中國儲能網訊：9月7—9日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司、浙江省能源局聯合指導，中國化學與物理電源行業(yè)協會聯合232余家機構共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會、中國科學院電工研究所儲能技術組和中國儲能網聯合承辦。
大會以"共創(chuàng)儲能新價值，共建市場新格局"為主題，聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展，針對儲能產業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)政策機制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、標準、示范項目應用案例、新產品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的913家產業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會，其中154家企業(yè)展示了儲能產品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證等新型儲能全產業(yè)鏈。
大會組委會邀請杭州科工電子科技有限公司總經理劉愛華做《15年長壽命的儲能系統(tǒng)需要什么樣的BMS》主題報告。以下為發(fā)言主要內容：
劉愛華：下面由我來給大家介紹和交流一下BMS。
目前市面上的BMS非常多，有通訊基站的，有電動汽車的，也有家儲的，包括現在的大儲能，儲能領域又分為很多種，有大儲能，有低壓臺區(qū)儲能，包括還有很多家儲，甚至家儲里面又分了高壓、低壓，包括分了很多電廠調頻電站。據我所知，我跟很多用戶溝通下來之后，其實很多用戶都是很迷茫的，因為大家都叫BMS，但其實現在市面上的BMS與BMS之間差距非常大，大到完全不是一個東西。但是因為行業(yè)發(fā)展的太快，我們BMS做了13年，所以這13年里面基本上我們每年都能看到很多新面孔，特別是從去年開始越來越多，這也說明這個行業(yè)非?；鸨??；鸨嘁欢〞硪恍┢渌臇|西，就是一些比較大的客戶，特別是歐美的客戶，他們對儲能的壽命要求是非常嚴的，比如前段時間我們跟幾個客戶聊到的壽命要20年、25年，國內目前很多電站都要求至少15年，甚至有很多電網側項目要求20年的壽命，電源側也一樣，因為光伏電站就要20年的壽命。所以現在國家強配，供電站20年，儲能也得20年。所以這帶來一個新的問題，怎么樣讓我們的儲能電站做到20年的壽命？這是第一個問題。
第二個問題，我們在這里面配套的，比如管理系統(tǒng)，比如熱管理、集裝箱、相應的配套的不管是液冷還是風冷等等很多問題，是不是都應該要相應的跟上15年到20年的壽命？所以，我以往講的可能更多是安全，講的是收益，今天我更多會講壽命，壽命其實從某種程度來說，如果做的好的話，一樣能夠提升我們的收益。
總共是六部分內容，最核心是中間兩個，15年壽命的儲能管理系統(tǒng)，我這里為什么叫SMS？我剛才提到了，我們的儲能管理跟其他管理系統(tǒng)都不一樣，儲能管理系統(tǒng)除了管電池以外還要管整個系統(tǒng)，如果做BMS時間比較長就知道，比如電動汽車的BMS只管電池，其他東西不需要管。但是儲能的管理系統(tǒng)除了管電池以外還要管空調、消防、動環(huán)、水浸等等，甚至還要做各種壽命預估，要做的東西非常多。所以儲能從去年開始我們就不叫BMS，我們叫儲能管理系統(tǒng)，是管整個電站的，所以我們這里把它變成SMS。這是第一個核心。
