022年CNESA数据,锂离子电池占比88.8%,铅酸电池占比10%。


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· 据中研产业研究院发布:2020年家庭储能市场规模75亿美金;BNEF发布2020年家庭储能系统成本431美金/每度电,可估算20年家庭储能装机量约17.4GWh。根据全球家庭户数及对家庭储能平均容量需求(假设15kwh),可得理论市场空间至少在1000GWh以上,空间巨大。

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四、便捷、房车与家庭储能产业链拆解

1、移动储能市场

——供应链聚集中国

便携储能:

2020年便携储能产量中、美、日分别占91.9%、3.2%、2.1%;2020年全球便携储能出货量显示,华宝新能占比16.6%、正浩科技6.3%、Goal Zero5.6%、德兰明海5.3%、安克创新2.2%。

家庭储能:

据HIS统计,基于2019年出货量,特斯拉、LG化学、派能科技(自主品牌),占市场份额分别为15%、11%和8.5%,其中派能科技自主品牌+贴牌合计占12.2%。

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2、便携储能

——线上销售为主,亚马逊与独立站共舞

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

渠道:以线上销售为主,参考华宝新能销售情况,线上占比87%,其中以亚马逊为主导(21年收入占比52%),独立站重要补充,收入占比15%;

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价值链侧重品牌端,同样参考华宝新能,便携储能产品毛利率在50%左右,太阳能板毛利率40%左右。

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——产品以小容量为主,中大型逐步提升

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消费端:近几年的成本与技术逐步突破,大容量产品价格逐步适合消费端(适用更多场景与满足更多户外用电需求),占比快速提升。

品牌方:容量更高产品单价更高,毛利率空间更大。

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(典型容量使用场景对比)

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

▲ 华宝新能20-21年大容量产品销量快速提升,收入增长更快

——便携储能:亚马逊榜单产品对比

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——技术&生产分析

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

核心诉求1:低成本、安全。

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核心技术2:安全、能量均衡、自主搭配选择。

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▲ 便携储能核心技术需求

——便携储能:头部企业沿革&战略

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——管理层对比

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3、家庭储能

——线下为主,依赖安装商.3

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▲ 储能系统产业链示意图

产品端:除技术外,还考验对C端消费需求的把控能力,产品需贴合家庭具体情况

渠道端:下游安装商地位举足轻重。一方面是人力成本、线下销售渠道布局难等,终端销售需要安装商;其次是家储各家环境差异加大,消费者需要与安装商预沟通;下游安装商存在粘性:由于产品技术标准高,拉长客户导入和品牌信任建立周期,一旦建立信任,客户粘性就随之高。


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▲ 家庭储能系统下游安装商分布地区及情况介绍

以英国市场4.68kW家庭储能系统为例,总报价10000磅左右,安装费用占比25.73%:

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

——三元锂电池虽主导,磷酸铁锂快速增长

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

▲储能电池系统核心环节

2019年全球家用储能出货量中,三元锂电池占55%(主要来自特斯拉和LG化学),磷酸铁锂电池占比41%,其他锂电池占比 4%。2019年全球自主品牌家用储能产品出货量top3中,特斯拉采用圆柱锂电池,LG化学和派能科技均采用软包锂电池。


“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

*派能科技产品采用模块化设计,易安装和扩展,智能化电池管理系统可自动适配  5~1,500V 不同等级电气环境,灵活满足从家用 kWh 等级到电网 MWh  等级的储能需求,支持为各类场景提供“一站式”储能解决方案。派能科技产品与全球主流储能变流器品牌实现兼容对接,支持系统中任意模块的热替换和热扩容,可根据电池运行状态自动调整充放电功率,也可根据用户需求和使用策略自动设置系统参数。

五、与温度传感器

安全便捷为核心,  高容量是储能的发展趋势。不同品牌的便携、户储与房车储能产品容量差异不大,客户在产品间进行选择时, 安全是一切的基础,  便携式储能产品往往需要通过相关安全认证, 以确保公司产品质量稳定可靠;此外, 由于 产品的使用场景多为户外旅行场景,便捷为重要考量因素。此外,  在外观和智能化上具备 一定优势的产品能够拓展身份认同和认知度。

