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储能BMS迈向车规级

作者:数字储能网新闻中心 来源:高工锂电 发布时间:2024-06-11 浏览:

中国储能网讯:力高新能正将车规级的标准导入储能领域,开始引领储能行业向更高标准迈进。

  储能安全问题始终是悬在头顶的“达摩克里斯之剑”。

  近期,德国、美国加州及国内浙江温州地区接连发生锂电池储能电站安全事故,再度敲响储能行业安全警钟。随着储能电站投运项目迅猛增长,早期投运的储能电站已经暴露出大量安全风险。

  5月14日,国家发改委发布《电力市场运行基本规则》,电能量交易、容量交易、电力辅助服务交易的推进将彻底打通储能的盈利机制,储能将逐渐走向大规模频繁调用,这意味着,市场对储能产品的安全性和经济性要求进一步提升。

  储能系统“四大件”中,电池环节属于电化学领域,而BMS、PCS、EMS均属于电力电子领域,这两大领域之间存在较为明显的技术壁垒。

  其中,储能BMS属于感知系统,电池的状态数据是储能EMS系统充放电决策控制的基础,BMS不仅是储能系统性能优化的关键,更是安全保障的基石。

  储能行业技术迭代迅速,储能电芯、系统、电站均呈现大型化趋势,储能系统中串并联的电池数量持续增多,对储能的安全性和可靠性提出了更大挑战,BMS要实现对海量电池的安全高效管理绝非易事。

  一方面,储能电池本体需要通过材料、工艺创新持续提高安全性和循环寿命;另一方面,BMS肩负着提升储能安全性和经济性两大重任,必须提高均衡管理能力、监测和早期故障预警能力、系统协同性和产品可靠性等。

行业呼吁储能产品品质跃升

  虽然市场普遍对储能BMS的作用有一定认知,但由于国内储能调用率低,已投运的储能系统还比较“年轻”,BMS对提升储能全生命周期安全、寿命的效果没有被充分挖掘。

  而现阶段储能BMS产品本身也普遍存在可靠性不足、产品同质化等问题,储能BMS产品的演进滞后于电芯、PCS等其他核心部件,主要原因在于储能BMS缺乏精细、严谨的标准和流程,普遍停留在相对粗放的阶段。

  锂电池储能系统的安全可靠性测试和验证标准尚不完善,近年来,在资本的助推下,大量企业涌入储能行业,缺乏技术积累,市场上的储能产品良莠不齐。

  在储能行业高度内卷竞争下,企业不仅要守住产品安全和质量底线,更要以技术创新提高储能系统安全的上限。

  随着市场对储能产品安全性和经济性的要求持续提升,2024年,储能BMS也将迎来一场“跃升式”变革。

  在电芯领域,宁德时代、远景动力、蜂巢能源等头部动力电池企业,较早以车规级严苛标准进行储能专用电芯的开发设计和生产制造,来确保储能电芯的极致安全和优异性能。

  车规级标准的储能电芯已得到市场广泛认可,天合储能等非动力电池企业也推出了车规级标准储能电芯。

  行业标准通常落后于行业技术发展,作为核心电力电子部件的BMS,也同样需要以更为严苛的要求和制造标准,保障储能的稳定可靠运行,行业对于车规级BMS的呼声渐起。

  据高工储能调研了解,目前国内最大的第三方BMS提供商是力高新能,作为一家深耕BMS行业14年的龙头BMS企业,力高新能恪守极其严苛的车规级全流程标准,从BMS技术研发、产品开发到生产制造、供应链管控等各个环节形成了高标准、体系化的流程和要求。

  基于动力电池BMS行业的深厚积累,力高新能正将车规级的标准导入储能领域,开始引领储能行业向更高标准迈进。

  目前,储能行业已逐渐走上健康的发展道路,从价格导向转向价值导向。车规级电子零部件要求覆盖整车全生命周期,储能同样需要能够覆盖全生命周期的零部件。

车规级BMS助力储能提效降本

  不同于传统工业级产品,“车规级”是高端制造水平的代名词,从技术研发、产品开发、生产制造到供应链管控、认证检测等各个环节都有高标准、体系化的流程和要求。

  汽车行业经过数百年沉淀,在实践中形成了对电子零部件的通用标准,包括零失效质量管理标准IATF16949、ISO 26262功能安全标准及其关键组成部分——汽车安全完整性等级(ASIL)、车规验证标准AEC-Q。

