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储能温控热管理系统概念股_储能温控概念股票
来源:本站 时间:2024-06-18
储能温控行业分析:液冷方案是未来趋势,具备积累的企业将领先

(报告出品方/作者:招商证券,游家训、刘珺涵)

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。

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。

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。根据产业反馈,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。

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。风冷系统具有结构简单、易维护及成本低等优点。而缺点在于空气的比热容低, 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,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:1、 风速 2、电池分布 3、空气流向。(报告来源:未来智库)

液冷系统方案介绍。液冷系统是以液体为冷却介质,通过对流换热将电池产生的热量带走。 目前常用介质有水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂和硅油等。整体上液冷系统的 换热系数高、比热容大、冷却速度快,且液体比热容不受海拔和气压的影响适用范围较广, 同时液冷系统的结构较为紧凑,使得空间占比较小。液冷系统根据液体冷却介质与电池的 接触方式分为直接和间接两种:1、直接接触指电池单体或者模块沉浸在液体中,让液体 直接冷却电池;2、间接接触指在电池间设置冷却通道、冷板。

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。

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。

A)数据中心温控设备企业(风冷为主):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。

英维克:公司主要从事精密温控节能设备业务,拥有机房温控节能产品、机柜温控节 能产品、客车空调、轨道交通列车空调及服务四大产品线。在机房温控领域位于行业 领先地位,2019 年市场份额约为 10%,全国第二。公司较早布局并推广蒸发冷却技 术,相较于传统冷冻水系统相比,间接蒸发冷却方案可将制冷能耗降低 30%,有效 降低数据中心 PUE。在液冷技术方面,公司于近期推出了的全新的单机柜 200kW 液 冷解决方案,采用端到端全链条自主技术,能够充分满足服务器高热密度散热需求。

公司储能业务归类于户外机柜温控节能设备业务板块中,2021 年上半年,该板块实现 营收 2.9 亿元,同比增长 62%,毛利率接近 36%,同比增加 7.8 个百分点。公司主要 客户包括华为(长期合作伙伴)、宁德、中兴、阳光电源等。根据公司主打的储能产 品,公司下游主要的储能应用场景可能集中在电网侧及发电测,预计在未来公司储能 业务能维持较快增长。

申菱环境:公司主营业务围绕专用性空调为代表的空气环境调节设备,涉及的行业、 细分领域较为广泛,包括通信、信息技术、电力、化工、交通、能源、军工与航天等。 公司大型电力行业温控项目经验丰富,参与包括北京大兴机场、三峡水利枢纽工程、 乌东德水电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站、二滩水电站等特大型、大型水电、核 电站项目,为其提供空调系统解决方案。公司下游主要客户有国家电网、华为、宁德 时代等。公司在电力行业拥有着大量的项目经验以及客户基础,在未来储能领域,尤 其是发电侧能够占据先机。

B)工业冷却设备企业(液冷为主):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。(报告来源:未来智库)

同飞股份:公司主营业务为工业制冷设备,现已形成了液体恒温设备、电气箱恒温装 置、纯水冷却单元和特种换热器四大类产品。根据公司招股书,公司的纯水冷却单元 将逐步拓展新能源发电、电池储能等领域。根据行业反馈,公司主要针对高端装备制 造业(包括数控机床、激光设备等),在温控精度方面较为领先,且公司液冷技术位 于行业前列,经行业反馈,公司液冷温控产品正在向业内储能龙头客户送样。

高澜股份:公司一直致力于电力电子装置用纯水冷却设备及控制系统业务,主要应用领域包括传统直流输电、新能源发电、柔性交流输配电及大功率电气传动向石油石化、 轨道交通、军工船舶、医疗设备、数据中心、储能电站等。目前公司主要向储能市场 进军,已有基于锂电池单柜储能液冷产品、大型储能电站液冷系统、预制舱式储能液 冷产品等技术储备和解决方案。

松芝股份:公司主要业务为车辆热管理系统,为车辆空调行业的龙头企业。2017 年, 公司凭借对空调行业的深度理解顺利切入电池热管理系统业务。其储能业务进展顺利, 2021 年上半年已获得宁德时代、远景能源等客户的订单,并于 Q4 起贡献业绩,预计 3000 万左右。随着储能电站市场的快速增长,公司风冷、液冷产品不断量产落地,预 计未来将贡献较大业绩增量。

