中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合240余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州召開。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中245家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月24日下午，杭州高特電子設(shè)備股份有限公司市場總監(jiān)邸金生受邀在新型電力系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)整體解決方案專場分享了主題報(bào)告，報(bào)告題目為《聚焦BMS關(guān)鍵技術(shù)，探討行業(yè)發(fā)展新方向》。以下是報(bào)告主要內(nèi)容：
邸金生：各位專家、各位行業(yè)同仁，大家下午好！我是高特電子邸金生。很高興今天和大家相聚在杭州中國國際儲(chǔ)能大會(huì)。
高特電子是1998年成立，也是最早一批進(jìn)入到儲(chǔ)能行業(yè)的BMS企業(yè)。我今天匯報(bào)的主題是《聚焦BMS關(guān)鍵技術(shù)，探討行業(yè)發(fā)展新方向》。
主要分為四部分：第一部分，儲(chǔ)能發(fā)展的趨勢；第二部分，BMS+數(shù)據(jù)服務(wù)體系；第三部分，雙向主動(dòng)均衡技術(shù)，第四部分，高特電子介紹。
隨著儲(chǔ)能的快速發(fā)展，現(xiàn)在行業(yè)最難解決的就是兩個(gè)問題，一是安全，二是經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性，隨著電芯價(jià)格目前的下降狀態(tài)，包括集成價(jià)格的下降，以及陸續(xù)地儲(chǔ)能政策、利好政策的出臺(tái)，經(jīng)濟(jì)性和盈利模式逐漸地向好，所以最重要的還是安全問題。截至目前，全球已經(jīng)發(fā)生超過50起以上的儲(chǔ)能安全事故，隨著今年儲(chǔ)能項(xiàng)目的陸續(xù)投運(yùn)，業(yè)界對電池儲(chǔ)能的安全性和可靠性也提出了質(zhì)疑和擔(dān)憂，也嚴(yán)重地影響了行業(yè)的發(fā)展。
基于以上難點(diǎn)，高特開發(fā)了BMS+的技術(shù)生態(tài)，主要分為三個(gè)層面：最下層是具備核心技術(shù)和核心芯片的BMS產(chǎn)品，高特在2016年開始自主研發(fā)國產(chǎn)化的BMS核心芯片，目前具有AFE采集芯片和雙向主動(dòng)均衡的兩款國產(chǎn)化芯片。同時(shí)在今年，我們也會(huì)推出一款全新的行業(yè)領(lǐng)先的具備安全閥檢測的芯片，來提升整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全的防控能力。在原有的溫度和電壓檢測的基礎(chǔ)上，增加安全閥檢測功能，當(dāng)電芯內(nèi)部的壓力和氣體聚集到一定程度的時(shí)候，安全閥打開，BMS進(jìn)行快速地響應(yīng)和保護(hù)，同時(shí)與消防和液冷系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，來保障整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全。
中間層，BMS是整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心，也是重要的數(shù)據(jù)來源，所有的控制和保護(hù)都是基于BMS的數(shù)據(jù)。那么，考慮到目前工商業(yè)儲(chǔ)能的一些應(yīng)用場景，由于經(jīng)濟(jì)性、由于初始投資成本、由于集成方案的復(fù)雜性，所以我們把BMS主機(jī)和本地的EMS，包括中心管理機(jī)，進(jìn)行了合二為一的設(shè)計(jì)。同時(shí)，具備了邊緣計(jì)算、實(shí)時(shí)診斷的能力。那么，在邊緣進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)清洗，將清洗后的數(shù)據(jù)上送到云平臺(tái)，有效地提高了云邊協(xié)同的能力。
