中國儲能網(wǎng)訊：第十二屆中國國際儲能大會演講速記如下：
皮靂：很高興今天與在座的各位行業(yè)的專家一起交流安徽理士在儲能領(lǐng)域一些想法和探討。
在我們最近幾年關(guān)于各種電化學(xué)儲能領(lǐng)域與市場的對接過程當(dāng)中，我們經(jīng)常遇到一些問題，不管是國內(nèi)還是海外的。從工業(yè)備電到數(shù)據(jù)中心的備電甚至到各種基站的備電，很多客戶都希望能夠通過更小的體積得到更大的備電市場甚至是功率。都希望通過鋰電池技術(shù)或者是很多電化學(xué)技術(shù)來實現(xiàn)他們的目的。這個基礎(chǔ)我們分析判斷也是因為整個全球的電氣化和數(shù)字化發(fā)展的速度，對整個電池儲能或者電化學(xué)儲能的牽引。
我們認(rèn)為通過新的鋰電技術(shù)的解決方案，的確都有可能實現(xiàn)。我們重點研究了數(shù)據(jù)中心當(dāng)中的一些應(yīng)用場景，因為對理士國企來說，我們在過往的20年的鉛酸經(jīng)營業(yè)務(wù)中，在整個數(shù)據(jù)中心有更多的積累，利于我們和行業(yè)中優(yōu)秀的數(shù)據(jù)中心的設(shè)備制造商和技術(shù)方案商進行溝通。我今天是以數(shù)據(jù)中心的技術(shù)應(yīng)用作為切入點。
安全性對于整個數(shù)據(jù)中心來說是一個頭等大事，從整個的應(yīng)用上、容量的規(guī)劃、安全管理是我們重要考量的核心。還有便捷的人工維護，還有能源的利用效率、機房系統(tǒng)設(shè)備的兼容性和匹配性。
我們對整個數(shù)據(jù)中心的備電的應(yīng)用領(lǐng)域進行分析后發(fā)現(xiàn)，在整個數(shù)據(jù)中心的備電的應(yīng)用過程當(dāng)中，一次性投入里面有個成本，有個不同的占比。傳統(tǒng)的鉛酸占比是在70%到85%之間，而鋰電是在50%到80%之間。從管理系統(tǒng)上來說，鉛酸是不需要的，而鋰電池是需要配備管理系統(tǒng)。但同時如果說我整個設(shè)備需要的備電時長越長，整個管理系統(tǒng)的成本分?jǐn)倢降?。剩下就是備件系統(tǒng)，還有人工的運輸、安裝、維護的成本。
對于整個類似于數(shù)據(jù)中心這種應(yīng)用場景的電芯選擇上，我們也做了一些研究和實驗測試。從目前來說，主流的鋰電池技術(shù)路線如果從工藝上劃分，可以分卷繞和疊片，各有各的優(yōu)勢。卷繞合格率更高，成本更低，疊片合格率稍微低一點，成本稍高一點，但是組合成電芯以后，疊片工藝的電芯具有更好的高溫性能或者說備充備放的性能。從市場上主流的三種電芯來說，分為鋁殼，有圓柱和軟包，絕大多數(shù)的鋁殼電芯是采用卷繞工藝，對整個市場的電芯的制作工藝進行了解以后，包括整個上游產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的材料輔助體系了解以后，我們發(fā)現(xiàn)一個很尷尬的事情，因為電動汽車是整個儲能領(lǐng)域發(fā)展的排頭兵，也是因為電動汽車的發(fā)展才有了今天整個鋰電池或者說新型儲能行業(yè)的快速發(fā)展的牽引。但是我們很尷尬地發(fā)現(xiàn)，因為為了現(xiàn)在中上游的主流的材料廠商他們主要的客戶群體最具話語權(quán)還是各大車廠，不管是從設(shè)備匹配上或者從他們標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的推出上，更適應(yīng)于電動汽車高電壓低電流的應(yīng)用需求，而對于整個儲能領(lǐng)域來說，這塊就比較尷尬。第一，現(xiàn)有的材料供應(yīng)狀況上游來說，不具備大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化的供應(yīng)符合儲能需求的材料。