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永联科技杨惠坤:永联科技电池梯次利用储能技术介绍

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2019-10-25 浏览:

中国储能网讯:2019年10月11-12日,第六届储能技术在分布式能源与微电网中应用高层研讨会”在深圳召开。来自科研机构、设计院、新能源发电企业、电力公司、系统集成商、电池制造企业、电气元器件企业、新能源制造企业、项目承包商、投融资机构等500余人参加了本次会议。

在会上,深圳市永联科技股份有限公司副总经理杨惠坤分享了主题报告《永联科技电池梯次利用储能技术介绍》,以下为报告实录:

杨惠坤:大家下午好!我的报告分四个部分:一是动力电池梯次利用的必要性;二是永联科技梯次电池储能应用的思路;三是梯次电池储能技术方案介绍;四是储能应用案例。

动力电池梯次利用的必要性:动力电池退下来的数量越来越多,我从网上引用一些公开的数据,数据表明梯次电池的数量,从2020年26GWH逐年递增,2025年达到134GWH。

主流的动力电池种类主要是三元和磷酸铁锂,经过我们的实验测试,磷酸铁锂电池适合用作梯级储能系统,磷酸铁锂在车上使用之后,进行小电流充放电,可以做到2000次。

三元锂电池作梯次储能应用的效果会差一些,实验数据还没有出来。

随着现在对电池安全性的要求越来越高,磷酸铁锂的应用比例在增加,对应退下来的磷酸铁锂也会逐年增加。

按照网上披露的数据,储能系统如果造价做到1元/WH,即一度电1000人民币的话,12.4的市场规模可以做到120亿的规模,在未来几年达到百亿级的市场规模。

梯次电池越来越多,面临着环保等多方面的问题,政府方面做了很多努力,推出了很多配套政策,包括激励的政策,这里罗列了一些比较关键的政策。

特别是2018年、2017年相关的政策密集发布,和电池回收、梯次利用相关。梯次电池有了、政策也支持,应用在哪里?我们也在思考。这里我们提两个应用场景,一是在新能源的消纳,针对风电、光伏发电作为补充,保守估计有120GW的。二是梯次电池储能系统成本比新电池储能系统有一些优势,大规模的削峰填谷、容改需、应急电源可以找到一些细分的应用。

梯次利用可以把电池剩余价值发挥出来,电动汽车中用得差不多我们可以在储能系统里接着用,用到不能用为止,相当于降低电池的成本。环保方面来看,电池充分利用可以减少电池的污染,环保方面也起了一些积极作用。

永联科技在研究梯次电池应用的思路:1)方案一,退役下来的动力电池,无法再利用或者经济性非常差的电池,直接把电池拿去碾碎,做元素级回收,把有价值的金属材料提炼出来。2)方案二,把整个模组拆下来,拆掉电芯,拆完电芯再分组,组装成模组、电池簇,采用这种做法可以对电池比较有效的重新组组串电池,但是人工成本和设备和电能损耗,整个成本是比较高的,很难达到经济性的效果。3)方案三,不把整个电池包拆得太散,电池模组为单位,再进行简单的筛选,挑出指标比较好的电池进行梯次利用,减少了对单体的分组分容,降低的拆装、组装的成本,可以减少梯次利用的成本。4)方案四,整车的电池拿下来,对电池进行检测,筛选出质量比较好的直接使用,这种方式相对来说是成本更优的方案。我们通过项目验证,方案三,方案四的梯次电池利用方式经济性会好一些。

电源拓扑架构采用两级结构,类似于集散式光伏逆变器的做法,每个电池包经过筛选重新组装出来的电池,通过双向的DC/DC,连接到直流母线,经过双向的AC/DC连接到电网,通过这种方式可以作得很灵活,针对每个电池簇独立进行充放电管理,每个电池簇BMS管理的电池单体数量有限,需要的通信的数据链比较少,DC/DC只管一个电池簇。同时考虑到应用的问题,梯次电池的稳定性不如新电池,出故障的可能性大一点,一旦检测到电池簇有风险或是有故障可以及时放开,单独的维护。

永联科技梯次电池解决方案在PCS和电网之间接入了并离网切换开关柜,可以做到储能微电网系统无缝隙进行并网和离网切换,离网运行时多台逆变器自动均衡充放电功率。

梯次电池通过DC/DC连接到直流母线,同时可以将直流输入直流输出充电桩连接到直流母线,连接光伏MPPT控制器输出到直流母线,构成直流、交流混合式微电网系统。实现削峰填谷、容改需、应急电源,光伏发电、电池梯次利用等多重收益。

这是公交巴士充电站梯次电池储能项目的基本情况,采用集装箱式储能系统,整个配置是0.5MW/1MWH,基本配置包括一台500KW双向AD/DC,及10台30KW双向DCDC,每台DC/DC连接到一个100KWH梯次电池簇,用来解决大规模的削峰填谷和应急电源,系统可以并风运行也可以离网运行,无人值守。

这是电池仓的情况,电池需要由空调进行制冷,电池采用公交巴士退役的梯次电池,电池簇先拆成一个一个模组,经过检验测试,再重新组装成电池簇。和电池配套连接的DC/DC柜,一个柜子里放若干个DC/DC,每个DC/DC的高压侧和低压侧都有串并器,方便维护。

大功率双向AC/DC,加入虚拟工作机的方式,支持并网、离网工作模式。考虑到应用场合三相不平衡,加入三相不平衡的算法,配合并离网切换柜,可以做到零间断切换。

这是配套的BMS、EMS,EMS主要是完成对设备的实时监控、管理、保护,同时进行能量调度的策略,和云平台进行通信。

这是消防系统。

空调制冷的时候保持电池在可以接受,相对来说耗电比较小的运行状态。

接地系统。

整体构成批量应用的电池集装箱,可以大量使用退役下来的电池,梯次电池充分应用起来,利用峰谷电价,削减厂区用电成本,应急供电,无功补偿功能,改善厂区用电质量,充当应急电源。

这是我们比较有代表性的应用,采用磷酸铁锂电池的工业园区应用。

一个集装箱最多的时候装四五十台乘用车的电量。

这是不间断、应急电源的使用。

我的分享就到这里,谢谢大家!    

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关键字:永联科技 梯次利用 储能

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