第二個核心，比如現在的電池，現在主流的鐵鋰電池，當然現在也有液流電池，包括鈉離子電池，這些電池壽命有的很長，但是電池壽命是固有的。我們怎么樣讓這個固有的壽命延長？因為昨天包括今天很多人講到了電芯壽命，比如現在主流的鐵鋰6000次，我們做了循環(huán)4000多次，能做到5000次非常棒了。我們怎么樣延長這個壽命，理論上系統(tǒng)壽命做到和電芯壽命一樣，那就是最好的，但這基本上達不到。我們怎么樣讓系統(tǒng)壽命更加接近電芯壽命，我們是可以通過一些其他的手段讓它延長。
目前行業(yè)技術門檻太低，各種各樣的BMS都往里面堆，我相信未來三到五年之內一定有一個洗牌的過程，跟電池行業(yè)一樣，電池行業(yè)、逆變器行業(yè)、BMS行業(yè)等等，開始時一堆公司往里堆，堆到一定程度可能領頭企業(yè)慢慢就排出來了，等到這個行業(yè)真正火爆以后，可能真正留下來的就那么三五家，我們可以看以前的手機等等成熟行業(yè)，基本上會經歷這么一個過程。所以我相信未來整個儲能行業(yè)市場化以后，一定會提高技術門檻。這是第一個。
第二個，目前短期壽命至少要達到15年，我們怎么做到15年？相應配套的BMS怎么做到15年？其實目前市面上很多BMS做不到15年的，我們怎么樣讓它保證做到15年？這是擺在眼前需要解決的一個問題。
這是我們目前2021年總共的，大家可能覺得整個行業(yè)這么大，怎么去年才做了5.8GWH，確實是這樣，我們喊的很多，十幾個Gwh，今年可能二三十個Gwh，但真正落地的去年不到6個Gwh。
這是我們通過市面上所有的儲能電站，包括2C、1C、0.5C。2C做調頻的，這個相應的壽命；0.5C倍率越小壽命越高，目前0.5C做的比較漂亮的大概8到9年，我們也見過很過系統(tǒng)，大概只有6—7年。甚至見過0.5C的系統(tǒng)5年就掛了。說明用相同的電池不同的人做系統(tǒng)集成，壽命之間的有2—3年的差異，這中間就有很多問題需要我們要去解決。
目前市面上每天在運行的系統(tǒng)其實并不多，也就是說現在系統(tǒng)里面很多問題沒有暴露出來，因為我們現在真正在跑的電站，在座的也有很多做儲能超過5年以上的老面孔，大家就應該知道，國內現在很多儲能電站，我個人認為能夠有一半天天在運行的就不錯了，當然調頻電站是天天跑的，其它電站估計一周跑一次就不錯了。
還有一個目前很現實的問題，為什么說落地項目少？因為現在很多原材料漲的特別高，特別是碳酸鋰電池原材料，達到接近50萬了。我記得在19年的年初，電池電芯大概是0.55元，有些廠家賣到了0.53元，現在電芯賣到0.9元了，平均價我估計在0.9元左右，寧德時代可能1塊以上，差不多翻了一倍。但現在量還大了，現在量至少是原來的10倍，跟19年相比。所以這是目前制約項目落地的一個很大的問題，就是價格問題。
這就是我們怎么來看影響儲能系統(tǒng)壽命和安全的因素，我這里寫了5+1，5+1什么意思呢？壽命要長，選電芯是首要的、第二是集成、第三個是大于15年的電池管理系統(tǒng)，以及我們從安全角度要考慮的熱失控以及檢測，這兩個是永遠離不開的。這些東西都可以通過儲能管理系統(tǒng)，我們大家會看到，前面是電池管理系統(tǒng)，但是我們整個儲能做下來以后，外部的絕緣檢測、熱失控，包括PACK內的連接，有沒有連接好？包括電芯內部各種異常，都要通過儲能系統(tǒng)去管理，也就是說儲能管理系統(tǒng)不只是管電池，除了電池以外還有很多工作需要去管理。