第三層，主要就是數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)的賦能，包括四個(gè)層面：一是能源的聚合管理。我們已經(jīng)把儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括分布式微網(wǎng)的系統(tǒng)，在平臺(tái)端實(shí)現(xiàn)了能源的聚合。二是基于邊緣計(jì)算和邊緣診斷，在平臺(tái)端開展有效的線上和線下的運(yùn)維，降低后運(yùn)維的成本。三是在電力交易和輔助服務(wù)方面的一個(gè)響應(yīng)。我們目前已經(jīng)和國網(wǎng)的調(diào)度，包括輔助服務(wù)的平臺(tái)接口實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，目前平臺(tái)端已經(jīng)聚合了超過100MWh的用戶側(cè)的儲(chǔ)能資源。按照今年浙江省峰谷電價(jià)差的政策，面對浙江省今年夏天用電的負(fù)荷，我們參與到輔助服務(wù)的機(jī)會(huì)非常大。所以說，這也具備了一個(gè)有效的盈利模式。
因此，BMS+技術(shù)生態(tài)是從底層的電池安全感知，到本地的一體化集控、數(shù)據(jù)處理，到平臺(tái)端的線上線下的運(yùn)維+輔助服務(wù)，構(gòu)成了高特的BMS+的技術(shù)生態(tài)。
下面，我再介紹一下每一個(gè)組成部分。首先，基于目前國內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展，大型儲(chǔ)能一般分為三級架構(gòu)的BMS，最下層是PACK級的BMU，支持12-64串模組的全覆蓋。也就是說，目前儲(chǔ)能的集成方案，我們都有BMU去進(jìn)行適配，兼容900-1500V系統(tǒng)，支持單體電芯對單體電芯的高效雙向主動(dòng)均衡。同時(shí)，我們的部分模塊也支持主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡模塊pin to pin兼容。也就是說，目前有很多儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)，由于前期的初始投資成本，由于目前的盈利模式，可能很多的儲(chǔ)能項(xiàng)目前期選擇了被動(dòng)均衡。那么，隨著盈利模式的不斷好轉(zhuǎn)，后期有一些主動(dòng)均衡需求，我們可以實(shí)現(xiàn)不增加任何線數(shù)，通過模塊之間的更換，來實(shí)現(xiàn)被動(dòng)均衡到主動(dòng)均衡的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
中間層，電池簇控制管理單元，考慮到目前1500V系統(tǒng)的發(fā)展，單簇目前已經(jīng)超過了400個(gè)電芯以上，按照以前的主控方案，通過CAN，如果10個(gè)簇把信息上送到第三級，可能需要10秒甚至更長的時(shí)間，這對于調(diào)頻的場景甚至是安全預(yù)警這種場景，是無法滿足的。所以說高特也是行業(yè)內(nèi)第一家采用網(wǎng)口通信的，不管是10個(gè)電池簇，甚至是更多的電池簇控制管理單元，把這個(gè)信息上送到第三級，都可以實(shí)現(xiàn)百毫秒級的數(shù)據(jù)刷新。
最上層，第三級，也是高特開發(fā)的一款在行業(yè)內(nèi)比較領(lǐng)先的BMS主機(jī)，支持2G的主屏，4G的內(nèi)存，4核的ARM，具備500G的固態(tài)硬盤，支持儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。同時(shí)也配備了豐富的接口，也具備大數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算能力和電池安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)診斷。
考慮到現(xiàn)在很多的工商業(yè)儲(chǔ)能的應(yīng)用場景，我們?yōu)榱诉m應(yīng)這些場景，在BMS主機(jī)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一體化集控單元，實(shí)現(xiàn)了所有儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)據(jù)的聚合。從功能角度來講，一體化集控單元可以集BMS、LEMS、通信管理機(jī)、協(xié)調(diào)控制EMU功能于一體，同時(shí)具備了邊緣診斷、實(shí)時(shí)診斷、設(shè)備狀態(tài)診斷等這些高級功能，單機(jī)、多機(jī)并聯(lián)，包括本地EMS、削峰填谷、需量跟隨、實(shí)時(shí)電價(jià)管理等一些功能，我們都通過菜單的方式來進(jìn)行可配置，方便客戶進(jìn)行選擇。
