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直击长沙|三木科技帅家雄:风光储充新领域可靠性测试能力建设的研究

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2022-12-07 浏览:

中国储能网讯:11月24-26日,由湖南省工业和信息化厅、湖南省商务厅、长沙市人民政府、中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合主办,100余家机构共同支持的湖南(长沙)电池博览会暨第二届中国国际新型储能技术及工程应用大会在长沙圣爵菲斯大酒店召开。此次大会主题是“新能源、新机遇、新高度”。

会议期间,组委会邀请了广东三木科技有限公司董事长帅家雄分享主题报告《风光储充新领域可靠性测试能力建设的研究》。以下是发言主要内容:

帅家雄:各位老师,专家、朋友们,大家下午好!很高兴受组委会邀请来这里作一个关于新能源实验室建设的研究报告。

我的报告主题是《风光储充新领域可靠性测试能力建设的研究》,我们公司是做环境可靠性实验设备的。

今天报告分四个主题:行业应用、行业现状、能力建设、三木公司简介。    

一、行业应用

我们公司实验设备应用分为以下几个方面:一是电池材料,二是各类电池,锂离子、钠离子电池,三是电工系统部件,四是现在比较火的逆变器、储能器,光伏和风力发电,充电桩,各地管理电器系统,五是飞轮储能系统,核电储能,六是新能源机车。

什么是可靠性试验?IEC做了一个等级分类,我们可靠显示设备是进行过可靠性调查,分析和评级利用手段,对湿热、高温、温度冲击和冰雪冲击,包括震动冲击、恒定湿热、冰雹等。这些环境在日常生活中,我们产品可能在面对各种环境时都会用到并面对。

这是经常碰到的各种自然环境,我们公司针对现在自然环境提出了很多解决方案,模拟气候和加速试验的解决方案。

二、行业现状及挑战

大家有没有发现这两年天气比较异常,大水、炎热,低温、洪水等等,我现在从广州过来都是穿短袖,现在都是二十几度,热的时候有三十几度,所以这时候的广东根本不是冬天。

行业现状一:测试标准的国际化。UL、IEC标准、ASTM标准,在中国,在国标、行标都通用了。

二是个性化应用场景,戈壁、海边、高原等地区大量应用。现在的风力发电、光伏发电、储能变电站在众多的戈壁、海边、高原等地区大量应用。

三是综合环境越来越严峻,干燥、低温、低温盐雾等等,所以产品更新迭代让我们不得不做更多测试来验证产品的可靠性。这是我从中国气象图上摘录的,中国现在干旱、特旱的地方非常多,今年像洞庭湖、鄱阳湖都缺水,我们的产品也受到了气候影响。

四是负载需求不断加大,前提是我们的产品越做越大。可能以前的产品是500瓦的,现在很多产品可以做到5个千瓦,10个千瓦,负载越来越大,产品大小也有差异化,大的产品越做越大,小的越做越小。

五是测试项目多样化,造成我们的测试设备也好,解决方案越来越多样化。

什么是可靠性实验?其实有三大作用,一是发现缺陷。比如我们现在虽然人在长沙,但是我们可以模拟黑河、青藏高原的环境,我们可以通过环境模拟解决这个问题。二是改善产品,从而让产品更加符合环境要求。很多情况可以根据现场实验室,或者到现场环境来解决产品缺陷。

我们聊聊实验设备生命与价值。

一是让我们的实验像电工手中的万用表一样,随时检测你的产品。

二是随时筛选产品的可靠性临界点。

三是让环境实验箱提升新能源产品的价值。

四是提升产品可靠性,降低企业安全风险。

我去过中国六大实验场,青藏、云南、海南岛、海拉尔、黑龙江等,我去了众多实验室,我们公司做了很多现场模拟,发现确实对产品影响是非常大的。我们拿了很多被测物,被测物在过川藏线318第一个垭口(折多山)就爆掉了,原因就是气压问题,所以我们实验设备可以模拟各种环境。

