5月24-26日,由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦,200余家機構(gòu)共同支持的第十一屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會主題是“堅守儲能安全底線,推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。
在5月25日上午的“ 儲能系統(tǒng)集成”專場,浙江高泰昊能科技有限公司總經(jīng)理張偉峰分享了主題報告《BMS對儲能系統(tǒng)價值最大化的影響》。經(jīng)演講人本人授權(quán)同意,小編整理了演講速記,并將速記內(nèi)容分享如下:
張偉峰:各位嘉賓,時間也不早了,大家都非常熱情。儲能的春天來了,今天的大會很能體現(xiàn)出這點,今天我也借此機會和大家分享一下BMS在整個儲能里到底需要做到什么樣的一些方面。
首先,簡單介紹一下我們公司情況。
我們公司成立到現(xiàn)在已經(jīng)11年時間了,目前來講主要是在新能源鋰電的管理上,主要是包括儲能,還有電動汽車以及智能鋰電板塊,今天的專題就是儲能。
我先講一下儲能系統(tǒng)價值,列了一個公式,系統(tǒng)價值等于系統(tǒng)產(chǎn)出價值減去初始投資,減去運營成本和安全成本,這里面我們重點要講到的是安全成本。大家都知道,今年年初發(fā)生了一個比較惡性的事件,這就是一個安全的成本,所以說安全成本是最大的成本,因為其他成本都是可以去控制的,而安全成本如果控制不好,影響很大。
系統(tǒng)的產(chǎn)出價值,公式比較復(fù)雜,我就簡單說,重點就是安全成本。安全成本是指安全質(zhì)量事故造成的超過正常運營的成本,比如說發(fā)生火災(zāi)這樣的事件。整個系統(tǒng)的價值可能不是0了,而是負,這是很恐怖的事情。一般來講,如果由于可靠性這些功能性或者性能性的質(zhì)量事故,是靠維修來解決,這基本上叫做系統(tǒng)維護成本,所以說安全成本是風(fēng)險最高的,我們需要控制它為0,至少我們要追求它為0,雖然很難做。
這張圖簡單來說,一個核心的要求,從BMS的角度來講,或者說從電池的角度來講,我們的三個重要維度:第一,安全。安全成本必須要等于0,這是我們必須要去做的,從故障診斷、安全診斷、安全控制方面做文章。第二,可靠。我們現(xiàn)在都要求至少10年或者20年系統(tǒng)可靠,這是體現(xiàn)你價值的,你是靠長期穩(wěn)定運行來產(chǎn)生價值的。安全是控制你不要付出額外的成本。第三,低成本。就是指你的初始成本很低,運營成本要低,運營效率要高。以上是相關(guān)行業(yè)內(nèi)的人都要去追求的幾點。
講到安全,我們簡單說一個安全的標(biāo)準,一個是工業(yè)領(lǐng)域里的IEC61508的標(biāo)準,后來又延伸到不同行業(yè)的標(biāo)準,比如說汽車行業(yè)是ISO26262,這些都是基于61508延伸出來的。就目前來說,儲能系統(tǒng)的功能安全是沒有標(biāo)準的,可以借鑒26262的設(shè)計流程和方法。從我們的理解來講,儲能系統(tǒng)一旦安全失效會帶來很大的后果,所以從功能安全的等級來講,至少要達到ASILC的標(biāo)準。
我們快速講一下安全目標(biāo),就是指一旦發(fā)生故障會引起財產(chǎn)和生命安全的損失,這叫安全目標(biāo)。這里簡單來講,就是你要去識別和消除單點的故障。
簡單介紹一下安全等級,總共有4個等級。
第一個案例,你如果只有一個開關(guān),肯定會實現(xiàn)單點故障,這是大家都常見的。所以在整個的直流系統(tǒng)里,可以看到有多級保護。
第二個案例,這是主動均衡的開關(guān)矩陣,它存在單點失效的風(fēng)險,一旦失效會引起電池直接短路,所以這也是需要去處理的。
第三個案例,如果由于某種原因,前面的處理方法都失效了,那么你有什么別的方法可以避免電池不著火,或者說整個系統(tǒng)不著火。電池這個角度,要從電芯的角度,然后結(jié)構(gòu)的話,要從結(jié)構(gòu)的角度去隔離,不能從單點演變成一個系統(tǒng)。
可靠性,時間關(guān)系,我就不展開講了。簡單講,可靠性是一個和時間有關(guān)系的概率事件,但是這里面和安全相關(guān)的就是說,我們要理解的一點就是失效安全的概念。因為所有的電子產(chǎn)品都會失效,這點是毋庸置疑的,你不要說我十年不失效,關(guān)鍵是十年以后,二十年以后怎么辦。失效本身是不可避免的,但是你要做到失效安全,失效了以后是安全的,這就沒有問題,維護一下就好了。
安全可靠的實現(xiàn)途徑,這里是一些具體的工程手段,我就不展開了,總的來說,從設(shè)計到測試到生產(chǎn)到運營全部要關(guān)注這些各個點上的控制。
這是一個開發(fā)的流程,我也略過了。
這是一些測試的手段,怎么樣控制系統(tǒng)的可靠性和產(chǎn)品的硬件可靠性。
這也是各種測試設(shè)備。
這里我做一個簡單的比較,因為在做汽車和儲能,同時在做,所以簡單做一個類比。儲能一般是四層架構(gòu),汽車里比較復(fù)雜的有1-3層架構(gòu)。從它的要求來講,基本上汽車對于振動性的要求和電池兼容性的要求,相對來講主機廠的要求會比較多。工況是非常復(fù)雜的,整車的工況非常復(fù)雜,儲能相對來講規(guī)則比較特定一點。但是整車相對來說串組之間要少,一般在500V是比較理想的,算比較高的,但是現(xiàn)在儲能都已經(jīng)到1500V了,這也是一個比較大的挑戰(zhàn)。總的來說,兩者共有要求的差異和難度的側(cè)重點,但從安全的角度來講,兩者的要求是差不多的,甚至我認為得的要求應(yīng)該要更高一點才對,因為儲能管理的能量總量要大,所以對它的要求會更高。
從安全的角度出發(fā),我們認為需要一些什么樣的標(biāo)準和安全的管控體系,能夠做到這樣的一些安全最終目標(biāo)。
這是講低成本的運營,我們要在電池的數(shù)據(jù)上做文章,進行它的后期數(shù)據(jù)挖掘的動作,提高你的運營效率。一個是運維的效率,一個是電芯使用的效率。
這是一些功能的分層,這里就不展開了,簡單來講就是從底層到底層都需要一些特定的算法去識別,你在這層需要做的東西。長期來講,你電池使用的狀態(tài)和使用的壽命,以及運維的成本才能降低。
主動均衡和被動均衡,剛才有嘉賓已經(jīng)講過了,我就不講了。
我簡單介紹一下,我們也有一個主動均衡的解決方案,特點是,第一是每個電芯平均2A的主動均衡能力,第二是主動均衡和被動均衡保持產(chǎn)品可以替換,便于客戶的使用,第三是要做到失效安全,保證均衡電路失效后不會導(dǎo)致電池短路。
最后,簡單介紹一下高泰昊能的產(chǎn)品線,我們有儲能、汽車和鋰電。
我簡單說一下應(yīng)用案例?,F(xiàn)在我們差不多30多萬臺相關(guān)的。
這些是做過的項目。
這是我們儲能的一些項目。
這是一些智能鋰電的項目。
時間關(guān)系,今天和大家就分享到這里,謝謝!
原標(biāo)題:高泰昊能張偉峰:BMS對儲能系統(tǒng)價值最大化的影響