我們大于15年的管理系統(tǒng)，核心是我們的芯片，我們現在看到的很多國產芯片，國產芯片是我們未來的主要趨勢，但是我們現在不得不承認一點，我們現在也在嘗試用國產芯片，大批量的還是不夠用。現在在儲能行業(yè)每個月出貨量至少4萬套，目前在這個行業(yè)里面是排名第一的出貨量，這樣大的量的前提下我們做了一些國產的嘗試，跟進口相比不得不承認有差距。所以選芯片是一個很大的問題，第一這個芯片能不能用15年？第二這個芯片廠家能不能堅持15年？還有是根據這個芯片我們看到了很多采集均衡的設計，如果懂BMS的人都知道，為什么我要把這兩個東西分開來講？為什么把切換電力分開來講？我們看到有些都做到芯片里面去了。包括上一位恩智浦的嘉賓，我們跟幾個設計工程師在聊到切換電路問題，問切換電路要不要做到里面去？做到里面去的好處，整個尺寸變小了，但如果做到里面去又帶來另外一個問題，就是我把它做死了。從早期的6811，12節(jié)，最早的6802、6803，到6811、6813、6818，這是整個發(fā)展趨勢。但今天為止大家不知道做什么了，12串不對，16串也不行，18串好像也有短板，所以就在上個月，我跟恩智浦專門做設計的工程師聊到這個問題，未來可能會成為比較受爭議的一個話題。所以我們認為，最簡單的辦法就是把這塊獨立出來。另外一個是電源設計，里面有大量的電容，這個電容能不能支撐15年？這就是一個很大的問題，你選擇什么樣的電容？現在又是低價中標的年代，所以這些都是未來大家要考慮的問題。還有一個是15年的工藝能不能達到，還有BMS的系統(tǒng)設計，我這里講的更多是可擴展性，包括線束設計，有很多人提到我們在十年前剛剛開始做BMS的時候，大家就提到了無線，我覺得無線是一個可以探討的話題，至少從十年前就在談無線，到今天為止我們還在談無線，但一直沒有產業(yè)化，說明里面有很多我們要解決的問題，包括軟件架構設計，因為電池技術天天在變的，未來主流電池到底什么來做大家還不知道。所以我們的軟件架構應該怎么來設計？最重要的一個是芯片，另外一個是算法，做BMS最后不是做兩塊板子，也不是做模塊，最核心的還是算法和管理和保護策略，我用了你的BMS，我這個電路不會燒，就這么簡單一句話。我不管你是什么原因造成的，你不能燒，燒了說明BMS不作為。這就是一個很現實的問題，雖然不是你BMS引起的，但是你要起到保護作用。這就是大家作為投資人買BMS，我們的BMS必須起到這個作用。所以這里面就會有很多算法要去做，我們怎么樣用比較靠譜的BMS去延長我們的壽命？我個人認為至少兩年，我們做的比較有對比性的，比如我們在西藏的項目，有很多對比。同行的一些企業(yè)，可能五年就掛了，我們現在有六年多還在跑的，說明了我們的BMS還是很有對比性的。這是我們從不同技術角度得出的結論。
我以前也在別的儲能大會上分享過，這是跟逆變器有關的，我們選擇不同的拓撲，壽命至少相差一年。 這個多支路的或組串式逆變器基本沒有環(huán)流，沒環(huán)流壽命肯定長，很容易理解。
這是我們在19年，應該是國內第一家推出，在多支路技術上，我們又加了防控開關，在廣州白兔站做了5個集裝箱。比較湊巧的是去年華為推出來的方案跟我們這個很像，我們5個集裝箱跑了4年多了，我們做了電芯，電芯有問題可以在線旁路掉，當然這個拓撲優(yōu)點大家一看就明白，可以做到永遠不停機，甚至電站的壽命可以做到一半。就是一半電芯有問題，這個電路還可以繼續(xù)跑，不影響，這是最大的好處。當然其他的還有很多不利因素，這也是我們這個拓撲做了4年多還沒大面積跑的原因，是因為成本太高了。
這個我不多說了，直掛方案，我們做的比較多，全國做了100多GWh，包括最近在廣州做了一個30兆瓦時，都是比較大的項目。
剛才談到從拓撲的角度，另外從電芯的角度，包括儲能專用電芯，以及儲能專用的管理系統(tǒng)。電芯我們一直談到15年壽命，15年壽命的電芯至少要1萬次以上，而且還要有比較好的管理系統(tǒng)，沒有好的管理系統(tǒng)，就算你的電芯1萬次，系統(tǒng)也達不到15年。另外一個是內阻，內阻一旦做小了以后會帶來很多好處，內阻做到足夠小的話，其實空調都不用那么多了，也不用搞液冷、風冷或配置各種各樣的空調風道和液冷機組，電池內阻很小，發(fā)熱量就小，所以這是根源。
