中国储能网讯：4月27-28日，由中国化学与物理电源行业协会主办的中国光储端信协同发展大会在重庆国际博览中心召开。

  此次大会以“协同创新 融合发展”为主题，设置开幕式暨碳达峰高峰论坛、工商业储能与车网互联专场、光储氢协同发展专场、储能系统集成与智能安全预警系统专场、人工智能与碳足迹专场五个专场论坛。

  来自行业主管机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的300余家产业链供应链企业参加了本次大会对话与交流。

  中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国储能网与数字储能网联合承办，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会提供学术支持。

  4月28日上午，天津中电新能源研究院有限公司技术中心部长董久豹受邀在光储氢协同发展专场分享主题报告，报告题目《电池储能系统结构及发展趋势》。以下为报告主要内容：

  董久豹：各位领导、专家、同事大家上午好！非常荣幸在这里跟大家交流和分享，我分享的题目是：电池储能系统结构及发展趋势。

  第一，结构发展历程。2020年以前储能系统的结构主要以风冷步入式集装箱为主，随着280安时电池的应用，越来越多人进入储能赛道，经过一系列的激烈竞争，技术实现了跨越式发展。容量呈现出越来越大的趋势，陆续提出280、314安时，近期也推出了500+、1000+，容量越来越大，成本集成度也体现出优势。对于电池模块来说，早期基本是一些风冷的结构，常规的都是14、16、24串为主，随着液冷技术的成熟，提出了52、104串的方案。从风冷到液冷的转变，单箱电机数量越来越高，集成度越来越高，液冷相比于风冷有独特的优势，对系统循环寿命也有一定提升。早期步入式集装箱主要是风冷结构为主，中间结构了风冷的提升，就是壁挂式空调的应用，随着液冷的广泛应用，陆续推出了标准集装箱的产品，比如3.35兆瓦时，3.72兆瓦时等，陆续有厂家提出5兆瓦时的解决方案，储能的容量越来越大，有6兆瓦时乃至将近7兆瓦时的20时标准集装箱的能量配置。

  我们从这三个维度来看，未来储能的发展趋势相信是朝着高集成、低成本、高安全、长寿命的方向来做。

  第二，储能结构介绍。我们现在见到的这些标准集装箱，往往是基于280安时现有电芯尺寸的标准化生产产生的设计方案，我们选定了20时标准集装箱，如何反过来设计我们认为一个最佳电池模块和电芯的。

  第三，未来发展趋势。首先定义模块尺寸，集装箱尺寸6058X4238X2896，我们先定义模块长度，如果用集装箱长度定义模块长度，长度上我们可用空间接近5.4米，这个模块长度尺寸对于制造难度非常大，风险比较高。如果用集装箱宽度定义模块长度，可用空间2.2米，这个尺寸是可以实现的。长度定义完以后，如何定义模块宽度？我们知道集装箱长度可用空间5.4米，我们拿长度定义模块的宽度，目前有几种方式，目前主流见到的集装箱是六列布局，对应的模块宽度790毫米左右。我们要做到高集成的话，列数可以做到越来越少，还可以做到5列、4列、3列、2列，2列模块宽度要做到2.5米，制造性、成本、售后、维修相对比较差。从3、4、5列来选的话，我们认为从集装箱设计的成本和集成度、可制造性来说，3列或者4列将是未来发展的趋势。

  模块尺寸定义完后，如何把模块设计好？首先看电池模组结构的问题，一是电芯突发失效，二是模组结构失效。电芯失效主要是循环跳水和热时空，原因可能是电芯内部结构出现异常，模组失效主要是钢板断裂等，可能是电芯膨胀力持续增大导致模组强度失效。

  第一个关键的设计要点，在电芯间要选择具有持续输出力的缓冲隔热材料，保证电芯正常运行，电芯间隔热材料的作用就是让它的失效能提前通过以电压、温度、数据采集提前识别出来，提前预警、提前处理。二是设计可靠的模组框架结构，防止失效。三是隔热垫要填充电芯量，我们可以提升2-3%，放电末端压差是200V以内，保证受力均匀。

  目前的电芯发展现状，容量来看是逐渐越来越大的趋势，对应的尺寸也越来越大。大容量的电芯储能方面来说，降本方面有显著作用，大容量电芯存在什么问题？关键问题是电池温度不均匀，主要体现在机柱温差大，还有顶部和底部温差大，如何解决？我们用仿真模拟方式来模拟出来理想的尺寸，ECM等效电路模型，我们选了两个参数，选择底面积和高度两个参数作为变量，底面积代表的是散热面，高度代表导热路径，我们得到了一条关系曲线，我们看到底面积与高度比值越大，散热效率越高，温度分布越均匀，温升越低。我们认为当电芯内部温差达到3度以内，对于储能包括电芯产品性能的发挥是最好的。曲线上可以看到，温差均在3度以内的时候，底面积和高度比值大概是0.25。初步得到的结论，底面积和高度的比值大于0.25，可以将电池温差降低50%以上，寿命提升15%以上。

  总结，未来我们认为储能的发展要围绕高集成、低成本、高安全、长寿命来做。有几个关键的设计要素，一是模块尺寸，在集装箱内设计三列或四列布局，二是可靠模组框架结构，三是高性能缓冲隔热设计，抑制电芯突发失效，电芯尺寸是底面积和高度比值系数在0.25以上。

  第四，关于我们。我们公司是天津中电新能源研究院有限公司，是中电科蓝天科技股份有限公司的全资子公司，也是本次展会的承办方。这是我们获得的一些企业资质，我们还有一个国家级的实验室。这是研究院公司的三大业务板块：一是提供电源系统解决方案，主要是电池系统设计开发、生产、销售、服务。二是钠离子电池服务。三是提供系统检验检测服务。这是我们储能项目的一些成功应用的案例，采用我们的设计理念，我们收集了一些实际运行的参数，通过参数的监控可以看到，按照我们的设计理念来做，我们可以将整个充电末端压差控制在100以内，放电末端压差在200以内。这是我本次的演讲， 谢谢大家。