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国轩高科王业林:基于电化学储能的用户侧储能技术研究及应用模式探讨

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2020-08-03 浏览:
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中国储能网讯:2020年7月25-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合江苏省电机工程学会可再生能源专委会、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网江苏综合能源服务有限公司、中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司等单位共同主办的“第四届全国电网侧暨用户侧储能技术应用高层研讨会”在南京召开。

25日上午,合肥国轩高科动力能源有限公司储能事业部总工程师王业林在会上分享了主题报告《基于电化学储能的用户侧储能技术研究及应用模式探讨》,以下为整理后的演讲速记:

王业林:谢谢大家!今天有幸来参加这个大会,来介绍一下我们合肥国轩在储能行业应用的一些产品,刚才大家讲得都非常好,从点线面体到整个行业,实际上国轩在储能行业开始得比较早,我今天主要谈一下国轩在这个行业中所做的这个点。

合肥国轩是属于一个专注于电池的公司,2006年成立,这是一个发展历程,其中有几个关键点,比如说2008年、2010年、2015年、2020年。

这是合肥国轩在产业上的布局,国轩的野心还是比较大的,在产能布局上有很多。

国轩的体系比较全,从材料一直到产品都有涉猎,而且它的整个体系是比较完整的。

下面我讲一下今天的主题,刚才大家也讲了储能,在这个系统中我们所关注的核心,就是这个黄圈,就是电池的集装箱,这是我们的一个核心,就是刚才点线面中的点。

因为今天我是一个技术性的讨论,在这个点中,我列了一些点中需要考虑的内容,这些内容希望和大家做一个交流和沟通。

这里面储能集装箱发展到现在已经很长时间了,第一个,实际上我觉得最简单的一个问题,到底是选多长多大。现在主流的是20尺、40尺,这个里面实际上考虑到一个完善的整体布局,是一个很重要的。从国轩的角度上发展,国轩现在更倾向于20尺的集装箱。为什么会倾向于20尺的,我下面会有一堆的事例来证明它。

还有一个,今天从头到尾,几位嘉宾都讲了安全是核心。安全是核心,储能集装箱上防火的等级选择是哪种?国轩选择的是A60级,也就是一个比较高级的级别,实际上是在1200度可以支撑60分钟。这个有什么好处呢?前面嘉宾也放了几个储能电站的图片,实际上我们的储能电池的摆放是比较密集的,我们使用A60级,就能保证假如说其中一个集装箱着火以后,它不会殃及其他的集装箱,尽可能的止损。

讲到这里,也会影响到刚才说的到底是选择20尺,还是40尺,假如说是集装箱着火了,20尺集装箱造成的损失大呢,还是40尺集装箱造成的损失大呢?

第三个,是空调的选择。集装箱在运行的过程中,我们的电池是需要一个非常好的温度区间,这就牵涉到空调。空调现在有好几种流派,一种是柜机,近几年开始流行顶置机。

第四个,是风道。在这个集装箱的内部,我们需要把整个电池系统的温度给平衡起来,这就牵涉到风道的问题了,空调的出风口温度比较低,回风口的温度比较高,又牵涉到整个电池的排列,从上到下,从左到右,怎么样把整个系统做得非常均匀稳定。

刚才讲的温度指标,我们把电池的工作温度最佳的区间就是25—35度,超过这个区间对于电池的寿命都会有影响,对于安全也会有影响,整个系统电池温度很高的话,很容易导致热失控现象发生。

第六个是高压箱的设计,在整个电池集装箱里面,我们的电池集装箱是分为电池模组、pack、簇,一个集装箱就有20尺长,这个箱子占的体积、重量也会比较大,它在系统中呈一个承上启下的作用。

