液冷方案在保证储能系统和数据中心安全、降低能耗、提高散热效率等方面综合优势显著逐渐发展成为增量储能、数据中心场景下的主流温控技术液冷连接器作为液冷系统关键点对液冷系统性能至关重要。

一、顺应储能系统安全需求及降本趋势液冷渗透率有望快速提升

新型储能中电化学储能更加适合大规模应用于各类储能场景成为目前应用范围最为主要的新型储能方式且在目前主流的电池种类中锂离子电池凭借其成本优势是目前最主要的电化学储能方式。

锂电池对运行温度要求严苛最佳工作温度助于锂电池提效增寿。液冷方式可实现精准控温实现全生命周期成本下降。相比于目前应用最为广泛的风冷系统液冷系统在电芯寿命、运行能耗以及固定开支端具备显著优势可以有效降低储能系统的全生命周期成本。

电芯寿命传统风冷在面对产热量高的电池组时会出现散热不均的现象从而导致电池间容量衰减率不同影响电池寿命。液冷散热通过冷却液对流换热降低电池温度其导热率高散热更为均匀适用于储能系统长时工作。

运行能耗风冷系统通过冷却空气间接冷却电芯当进口温度较高时风冷系统的风机耗能急剧增大总能耗较高而液冷方案只需较低的流量便可满足控温要求。冷却工质进口温度同为295K时风冷系统最低能耗为水冷的6.66倍。

固定开支液冷不需要预留散热通道将大幅节约大型储能项目的占地面积。

二、液冷储能系统只有风冷和液冷进入大规模应用

温控为储能系统中必备环节对储能系统的稳定运行有重要意义。

在储能系统应用的温控方案中目前只有风冷和液冷进入大规模应用。

从应用场景上看低功率的储能电池温控仍以风冷为主中高功率等级的储能集装箱主要以液冷为主海外储能项目液冷方案比例占比较高。

需求端看储能系统更大容量、更多场景的发展方向对热管理的要求越来越高。

液冷方案采用水、乙醇、硅油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进行散热。

液冷方案在保证储能系统安全、散热效率等方面综合优势显著其性能与之更匹配因此液冷方案逐渐发展成为增量储能场景下的主流。

储能液冷系统的核心为冷水机和液冷板。其中冷水机包括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器和水泵等部件冷水机生产商包括英维克、同飞股份等液冷板是将上游的铜和铝等原材料进行加工成相应的板材液冷板的生产工艺分为钎焊、吹胀、压铸、冲压、搅拌摩擦焊等液冷板生产商包括银轮股份、三花智控、飞荣达、科创新源等。#储能#

近年来各大厂商包括特斯拉、宁德时代、比亚迪、阳光电源、远景能源、亿纬锂能、海博思创、正泰新能源和科陆电子等厂商也在液冷储能系统领域陆续布局。

当前液冷技术在发电侧/电网侧新增大储项目中占比迅速提升宁夏电投宁东基地100MW/200MWh共享储能电站示范项目、甘肃临泽100MW/400MWh共享储能电站项目等都将使用液冷温控技术。

储能液冷有望成为中长期主要的发展趋势。根据 GGII 测算2025 年液冷在储能温控市场中占比有望达 45%。

数据中心方面来看在政府传统客户之外互联网和运营商等商业客户从经济角度开始产生需求。当前大规模、密集的算力堆砌意味着散热对液冷解决方案存在越来越强的依赖。

数据中心叠加储能两大核心应用场景驱动液冷技术量价齐升液冷时代正在加速到来行业空间广阔。

三、储能液冷连接器作为储能液冷系统的纽带具备较高技术设计壁垒

储能液冷系统基本组成包括流体连接器、液冷板、液冷机组加热器选配、液冷管路包括温度传感器、阀门、高低压线束、冷却液等。

液冷管路主要用于连接液冷源与设备之间、设备与设备之间、设备与其他管理之间的过渡软/硬管连接。与传统连接器相比液冷连接器需要融合结构、流体动力学、材料化学、阀门四个技术学科在液体冷却应用中至关重要。

储能液冷连接器的技术壁垒

流道设计能力在流道设计中流阻越大、散热效果更好故流道设计和建模分析的能力需求强。

材料研发能力需要通过材料的选择和研发来实现产品各项核心指标的要求如密封性、对于液体的耐受力、对于不同温度下的尺寸稳定性等。

结构优化能力结构设计中主要涉及锁紧机构和密封圈的设计锁紧方式能不能选择最优保证整个零部件的生命周期时长而不轻易失效其次在注塑时保障达到所需的精度要求、圆度要求也有较高难度。

