液冷方案在保證儲能系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心安全、降低能耗、提高散熱效率等方面綜合優(yōu)勢顯著逐漸發(fā)展成為增量儲能、數(shù)據(jù)中心場景下的主流溫控技術(shù)液冷連接器作為液冷系統(tǒng)關(guān)鍵點對液冷系統(tǒng)性能至關(guān)重要。
一、順應(yīng)儲能系統(tǒng)安全需求及降本趨勢液冷滲透率有望快速提升
新型儲能中電化學(xué)儲能更加適合大規(guī)模應(yīng)用于各類儲能場景成為目前應(yīng)用范圍最為主要的新型儲能方式且在目前主流的電池種類中鋰離子電池憑借其成本優(yōu)勢是目前最主要的電化學(xué)儲能方式。
鋰電池對運行溫度要求嚴(yán)苛最佳工作溫度助于鋰電池提效增壽。液冷方式可實現(xiàn)精準(zhǔn)控溫實現(xiàn)全生命周期成本下降。相比于目前應(yīng)用最為廣泛的風(fēng)冷系統(tǒng)液冷系統(tǒng)在電芯壽命、運行能耗以及固定開支端具備顯著優(yōu)勢可以有效降低儲能系統(tǒng)的全生命周期成本。
電芯壽命傳統(tǒng)風(fēng)冷在面對產(chǎn)熱量高的電池組時會出現(xiàn)散熱不均的現(xiàn)象從而導(dǎo)致電池間容量衰減率不同影響電池壽命。液冷散熱通過冷卻液對流換熱降低電池溫度其導(dǎo)熱率高散熱更為均勻適用于儲能系統(tǒng)長時工作。
運行能耗風(fēng)冷系統(tǒng)通過冷卻空氣間接冷卻電芯當(dāng)進(jìn)口溫度較高時風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)耗能急劇增大總能耗較高而液冷方案只需較低的流量便可滿足控溫要求。冷卻工質(zhì)進(jìn)口溫度同為295K時風(fēng)冷系統(tǒng)最低能耗為水冷的6.66倍。
固定開支液冷不需要預(yù)留散熱通道將大幅節(jié)約大型儲能項目的占地面積。
二、液冷儲能系統(tǒng)只有風(fēng)冷和液冷進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用
溫控為儲能系統(tǒng)中必備環(huán)節(jié)對儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有重要意義。
在儲能系統(tǒng)應(yīng)用的溫控方案中目前只有風(fēng)冷和液冷進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用。
從應(yīng)用場景上看低功率的儲能電池溫控仍以風(fēng)冷為主中高功率等級的儲能集裝箱主要以液冷為主海外儲能項目液冷方案比例占比較高。
需求端看儲能系統(tǒng)更大容量、更多場景的發(fā)展方向?qū)峁芾淼囊笤絹碓礁摺?br />
液冷方案采用水、乙醇、硅油等冷卻液通過液冷板上均勻分布的導(dǎo)流槽和電芯間接接觸進(jìn)行散熱。
液冷方案在保證儲能系統(tǒng)安全、散熱效率等方面綜合優(yōu)勢顯著其性能與之更匹配因此液冷方案逐漸發(fā)展成為增量儲能場景下的主流。
儲能液冷系統(tǒng)的核心為冷水機(jī)和液冷板。其中冷水機(jī)包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和水泵等部件冷水機(jī)生產(chǎn)商包括英維克、同飛股份等液冷板是將上游的銅和鋁等原材料進(jìn)行加工成相應(yīng)的板材液冷板的生產(chǎn)工藝分為釬焊、吹脹、壓鑄、沖壓、攪拌摩擦焊等液冷板生產(chǎn)商包括銀輪股份、三花智控、飛榮達(dá)、科創(chuàng)新源等。#儲能#
近年來各大廠商包括特斯拉、寧德時代、比亞迪、陽光電源、遠(yuǎn)景能源、億緯鋰能、海博思創(chuàng)、正泰新能源和科陸電子等廠商也在液冷儲能系統(tǒng)領(lǐng)域陸續(xù)布局。
當(dāng)前液冷技術(shù)在發(fā)電側(cè)/電網(wǎng)側(cè)新增大儲項目中占比迅速提升寧夏電投寧東基地100MW/200MWh共享儲能電站示范項目、甘肅臨澤100MW/400MWh共享儲能電站項目等都將使用液冷溫控技術(shù)。
儲能液冷有望成為中長期主要的發(fā)展趨勢。根據(jù) GGII 測算2025 年液冷在儲能溫控市場中占比有望達(dá) 45%。
