吴憨子：一文读懂千亿储能市场，国产温度传感器机遇何在？

一、储能迎历史机遇，温控保驾护航温控提高电池安全性，解决储能后顾之忧 在新型电力系统中，从供给侧看，新能源逐渐成为装机和电量主体；从需求侧看，终端能源消费高度电气化、电力“产消者”大量涌现。从整体系统看，电力系统运行机理发生深刻变化：由于新能源发电具有随机性、波动性，无法通过调节自身出力适应用户侧需求变化，传统的“源随荷动”模式将不再适用于新型电力系统，必须通过储能等措施，依靠源网荷储协调互动，实现电力供需动态平衡。

全球电化学储能高速增长。2021 年全球累计装机量为 24.4GW，为 2017 年的 8.4 倍；2021 年全球新增装机量为10.2GW/yoy+117%，高增长态势仍在持续。

锂电池安全性、容量衰减受温度影响较大。锂电池最佳温度区间为 10-35℃，过度的高低温均会对锂电池寿命、安全性产生影响。持续的高温环境下，锂电池内部的 SEI 膜首先分解，随后负极材料与电解液产生反应、隔膜熔融，最终正极材料及电解液发生分解。 电池的这些变化会导致锂离子通道发生闭塞，引起正负极直接接触、短路，从而放出大量热。 此外，这些材料分解的过程中还会产生大量气体和热量，电池内部压力迅速增加，从而发生如电池鼓包、破裂、泄压阀破裂、铝箔熔化等热失控现象。热失控一旦发生，电池内部温差可达520℃，对安全性带来严峻挑战。 ——高温会导致电池内阻增加、活性材料和有效锂离子流失，进而降低电池容量。而在低温环境下，电池负极会析锂形成锂枝晶，严重时刺穿 SEI 膜，影响安全性。 ——低温会导致电解液凝固，阻抗增加，进而降低电池容量，磷酸铁锂电池容量保持率在 0 ℃下为60%-70%，在−20 ℃时降低至 20%-40%。 （资料来源：《锂离子电池低温特性研究进展》） 除温度外，电池间温差亦会对电池性能产生影响。电池使用过程中，负荷变化会引起电流波动起伏，进而引起电池组生热不均匀。电池组往复使用后，各单体电池的老化程度会有所不同，导致木桶效应。为达到电池一致性要求，单体电池温差需小于 5℃。

温控保障锂电在最佳温度区间工作，降低电池间温差，重要性凸显。通过应用温控系统，储能电池可在 10-35℃最佳温度区间工作，且电芯间温差可控制在 5℃以内，可最大程度避免热失控、容量衰减。 相较电动汽车，储能系统由更多电池单体连结而成，故发生热失控概率更高，对安全防护提出更高要求。根据清华大学车辆与运载学院，电池热失效概率为 1-（1-P）n，P 为单体电池热失效概率，n 为电池数量。 对于动力/储能电池，P 约为 10-7，假设电动汽车单车含100 节电池，储能电站含 100000 节，则根据公式，二者发生热失控概率分别为 10-5、10-2，储能电站发生热失控概率达 1/100 量级，对热管理提出更高要求。

高倍率、长时间充放电增大放热量，温控重要性愈发显著。电化学储能包括能量型与倍率型储能，前者需满足长时间放电需求，主要应用于能量时移；后者则需具备瞬时高功率输出能力，主要用于电力系统调频。 现阶段，风光发电占比不断提升，电力系统对调峰、调频均有更高需求。因此，能量型储能愈发长时化，倍率型储能需具备更高功率。在相同温度下，储能功率越高、放电时间越久，其储能系统放热量越高。因此，在长时储能、高倍率储能应用增多的背景下，储能温控重要性愈发显著。 风冷主导存量市场，液冷加速渗透储能温控主要包括风冷、液冷、热管冷却、相变冷却等技术。 其中，风冷系统结构简单、可靠性高、寿命长、成本低、易于实现，是目前国内主流技术路径。液冷系统散热效率高、散热速度快，在高倍率、高容量场景下优势凸显，故全球储能系统正呈现液冷加速渗透，取代风冷的趋势。 相变冷却与热管冷却目前实际应用较少，尚处于实验室阶段，故本文主讨论风冷、液冷技术趋势。

