中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“儲能電站與技術(shù)應(yīng)用（二）專場”，深圳市比克動力電池有限公司儲能部部長胡華在會上分享了主題報告《安全高效、靈活快速—比克電池構(gòu)建用戶側(cè)儲能經(jīng)驗分享》，以下為演講實錄：
胡華：各位專家，各位領(lǐng)導(dǎo)，中午好！我演講的題目是安全高效靈活快速，比克電池構(gòu)建用戶側(cè)儲能經(jīng)驗分享。我們知道電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)儲能都在蓬勃地發(fā)展。目前用戶側(cè)儲能遇到的問題很多，很多人認(rèn)為現(xiàn)在用戶側(cè)儲能已經(jīng)到了一個爆發(fā)期了，或者已經(jīng)有很多應(yīng)用案例。多數(shù)人認(rèn)為用戶側(cè)的成本做到1.6~1.7每瓦時，但是實際上用戶側(cè)的儲能落地要考慮很多陰性成本，你要考慮招投標(biāo)費(fèi)用，你的項目設(shè)計費(fèi)用、項目環(huán)評費(fèi)用、項目保險費(fèi)用，各個方面都要考慮。目前計算項目成本實際上很多隱性成本沒有考慮到。比克公司在具體實施以后，積累了很多這方面的經(jīng)驗。
另外構(gòu)建一個高效靈活快速的方案，我們也把我們比克建設(shè)的方案給大家分享一下。目前國內(nèi)梯次電池儲能電站上使用的的梯次電池大多數(shù)是用在大巴車上的磷酸鐵鋰電池退役下來的，但是現(xiàn)在的乘用車絕大多數(shù)是使用三元鋰電池的，三元鋰電池包大多數(shù)以小的圓柱電芯來做的，我們公司的電池研究院經(jīng)過仔細(xì)的研究分析，這種電池包最好是整包利用，不建議拆包重組使用，電池包不建議并聯(lián)，不建議串聯(lián)使用，對乘用車電池包來講，它的電壓等級、整包容量是比較低的，如何利用好這些梯次電池包，對PCS的選擇方面都提出了一個比較高的要求。
我的演講主要分四個部分：第一個，給大家介紹一下比克公司的簡介；第二個，是比克園區(qū)儲能系統(tǒng)的設(shè)計；第三個，比克系統(tǒng)優(yōu)勢；第四個，我們對用戶側(cè)儲能的結(jié)論和展望。
比克電池成立于2001年，目前在深圳、鄭州、成都有生產(chǎn)基地，也在海外設(shè)有辦事處。目前主要以鋰離子電池研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的上下游產(chǎn)業(yè)群。比克是最早進(jìn)入鋰電池生產(chǎn)的國內(nèi)企業(yè)之一，2013年鄭州比克工廠投產(chǎn)，鄭州比克的生產(chǎn)線是國內(nèi)鋰電池生產(chǎn)線自動化程度最高。生產(chǎn)線自動化程度越高，產(chǎn)品一致性和產(chǎn)品質(zhì)量有得到一個相應(yīng)的保證。比克電池涵蓋了圓柱、方形、聚合物、軟包電池。我們從最初的單電芯的供應(yīng)，到后面的整個電池包出貨，比克對于電芯的理解、對于電芯的成組、對于BMS的設(shè)計都是非常成熟的。在三元鋰電池上，我們也是國內(nèi)出貨量最大的。比克電池做儲能，根據(jù)國內(nèi)外整個儲能行業(yè)的發(fā)展，提供有幾種不同產(chǎn)品：有調(diào)頻的項目，2C功率型儲能系統(tǒng)，有1C/0.5C能量型儲能系統(tǒng)，以及UPS機(jī)房用的4C電池系統(tǒng)。根據(jù)不同的應(yīng)用場景，設(shè)計生產(chǎn)出不同的集成方案及產(chǎn)品。前面的各位專家都講了，儲能的主要作用包括能量搬移，功率支撐，服務(wù)服務(wù)，應(yīng)急保障，我們做用戶側(cè)儲能，目前能看到的收益，可量化計算的收益就是峰谷套利。南方電網(wǎng)2017年出臺一個五毛錢補(bǔ)貼政策，但是那個補(bǔ)貼政策分析下來還是不具備一個可操作性。
用戶側(cè)儲能的作用目前來看，特別針對于比克這個儲能項目來說，第一個功能肯定是峰谷套利，這可計算可量化的。同時可以參與需求側(cè)的響應(yīng)，另外，園區(qū)有計劃性停電，儲能可以做一個應(yīng)急供電保障，目前不可量化的收益也屬于收益的一部分。比克承建的示范項目是磷酸鐵鋰電池、三元梯次電池利用，總共建設(shè)容量是7.2兆瓦時，其中有2個集裝箱共計4.2MWh的梯次三元鋰電池系統(tǒng)、1個集裝箱3.1MWh磷酸鐵鋰系統(tǒng)，目的是用戶側(cè)進(jìn)行一個梯次電池利用探索研究、經(jīng)驗積累，同時梯次電池與磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)進(jìn)行對比、運(yùn)行數(shù)據(jù)收集。新建設(shè)的儲能系統(tǒng)與比克廠區(qū)原有的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，充分發(fā)揮出光儲在用戶側(cè)的能量搬移、需量調(diào)控作用。對整個光儲微網(wǎng)進(jìn)行研究，起到保障整個園區(qū)的供電質(zhì)量作用，提高整個電力設(shè)施的利用率。這就是我們公司儲能項目磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)中使用的電芯，電池包，電池簇，組成一個3MWh的儲能系統(tǒng)。這就是我們梯次電池集裝箱中使用的電池包，乘用車中大多數(shù)車輛的就是整個外觀的電池包。很多廠家也是把電池包拆了，拆成一個個模組，但是拆解費(fèi)用、分選費(fèi)用、重組費(fèi)用都是比較高的，需要大量的人力、物力，我們公司還是建議直接整包進(jìn)行利用，電池包不建議并聯(lián)，不建議串聯(lián)，目的是在后期的運(yùn)行維護(hù)及設(shè)備更換時，減少對電池包的挑選、配組工作量。
