（报告出品方：光大证券）

1、重要性：保障系统安全、提升系统寿命

1.1、温控系统是储能安全的重要保障

随着储能电站装机规模的增加，安全问题成了当前储能大规模推广和应用的核心制约因素。根据中关村储能产业技术联盟统计，不包括户用场景的情况下，从年到年3月，全球储能安全事故超过70起；其中，仅年第一季度，就发生了17起。随着全球范围内储能装机规模的迅速上升，储能安全事故出现的频率也大幅提升。锂电池热失控是影响储能电站安全运行的主要原因。热失控是指当锂电池遭遇机械滥用、电滥用和热滥用时，电池材料受到破坏产生异常发热，热量不断聚集并最终造成电池内部温升不可控的现象。根据我们的不完全统计，大多数储能安全事故发生在充电中或充电休止后，此时电池电压较高，电池活性较大，并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高形成内短路，因此容易造成火灾事故。

温度控制是避免锂电池热失控的重要因素。合理高效的热管理系统是解决热失控问题的重要方法。可以通过对锂电池状态的实时检测，依靠热管理装置将电芯控制在合理的温度，从而避免热失控现象发生。在储能系统中，一般由电池管理系统（BMS）实时监测电池数据并调整热管理策略，而温控系统在接收相关信号后通过调节设备参数，使储能系统内部温度保持动态稳定，从而保证电池组的安全运行。

1.2、温控系统可以助力储能系统性能提升

温度是影响电池性能的重要因素。温度对锂电池有着较大的影响，一方面锂电池的容量和寿命会随着温度的变化而变化，另一方面高温会使电池的内部材料发生分解，从而影响锂电池的稳定性。综合考虑锂电池的高效性和安全性，目前普遍认为锂电池的最佳温度区间为10~35℃。

在大型储能系统中，温差控制与系统寿命密不可分。以海辰储能的3.44MWh的储能集装箱系统为例，其使用了10PS的电芯串并联方案，即整个集装箱中包含0节Ah的电芯。在运行过程中，各个电芯之间会出现一定的温度差异，进而使得电芯的性能出现差异：在串联电路中，会造成串联容量失配；在并联电路中，会造成电池簇间“充电充不满、放电放不尽”的现象。长期如此，会影响到整个系统的效率与循环寿命。这就要求尽可能的保证单体电芯之间的温度差距，一般要求各单体电池之间的温差不超过5℃。因此，温控系统在整个储能系统中的作用至关重要。

2、行业趋势：风冷为主，液冷占比快速提升

2.1、各类方式对比：散热效率和系统温差是核心

风冷系统是当前主要的储能温控形式，但散热效率低、占地面积大且易导致电池温度分布不均。风冷系统将低温空气送入系统内部，通过热对流和热传导两种传热方式带走电池产生的热量，从而达到降温冷却的目的。风冷系统具有造价低、安装简单等优点，但空气比热较小，随着锂电池产热量的增加，风冷系统占地面积也将不断增加。同时，大多集装箱风冷系统采用单风道结构，这导致靠近进风口的电池温度偏低，较远处的电池温度偏高，从而导致温度分布不均匀的问题。液冷系统散热效率高，电池簇间温差小，可以提升电池寿命和全生命周期经济性。根据接触方式的不同，可以将液冷分为直接接触和间接接触两种，直接接触是将电池包放置于冷却液中，这种方式易发生泄露，危险性较高，所以一般采用间接接触的方式，即冷却液流经液冷板，液冷板与电池包直接接触换热，从而控制电池的温度。冷却液比热容较高，且通过流道设置和流量调节可以进一步提升散热效率。同时，液冷回路一般采用并联回路，这可以减少电池包之间的温差，提升系统寿命。

相变材料和热管冷却仍处于在研阶段，成本和稳定性是影响其投产的重要原因。相变材料冷却是使电池单体直接接触相变材料，利用其相变过程吸收热量实现对锂离子电池的冷却。相变材料冷却可以明显提升储能系统温度分布的均匀性，但其价格较高，且当相变材料吸热时，其体积变化明显，容易对储能系统的工作性能产生影响。热管是一种利用介质在吸热端的蒸发带走热量，再在放热端通过冷凝的方式将热量传递到外界的装置，这一冷却技术已相对成熟，但其成本较高，在手机等电子设备上使用较多，应用于储能系统上性价比低。

2.2、发展趋势：液冷方案渗透率快速提升

2.2.1、液冷方案的性能与下游需求更加适配

储能项目整体规模的增加以及“大电芯”的趋势，对温控系统散热效率与温差控制提出了更高的需求。首先，是项目整体规模的变大：根据储能与电力市场不完全统计，国内已规划启动的单体GWh级储能项目已有9个。以单颗电芯Ah、3.2V匡算，一个1GWh的储能电站将包含超过万颗电芯。这就要求温控系统有更高的散热效率以及更好的温差控制能力。其次，是单体电芯容量的变大：年电站储能中最常见的电芯容量为Ah，进入年之后，各大厂商又陆续推出了超过Ah的电芯产品，其中，亿纬锂能甚至推出了Ah的储能专用电芯。这就要求温控系统有更高的散热效率。无论是电芯单体层面容量的变大、还是储能项目整体规模的变大，都对温控系统的性能提出了更高的要求，在这种情况下，散热效率更高、温差控制更优的液冷方案更受青睐。

2.2.2、液冷方案对系统经济性的提升明显

需求方对于储能系统经济性有了更高的要求。此前，中国储能市场是由政策强制配储驱动的，储能设施更多的作为风光建设的“路条”，很多储能装置并不投入到实际的使用中，或者实际调用次数很少，使得需求方对于储能系统的寿命不会过多

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