▲20℃条件下放热量与放电功率的关系；1℃条件下放热量与放电时间的关系 综合来看，良好的温度控制可有效减缓电池容量衰减、防止电池热失控，对电化学储能当前两个最大的痛点，即度电成本与安全性，均有积极作用，重要性凸显。未来，高容量、高倍率储能应用增多，将对温控提出更高要求，其应用必要性将愈发突出。

▲储能温控技术分类

▲温控技术对比 液冷能耗低、电池寿命长，具更低 LCOE，正加速渗透。为达到相同电池平均温度，风冷需比液冷高 2-3 倍能耗，而相同功耗下电池包的最高温度，风冷比液冷要高 3-5 摄氏度。（根据埃泰斯新能源实验） 此外，根据阳光电源，其液冷系统可更好地控制电池间温差，从而解决电池一致性问题，其液冷储能可将系统寿命延长 2 年以上。综合说，液冷具有更高的散热效率与散热速度，并且可以更好的控制电池间温差，因此，其能耗更低、系统寿命更长，从而协助储能系统降低全生命周期成本。

▲液冷温控电池一致性更佳 液冷加速渗透趋势明显。目前，国内主流系统集成商均已推出液冷系统解决方案，印证其日益旺盛的需求。此外，国内部分项目在招标时指定储能系统需配备液冷温控，如淮北皖能储能电站一期、宁夏穆和储能电站等。

目前，国内储能以风冷为主，而美国等成熟市场有较高比例液冷应用。美国储能已形成自发性需求，利用率高，运营商更多考虑安全性、全生命周期成本。未来，随着全球储能利用率提升，液冷将加速渗透。 【储能温控产业链】上游：各种核心部件，包括风冷核心部件和液冷核心部件；压缩机上市企业包括四川长虹、长虹华意等，换热器企业包括三花智控、双良节能等，液冷板企业包括东山精密、盾安环境等； 中游：风冷系统和液冷方案；企业主要为英维克、申菱环境、同飞股份、高澜股份、松芝股份、奥特佳、宁德时代、海亮股份、龙源电力、亿纬锂能、巨化股份、三花智控、当升科技、中鼎股份、安克创新、盾安环境等。 下游：储能电池厂商、储能系统集成厂商。

上游分析1.压缩机 空气压缩机作为一种重要的动力提供设备，广泛应用于各个工业领域。随着我国持续加大推动工业化转型升级力度，工业快速发展的前进势头仍将持续，压缩机将得到进一步发展。 近年来，中国空气压缩机市场规模保持增长趋势，从2016年的491.7亿元增长至2020年的583.4亿元，年均复合增长率为4.4%。未来我国空气压缩机市场规模平均增速可保持在3%左右，预计2022年市场规模将达到627.7亿元。

2.换热器 随着节能意识逐渐深入各个行业，换热器市场潜力巨大，部分换热器生产企业纷纷加大换热器产品布局，提升生产能力。 数据显示，我国换热器行业市场规模由2019年的1168亿元增至2021年的1426亿元，年均复合增长率10.5%。预计2022年换热器行业市场规模将达1779亿元。

3.重点企业分析

中游分析1.市场规模 在“双碳”战略下，储能产业热度持续高涨，多项政策支持储能产业发展。在政策降本增效要求驱动下，储能温控全市场价值量有望持续提升。

预计2021年储能温控行业市场规模约为24.7亿元（包括出口），2022-2025年中国储能温控市场规模将从46.6亿元增长至164.6亿元，CAGR为52.3%，未来行业空间较为广阔。 2.市场结构 常见的温控方案主要为气冷（小功率、小项目）与液冷（大功率、大项目）两种，后者由于液体高冷却均匀性、高比热容、和高导热系数，从而更适用于大型集装箱集群储能系统，但系统复杂、技术要求高，具备更高的进入壁垒。目前液冷占比较少，2021年约为12.1%。