我們考慮了梯次電池包的現(xiàn)實條件，把每一個包對應(yīng)到一臺PCS的三個支路上。每臺PCS直流側(cè)有三個分支，一個分支接一個電池箱。這樣就解決了梯次電池包剩余工況不一致的問題，減少了挑選的工作量，當(dāng)有的電池包出現(xiàn)異?；蛘叱霈F(xiàn)問題以后，整包更換也是快速的。這樣就可以保證整個系統(tǒng)的利用率，達(dá)到最好。我們知道整個電池系統(tǒng)容量是按照木桶理論，按照最低的來計算容量，如果電池包采用串聯(lián)方案，那么一串的電池容量是按照最低容量的電池包來衡量。采用多分支PCS方案，每個電池包對應(yīng)一個支路可以解決電池包不一致導(dǎo)致的短板效應(yīng)。
這是乘用車使用的電池包，它的電壓范圍，跟大的PCS要求500V以上的是相差比較大的，它的工作電壓范圍是276V-386.4V。很多廠家采用串聯(lián)進(jìn)行升壓使用，我們選擇了這個方案，每一個電池包掛一個PCS分支，PCS直流側(cè)電壓范圍滿足這個電池包的電壓范圍，并且單個電池包出現(xiàn)異常不會影響整臺PCS的運(yùn)行。
從安全可靠性來說，大家對儲能都很關(guān)注安全可靠。昨天也有領(lǐng)導(dǎo)專家分析了韓國的起火事故。我們也要保障整個系統(tǒng)的運(yùn)行安全，怎么做到安全的穩(wěn)定性運(yùn)行，從機(jī)械結(jié)構(gòu)安全、電子電氣安全、熱安全、使用安全方面進(jìn)行了全方位的考慮。目前比克電池供貨的乘用車裝車量達(dá)到了20萬臺，到目前還沒有出現(xiàn)明火事故，這也是比克電池在各個方面重視安全的結(jié)果。在儲能系統(tǒng)安全方面，比克從各個方面都進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計、防范。在電芯方面也選用了磷酸鐵鋰和穩(wěn)定性高的三元材料。同時，重點關(guān)注熱設(shè)計。通過嚴(yán)格的熱力分析和模擬，確保溫度場均勻，pack內(nèi)溫差不超過3度，集裝箱內(nèi)溫度不超過5度，消除大規(guī)模電芯應(yīng)用的短板效應(yīng)，采用集裝箱保溫材料和分隔艙設(shè)計，降低漏熱，合理的整體風(fēng)道設(shè)計，降低空調(diào)啟動時間和能耗。電芯產(chǎn)品是我們做公司的核心，通過不同的添加劑增加電芯的安全與效率，我們知道動力電池和儲能電池在添加劑和材料方面有點不一樣。我們在有機(jī)P系、含N化合物、含Si化合物、鹵化物方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究。長壽命設(shè)計方面也是做儲能重點考慮的。
在集裝箱系統(tǒng)安全性方面，我們集裝箱內(nèi)采用了四個煙霧探測器和四個溫度傳感器，能及時感知危險發(fā)生。另外我們采用了水消防系統(tǒng)。大家做儲能都知道，目前氣體消防和水消防的配合是達(dá)到最好的效果的，通過水降溫是最直接有效的方法。我們根據(jù)每個電池箱上面進(jìn)行水箱的設(shè)計，水箱里面有傳感器。溫度到一定程度以后，傳感器打開，把水灌到水箱里面對電池包進(jìn)行降溫。如果發(fā)生更嚴(yán)重的事故，電池包起火、燃燒，直至把水箱燒穿、熔化，那么水箱中的水流到起火點，對起火點進(jìn)行滅火、降溫，可以防止火災(zāi)事故的擴(kuò)大，確保整個事故最極限的情況下不進(jìn)行蔓延。把溫度降下來之后，事故就不會擴(kuò)大。這也是我們在探索三元電池的整包利用方面，進(jìn)行的探索。我們有相應(yīng)的EMS控制策略。
儲能成本方面：我們說目前的儲能系統(tǒng)成本高起，其實是缺少一個規(guī)模生產(chǎn)的問題，電芯規(guī)模生產(chǎn)、單體容量提升可降低單位成本，高效率高集成度可降低整體成本，長使用壽命降低度電成本。安全性擔(dān)憂方面，可以通過系統(tǒng)化、模塊化產(chǎn)品設(shè)計，逐級分解安全指標(biāo)，從電芯材料、設(shè)計、工藝、品管確保電芯一致性，從BMS/EMS大數(shù)據(jù)智能控制技術(shù)保障電池/PCS、電網(wǎng)融合。在壽命預(yù)期方面，采用儲能專用電芯設(shè)計，采用高效制冷散熱方案保障工作溫度場均勻，采用BMS達(dá)到均衡效果，都是使儲能系統(tǒng)壽命更長的手段。產(chǎn)品成熟度方面，采用標(biāo)準(zhǔn)化/模塊化產(chǎn)品設(shè)計、制造、施工，采用儲能專用電芯，提高儲能系統(tǒng)的成熟度。以上四項提高以后對儲能的大規(guī)模應(yīng)用，是值得期待。
謝謝大家！
