中國儲能網(wǎng)訊:2019年10月11-12日,第六屆儲能技術(shù)在分布式能源與微電網(wǎng)中應(yīng)用高層研討會”在深圳召開。來自科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院、新能源發(fā)電企業(yè)、電力公司、系統(tǒng)集成商、電池制造企業(yè)、電氣元器件企業(yè)、新能源制造企業(yè)、項(xiàng)目承包商、投融資機(jī)構(gòu)等500余人參加了本次會議。
在會上,浙江高泰昊能科技有限公司總經(jīng)理張偉峰分享了主題報告《BMS對儲能系統(tǒng)價值最大化的影響》,以下為報告實(shí)錄:
張偉峰:各位朋友下午好,我跟大家探討一下BMS和儲能系統(tǒng)價值最大化的關(guān)系,大家都知道現(xiàn)在處在儲能發(fā)展的臨界點(diǎn),這個行業(yè)能不能有效、持續(xù)的發(fā)展下去?跟我們相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上的各個供應(yīng)商的產(chǎn)品還是相當(dāng)有關(guān)系的。
我們主要是做BMS,我從BMS的角度分析一下對于整個儲能的影響。主要分為四個部分:一是簡單介紹我們公司的情況;二是儲能系統(tǒng)價值最大化的途徑;三是產(chǎn)品介紹;四是應(yīng)用案例。
我們公司在杭州,2001年成立,公司的使命是為新能源電池保駕護(hù)航。愿景是成為最可信賴的電池管理專家。我們目前的定位是兩個市場,一個是儲能市場,一個是電動汽車管理專業(yè)供應(yīng)商。我們的文化是誠信、用心、創(chuàng)新、共贏。我們還有一個方法,我們公司的方法就是我們公司的簡稱QTC—Quality Time Cost。這是我們做產(chǎn)品三個重要的緯度。這是我們公司的企業(yè)資質(zhì),包括汽車IATF16949等相關(guān)系專利。
今天重點(diǎn)講的是價值,儲能系統(tǒng)的價值=系統(tǒng)持續(xù)產(chǎn)出部分-初始投資-系統(tǒng)運(yùn)營成本-安全成本。系統(tǒng)產(chǎn)出價值可以隨著時間不斷積累增加。安全成本開始可能不發(fā)生,隨著時間的推移不斷的累積,直到某一天直接爆發(fā)。運(yùn)營成本的大小可以通過我們的努力不斷降低。
系統(tǒng)產(chǎn)出價值,上午幾位老總講到過各種商業(yè)模式和應(yīng)用場景,產(chǎn)出價值的核心和應(yīng)用產(chǎn)品、商業(yè)模式有關(guān)系。每天可以獲得產(chǎn)出,N天×每天的收入,我們希望N越大越好,最好是無窮年。安全成本特指安全質(zhì)量事故造成的超過正常運(yùn)營的成本,比如說發(fā)生火災(zāi),投資都沒了更別說產(chǎn)出了。一般的質(zhì)量事故、質(zhì)量成本我們包含在系統(tǒng)維護(hù)里,因?yàn)橐鸬暮蠊鄬碚f比較輕微,可以通過維修、升級這種方式彌補(bǔ),我們的結(jié)論是,如果要想獲得我們系統(tǒng)產(chǎn)出價值,首先要把安全成本控制為0,因?yàn)榘踩杀静粠砣魏蝺r值,他可能是負(fù)價值。
系統(tǒng)運(yùn)營成本,可變的部分是大家可以努力改變的地方,比如說電池的充放電效率,可能跟電芯本體有關(guān)系,也跟PCS的效率有關(guān)系,可以為業(yè)主帶來額外的收益。系統(tǒng)的維護(hù)成本,人工等各方面的開銷,能不能真正做到無人值守、無人維護(hù)。
結(jié)合剛才講到的,我們提取儲能系統(tǒng)的核心要求:安全、可靠、低成本,什么是安全?安全是不要損害財產(chǎn)、危及人身、不破壞環(huán)境??煽渴情L期不間斷工作、穩(wěn)定執(zhí)行應(yīng)有的功能、滿足性能要求,工作時間越長收獲越大。低成本包括初始投資、運(yùn)營成本低、運(yùn)營效率高。
簡單說一下安全,行業(yè)里有一個標(biāo)準(zhǔn),最基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC61508,這是工業(yè)上的功能安全標(biāo)準(zhǔn)。2011年擴(kuò)展到汽車上,汽車領(lǐng)域是ISO26262,這是更加針對汽車的安全性要求,非常嚴(yán)格的。醫(yī)療、工業(yè)都是從IEC61508演化的,對于儲能系統(tǒng)而言,目前是沒有標(biāo)準(zhǔn)的,我們是做BMS,可以借鑒ISO26262,安全一旦失效后果相當(dāng)嚴(yán)重,這是比較恐怖的一件事情,從安全的角度來講,至少要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
