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储能温控液冷方案是未来趋势?

特普生科技 特普生科技 2023-03-04 13 899

储能电池系统稳定、高效运行与温控系统密切相关,目前主流路线包括风冷和液冷方案,其中风冷方案较为多见。随着未来储能电站带电量持续增加,液冷方案凭借制冷效率高、能耗低等优势,占比将快速提升,也得到温控方案供应商和众多下游集成商的认可。

此外,单GWh液冷方案价值量约0.8-1亿元,其中的液冷主机约0.5亿元,价值量较高。前参与的企业包括数据中心温控设备企业、工业冷却设备企业、汽车零部件企业等,未来在液冷和户外应用领域有积累的企业,可能获得领先优势。

一、储能温控行业介绍

储能电池系统电池容量和功率大,高功率密度对散热要求较高,同时储能系统内部容易产生电池产热和温度分布不均匀等问题,因而温度控制对于电池系统寿命、安全性极为重要。目前通信基站、新能源电站的温控设备主要采用风冷或液冷方案,单GWh风冷、液冷方案价值量约0.3、0.8-1亿元,液冷方案中的液冷主机约0.5亿元,价值量较高。

储能系统中温控设备的作用

储能电池系统电池容量和功率大,高功率密度对散热要求较高,同时储能系统内部容易产生电池产热和温度分布不均匀等问题,因而温度控制对于电池系统寿命、安全性极为重要

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主流的方案包括风冷和液冷

储能温控系统技术路线目前主要是风冷(采用空气介质)、液冷(液体介质)。目前储能行业中以风冷方案为主,方案提供商主要是原先数据中心温控的企业,主要系行业目前装机较多的是通信基站、小型地面电站等功率密度相对较低的项目,风冷方案的制冷效率可以满足。

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储能电池系统中的液冷方案价值量较高

液冷系统主要包括水冷板、水冷管、水冷系统、换热风机等,且容量越大相应的设备、需求也更大,如水泵、散热要求等。而风冷系统结构比较简单。据反馈,目前整套液冷系统方案价值量约0.8-1亿元/GWh,其中水冷主机系统占比最高,一般约0.5亿元/GWh左右;风冷系统方案价值量约0.3亿元/GWh。

温控系统市场空间

假设2025年全球储能需求约为200GWh,若全部采用液冷方案,预计2025年储能温控系统市场空间将达到160-200亿元,其中液冷主机系统的市场空间约100亿元。

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二、液冷方案是未来趋势


目前风冷方案占比较高,可能主要系通信基站等应用领域推广更快,通信基站中的储能系统功率密度相对较低,因此大量在数据中心温控领域采用的风冷方案应用到该领域。未来,随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的需求起来,据产业一致反馈,液冷方案占比将快速提升
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风冷系统方案介绍

风冷系统是以空气为冷却介质,利用对流换热降低电池温度的一种冷却方式。在储能领域主要应用在通信基站、小型地面电站等功率密度相对较小的领域。目前风冷系统主要的优化因素在:风速、电池分布、空气流向。

优点:结构简单、易维护及成本低;

缺点:空气的比热容低,导热系数也很低,这使得风冷通常应用于产热率比较低的场合。

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液冷方案是未来趋势

未来随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的需求起来,据产业一致反馈,液冷方案占比将快速提升,目前宁德时代正在推广户外液冷电柜。其优势主要是靠近热源、温度均匀、能耗低,同时也比风冷更适合户外的环境。

根据其官方文件介绍该产品可实现储能的长期高可靠性和高稳定性,同时使得储能电站的占地面积减少35%,并可不停机分区维护,实现灵活运维。同时阳光电源、比亚迪等厂商也纷纷推出液冷电柜产品,用于户外储能系统。户外液冷电柜可广泛应用于光伏储能、风电储能、电网储能、商业储能等多种储能场景。

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三、在液冷领域有积累的企业,可能取得领先优势


储能温控领域目前参与者主要包括数据中心温控设备企业(风冷为主)、工业冷却设备企业(液冷为主)、汽车零部件企业、部分液冷设备零部件供应商。

液冷设备结构较风冷设备更为复杂,同时对于产品品质(不能漏水等)、温度控制程序的设计等要求也更高,预计未来在液冷和户外应用领域有积累的企业,可能获得领先。

储能温控领域目前参与者主要包括三类:

第一类,数据中心温控设备企业。

英维克、申菱环境等,由于集装箱储能和集装箱数据中心比较类似,这类企业通过原有的风冷方案切入,同时在液冷技术有积累;

第二类,工业冷却设备企业。

如同飞股份(数控装备、电力电子装置液冷)、高澜股份(电力设备液冷),这类企业在液冷和户外应用领域均有较深积累;

第三类,汽车零部件供应商。

液冷设备结构较风冷设备更为复杂,同时对于产品品质、温度控制程序的设计等要求也更高,预计未来在液冷和户外应用领域有积累的企业,可能获得领先。

四、储能温控与温度传感器

1、温度传感器在储能温控上的应用

“温度传感器在储能应用,主要有家庭及工商业储能、通信储能、电网级箱式储能。我们目前还没介入这块业务。”华工高理告诉温度传感器研究员,“这块业务单体需求量少,无法满足我们规模化的要求。

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(特普生箱式储能CCS-螺丝固定方案)

“我们特普生温度传感器,用在家庭及工商业储能、通信储能、电网级箱式储能的比较多。”特普生说,“我们2022年推出来储能CCS电池模组温度/电压采集方案,用家庭/工商业储能CCS、通信储能CCS、箱式储能CCS来解决对应不同储能温度采集问题。CCS(Cells Contacting System), 即线束板集成件、采集集成件、总成或线束隔离板。储能CCS,安装在电池包上,形成一套电池模组。

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(特普生家庭/工商业储能CCS-FPC方案)

“我们储能CCS,通过铜铝巴,实现电芯串并联,输出电流;采集电芯电压;采集电芯温度。我们有螺丝固定方案、激光焊接方案、超声焊接方案、FPC方案。”

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(特普生通信储能CCS-激光焊接方案)

2、温度传感器在储能销售渠道上的应用

温度传感器公司的销售团队,要判断自己的产品优势,符不符合电网级储能客户,也要判断有没有团队深耕细作于电网、电网级储能产业,如果有,那就搭建“电网行业温度传感器销售小组”,拓展涉足发电端、输电端、配电端的产品厂家,很多产品用得上温度传感器。也要深耕电网级储能行业,另外,储能温控厂家也是温度传感器的重要目标客户!

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(储能温控产业链)

多方势力逐鹿储能温控市场。大致将目前储能温控市场的参与 者分为数据中心温控厂商、工业领域温控厂商以及车用热管理厂商三大类。

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(储能温控市场)

最后,需要特别提醒的是,为电网级储能提供温控设备与方案的公司,也是温度传感器的客户!

特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

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