比如舉一個例子，正負(fù)極里面用的銅箔和鋁箔，在其他材料不變的情況下，采用疊片工藝的電芯在充放電的時候，整個溫升的差值在6到7度，對于儲能來說大家都知道整個鋰電池的安全管理就是對溫度的管理，當(dāng)銅箔從8降到4.5的時候，我們不知道在未來做各種儲能設(shè)施和儲能電站的時候，甚至是大備率高功率輸出的數(shù)據(jù)中心用的鋰電池的時候，我們的電芯的合適材料成本如何去優(yōu)化和控制？所以在這里我也想呼吁一下，一些新切入這個賽道的材料廠商是否可以考慮一下針對性的，針對儲能領(lǐng)域，包括數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域這個方興未艾的賽道，去做一些對標(biāo)性的原材料產(chǎn)品的開發(fā)。
圓柱電芯，目前來說在高功率相對中等容量，或者用傳統(tǒng)的UPS領(lǐng)域的說法，3分鐘備電5分鐘備電，我們發(fā)現(xiàn)相對來說圓柱電芯它的溫升速度和溫度的可控性和安全性反而是最佳的，但是它有一個非常大的缺陷，就是在我整個PACK集成過程中，很容易產(chǎn)生各種虛汗等等的問題，對于整個PACK集成成本的增加幅度也是比較高的。
軟包。目前市面上主流的軟包生產(chǎn)工藝是疊片工藝，對鋰電池的工業(yè)性特性和溫升特性都比較高，適合于一些相對高功率，比如說15分鐘備電，20分鐘備電，持續(xù)大功率放電的需求。
因為儲能領(lǐng)域關(guān)系著國計民生的各個方面，不管是家庭的戶用性儲能，還是源側(cè)還是用戶側(cè)，特別是以數(shù)據(jù)中心為例，可能一場火災(zāi)或者一場儲能設(shè)施的安全事故，燒掉的不僅僅是你場所內(nèi)的各種設(shè)備，更重要是設(shè)備當(dāng)中存儲的無法衡量價值的各類數(shù)據(jù)。隨著整個城市的智能化的建設(shè)，我們展望未來很有可能在五年后、十年后每個城市甚至是每一個有規(guī)模點的縣鎮(zhèn)都有可能有一個數(shù)據(jù)中心，來協(xié)同政府對于交通信息的管理。從這個角度上來說，整個儲能系統(tǒng)的安全性的設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是遠(yuǎn)遠(yuǎn)凌駕于電動汽車之上。
鋰電池依靠其較高的能量密度和占地面積小，備率好的特點，現(xiàn)在已經(jīng)開始成為電化學(xué)的主力，從3C到小動力，再到乘用車的電氣化，“雙碳”影響下，大型儲能和高功率儲能快速增長，但是鋰電池的應(yīng)用從它的研發(fā)面世那一天，一直到今天整個安全性和整個成本的考量是在業(yè)界同仁的不懈追求和努力的方向。我們初步把整個鋰電系統(tǒng)的儲能系統(tǒng)按照設(shè)計原則來說，或者按照我們公司本身的特質(zhì)來說，按照本質(zhì)安全和傳統(tǒng)安全做了一個劃分。所謂本質(zhì)安全我們在產(chǎn)品設(shè)計過程當(dāng)中，是我們的設(shè)計指導(dǎo)的底線，是必須滿足的。傳統(tǒng)安全是一種預(yù)防手段，我們認(rèn)為在本質(zhì)安全的角度上來說，該具備的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是不能有絲毫的折扣。而傳統(tǒng)安全可以通過本質(zhì)要求的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，包括員工操作的標(biāo)準(zhǔn)化，管理的標(biāo)準(zhǔn)化，來輔助做適當(dāng)?shù)某杀窘档?。我們把整個電芯的熱失控和外部電火花的抑制，從電芯工藝的選擇、電芯材料的選擇到整個模組的安全電氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這都是要形成一個標(biāo)準(zhǔn)的安全設(shè)計規(guī)范，要不打折扣的完成。