數(shù)據(jù)中心方面來看在政府傳統(tǒng)客戶之外互聯(lián)網(wǎng)和運營商等商業(yè)客戶從經(jīng)濟(jì)角度開始產(chǎn)生需求。當(dāng)前大規(guī)模、密集的算力堆砌意味著散熱對液冷解決方案存在越來越強(qiáng)的依賴。
數(shù)據(jù)中心疊加儲能兩大核心應(yīng)用場景驅(qū)動液冷技術(shù)量價齊升液冷時代正在加速到來行業(yè)空間廣闊。
三、儲能液冷連接器作為儲能液冷系統(tǒng)的紐帶具備較高技術(shù)設(shè)計壁壘
儲能液冷系統(tǒng)基本組成包括流體連接器、液冷板、液冷機(jī)組加熱器選配、液冷管路包括溫度傳感器、閥門、高低壓線束、冷卻液等。
液冷管路主要用于連接液冷源與設(shè)備之間、設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與其他管理之間的過渡軟/硬管連接。與傳統(tǒng)連接器相比液冷連接器需要融合結(jié)構(gòu)、流體動力學(xué)、材料化學(xué)、閥門四個技術(shù)學(xué)科在液體冷卻應(yīng)用中至關(guān)重要。
儲能液冷連接器的技術(shù)壁壘
流道設(shè)計能力在流道設(shè)計中流阻越大、散熱效果更好故流道設(shè)計和建模分析的能力需求強(qiáng)。
材料研發(fā)能力需要通過材料的選擇和研發(fā)來實現(xiàn)產(chǎn)品各項核心指標(biāo)的要求如密封性、對于液體的耐受力、對于不同溫度下的尺寸穩(wěn)定性等。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化能力結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要涉及鎖緊機(jī)構(gòu)和密封圈的設(shè)計鎖緊方式能不能選擇最優(yōu)保證整個零部件的生命周期時長而不輕易失效其次在注塑時保障達(dá)到所需的精度要求、圓度要求也有較高難度。
目前液冷電接頭領(lǐng)域國內(nèi)只有兩家企業(yè)有大批量量產(chǎn)經(jīng)驗分別為正北連接和中航光電中航光電主要給軍工供貨剩余的為第二梯隊和第三梯隊。
四、儲能液冷連接器產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇市場空間巨大
儲能發(fā)展至今已有十余年雖然已不屬于新興技術(shù)但是儲能產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段。早期儲能產(chǎn)業(yè)受制于市場發(fā)展速度較慢因此對于液冷溫控連接器需求量較少商業(yè)模式具有不確定性
但隨著新的儲能應(yīng)用場景不斷出現(xiàn)新型儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出勢不可擋的趨勢。作為儲能系統(tǒng)里面的關(guān)鍵零部件儲能連接器的市場容量出現(xiàn)大幅提升涉足儲能領(lǐng)域的國內(nèi)連接器企業(yè)如雨后春筍般迅速增長連接器行業(yè)降本增效效果顯著對于國內(nèi)儲能連接器企業(yè)而言是一個重大的發(fā)展機(jī)遇。
儲能領(lǐng)域連接器產(chǎn)品市場空間測算
核心假設(shè)
理想場景下2023年—2025年電化學(xué)儲能裝機(jī)量為32.7GWh58.86GWh94.18GWh
目前電化學(xué)儲能電站使用磷酸鐵鋰電池電芯容量為280Ah額定電壓3.2V電池PACK均按串聯(lián)設(shè)計不考慮PACK內(nèi)部并聯(lián)按照1P14S的串聯(lián)方式單個PACK的規(guī)格為13.44KWh44.8V;
大型儲能電站的單個電池模組使用3套電連接器包括高壓連接器與信號連接器2套液冷連接器其中電連接器均價50元/套液冷連接器80元/套參考正北連接產(chǎn)品定價。
中國目前已經(jīng)成為全球第一大連接器市場。2021年全球連接器市場規(guī)模為780億美元中國市場占比達(dá)32%市場規(guī)模約250億美元。
近年來中國連接器行業(yè)在下游各領(lǐng)域快速發(fā)展的推動之下國內(nèi)公司在個別細(xì)分領(lǐng)域憑借高性價比的優(yōu)勢抓住了市場高速發(fā)展的良機(jī)市場份額不斷提升。立訊精密、中航光電、正北鏈接分別在消費電子、航空航天、儲能領(lǐng)域均體現(xiàn)了較強(qiáng)的競爭力。