目前液冷电接头领域国内只有两家企业有大批量量产经验分别为正北连接和中航光电中航光电主要给军工供货剩余的为第二梯队和第三梯队。

四、储能液冷连接器产业迎来发展机遇市场空间巨大

储能发展至今已有十余年虽然已不属于新兴技术但是储能产业仍处于起步阶段。早期储能产业受制于市场发展速度较慢因此对于液冷温控连接器需求量较少商业模式具有不确定性

但随着新的储能应用场景不断出现新型储能产业呈现出势不可挡的趋势。作为储能系统里面的关键零部件储能连接器的市场容量出现大幅提升涉足储能领域的国内连接器企业如雨后春笋般迅速增长连接器行业降本增效效果显著对于国内储能连接器企业而言是一个重大的发展机遇。

储能领域连接器产品市场空间测算

核心假设

理想场景下2023年—2025年电化学储能装机量为32.7GWh58.86GWh94.18GWh

目前电化学储能电站使用磷酸铁锂电池电芯容量为280Ah额定电压3.2V电池PACK均按串联设计不考虑PACK内部并联按照1P14S的串联方式单个PACK的规格为13.44KWh44.8V;

大型储能电站的单个电池模组使用3套电连接器包括高压连接器与信号连接器2套液冷连接器其中电连接器均价50元/套液冷连接器80元/套参考正北连接产品定价。

中国目前已经成为全球第一大连接器市场。2021年全球连接器市场规模为780亿美元中国市场占比达32%市场规模约250亿美元。

近年来中国连接器行业在下游各领域快速发展的推动之下国内公司在个别细分领域凭借高性价比的优势抓住了市场高速发展的良机市场份额不断提升。立讯精密、中航光电、正北链接分别在消费电子、航空航天、储能领域均体现了较强的竞争力。

五、温控液冷方向相关企业

由于IDC数据中心 算力建设和储能双重推动温控需求增长所以近期关于温控方向的报告也是比较多的整个温控行业进入兑现期。

近期 AI 技术突破与产品落地持续赛道景气度保持预计将带动高密度服务器与 GPU 需求。受 AI 高算力需求和数据要素带动IDC 建设预计将加速落地。随着 IDC 的规模打开高功耗需求增加温控需求将随之体现液冷的市场空间将进一步打开。

根据通信院发布的《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》2022 年英特尔第四代服务器处理器单 CPU 功耗已突破 350 瓦英伟达单 GPU 芯片功耗突破700瓦AI 集群算力密度普遍达到 50kW/柜。受高密度服务器和 GPU 功耗增加驱动散热需求进一步升级液冷有望成为主流。此前赛迪顾问预计2025 年液冷市场规模超 1,200 亿元、液冷数据中心基础设施市场规模 245 亿元叠加 AIGC 和数据要素发展催化预计液冷市场空间将进一步打开温控将加速进入兑现期。

相关的企业

1申菱环境液冷解决方案已应用于超算中心和互联网数据中心募投项目建成后能够进一步扩大数据中心液冷机组的产能。向华为、字节等互联网大厂和服务器厂商供应液冷产品新能源业务有望倍增。

2高澜股份: 22年三季报合同负债0.87亿较2021年底增109%主要系服务器液冷产品预收款增加所致;已与国产GPU企业芯动科技、与国内大型互联网公司合作。

3英维克面向数据中心提供液冷全链条解决方案负责阿里、数据港等大型数据中心液冷温控项目。

4网宿科技:下属绿色云图研发的DLC直接浸没式液冷技术已进入商用阶段,与戴尔科技集团聚焦浸没式液冷技术展开战略合作。

另外一个方向就是有关氟化工制冷剂的企业巨化股份、三美股份、永和股份。

以锂离子电池为主的电化学储能在我国已得到了广泛应用但由于储能电池对散热要求较高为顺应储能系统安全需求及降本趋势液冷系统渗透率快速提升。同时伴随着AI算力等大功率应用场景落地高密度数据中心对制冷设备和技术提出了更高要求传统风冷技术面对高热密度场景呈现瓶颈液冷技术将以超高能效、超高热密度等特点成为行业发展新风口与之必不可分的液冷连接器领域将迎来高速增长阶段。

但因液冷连接器存在着技术设计壁垒目前国内仅有极少数企业可以大规模量产行业呈现供不应求的局面未来能够快速了解市场、响应客户需求并兼具较强的研发实力的企业将迅速打开液冷快接头市场持续抢占市场份额。