可能我是技術出身，我說得比較直，中國做技術，大家碰到問題就是解決問題，但是沒有多少人從源頭解決，為什么這個電池發(fā)這么多熱？我是不是可以把內阻做小？空調就不用配那么大，液冷也不用搞那么復雜、那么貴，所以這是根源。另外還有一致性好，為什么松下電芯那么牛逼？就是因為人家一致性好。
第二個是儲能管理系統(tǒng)，2017年我在深圳儲能大會時就說，儲能必須要有專用的管理系統(tǒng)，跟車的、通信的完全不一樣。主要體現在精度、策略、壽命、絕緣檢測等技術參數。
把儲能系統(tǒng)比作黑匣子，這個黑匣子怎么保證系統(tǒng)安全和壽命，首先第一自身要安全，還要做兩個保護：第一個是軟件保護，誰都會，今天不是門檻。但有了這些東西這個系統(tǒng)就安全了嗎？肯定不安全，因為做這些東西大家都會，但現在為什么這么多電動汽車被燒？這么多儲能設備被燒？有的可能燒整個電站，有的燒集裝箱，說明光有軟件保護是遠遠不夠的，甚至說光有軟件保護儲能系統(tǒng)是不安全的，為什么？因為電池內阻太小，電壓又那么高，1000伏、1500伏，一旦短路的話電流多少，基本在12000安培，這么大的電流靠軟件你來得及嗎？不可能來得及，隨便一個軟件通訊速率再快，20毫秒要吧？如果20毫秒還不把回路切掉的話一定會燒起來。所以我們的保護，靠軟件保護遠遠不夠，真正的系統(tǒng)短路以后，必須要通過硬件保護，這才能真正保證儲能系統(tǒng)的安全。大家做軟件的人都知道，就以千兆以太網為例，至少是幾十個毫秒，對于12000安培電流來看，基本3到5個毫秒就漫延了，這么快的速度，因為電流太大，所以我們通過軟件是不行的，我們必須要通過硬件進行保護，才能保證整個電站真正的安全。我們通過里面有各種高壓回路，所以做儲能BMS必須真正懂電氣，而且還必須懂電網，在電網里面到底電路怎么來走，怎么樣通過硬件的方式保證儲能的安全？
我們怎么來延長2~3年的壽命？第一個是我們改善電池的一致性；第二個是精準的檢測，包括電壓、電流、溫度，這是原始數據，內阻是很容易計算出來的，精度很重要，就是精度要做到多少；第三個，我們在其他行業(yè)可能有10個點、20個點也無所謂，開車少開10公里、20公里，沒關系，但是儲能上相差5%意味著收益就少了5%，一天兩充兩放，意味著會少10%的收益，這個投資人是不買賬的，所以儲能行業(yè)精度比任何行業(yè)都高，因為直接跟收益掛鉤。還有一個，因為要考慮到15年壽命，就像電動汽車、出租車兩三年就換掉了，乘用車也就是五六年就把車換了。所以在車或其他行業(yè)，耗點電也沒有關系，，但是在儲能行業(yè)你耗電就不行，因為它要堅持15年，第一電池衰減更快，第二會出現不一致，所以會導致惡性循環(huán)。
這就是儲能系統(tǒng)三個核心技術。第一個，系統(tǒng)架構，不同的架構壽命會完全不一樣，安全也會不一樣。另外一個，各種算法，我前面講到了，BMS最大的核心就是算法，儲能系統(tǒng)的BMS誰家算法做得好，誰家一定會贏到最后，因為未來拼的不是這幾塊板子，未來拼的一定是內部的算法，壽命預估、安全預估、安全提前預警，這些東西來源于我的SOC、SOH、一致性，來源于在線的主動均衡，以及我的全鏈路檢測技術，每個電芯的每個溫度，甚至我們都是N+2，16節(jié)電芯18個溫度，24節(jié)電芯26個溫度，通過這種方式對每一個做到無死角的檢測，有了這些數據以后才會有大數據的壽命分析。今天上午我們在新品發(fā)布會上做了一個大數據壽命預估系統(tǒng)的介紹，我們在19年就推出了這個系統(tǒng)，在國內是最早推出來的。因為未來儲能系統(tǒng)電池壽命預估你要跑15年、20年，所以要提前預知每一顆電芯的狀態(tài)，我們靠什么？就是靠曲線的變化，比如曲線的斜率，電芯衰減了以后曲線下移的，有個斜率角，這是很大的因素。內阻只能做參考，因為我們系統(tǒng)檢測到的內阻是極化內阻，不是電芯內阻，中間有連接條，還有很長的導線，有個螺絲松了、氧化了，內阻就不準確了。所以通過內阻來檢測是有問題的，或者只能做一個參考，真正要做的是各種數據的綜合，電壓的變化趨勢、溫度的變化率、SOH的變化、內阻變化趨勢，最終來判斷這個電芯到底有沒有問題，這才有可能比較精準。