  据了解,力高新能是国内首家获得ASIL D(最高等级)功能安全流程认证的第三方BMS企业,参与起草了多项国家标准,力高新能不仅是技术革新者,也是规则制定者。

  据力高新能相关负责人介绍,车规级BMS严苛要求贯穿全流程,必须保证从概念到产品的每一个环节都达到车规级标准。

  研发和产品开发方面,力高新能建立了一套涵盖物料选型、硬件模块化、软件架构、算法优化、测试自动化、大数据管理和研发流程的七层技术平台,储能BMS也承袭车用BMS功能安全ASIL D和ASPICE CL2开发流程。

  生产质量控制方面,力高新能亦采用车规级的严苛标准和流程管控,不仅能够保证BMS产品长时间运行的稳定性和耐用性,还在极端温度、湿度、震动等恶劣环境下保持产品性能稳定,真正做到高安全性和高可靠性。

  通过严谨的开发流程和卓越的质量控制标准,力高新能车规级BMS还能够以更高的良品率确保产品的一致性和稳定交付,助力储能系统提效降本。

  基于全流程车规级的高要求,力高新能的BMS产品在行业中处于领先水平。

  BMS在储能系统中的成本占比不高,在不少人看来,储能BMS的技术门槛也不高,虽然把储能BMS做到“60分”并不难,但要做到“80分”甚至更高,难度不亚于电芯和PCS。

  储能BMS的技术难点可以分为硬件和软件两大层面,也就是芯片和算法。对于BMS企业而言,SOX(SOC/SOH/SOP/SOE)的算法是现阶段形成产品差异化的重点。

  不过,目前BMS软件算法能够实现高精度SOC估算的并不多,只有部分企业能够把SOC估计误差控制在5%以内,而力高新能等头部企业实现了SOC估计误差小于2%,力高新能SOC自适应估计算法被认定为国际先进水平。

第三方BMS龙头引领储能BMS车规级进阶

  此前,在新能源强配/竞配政策和储能企业价格战的背景下,一味追求低价的业主和储能系统集成商不在少数,企业在BMS上研发投入普遍不足,加上储能电池的运行数据不够,储能BMS的算法仍停留在较为初级的层面。

  虽然动力电池和储能电池有所差异,但底层技术共通,不难发现,储能电池企业大部分也是动力电池企业。

  同理,虽然储能BMS追求的不是高功率,而是高安全、长循环,但动力电池BMS与储能电池BMS的底层技术逻辑一致。

  高工储能认为,力高新能作为头部动力电池BMS厂商,在储能电池BMS领域更具竞争优势,主要体现在四个方面:

  一是车规级标准应用到储能行业,意味着以高打低,卓越的产品品质是一个良性市场的统一追求。力高新能不仅为客户提供了一个稳定性的新高度,而且重新界定了储能系统的可靠性与安全标准。

  二是力高新能在新能源汽车BMS领域拥有大规模成熟产品验证,足以证明力高新能的技术成熟度和先进性。海量数据积累,也会反过来促进产品和算法的加速迭代。

  相关数据显示,2023年,力高新能BMS装机量51.1万套,市场份额超7%,是国内最大的第三方BMS提供商。

  三是力高新能拥有成熟的供应链管控能力,具备持续、稳定、快速供货能力,以极致品质帮助储能电池减少售后和维护成本、提升全生命周期放电量,实现储能系统端到端全生命周期的经济性提升。

  四是基于力高新能完善的开发体系,能够以车规级标准针对储能细分场景进行定制化开发,目前,力高新能不同场景要求推出了大储、工商储、户储BMS方案。

  在大储BMS领域,力高采用三级架构设计,有效提升电池簇的使用寿命和系统的整体性能。除了常规大储产品外,还有112串的从机和加上主动均衡等多样化产品供客户灵活选配。

  在工商储BMS领域,力高在监测、保护和能量管理功能,以及系统的灵活性和扩展性上表现突出,以适应多变的工商业能源需求,帮助客户优化能源消耗,降低运营成本。

  在户储BMS领域,力高通过国际严苛认证,如欧洲通标、德国VDE AR-E 2510-50认证等,确保了产品的安全性和可靠性,帮助用户通过精准的电池状态监测和智能的能量管理,实现能源的自给自足。

  BMS行业是典型的技术导向型行业,第一梯队BMS企业的创新能力和竞争优势将进一步放大,力高新能与第二梯队及非专业BMS企业在研发投入、产品竞争力等方面将进一步拉开差距。目前,已有越来越多头部储能电池厂商和系统集成商引入第三方专业BMS企业。

  作为头部BMS企业,力高新能的入局更多在于引领储能BMS行业升级,车规级标准将成为储能安全和效率进阶的一大趋势。

  未来,力高新能将通过4S(BMS、EMS、PCS、TMS)协同,进一步引领储能系统向精细化、智能化控制演进。


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