第七个是电池托盘的高度,过去我们自己也做了一些产品,电池托盘之间的高度非常的小,小到手指头都伸不进去,这对前面讲的风道的设计可能都有一些影响。

第八个是电池保温层的厚度。这个保温层的厚度是内部和外部温度的保证,太厚了可能意义不大,太薄了对于保温效果又差一点,所以这个里面也有很多非常精细的东西。过去我看到过很多集装箱厂家生产的保温层只有5个面,集装箱在立起来,架在地面上以后,实际上对于后期使用,尤其在北方区域,我们还是发现了一些问题,所以我觉得这个保温层都应该是六个面。还有一些被动式建筑、被动式节能的经验在里头,整个保温的设计也在里面有很深的学问。

第九个是消防,消防可能就先牵涉到安全了,现在消防的种类也很多,现在有N1230,还有喷淋,消防关系到安全,这是我们集装箱安全的重中之重。通过以往的一些事故,也能够影响到现在新的设计,这里面消防设计的好坏也影响成本的高低。

刚才讲事故,事故最好的处理方式就是早期的预警和早期的处理,一般的集装箱火灾的发生,也不是一蹴而就的,它肯定是有一个阶段,是慢慢产生的。第一步,首先是局部的高温,局部高温失控以后,导致发生从暗火变成明火,明火导致整个集装箱的火灾。这里面预警的早期发现和早期处理,能够最大程度降低损害。

第十个,是事故处理的预案。刚才讲了,就是发生问题以后我们怎么处理,一个小的火灾,实际上在整个集装箱系统里面,我们都装的有全面的监控系统,监控系统及早地发现,及早地报警,及早地通知工作人员去处理。工作人员有成熟的解决方案,首先看一下是什么问题,然后把这个小问题快速解决,不让它升级成一个大的事故。

实际上,安全是国轩高科在这几年做电池集装箱下的工夫最大的,我们在消防和系统投入了非常大的精力,尤其在系统,刚才讲点线面的时候,我们所有的集装箱里面是有N多的单体电池,单体电池并成模组,又由模组变成了插箱,由插箱变成簇。这里面的监测系统对于安全是尤为重要的,在这个监测系统,我们的BMS系统是核心,BMS能够监测到每一节电池的电压,还有模组的电流,来保证安全。

在事故发生的时候,都有很多的苗头和迹象,我们能够及早发现这个,通过系统,包括云端,能够通过系统向工作人员发送指令,他不在现场,但是可以通过网络的方式来给他发送这个命令,让他快速地到现场去处理。

第十二个问题,是电池品种的选择,国轩高科的品种很多,从15AH到105,有很多的品种。

我讲一下第二十和二十一,运输结构,刚才讲40尺集装箱的重量都比较大,在运输的时候,我们不可能安装电池,但是20尺集装箱带来一个好处,就是我们的电池集装箱可以在出厂的时候做完完善的调试,然后出厂,因为它的重量符合运输的重量和体积的规范要求。

第二十一个,现场做了很多储能电站,我们过去的储能电站,在现场有很多的土建的施工,实际上我们也可以使用全域预制化的结构,预制化的在现场生产,到现场简单的吊装和拼接,就能使一个储能电站快速投运。

总结以前,国轩愿意在储能行业里面,把我们这一颗小小的螺丝钉做好。

下面是我们20尺的储能电池集装箱的设计,时间关系就不再讲了,我们现在用的是火碳管的技术,现在用的是顶置的空调。

现在的电池PACK,现在主要是使用的主动均衡,对于这么多电池管理的意义是非常重大的,能够保证这个电池的长寿命和它的工作效率。这个我们通过很多的项目已经验证了主动均衡在电池系统中重大的意义。

这是我们在做电池PACK的时候有一个温度场的测试,我们监测了很多产品。

这是我们在做温升的测试,这是国轩电池的种类和一些品种。

这是应用模式和案例,刚才也讲了很多储能的分类,在这个分类中也是源网荷储,我们就讲我们的一些案例,我们这边也做了一些储能的,在国外也有一些。

这是我们的一些风光储的项目。

我今天的演讲就到此结束,谢谢!

关键字:储能

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