有了這些數據以后，我們才會有第三個遠程升級、遠程運維。我相信未來儲能系統(tǒng)遍布大江南北，遍布中國各個角落以后，一定會出現運維系統(tǒng)會是未來很重要的一個方面，現在一個運維系統(tǒng)，我們去年在某個地區(qū)，一個45兆瓦的運維系統(tǒng)，差不多一年要200多萬，這是非常大的一個開銷。所以我相信未來無人值守的運維系統(tǒng)一定會成為主流，你要做到無人值守，必須要對所有的數據有一個無死角的監(jiān)測，所有數據必須提前做預估和監(jiān)測。所以未來的BMS靠你的算法，你能不能提前預知每個電芯的狀態(tài)，才能保證你未來能不能走的更遠。
這是不同的仿真，仿真其實很講究，這里我不多說，因為這也不是我們的主業(yè)。
這是SOC算法。
這是SOH算法，這是BMS真正的核心，目前市面上的BMS，至少我們看到在市面上跑的，有90%不算的，其實SOH算不出來的，為什么？新電池可能算得出來，跑了兩年以后你的SOC分母還是額定容量。所以SOH是必須算的，SOC算不出來你的SOH是算不出來的。
如果沒有SOH，沒有SOC，主動均衡也是不精準的，或者說你會越算越差。為什么你用電壓做均衡，大家都知道，電池衰減了以后內阻是會有變化的，內阻有變化了以后意味著電壓不一致，靠電壓去做，內阻大了之后意味著電池容量更少，相同容量電池內阻大的電壓高，反而把電壓高的放掉了，所以就會出現市面上我們看到的越均衡越差，本來這個PACK可以放出9度電，現在只能放8度電，就是這個原因，通過電壓去做均衡，所以越均衡越差。
現在介紹一下科工電子。我們是杭州本地的一個企業(yè)。我是科工電子創(chuàng)始人，我們一直在做BMS，做了13年。我們除了BMS以外還有很多均衡裝置，還包括有數據分析系統(tǒng)，以及我們做了一部分微網和調頻的系統(tǒng)集成，小電站的系統(tǒng)集成，稍微有點門檻。從2015年6月份到2022年7月份，我們總共已經并網的項目有5個GWh，2020年以前超過一半，這兩年因為行業(yè)的量大了，差不多40%~50%。大家在行業(yè)里會看到去年的排名有點小插曲，今天也說明一下，發(fā)布方第二天就給我們做了澄清函，實際上有350MWh沒排進去，給一些客戶造成了誤解，所以我們連續(xù)6年在行業(yè)排名第一。
這是我們的一些資質，2020年是隱形冠軍，2021年是浙江省BMS專精特新企業(yè)，在浙江省BMS領域我們是唯一的一家。
這是我們做過的一些比較大的項目，海外的差不多做了1.3個GWh左右，主要還是國內多一些。
這是比較核心的，就是我們整個行業(yè)目前到底有哪些核心問題？第一個是絕緣檢測，做過儲能的人都知道很多PCS和BMS一旦充放電的時候，不做絕緣檢測的。 第二個是安全設計，剛才講到了，必須要硬件去做。第三個很關鍵，8+8、6+6或者12+12，做過系統(tǒng)的人都知道，PACK內部是由兩個模組甚至四個模組組成的，模組和模組之間跨線，壓降很大，電流越大壓降越大，沒有辦法實現的。
這就是跨箱采集，不多加那根線的話，跨箱采集阻抗會很大，電芯電壓加上阻抗壓降，一起采集進去了。
這是我們的一些案例，大概是5GWH，主流還是用戶側、電源側和電網側。
謝謝大家。