三、解决方案

这个解决方案是光伏组件应力筛选,这个标准是根据国际标准IEC 61215、IEC61646环境实验标准做的。我们可以提供国际标准测试条件,让你的光伏产品、光伏组件、光伏逆变器等解决很多测试条件问题,在85度和—40度以上湿热循环,循环次数可以达到1000个小时以上,湿度也可以做到85%,95%。目前我们这个测试有客户做到最长2000个小时了。

这是海上储能盐雾测试系统的解决方案,现在海上光伏发电越来越多,所以不得不面对众多海水和盐雾腐蚀,我们公司研制出低温盐雾、高温盐雾、湿热盐雾,来解决我们的产品在面对海水盐雾和湿热、湿冷冻时的气候模拟。现在我们能解决零下40度到高温100多度复合盐雾情况,能进行中国和亚洲和欧洲、非洲等众多地区环境模拟。

这是一个三电系统,三电是电机、电控、电池,我们三木研制了很多符合IEC标准60068—2、—3的湿度曲线,完全按照曲线来做的,按照GB2423的标准。这些三电测试系可以解决温湿度同时升降的问题,也就是温度变、湿度降或者是湿润变、温度降的问题。

这是模拟高海拔环境即模拟在天上飞,在高空和高海拔地区的环境,这个环境我们现在有很多车要开到西藏和高海拔的地方做测试,很多零部件没有办法实现,我们可以给你提供高海拔解决方案。我们可以从几百米到几万米的高度,温度从高温到低温到极冷,我们现在这个箱子可以做到零下100度的低温了。现在面对很多太空环境提供了一些解决方案。

大负载快速温变设备,也是根据很多逆变器,以及大的电池电机,各种电器,包括飞轮来做的。我们最近也做了一套电磁兼容下做负载实验,这个设备已经应用到一些公司,这也是行业标准。现在我们大负载快速面可以做到线性每分钟25度,温变范围—60℃到120℃,负载5个千瓦以上,内部容积可以做到8个立方到120个立方之间。

这是一个淋雨装置,我们现在给很多户外用品做淋雨IP1~8等级,滴水、淋雨、冲水、浸泡都可以达到。这是我们做的一个24尺的储能柜的淋雨设备。

这是淋雨示意图,包括监控柜、空调、逆变器、变流器全部可以做淋雨,因为你的产品摆在外面可能会遇到各种天气。

这是解决电器恒定湿热、湿冷冻等环境的测试,比如湖南的天气,大家来这边感觉到洗了衣服不容易干,因为湖南天气属于湿冷状态,我们这个环境设备也可以模拟这边的气候,来解决当地的环境问题。

我们现在做到低温低湿,高温高湿,高温低湿等各种复杂条件,设备从单层多层,一箱、两箱、四箱等于零各种箱体面对各种不同产品。

这是一个高温存储设备,这个设备这两年客户选择我们特别多,一年要几十上百套。大小从几十个立方到几百个立方不等,模拟各种电池、零部件、各种元器件老化测试。这是设备是模拟正常高温,只是这个设备比较大,像我们今天这个会场这么大,我们客户摆放的电池比较多,里面放几百上千个电池。我们这个设备的最高精度可以做到正负一度,哪怕20个立方~80个立方,我们采用分段控温核心技术,不同分段可以让这个温度精度保持一致。我们这个系统可以让让你的电池系统实时监控电池,监控器件。

这是电池热冲击,是根据优拉标准做的。现在这个设备在我们展位现场展出,这个设备热冲击5℃每分钟线性升温升到130多度,可你的电池应力情况。这是一个升温曲线段,满足2到7℃可调。

刀片、麒麟电池液冷环境,我们现在给到了小鹏汽车,新旺达,以及其他一些做电池的公司,解决了刀片麒麟电池和电池EM装置。

这是模拟实际工况,模拟我们电池在应用过程中给它降温、升温、恒温装置,已经做到了充放电柜、冷水机、环境箱三位一体的解决方案。

这是复杂环境,震动、低温、低湿三综合,现在是振动、温度、湿度、快充电可以结合到一起,模拟正常震动的复杂环境。

这是模拟大型冷热冲击,我们最近给C公司做了十来个立方的冷热冲击模拟。范围是零下60℃到120℃。零下60到120℃转换空间快的话是5秒,慢的话是3分钟,等于说在5秒钟之内可以从零下60℃到120℃之间转换,负载5个千瓦以上,容积从0.5个立方到10个立方,恢复时间是3~5分钟以内,这是模拟我们很多产品在碰到极速降温的时候来验证产品的可靠性。