奥特佳:公司是国内较早进入汽车热管理零部件及系统市场的厂商。其子公司空调国 际公司汽车空调系统业务的经营主体,工厂及业务遍欧美市场,今年上半年业务量迅 速增长,同比增长约 152%,收入占比约 50%,同时,公司在大型储能电池设备的热 管理系统业务取得突破,实现液冷产品量产,开始为宁德等储能设备厂商提供液冷型 热管理系统产品,有望成为该公司的一个新的业绩增长点。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

周五最强题材:液冷板,个股最全解读

核心驱动

近日,汽车热管理概念板块大幅上涨,宁德时代产业链成为近期引领市场的主线板块。在新能源汽车行业中,热管理系统对锂动力电池的安全性起着举足轻重的作用,相应的随着新能源汽车的高景气度,热管理系统成为了其中至关重要的细分赛道。而在热管理系统中,液冷板又是其核心设备,因此液冷板行业将随着新能源车主线的高景气度迎来量价齐升。

6月17日,受宁德时代表示即将发布麒麟电池消息影响,汽车热管理概念放量大涨,银邦股份、科创新源、松芝股份、常铝股份、华峰铝业、奥特佳等多股封板,相关概念股表格整理归纳如下。

行业简介

什么是液冷板:

在电动汽车中,冷却系统主要包括对驱动电机、车辆控制器和DC/DC等部件冷却和对动力电池和车载充电器冷却,成为新能源汽车运行的重要保障。液冷系统零部件包括电池冷却器、电子膨胀阀、电子水泵、电池阀、液冷板等;液冷板通过冷却液在液流通道中循环流动传递走多余热量从而实现冷却功能,是液冷系统的关键部件。液冷板可分为冲压式、口琴管式、吹胀式等。口琴管式液冷板因其换热效果一般而逐渐被冲压板式替代,据QYResearch预计,2021年冲压式液冷板销量约144万套,市场份额约为73%。

为什么要采用液冷:

储能电池温控主流路线包括风冷和液冷方案,未来随着更大电池容量、更高系统功率密度的需求,液冷方案占比将快速提升。1)目前主流的高镍三元电池比磷酸铁锂电池热稳定性更差,需要更高效精准的温控方案;2)磷酸铁锂新型应用技术能量密度得到提升,更长电动车续驶里程要求更高的电池能量密度;这些均拉动了电池热管理由风冷技术向换热效率更高的液冷技术倾斜,液冷技术的推动必然会带动液冷板行业的需求爆发。

液冷的优点:

相比于液冷技术,空气冷却换热效率低,均温性差,对流换热系数小、冷却反应迟缓、不防尘,在电动车中仅适用于小型功率车型。而液体冷却速度快、比容大、换热系数高,目前为电动车最主流的冷却方式;其应用车型包括宝马i3、特斯拉、雪佛兰Volt等。远景实测数据显示,与普通风冷产品相比,液冷储能产品的电池寿命提升了20%。

技术壁垒:

液冷板极大程度影响动力电池整体的重量、工作稳定性等方面,具有较高技术壁垒。对液冷板的技术质量一般有四点核心要求:1)散热功率大;2)可靠性高,确保冷板密封;3)散热设计精准避免系统内温差过大;4)严格控制冷板重量,避免严重拉低系统能量密度的冷却系统。

埋管工艺:是用得最多的液冷板的制作工艺,一般来说是铝基板埋铜管,即将铝基板用CNC加工铣槽,再采用冲压机将已弯好形状的铜管压到铝基板上,再进行钎焊焊接,然后进行后加工成水冷板。埋管式的液冷板一般有几种形式:浅埋管液冷板、深埋管液冷板、焊管工艺、双面夹管工艺液冷板。四种形式的工艺都差别不大,加工的难度也是一样的。

压铸+焊接:压铸工艺是非常成熟且应用广泛的成型方式,随着新能源汽车的快速发展,成为电机控制器、动力电池包托盘及散热箱体成批量生产的首选方式;需在工艺上控制压铸杂质、气孔等问题,采用摩擦焊焊接的方式提高可靠性避免漏水问题。这类液冷板,可以与电池包压铸箱体结合到一起。