大家可以看到這張圖，現(xiàn)在的一個(gè)集裝箱里，有BMS主機(jī)，還有協(xié)控，現(xiàn)在還有一部分通信管理機(jī)，中間的用戶側(cè)的儲(chǔ)能柜，包括分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，也有BMS主機(jī)，包括輕量的EMS或者本地的EMS，像光儲(chǔ)充的微網(wǎng)也有一個(gè)本地的EMS。那么，這樣的接線和集成方案相對是比較復(fù)雜的，所以說我們把EMS和通信管理機(jī)，包括協(xié)調(diào)控制器所有的功能進(jìn)行了合而為一的設(shè)計(jì)，成為了一個(gè)集控單元，大大地減化了系統(tǒng)集成方案的難度，同時(shí)也方便客戶去做二次開發(fā)，配置了豐富的接口。
從它的特點(diǎn)來講：第一，集控單元具備了強(qiáng)大的運(yùn)算能力，包括四核的ARM。同時(shí)，也配置了500G的固態(tài)硬盤，也就是說，對于一個(gè)集裝箱或者說用戶側(cè)的儲(chǔ)能項(xiàng)目，都可以實(shí)現(xiàn)全生命周期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同時(shí)也支持百毫秒級的數(shù)據(jù)刷新和保護(hù)的響應(yīng)。第二，通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)了對電池安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)診斷。當(dāng)然，在第三季度我們推出了具備安全法檢測的芯片的加持，再加上邊緣診斷和邊緣協(xié)同，可以大大提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全。同時(shí)，我們的集控單元也采用了微服的架構(gòu)，方便用戶去做二次開發(fā)。
邊緣診斷的功能，主要的核心是基于電池的安全狀態(tài)分析，比如基于電池目前的內(nèi)阻、電壓或者溫度異常，包括離散性趨勢的分析，通過實(shí)時(shí)和多維的數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)了對電池單體和電池系統(tǒng)健康狀態(tài)、性能趨勢的預(yù)測分析。
這是集控的一些顯示界面，大家可以看到中間的藍(lán)色部分，是應(yīng)用在大儲(chǔ)上面的，是組串式的PCS。也就是集控單元具備了BMS主機(jī)和協(xié)調(diào)控制器的功能，同時(shí)具備了對組串式PCS的功率分配。另外的一些界面就是應(yīng)用在一些用戶側(cè)的集控管理，具備對PCS、電池、空調(diào)、消防等等數(shù)據(jù)的信息聚合，也實(shí)現(xiàn)了結(jié)合液冷和消防的聯(lián)動(dòng)，在確保安全的情況下，降低功耗。
下面，介紹一下BMS+的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)主要的核心是四個(gè)方面：第一，數(shù)據(jù)的管理。第二，能源管理，包括輔助服務(wù)和電力交易。第三，做了邊端狀態(tài)的實(shí)時(shí)診斷。第四，智慧運(yùn)維。通過云邊協(xié)同為線上線下的智慧運(yùn)維提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
這是數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)針對百兆瓦時(shí)大型儲(chǔ)能電站的一個(gè)應(yīng)用場景，是智慧運(yùn)維平臺(tái)。
基于儲(chǔ)能電站安全和運(yùn)維的角度考慮，智慧運(yùn)維平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)電站級的全方位的電池實(shí)時(shí)監(jiān)控，快速地定位，智能地故障告警，來精準(zhǔn)地識(shí)別電池的安全風(fēng)險(xiǎn)，具備電池設(shè)備的實(shí)時(shí)診斷和故障的快速解決，實(shí)現(xiàn)少人和無人值守，降低后服務(wù)的成本。
這是電池核心狀態(tài)的診斷?；趯?shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，對運(yùn)行趨勢進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測，預(yù)測在未來的時(shí)間，儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)壽命和衰減。另外，基于邊緣計(jì)算的能力，包括電壓內(nèi)阻這些參數(shù)的計(jì)算，來有效地推送必要的運(yùn)維策略。