3.液冷温控（1）市场规模 液冷则拥有散热效果好，冷却速度快且占用空间小等优点。目前，各大电池厂已纷纷布局液冷产品。预计液冷2021年体量约在3亿元左右，2025年市场规模将达74.1亿元，体量将是2021年的24.7倍之多。

（2）渗透率 未来随着充放电倍率的提升、中高功率储能产品的普及，液冷技术的渗透率也将逐渐提升，液冷温控渗透率有望由2021年的12%提升至2025年的45%。

4.重点企业分析 目前，储能温控行业处于发展初期，行业壁垒较高，市场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）、汽车零部件企业三类企业，已初步形成以英维克、申菱环境、高澜股份为行业龙头企业的市场竞争格局。

5.企业热力分布图

下游分析1.储能电池厂商 电化学储能的实现靠储能电池实现，储能电池是将化学能转化为电能的装置。2018—2020年，我国储能电池行业发电侧装机量不断增长，由28.1%提升至60.2%，而用户侧的装机份额呈现下降趋势，2020年用户侧储能电池装机占比仅为2%。

预计2022年发电侧装机份额将达72.0%，电网侧装机份额将达27.4%，用户侧装机份额将达0.6%。 2.储能系统集成商 储能系统竞争格局未定，电池厂、逆变器厂商、电站厂商均进入储能系统竞争。国内装机规模排名靠前的储能系统集成商中，除阳光电源和海博思创外，主要是来自电力行业的企业。

二、储能温控产业链及相关概念股 储能温控系统为储能电池提供热管理服务，通过接收来自BMS提供的电池控制信息，以维持电池工作温度在合理范围内（10-35℃），实现储能系统的稳定工作，价值量占储能系统集成的3%-4%。储能温控在储能系统中不可或缺，若温度控制失当，过高或过低的温度刺激均可能造成容量与寿命衰减，严重时可能导致短路并引发安全事故，今年以来全球已发生多起储能系统起火的情况。 目前储能温控系统的技术路线可分为四类：（1）空气冷却，以空气为介质，通过空气对流实现热交换； （2）液体冷却，以液体为冷却介质，既可以通过液体与电池直接接触换热（直接接触型），也可以通过冷却管中液体流动换热（间接接触型）； （3）热管冷却，利用压差及多孔材料的毛细力实现非重力方向的热传导； （4）相变冷却，通过无机或有机相变材料，在温度不变的情况下通过物理状态的改变来实现放热或吸热。 目前来看，空气冷却方案较为成熟，凭借较低的投资成本、简单的结构以及安装的便捷性占据主流地位；液冷方案与空气冷却相比制冷效率更高，冷却均匀性更好，散热效果更佳；热管与相变技术尚未实现工业化，仍处于实验室阶段，不够成熟。 将储能重要应用场景分为新能源发电配储、电力辅助服务以及基站配储三方面，测算2025年储能温控需求超百亿，对应2021-2025年CAGR达65%。 目前储能温控行业仍处于行业发展初期，但其较为广阔的空间以及高成长性吸引了多方企业的入局。 目前储能温控的参与者可以大致分为三类：（1）传统工业温控企业，凭借在水冷设备中的技术积累，切入储能温控壁垒较低，技术同源，代表企业为同飞股份、高澜股份； （2）精密温控企业，在数据中心温度控制方面经验丰富，集装箱储能与数据中心温控相似性较高，有望实现技术外延，代表企业有英维克、申菱环境； （3）汽车电池热管理企业，锂电池温控技术与经验积累丰富，代表企业松芝股份、奥特佳。综上可以看到，目前储能温控市场的参与者大多为具有相似技术企业，这些企业进入壁垒较低，有望取得先发优势，共同推动行业的高速发展。 三、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。

▲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。

▲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。”

▲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！

（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。

（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！

作者简介

吴憨子：传感器应用营销老师。投资及担任森霸传感、特普生传感应用营销顾问，欢迎交流传感器应用与投融资，微信：mckinsin

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审核编辑黄宇