电芯级别水冷板:将水冷板或者导热性能良好的介质板材片材夹在电芯之间,成为模块的一部分,以达到更好的散热效果;此工艺优点是可使相邻两块电芯的热传导降低,不会出现热失控。其制作工艺要比其他类型复杂,制作成本也较高。

综上所述,只有具备较强技术工艺know-how的厂家才能获得更高的市场竞争力,所以目前,液冷板行业的关注重点应该落在有核心研发技术并在产品性能上不断创新的企业上。

液冷板产业链可以分为上中下游三个环节:1)上游原材料,主要为铜、铝等同质化大宗商品,将相应金属加工成为铝热传输材料,并进一步根据客户需求加工成为冷却板;2)中游铝热传输材料环节和液冷板环节,铝热传输材料环节是将原材料进行加工,液冷板环节则是根据需求进行配套加工;3)下游终端应用,主要包括新能源汽车、储能等,在燃油车、工程机械、火电等领域也广泛应用

重点个股分析:

奥特佳:

公司汽车热管理业务为收入支柱,2021年公司的新能源汽车热管理零部件的收入为21.41亿元,较上年猛增274.96%,占总收入比例为41.68%;由于新能源热管理产品单价较高等因素,其收入增幅明显高于整车市场增幅,体现出较快的发展势头。

电池热管理系统方面,公司技术水平处于领先头部地位,具备丰富的新能源汽车热管理开发经验和专业制造技术,特别是液冷技术有一定优势,最大客户是宁德时代。2021年公司共销售热管理设备1.45万套,销量同比大幅增长376%。

公司重视核心技术研发与产品性能创新。2021年公司研发投入超过总收入8%,新增42项专利,其中发明专利7项、实用新型专利32项。公司启动了第三代板式换热器等新技术新产品的研发进程,为达到极限换热能力进一步开发新一代大功率散热器,项目力争研发出满足高电压平台及4C超级快充需求的散热器。

公司不断扩大业务产能。由于公司电动压缩机需求量持续旺盛增长,新建生产线的调试与产能爬坡需要一定时间,公司不断增加电动压缩机产量,并已筹备投建新的电动压缩机生产线,适应市场的根本性变化趋势,大幅提高电动压缩机产能;公司安徽滁州100万台电动压缩机新项目在6月开始部分投产,今年底会全部投产。公司也已经开始规划新的百万台压缩机项目,预计2023底月产电动压缩机产能目标达到25万台/月。

银邦股份:

公司主要是国内铝加工行业领先企业,率先布局新能源车热管理系统材料产品,其中铝基业务占公司总营收超过90%。公司拥有铝热传递材料产能15万吨,是国内铝热传递材料的龙头企业,公司在2021年铝热传输材料市场占比13%。目前产品已切入宁德时代供应链。

科创新源:公司主营密封阻隔、防水防腐、绝缘防火等具有功能性特点的高分子材料产品。2021年公司散热金属构件营收2.45亿,占总营收43%。子公司瑞泰克是国内少数能同时生产动力电池和储能系统吹胀式液冷板、钎焊式液冷板厂家之一,目前已进入宁德时代产业链,是宁德时代新能源电池液冷板的主力供应商。

行业前景:

核心假设:

1)假设2025年中国新能源汽车渗透率33%(根据中航证券预测)

2)2021年液冷板单套均价为680元,未来几年维持稳中有升,到2025年为690元。

3)假设铝热传输材料单车用量22.5kg,其中电池冷却板12.5kg,其他部分10kg

2021年,国内液冷板市场空间约23.2亿元。数据测算预计到2022年,国内液冷板市场空间将达到34.4亿元,到2025年达到68.4亿元,较2022年翻一番。

2021年,国内铝热传输材料需求量约13.8万吨,数据测算预计到2022年,国内铝热传输材料需求量将达到20.2万吨,到2025年达到46.2万吨,较2022年翻一番。

综上:测算目前液冷板市场、铝热传输材料需求量未来4年CAGR分别为18.75%、22.98%。

 

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