三木所有设备在研制过程和设计中都会做热仿真。我们所有产品都做了热仿真,来模拟精度、风向、流体来解决产品的可靠性,同时把产品放进去之后会产生热量吸冷吸热所带来的热反应。

这是放了很多产品之后做的仿真。

这是针对一些部件,涡轮,风向、风道仿真。

这是我们箱体做的加热、加湿、制冷系统的仿真。

这是我们针对长期低温运行的仿真图,针对于很多电商业及其他行业都会面临长期使用的问题,我们使用的时间可能会达到一两千个小时以上,针对这么长的时间环境温度怎么保证一直持续低温?这个技术我们国内以前是没有的,我们公司解决了这个问题之后发现有非常大的作用,我们的箱子可以连续使用几年。我们在戈壁滩上给一个部队用的设备已经连续工作十年,而且连续工作十年以上不断电的,我们用过3D模拟之后可以大大降低制冷回路,通过增加表面温度来解决结伤问题。

这是单机和双机两套系统,我们都实现了长期低温功能,我们现在双机可以做到零下80度,可以用正常压缩机来做。

我们还有一个技术是制冷跟制热同时分开,可以保证我们的能耗非常低

云端管理。我们公司所有设备都可以进行云端管理,现在我们公司有几万台设备,可能全国各地都有,我们进行设备管理之后可以监控设备运行状况,让客户放心地使用。

我们现在所有的设备都有做节能改造,来响应国家节能降耗的要求。我们的设备与国际设备同比低于30%左右能耗。

我讲了几次报告之后,发现大家对灭火非常感兴趣。我在2014年在重庆的时候就提出过用水灭火,当时很多专家提出质疑,我觉得用水灭火的方式到现在仍然可用。我们公司开发了用液氮、水、七氟丙烷、二氧化碳、大量水、急性降温、氧气隔离法、凝胶阻拦法、四氯化碳等各种灭火方式,我觉得最有效、安全的灭火方式还是大量的水。目前可能有很多实验室配套不了。上午有个院士讲他们公司是专门研究这个的,我想有机会跟他们探讨一下。我们公司从2014年就申请了这方面的专利技术。

我们针对安全测试加了很多自己的研发装置,比如电解液泄漏监测仪、内部绝缘及防爆、水灭火系统、压力温度传感器、样品温度监控、温控防灾系统、烟雾感应净化系统、可燃气体监测仪,这里面大部分是我们三木自己开发的,应对学校、实验室、科研单位以及跟人强相关场景的安全系统,可以大大减少安全事故。

最后,再花两分钟时间做个公司介绍。

四、三木公司情况介绍

我们公司成立于1995年,以台湾技术成立,2013年我们计划上市,后来因为政策改变原因没上。我们公司目前在广东东莞、宁德、天津、北京、武汉、苏州、重庆等地都有分支机构,目前一年出货量大概是1500~1800台,在新能源储能领域出货量排前三,出口50多个国家。

我们有很多合作客户,现场也有我们的客户。大部分是电池、电器、新能源、电网、科研军工单位、学校等,我们只是列了一些代表。

结论

一是在储能领域,安全、物联网、长期低温工作、无人化、节能、个性化、大功率负载的环境可靠性设备将会成为主旋律。

二是在日益严峻的自然环境下,会有更多非标的可靠性模拟气候设备参与到储能建设中。

三是三木能力在行业走在前列,做了大量科研工作,我们不单是做设备的,更多是研制,非常欢迎现场的研究单位跟学校与我们共建实验室,我们已经跟几个学校有共建实验了,也愿意为国家的储能事业添砖加瓦。

谢谢大家!欢迎大家来做技术交流。

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关键字:风光储

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