至于后面的熱失控擴散、模組燃燒的抑制性的手段或者是阻燃手段，我相信在前面做好的話，后面可以降低和減少很多東西。比如舉一個簡單的例子，現(xiàn)在有很多是采用消防級，是一個預(yù)防災(zāi)害擴大的手段，屬于傳統(tǒng)安全的設(shè)計。但是我在電池電芯的隔膜選擇上，能夠用陶瓷隔膜，能夠在市場承擔(dān)認(rèn)可的情況下采用陶瓷隔膜是否會更好一些？當(dāng)我僅僅是單體電芯發(fā)生了一些異常，可能自己就終止了災(zāi)害的繼續(xù)延伸。
高功率電芯選型對我們來說，現(xiàn)在主要是推23到27安的疊片式的軟包，主要是希望成模組以后，希望達到一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，就是在整個模組箱內(nèi)任意一點的溫升的差值，不超過5度，盡量實現(xiàn)整個模組級別的系統(tǒng)內(nèi)的電芯的熱均衡一致性，延長整個系統(tǒng)的壽命和安全性。
這是我們一些工藝。比如說通過縫隙間填充導(dǎo)熱硅膠做一個絕熱隔氧的處理等等。這是方形電芯模組的一個簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于模組類整個溫度控制是40度風(fēng)冷啟動，35度關(guān)閉。這是自己開發(fā)的一個BMS，區(qū)別于目前市場上所謂的三級架構(gòu)，我們采用的是主控一體的模式，因為我們在整個高壓系統(tǒng)當(dāng)中實現(xiàn)的一個設(shè)計理念，就是當(dāng)萬一我的系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候，我可以瞬間把整個系統(tǒng)從高壓分割為低壓，比如說48的模組或者51.2的模塊，各自獨立存在，這樣第一可以有效隔絕整個災(zāi)害的延伸，第二可以保障出現(xiàn)事故的時候操作人員的安全?？梢酝瑫r支持36路的電壓的采集和36度的溫度采集，目前能夠做到每一串有獨立的電壓采集和溫度采集，可以確保每個模組內(nèi)做到每個電芯的實時監(jiān)控。
在模組內(nèi)除了電芯溫度預(yù)警包括一些消防的手段和設(shè)施的組成。整個設(shè)計理念就希望整個系統(tǒng)設(shè)備，當(dāng)在外部斷電的時候，能夠有效地給到客戶動力支撐滿足客戶的各種需求。這是我們整個針對數(shù)據(jù)中心BMS包括整個系統(tǒng)開發(fā)的各種模塊，其中有一個獨有的服從管理電路，因為服從管理電路從現(xiàn)階段來說，主要是解決一些老式的設(shè)備，原來是鉛酸的設(shè)備，考慮成本，客戶無法針對鋰電的特點進行設(shè)備更換的時候滿足需求，主要是集成了應(yīng)對鉛酸特性的管理電路。
這是整個的界面。BMS的界面，這是整個主控一體BMS的實物圖，主控一體設(shè)計支持兩路看通信，包括兩路看節(jié)點。同時支持4路繼電器的接入，每路都可以獨立控制，靈活組網(wǎng)，這也是實現(xiàn)能夠快速從高壓切換成安全低壓的一個最重要的手段和設(shè)計。這是我們組成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，通過一種串并聯(lián)的方式，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管控手段，實現(xiàn)整個系統(tǒng)遠(yuǎn)程可監(jiān)控可操控。我們認(rèn)為如果說有具備條件的客戶，能夠?qū)?shù)據(jù)中心的備電和部分的光伏太陽能甚至是峰谷調(diào)頻相結(jié)合起來，能夠創(chuàng)造和帶來的價值將會更大。
就說這些，謝謝。
