科普好储能需要好电芯但不能只是好电芯
时间: 2024-03-30 12:20:13 |   作者: 技术专题

  经常听到一些储能厂商在对外宣传的时候,都标榜自己用的是一线品牌电芯,但自己对储能系统的集成和设计能力却遮遮掩掩,这在

  久而久之,行业给用户造成的错觉就是,只要用了一线品牌电芯,就是让人信服的产品。

  今年以来,随着网侧独立储能的发展,面对高调用的前景和慢慢的变大的单体储能电站规模,投资商对储能系统的安全和品质越发看重。但在现实招标中,投资商往往重电芯品牌,轻系统集成商品牌,并且低价中标现象仍然突出。“忽视了专业集成的价值,相较系统集成商品牌,投资商更看重电芯品牌,这并不科学。”一位系统集成商表示。

  电芯是储能系统的最重要部分,成本占比超过一半,近年来储能最重要的技术进步,从更大容量、更长循环寿命到液冷技术等,要么是电芯的技术进步,要么是围绕电芯来进行技术创新。但这不意味着储能可以和电芯划等号。

  电芯作为储能系统中最重要的能量载体其重要性毋庸置疑,但储能系统的集成涉及众多关键环节,而每一个环节都将深度影响储能系统的安全性和可靠性。

  举个简单的例子,能系统集成的第一步,就是将单个电芯组成模组和电池模块/PACK(一般一个电池模块/PACK内包含若干个模组,每个模组由若干个电芯通过钢箍箍在一起),其中的结构、电气和热设计便极其考验集成商对锂电池工作原理、失效机理、发热模型、温控、安全防控手段的研究深度,也考验数据采集点的设计是不是合理、可靠,能否表征所有电池的状况,以及部分采集数据失效后如何最大化还原电池的状况并在发生异常时能快速预警和保护等。

  此外,储能系统还包括BMS、PCS、EMS以及如何与电网互动等,这些部件共同协作,才能实现电能的储存和释放。这具体涉及到BMS的硬件架构、软件算法,供电设计、PCS的硬件架构、性能优化、控制算法、多系统融合、数据存储/传输/分析/预警/保护、消防、结构强度和防护、温湿控制、电磁环境适应性等,要搭建一个高安全、高效率、低成本的储能系统,需要多专业多领域的跨界融合。

  远景集团高级副总裁田庆军指出,好的储能是电芯、电力电子和电力系统的完美结合。好储能需要好电芯,但储能不等于电芯,好电芯不一定可以做出好的储能系统。

  选用同一厂家的电芯,集成后系统性能表现可能完全不一样。比如,因为不专业的系统集成,储能系统发电不达标、辅电消耗大;由于对电网、电力系统不了解,储能电站的规划设计、功能配置不合理,储能系统无法响应电网、并网不稳定等;储能电站发生故障后,由于储能系统单元多厂家供应,责任不清、扯皮严重。

  在国内外,使用一线品牌出现安全事故的案例并不鲜见。从事故官方分析报告来看,60%-80%以上储能事故因非专业集成导致。部分厂家的系统集成设计只是将采购来的不一样的品牌的锂电池、储能PCS及电池管理系统BMS等设备简单堆砌到集装箱或柜子中,其集成水平无异于“组装机”。

  2021年4月16日,北京大红门储能电站起火爆炸,震动了储能业内,也对储能的发展造成巨大负面影响。

  事后调查发现,这个储能电站在系统集成方面存在诸多不专业的地方。如:电池状态监测粗放、电芯热失控预警缺失;BMS、PCS、EMS等联动保护不足;消防设计成摆设等等。可以说,正是不专业的系统集成,造成了这次储能电站的重大事故。

  从产品角度来看,好的储能系统需要确保安全,并实现更优性能。电芯决定储能系统的性能的上限,但集成能力可以决定下限有多高。专业的系统集成可以更少的降低电芯在转换效率、常规使用的寿命等性能指标上的损失,并提升一致性。

  在安全方面,电芯决定的是储能系统的下限,集成能力决定的是安全的上限。电芯安全不等于储能系统安全,选用质量放心可靠、品质优良的电芯只是储能的安全基础,高可靠性的模组设计、稳定扎实的采集和保护、优化高效的电气控制、性能卓越的温控调校等任何一个单元出错都可能会引起储能系统产生不良后果,甚至酿成严重事故。在锂电池储能未能彻底做到本质安全的情况下,必须依靠强大的集成技术能力最大限度地降低火灾风险隐患。

  储能的系统集成还在向定制化的方向发展。源网侧大储能和用户侧的需求存在一定的差异。大储要求安全、可靠和更低的初始投资所需成本;工商业对安全性和经济性要求高;户储还看重外观品质、需要工业设计,追求极致安全;不同场景对电芯、系统等要求具有差异化,需要系统集成商高效集成不同的技术。

  有人形象地做了一个比喻,电芯的本质是食材,专业的集成商其实更像是一个厨师。集成商基于对业务本身的理解能力,以及集成和交付能力,联合电芯厂商做出满足多种应用场景需求的产品,为行业创造更好的服务。

  归根到底,储能系统不是硬件的简单拼接,仅选用好电芯并不能够确保储能系统有好的性能表现。好的储能需要从系统的角度去设计和优化,需要全面的核心技术融合,需要储能厂商掌握全栈的专业方面技术知识。

  储能电站要做到15-20年的寿命,储能厂商注定要做投资商的长期合作伙伴,为投资商提供全过程、全生命周期的服务。当前,各地政府都在积极推动储能参与电网调用,储能系统的安全和性能将经受高调用的考虑,一旦频繁参与电网调用,储能系统是“李逵”还是“李鬼”将很快现形,储能投资商也将更快走出唯部件论、唯价格论的误区,以最终系统表现为标准。选择具有专业系统集成能力、让人信服的的储能厂商,去帮助投资商降成本、去风险。


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