中国储能网讯：中国储能网讯：2017年4月24-26日，第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开，来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表，围绕产业热点话题，发表了一系列精彩演讲，中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间，桑顿新能源科技有限公司副总工李海波先生在“储能电站暨微电网专场”，以《大规模电池储能系统的集成与管理关键技术开发》为题发表演讲，现将演讲主要内容发布，以飨读者。

李海波：我演讲的题目是《大规模电池储能系统的集成与管理关键技术开发》，首先介绍一下技术背景，然后开发流程以及关键技术。现在的电池储能系统对经济可行性可能是最敏感的，再就是安全的挑战，第三个就是系统复杂带来的管理和控制，以及它的维护。第四是单体电芯的一致性和环境的适应性带来的寿命衰减问题。

针对这些问题，我在这里对电池储能系统进行分解，从电芯开始，接下来是PACK，再到储能集装箱，再到储能电站，这个是涉及到多个方面的技术要求。排在前面的，电芯是低成本，对于成本的要求越来越高，真正要市场化，在没有补贴的情况下，在成本上我们是要在技术上进行大力的开发的。

第二是长寿命，第三是电芯一致性，最后是安全和能量密度。电芯的一二三项都是跟成本相关的。长寿命也是跟成本相关的。在PACK这块，高压电器，它的安全这块因为是涉及到高压的一个体系，所以安全这块我把它排在第一位，接下来是低成本以及标准化的更新，还有系统的能量密度，后来我会讲为什么把能量密度放到这里面来。

集装箱进行分解，就是机构、PCS、EMS、低成本、标准化、故障追溯。

我们在储能系统开发上，如果这些基础条件满足的话，我们在大规模应用上，在市场开拓上，应该是比较适应的。

在里我做了一个标准的设计开发流程，这个其实是借鉴其他产品开发的流程来做的，从方案设计到方案细，以及测试到系统调试。在这里我列出了几个关键技术点，第一是低成本的系统集成开发技术，因为我们现在储能系统实际上是一个多学科、多领域的集成，在这样的系统下进行开发首先要对成本进行分解，然后找到各种各样的设计点，再找到设计点，同时简约化设计。第二是长寿命，首先是对电芯的循环寿命和日历寿命的要求，然后是对一致性的要求，然后对环境温度和充放电深度的要求，第三是标准化的开发，这个也是主要体现在成本上，接下来是成组效率的提升，以及能量密度的提升，还有安全性，最后是智能网联的方向。

这么几个关键技术，因为我主要是提出来，然后具体的方案可能在这里不讨论了，我只是把它先提出来。首先我讲一下低成本的PACK、垫片以及制造这块。

现在的储能，BMS成本占比较大，目前是十几个点的比例，最大的成本就是电芯，占了将近50%的比例，所以我们如果要进行低成本的储能系统的开发，电芯首当其冲要去降成本。电芯怎么去降呢，这边是电芯的分解，这几大主材，正极、负极、电解液、隔膜还有单体，正极材料占了比较大的比，然后是电解液跟隔膜，正极材料怎么去降，我们在设计储能专用的电芯的时候，要区别于动力电池的电芯，因为储能电池电芯并没有像动力电芯那么严的要求，它的技术要求会低一点。这样的话我们要如何避免形成过设计？在正极材料这块，我们可以有一些技术方向以及负极材料。隔膜也可以不用陶瓷隔膜，单体容量这块把它拎出来是因为锂电池做储能应用，在行业内都是形成共识了，做的越大越好。

电芯成本降完了以后就到了PACK这块，BMS现在有点贵，怎么样把这块成本降下来，还是有很多工作要做的个。这种BMS跟车的BMS是不一样的，因为车很多要求车硅级的芯片，但是储能用工业级的就OK。然后是PCS，成本也是偏高的，EMS以及电池模组这块，成本比重不是那么大，但是这几块实际上是有比较大的降价空间，通过计算是可以做到这一点的。再一个是低成本的制造。

电芯方面，如果是自动化制造，一致性好，在配组的时候成功性就比较高，如果一致性比较差，分布范围比较大，为了保证它电量的要求，就会以最低的电量去配，结果就很容易形成多配电量的情况出现。比如说客户可能只要200度电，你可能给他配了205度电，那多配了几度电，这个成本一下就上去了。所以设计的时候刚刚好，这是我们所要掌握的一个度。规避系统过设计，这是系统这一块，设计上的降成本。