另外，數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)具備了輔助服務(wù)和實(shí)現(xiàn)了國網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)接口的互聯(lián)互通，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的調(diào)度儲(chǔ)能資源，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的收益。
這是去年8月份，我們在浙江省電網(wǎng)側(cè)的首個(gè)百兆瓦時(shí)的成功案例，項(xiàng)目采用了高特的雙向主動(dòng)均衡技術(shù)，并根據(jù)儲(chǔ)能電站運(yùn)維的難點(diǎn)，定制開發(fā)了智慧運(yùn)維平臺(tái)。目前這個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行大概有8個(gè)月的時(shí)間，兩充兩放的運(yùn)行環(huán)境，通過主動(dòng)均衡技術(shù)，電池的一致性保持良好，同時(shí)智慧運(yùn)維平臺(tái)也有效提升了運(yùn)維效率。
主動(dòng)均衡技術(shù)，相信也是大家比較關(guān)注的點(diǎn)，高特自主研發(fā)的芯片級的雙向主動(dòng)均衡技術(shù)，也是行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位的，可以實(shí)現(xiàn)簇內(nèi)跨模組、跨PACK的任意兩個(gè)單體電芯之間的能量轉(zhuǎn)移。相對于目前業(yè)內(nèi)還有一些其他的技術(shù)方案，其中有一種包括在PACK內(nèi)做電芯與電芯的均衡，再做PACK與PACK之間的二次均衡，從整個(gè)的效果上到成本上，相比我們的芯片級雙向主動(dòng)均衡技術(shù)，還是有一些落后。所以說，目前雙向主動(dòng)均衡技術(shù)，在行業(yè)內(nèi)我認(rèn)為它未來的發(fā)展趨勢也是非常有必要的，也是一個(gè)必選項(xiàng)，可以延長整簇的放電時(shí)間，尤其是儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的早期，由于充電倍率，由于初始容量的不一致，雙向主動(dòng)均衡技術(shù)都能夠快速有效地改善電池的一致性，有利于延長電池系統(tǒng)的壽命。
這是項(xiàng)目的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例。這個(gè)項(xiàng)目目前大概運(yùn)行了超過5年，大家可以看到這張圖示，上面的黃色曲線是電芯理論的衰減曲線，下面的綠色曲線是實(shí)際的衰減曲線。按照實(shí)際的曲線來算，最終儲(chǔ)能系統(tǒng)可能運(yùn)行到9年左右的時(shí)間，容量會(huì)低于80%。那么，中間的藍(lán)色曲線是2年以后主動(dòng)均衡開始介入，當(dāng)它發(fā)揮作用以后，通過實(shí)際的數(shù)據(jù)測算，可以達(dá)到13年左右的壽命，有效地提升了全生命周期儲(chǔ)能系統(tǒng)30%以上的收益，可見主動(dòng)均衡的作用是非常明顯的。
今年，隨著峰谷電價(jià)差的拉大，也有很多的廠家陸續(xù)在做大流量的電芯，當(dāng)電芯的衰減敏感性出現(xiàn)以后，這是非常敏感的，所以說主動(dòng)均衡在未來儲(chǔ)能具有很好的盈利模式，也是未來儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的必選項(xiàng)。
最后，再簡單向大家介紹一下高特電子。
高特成立于1998年，做了25年的電池檢測工作，對電池的特性和機(jī)理具有深刻的理解。在電池SOX的診斷技術(shù)和雙向主動(dòng)均衡技術(shù)，在行業(yè)內(nèi)具備領(lǐng)先的地位。目前也自主研發(fā)了包括AFE采集芯片和雙向主動(dòng)均衡兩款國產(chǎn)化芯片，今年也會(huì)推出具備安全閥檢測的芯片，同時(shí)我們也在開展儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)服務(wù)的應(yīng)用。
在2022年，高特在第三方BMS的出貨量是8.5GWh，整個(gè)訂單額是11.5GWh，全年承接了超過1000個(gè)項(xiàng)目。累計(jì)BMS出貨量以及大儲(chǔ)的出貨量，排名穩(wěn)居行業(yè)第一名。所以說，高特作為BMS的領(lǐng)先者，我們專注于儲(chǔ)能行業(yè)，立足于BMS，布局芯片，發(fā)展BMS+數(shù)據(jù)服務(wù)，努力成為儲(chǔ)能電池安全與價(jià)值提升的數(shù)據(jù)服務(wù)供應(yīng)商。
以上是我今天的匯報(bào)。我們在外面D24、25號有展位，歡迎各位專家或者行業(yè)同仁到我們的展位與我們進(jìn)行交流。謝謝大家！