五、溫控液冷方向相關(guān)企業(yè)
由于IDC數(shù)據(jù)中心 算力建設(shè)和儲能雙重推動溫控需求增長所以近期關(guān)于溫控方向的報告也是比較多的整個溫控行業(yè)進(jìn)入兌現(xiàn)期。
近期 AI 技術(shù)突破與產(chǎn)品落地持續(xù)賽道景氣度保持預(yù)計將帶動高密度服務(wù)器與 GPU 需求。受 AI 高算力需求和數(shù)據(jù)要素帶動IDC 建設(shè)預(yù)計將加速落地。隨著 IDC 的規(guī)模打開高功耗需求增加溫控需求將隨之體現(xiàn)液冷的市場空間將進(jìn)一步打開。
根據(jù)通院發(fā)布的《冷板式液冷服務(wù)器可靠性白皮書》2022 年英特爾第四代服務(wù)器處理器單 CPU 功耗已突破 350 瓦英偉達(dá)單 GPU 芯片功耗突破700瓦AI 集群算力密度普遍達(dá)到 50kW/柜。受高密度服務(wù)器和 GPU 功耗增加驅(qū)動散熱需求進(jìn)一步升級液冷有望成為主流。此前賽迪顧問預(yù)計2025 年液冷市場規(guī)模超 1,200 億元、液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施市場規(guī)模 245 億元疊加 AIGC 和數(shù)據(jù)要素發(fā)展催化預(yù)計液冷市場空間將進(jìn)一步打開溫控將加速進(jìn)入兌現(xiàn)期。
相關(guān)的企業(yè)
1申菱環(huán)境液冷解決方案已應(yīng)用于超算中心和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心募投項目建成后能夠進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心液冷機(jī)組的產(chǎn)能。向華為、字節(jié)等互聯(lián)網(wǎng)大廠和服務(wù)器廠商供應(yīng)液冷產(chǎn)品新能源業(yè)務(wù)有望倍增。
2高瀾股份: 22年三季報合同負(fù)債0.87億較2021年底增109%主要系服務(wù)器液冷產(chǎn)品預(yù)收款增加所致;已與國產(chǎn)GPU企業(yè)芯動科技、與國內(nèi)大型互聯(lián)網(wǎng)公司合作。
3英維克面向數(shù)據(jù)中心提供液冷全鏈條解決方案負(fù)責(zé)阿里、數(shù)據(jù)港等大型數(shù)據(jù)中心液冷溫控項目。
4網(wǎng)宿科技:下屬綠色云圖研發(fā)的DLC直接浸沒式液冷技術(shù)已進(jìn)入商用階段,與戴爾科技集團(tuán)聚焦浸沒式液冷技術(shù)展開戰(zhàn)略合作。
另外一個方向就是有關(guān)氟化工制冷劑的企業(yè)巨化股份、三美股份、永和股份。
以鋰離子電池為主的電化學(xué)儲能在我國已得到了廣泛應(yīng)用但由于儲能電池對散熱要求較高為順應(yīng)儲能系統(tǒng)安全需求及降本趨勢液冷系統(tǒng)滲透率快速提升。同時伴隨著AI算力等大功率應(yīng)用場景落地高密度數(shù)據(jù)中心對制冷設(shè)備和技術(shù)提出了更高要求傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)面對高熱密度場景呈現(xiàn)瓶頸液冷技術(shù)將以超高能效、超高熱密度等特點成為行業(yè)發(fā)展新風(fēng)口與之必不可分的液冷連接器領(lǐng)域?qū)⒂瓉砀咚僭鲩L階段。
但因液冷連接器存在著技術(shù)設(shè)計壁壘目前國內(nèi)僅有極少數(shù)企業(yè)可以大規(guī)模量產(chǎn)行業(yè)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面未來能夠快速了解市場、響應(yīng)客戶需求并兼具較強(qiáng)的研發(fā)實力的企業(yè)將迅速打開液冷快接頭市場持續(xù)搶占市場份額。
原標(biāo)題：乘儲能東風(fēng)，液冷溫控賽道迎發(fā)展機(jī)遇！
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