我想做到什么樣的安全?安全目標(biāo)是不能起火,我們在這里定義故障,安全故障,只要發(fā)生一定會違反安全目標(biāo)。單個故障一旦發(fā)生,會影響安全,定義為單點(diǎn)故障,若2個故障同時發(fā)生,會影響安全,定為雙點(diǎn)故障。核心是識別消除單點(diǎn)故障,邊邊角角都得考慮,把違反安全目標(biāo)的找到并且干掉。
借助汽車的概念,安全完整度等級,分三個緯度定義:一是E是Exposure;二是C是Controllability;三是S是Severlty。
一旦發(fā)生故障、人身安全,首先人是可以暴露在災(zāi)害現(xiàn)場,是逃不掉的。二是控制不了,發(fā)生了就一定發(fā)生了,嚴(yán)重情況是很嚴(yán)重的,像無錫的大橋突然掉下來,人在現(xiàn)場逃不掉,也控制不了。道理是一樣的。
對應(yīng)到儲能,我們一般不會派一個人進(jìn)去,就算是一個集裝箱也有很多錢,一般是無人值守,當(dāng)發(fā)生問題的時候我們不太可能通過人工的方式干預(yù),車上好歹還有司機(jī)干預(yù)。一旦起火造成的損失是非常嚴(yán)重的,我們完全可以對應(yīng),相當(dāng)于汽車的S1-A至少S1-B,只有這樣才能把我們的系統(tǒng)打造得固若金湯,概率降低了很多很多。
講幾個簡單案例,儲能系統(tǒng)里的一個簇,比如說上面寫著電池,我們看一下KM1繼電器,它可能存在單點(diǎn)故障,BMS充電需要截止,要把繼電器斷開,繼電器不是百分之百斷開,可能粘連了就無法斷開。無法斷開怎么辦?得想辦法知道粘連了,才會有對策。有些情況下可能檢測不出來,這就沒辦法。QF一般是斷路器,斷路器一般不太經(jīng)常的開關(guān),斷路器一般都是處于閉合狀態(tài),當(dāng)QF1一旦粘連,如果沒有辦法診斷,就可能繼續(xù)充電。整個系統(tǒng)可能有很多,其他的還在充電,這個簇可能還在繼續(xù)充電,過了一段時間可能出現(xiàn)過壓的問題,時間長了電池就有問題了。
這個案例是主動均衡的一個方法,主動均衡的切換開關(guān),這里有三個電池,開關(guān)需要有器件去實(shí)現(xiàn),有繼電器、PhotoMOS,不同的器件失效,如果K2失效,選擇Cell3做均衡,K3、K4閉合,就會發(fā)生短路,非常危險。
我們看到集裝箱很多,剛才也在開玩笑,現(xiàn)在電芯的做法都是像曹操戰(zhàn)赤壁火燒聯(lián)營的做法,一個箱子出了問題,其他都逃不了的,這是比較有風(fēng)險的,借這個機(jī)會和大家分享系一下。
可靠性,除了安全還要可靠,可靠也是有一套理論體系,這里不多講。
可靠性的實(shí)現(xiàn)需要從設(shè)計(jì)、測試、生產(chǎn)方面覆蓋,才能把一個產(chǎn)品做得很可靠。
這是我們的開發(fā)流程,客戶需求到最后的現(xiàn)場測試,這是一個V型的開發(fā)流程,在汽車工業(yè)里比較成熟的開發(fā)流程。
這是我們的可靠性的HALT測試(見PPT),可以通過這些方式確保產(chǎn)品是可靠的。
這是我們公司內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,也是為了保證可靠、性能。
這是我們公司的生產(chǎn)體系,由于全自動的配電機(jī)。
這是我們的質(zhì)量體系。
這是我們16949的質(zhì)量體系。
整車的BMS和儲能的BMS到底有什么區(qū)別?本來想在這里多講一下,沒有多少時間我過一下。整車和儲能相比,我的結(jié)論是儲能的要求跟汽車差不多,后果比汽車更嚴(yán)重,一定要以汽車級的電池管理進(jìn)行開發(fā),16949和ISO的指導(dǎo)下進(jìn)行儲能系統(tǒng)的設(shè)計(jì),才可以在方法和體系上保障它的安全、可靠的級別。不是一般的、隨便搞兩下。
運(yùn)營效率今天沒時間了,包括BMS廠家、包括PCS廠家,大家怎么把這個系統(tǒng)做得效率高?這是BMS的核心功能(見PPT)、這是我們做的主動均衡方案介紹(見PPT),剛才講到失效的分析,我們提供的主動均衡解決方案解決了失效安全的問題,我們可以避免剛才說的這些問題,確保在電池端不會發(fā)生短路。
這是我們的產(chǎn)品線,包括我們的儲能線、汽車線和保護(hù)板線。
簡單介紹幾個案例,這是我們車的案例,從2011年到現(xiàn)在接近20萬臺的各種車,乘用車到大巴車,時間關(guān)系只是羅列了幾個典型的車型。
這是儲能,接近400MWh,也是從集裝箱到軌道交通、地鐵都有涉及。
這里有幾個軌道交通超級電容的儲能。
謝謝大家,有問題還可以到我們的展位上交流!