电子发烧友网报道(文/黄山明)如果想要探究每个行业未来发展的方向,那么直接从终端各个企业推出的新品来看是最直接的,储能行业也是如此。随着储能技术的快速发展,丰富的应用场景对储能产品提出了更高的要求。
储能冷却的新需求
在一些工商业储能产业链中,如何做好热管理成为各大厂商的难题。如果储能系统散热不佳,将导致系统效率低下、故障率高、损耗率高等问题,甚至严重可能引发致热失控问题,造成电池短路、鼓包、出现明火,最终引发火灾、爆炸等安全事故。目前市场中常见的风冷和液冷系统各有其优势和劣势,它们在解决热管理问题上各有所长,但也存在一些局限性。
比如风冷系统因为成本较低、结构简单,在小型或者产热率较低的储能系统中较为适用。而液冷系统因其高散热效率和温度控制的精确性,在大规模、高能量密度的储能系统中更具优势。然而,两种系统都不能完全解决热管理问题,它们都有各自的局限性,如风冷的散热效率问题和液冷的高成本及维护难度。
因此,储能系统的热管理可能需要结合使用不同的技术,或者开发新的热管理技术来全面解决热管理问题。比如华为推出的风液智冷储能产品,可以根据环境温度和电池工况自动调整主动液冷、自然风冷、余热利用三种工作模式。在热管理设计上实现突破性创新。
通过多模式智冷运行使得辅电能耗最大降低30%,除此之外,风液智冷架构还能将储能系统两充两放的性能寿命提升至15年。
除了华为,蜂巢能源也在近期推出了一款6.9MWh-20尺短刀液冷储能系统,该系统采用CTR精简设计,零部件减少15%,占地面积较市场主流5MWh储能系统节省20%;采用单开门方案,支持背靠背布置,极大提升项目利用率。
阳光电源也推出了工商业液冷储能系统PowerStack 200CS,搭载自研EMS智慧能量调度系统,采用En-grow算法,通过海量数据深度学习,快速生成最佳调度策略,确保调度收益最大化,提升电站收益。同时还配备第二代智能液冷温控系统,电芯温差控制在≤2.2度,有助于提升系统寿命和降低能耗。
此外,阳光电源还有一款大型液冷储能系统PowerTitan2.0,采用了“交直流一体化”的极简结构设计,将电池单元与PCS集成在一个柜子里,这种设计提升了系统的效率和性能。
系统采用了全液冷散热技术,包括液冷PACK和液冷PCS,搭载AI仿生热平衡技术,能够根据电芯、环境温度和运行工况智能切换控温模式,显著降低了辅电能耗。并且PowerTitan2.0在设计上注重安全性,采用直流不出柜的设计减少风险源,内置短线缆于全液冷散热系统中,搭载大电流AI灭弧技术,秒级关断电弧,保护整柜安全。
新型长寿储能电芯
除了温度控制以外,对储能系统而言,另一个重要的点在于寿命,这关乎到储能系统的稳定运行以及经济效应。据数据显示,当前储能还面临这实际寿命不达预期这一突出问题,其中功率型储能,也就是时长30分钟左右的储能系统实际运行寿命不足3年,而预期是10年。
至于能量型储能,也就是时长1小时以上的储能,实际运行平均寿命不足8年,而预期是15年;电池系统实际循环寿命电池单体实验循环寿命平均不足0.5,而预期是0.85以上。国内权威机构统计,大多数储能企业对外标榜能够做到20年、25年,产品的循环寿命能到12000次,甚至15000次,但实际上这些承诺很难真正做到,因此如何做出长寿命储能成为行业中的一大难题。
近期,宁德时代发布了储能新品“宁德时代天恒”,这是一款标准20尺集装箱式储能系统,其最大的亮点是能实现5年容量和功率的零衰减,寿命性能更好。能量密度方面,采用磷酸铁锂材料体系,可达到430Wh/L。
资料显示,之所以能够做到5年零衰减,是因为宁德时代采用了仿生SEI(Solid Electrolyte Interphase)技术,这种技术可以为锂离子清除路障。同时通过自组装电解液技术,宁德时代为锂离子提供了更顺畅的传输路径,进一步助力实现电池的长寿命和高稳定性。
值得一提的是,宁德时代成功地解决了“零衰减”电池中锂金属高度活性的难题,有效遏制了氧化反应引发的热失控现象。
为了更好的管理储能,宁德时代建立了基于技术开发、测试验证、运行监控、安全失效分析的完整循环的储能专用质量管理体系,确保了产品的安全性和稳定性。并且利用AI技术进行风险监测和智能预警,不断监控运行状态,并使用PSA模型量化储能产品全生命周期失效概率,从而验证安全设计目标并持续更新。
除了宁德时代以外,南都电源也发布了一款690Ah超大容量电池,同样能实现5年零衰减。该电源单体能量提升至2kWh,增长140%,在20尺标准柜下可扩展至6MWh。电池效率提升至96%,采用叠片技术,叠片效率提升150%,结构件数量减少50%。
该电源采用低锂耗人造石墨技术,膨胀减少20%,结构更稳定,同时特制的电解液抑制高温副反应,优化电池循环性能,正负极双重补锂技术精准补偿全生命周期锂损失。
显然,长寿命储能电池因其经济效益、技术优势和政策支持,被视为储能技术发展的未来方向。随着技术的成熟和市场的发展,长寿命储能电池有望在电力储能领域发挥更加重要的作用。
小结
从目前的储能新品来看,温控以及长寿命储能都成为厂商们关注的重点。好的温控可以让储能系统更稳定、持久的工作,而长寿命储能更是整个储能系统经济效应的核心。储能产品的稳定、长寿以及高质量运行,是当下及未来储能行业发展的基石。
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