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能核心在于安全)

从储能产业链(参考本文上图),全面说说“储能用温度传感器”。

1.储能产业链上游用温度传感器

“我们温度传感器,要与锂电池的正极材料、负极材料、隔膜材料与电解液搭建良好的交流,以便我们双方,更从产业链全视角、全路径的把温度控制、测试问题,如何最高效、最稳定的考虑进去!”温度传感器台湾兴勤反馈说。

“电池本体的温度检测,温度传感器可以安装在电池间隙中,也安装在电池包带中。电池冷却介质的温度检测,温度传感器可以安装于冷却管里。BMS控制板的温度检测,温度传感器有一体方式、捆绑方式、紧挨方式等多种结构可以选择。”中日温度传感器代表久喜告诉我们。

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(温度传感器)

“对于锂电池下游的应用来说,锂电池在规定的工作温度范围内,才可能实现最佳的能源效率。温度传感器监测并控制电池温度,防止过热。有效延长电池使用寿命并增强安全性。为此,必须在多处测量电池温度,防止局部过热。这些测量电池温度的位置,往往有电池本体、冷却液、BMS板等等。”温度传感器特普生有说到。

“锂电池的正极材料、负极材料、隔膜材料与电解液是锂电池中游。温度传感器,主要用在锂电池的下游生产商、应用领域。譬如宁德市代、亿纬锂能,他们的电池、储能等等必须用到温度传感器,应用领域生产商也是温度传感器公司的客户,譬如小鹏汽车、特斯拉汽车,汽车上的电控、电机也用到温度传感器。”

2.储能产业链中下游用温度传感器

发电端、电网端、用电端(譬如便携、户储与房车储能系统)等储能下游,都必须用到温度传感器。

本文落地于“便携、户储与房车储能用温度传感”这个主题。便携、户储与房车储能系统由电池组、 消防、温控、  PCS、  EMS、  BMS构成。储能设备主要由电池组、储能逆变器( PCS)、能量管理系统( EMS)、电池管理系统( BMS)构成。

电池组为最主要的构成部分,其主体由电芯构成。电池组中涵盖其他辅助系统包括温控(散热),消防。储能逆变器为必不可少的重要组成部分,负责直流交流转化,是电站并网运行的必备条件。EMS、   BMS主要集中于系统软件层面,由储能投资商负责设计, EMS负责数据采集、能量调度;BMS负责电池监控、管理,保证充放均匀稳定。

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

便携、户储与房车等储能,主要用到CCS隔离板温度管理、BMS系统温度管理、储能冷却(风冷/液冷)系统温度管理、储能消防系统温度管理。

“拥有BMS配套+线束加工优势的我们,为便携、户储与房车等储能管理,做性价比高的温度管理方案。方案为BMS提供锂/氢电池本体、电池冷却介质与BMS控制板的温度管理,也为储能CCS隔离板提供温度管理,即CCS隔离板温度管理、BMS系统温度管理、储能冷却(风冷/液冷)系统温度管理!”——温度传感器专家特普生曾总告诉温度床传感器研究院说。

“目前,市场反馈的传感器失效模式为两种:防水与耐压情况不佳。防水是指吸潮后传感器阻值下降,主要为潮气影响;耐压则是传感器绝缘层被击穿。为妥善解决传感器失效模式,特普生传感器针完全胜任。一是针对潮气影响,特普生传感器在保持耐温175度的条件下、耐水煮168小时。打破行业48小时极限;二在绝缘度问题上,特普生传感器可长期耐压5VDC,远高于行业3500VDC的标准要求。”

A.储能CCS隔离板温度管理

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(特普生户储CCS隔离板)

“我们为电池包、电池模组、电池族、储能箱公司,也为BMS产品,提供定制化的储能CCS隔离板。譬如支架,可以选择注塑或吸塑隔离板+线槽;采集组件,可以选择线束、FPC、PCB或FFC;温感采集线,可以选择环氧头、OT端子、镍端子(都含NTC);铝巴当然是含铝量达到99.6%的1060铝板。连接方式,可以选择打胶、打螺丝、超声焊或激光焊”。