再就是零部件的简化设计。系统涉及的零部件种类多，数量又大，那你如何在进行设计的时候，将零部件的个数降低，这也是我们的一个方向。

到了寿命这一块，这是电芯的寿命，做过电芯的大家都知道，电极膜天的多孔结构设计，对膜片的寿命是有比较大的影响的。因为里面的黏结剂还有导电剂，它对膜片的多孔结构，它的强度是有比较大的影响的，如果你在电池的充放电过程中多次循环，它的膜片如果发生了脱落，会直接导致它的寿命衰减。

第二是电解液体系，以及它的电化学反应界面的设计，主要是SA膜方面的设计。

第三是电芯结构，和它的装配工艺。电芯结构这种多层复合结构，对于寿命的影响也是比较明显的。

第四个是合理的充放电制度，这个在我们做系统设计的时候，你可能为了保证它的寿命，电量会多配一点，在保证正常的充放电过程中间，放电深度不用达到每次都90%以上。这个就到了PACK这块了，PACK的寿命跟高效的配组是很相关的，就是我刚刚讲的电池的一致性。再接下来就是热管理，环境适应性，以及电池管理系统这块的内容，包括我们的均衡管理。均衡做了之后寿命会有所延长的。

接下来就是标准化的设计，标准化有一个原则，将所有能够进行标准化设计的结构和零部件进行标准化，包括里面的铜牌，线束，如果你做到标准化了这是很有必要的。因为这样的话你在PACK或者电芯的生产过程中，自动化程度会比较高。因为你的设计是统一的，那就说明你的模组，你的电池柜，电池架都是标准化的，你在自动化设计的过程中，是可以统一来进行设计，而不是单独的进行个性化的设计。

这里标了很多电器的连接，电池架，PCS、EMS，所有的只要是能够进行标准化设计的，都是建议进行标准化设计，这样的话不光是我们的设计研发成本有很大的降低，还有制造成本。

接下来是储存效果的讨论，电芯的充放电效率这块，我也做了一个单独一页来说明。

在这里再讲一下为什么要提能量密度，在储能这块它跟动力电池是不一样的，储能是讲究体积能量密度，那就是说在有限的空间内，我要装更多的电量。储能这块的电芯更多的是体积能量密度，跟消费性电子是比较类似的。第二个，我们在系统设计的时候，在空间优化上要尽量做到紧凑。这样的话你在相同的电量下，有可能会减少你集装箱的个数，你只要减少一个集装箱，你你这个集装箱里面的电芯零部件，包括箱体也就少了一个，但是你的电量是一样的，这个时候你的成本下降是很明显的。

这个也是听说韩国的一些企业，他们是用高能量密度的电芯，在国外跟人家市场竞争的时候，提出这个概念，就是能量密度高的话，它的竞争力在成本上是有优势的。

安全，大家讲的太多了，我稍微分了一下，一个是安全设计，还有一个是安全管理。实际上BMS、EMS是属于安全管理的范畴，电化学、热、电气这块都是设计的一些安全，这块大家谈的都比较多，安全是放在第一位的，这是必须保障的。

再讲一下互联网和大数据时代的储能系统，是能源互联网的重要组成部分，这块大家也比较熟悉了，这个趋势肯定是很明显的，在微网体系里面，在储能系统会是一个重要的中心，连接上下游、 BMS、电池、云平台四大功能。在云平台这一块，储能系统除了跟互联网相结合以外，跟大数据，跟互联网结合以外，电池作为一个独立的系统也可以形成一个云平台，也就是说它可以在全生命周期之内，去监控电池的走向。如果电池在储能用完了之后，梯次利用或者回收，那我怎么样去监控这个电池，这是我们在这个的探索。包括它的回收利用，送到拆解厂去拆截，怎么定位、跟踪，找到这个电池，这也是我们在做的一个工作。

接下来我介绍一下我们公司桑顿新能源的布局，这是桑顿新能源的全产业链，从前躯体开始，正极材料，再到金属，到回收，再到动力电池、电池系统、云平台，以云平台为主，在全生命周期来追踪电池的走向，再到车、储能系统，一个全产业链的闭环。

这是桑顿在储能和梯次利用这块的想法和摸索，包括不拆解和少拆解，梯次利用BMS系统，还有分充合放技术，以及工业建筑供电。

我的报告到此结束，谢谢大家。

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）

发言人简介：

李海波，上海交通大学材料科学与工程博士。在汽车车身材料和板料加工成形、电池电芯、动力电池系统、储能电池系统和电池管理系统(BMS)等领域有多年的研发经验。现在桑顿新能源科技有限公司担任副总工程师一职，带领公司团队，致力于电池系统的技术研发与产品应用。