储能CCS隔离板,在锂离子电池系统中实现以下主要功能:通过铜铝巴实现电芯的串并联,输出电流。采集电芯电压。采集电芯温度。提供均衡和补电通道。

储能CCS开发上,有CCS 拼板解决方案。CCS 拼板解决方案的优势是“在不增加模具的情况下兼容各种电芯串并数及不同输出极出线方向”。

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(储能CCS 拼板解决方案)

储能CCS开发上,也有CCS 热压解决方案。CCS 热压解决方案的优势是“ 通过PET膜高温高压成型工艺,  完成CCS的制造,而且产品更为轻薄”。

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(储能CCS 热压解决方案)

储能CCS开发上,还有CCS 吸塑隔离板解决方案。CCS 吸塑隔离板解决方案的优势是“PC片高精度真空成型工艺;产品更为轻薄;零部件固定工艺”。

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能CCS 吸塑隔离板解决方案)

B.BMS系统温度管理

“用于动力电池模组电芯的电压和温度采样,采集数据通过数据采集模块汇总、分析再传输给给电池管理系统主控制器模块,主控模块对数据进行分析和处理后,发出对应的程序控制和变更指令,做出均衡措施。适用于纯电动、混合动力乘用车、物流、客车、特种车等车型及48V动力系统  。它具有组装工时短、小型化、轻量化、薄形化、可挠性、弯折性好等特点。”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(电池BMS温度传感器)

“也有一些客户需求电池芯内温度采集线束。这时,NTC温度传感器特别适合用于电池内芯与芯之间。最小直径尺寸可以做到0.7mm ,最薄可以做到0.6mm。 柔性化,可弯曲,便于安装。”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(电池芯内温度采集线束)

“固定片NTC温度传感器主要用于电池PACK模组。它采用单端玻封NTC热敏电阻,外围用环氧树脂+外壳封装,热敏电阻和导线的焊接点完全密封在树脂涂层里面,具有良好的防水性及密封性。环氧树脂封装温度传感器将高精度、高可靠的NTC热敏电阻与PVC或Teflon导线连接,用绝缘、导热、防水、防潮材料封装成所需形状,便于安装与远距离测控温。通过测量NTC热敏电阻的电阻值来确定相应的温度,从而达到了检测和控制产品温度的目的。”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(电池外围温度采集线束)

C.储能冷却(风冷/液冷)系统温度管理

“储能风冷或液冷,这些冷却温度管理,要采用单端玻璃封装热敏电阻,精度高、可靠性好。譬如双85测试1000小时,耐水煮测试1000小时。采用特殊的内部结构,正常使用寿命10年以上。”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能冷却(风冷/液冷)温度传感器)

D.储能消防系统温度管理

“我们,发现储能消防系统温度管理,这套传感器,特别适合用于储能消防用。最小直径尺寸可以做到:0.7mm。响应速度最快可达1.5S(液体介质)。温湿度模块、温度气体模块等,也可以无线化数据传输。”

“便携、房车与家庭储能研报与温度传感器”

(储能消防温度传感器)

上面这些内容,详细研究了便携、家庭与房车储能的温度管理方案,实际上就是解读了家庭及工商业储能温度传感器、移动/便携储能温度传感器。

“电网级大型储能、通信储能”的温度传感器,具体方案虽然不同,但是,异曲同工。

在电池储能系统中,实现降低火灾风险最为行之有效的办法就是在电池组的电路中加入对电池温度、电流、电压的感知系统。温度上升10℃,电芯的循环寿命下降了近50%,CCS集成盖板母排,以温度采集和电压采集线束形式,将温度传感器直接焊接在动力电池的电芯上检测温度。

特普生主营温度传感器NTC热敏电阻传感器模块及一体化解决方案,特普生拥有发明专利5项,实用新型27项,保留不公开技术2项,是国内唯一拥有全尺寸全自动单端玻封机、单端热敏电阻测试机的具有芯片设计能力的源头实业,特普生温度传感器,特别好的温度传感器。

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