武士越---储能大会演讲主题介绍_比克.pdf

安全高效、灵活快速比克电池构建用户侧储能经验分享 www.bak.com.cn 2/NO .比克电池目 录1. 比克公司简介2. 储能系统设计3. 系统优势4. 结论与展望 集团概况---简介 Introduction 比克电池，首创于2001年，总部设在广东南山科技园，研发生产基地位于深圳大鹏新区。现已发展成为汽车动力、储能、3C等三大核心业务为一体的国际领先的新能源企业。比克在国内拥有深圳比克动力、郑州比克电池等集锂离子电池研发、生产、销售为一体的上下游产业群。此外，公司在欧洲、印度均设有分公司，在美国设有办事处，以支持广泛的国内市场和不断扩张的海外市场。 BAK Battery, first established in 2001 has set its headquarters in Guangdong Nanshan Science Park, and its R&D and production in Shenzhen Dapeng New District. Currently BAK has developed into a leading international new energy company with li-ion batteries, electric vehicles, battery recycling as the three core businesses.BAK domestically owns Shenzhen BAK power battery, Zhengzhou BAK battery with li-ion battery production capabilities, electric vehicle R&D, production, and sales, which is well integrated with upstream and downstream industries.Additionally, BAK owns subsidiary companies in Europe and India, and branch office in the U.S. to support expanding domestic and international market. 集团概况----发展大事件 2001.8比克成立 2006.52009.5 全球首款EV动力电池开发成功BMW mini 装车成功 建成国内第一条18650自动化产线 2013.12郑州比克成立 2016.5 动力电池产能达2.9GWH引领国内三元动力市场 BAK establishedBuilt the first domestic 18650 automatic production line World’s first EV power cell developed and loaded on BMW miniBAK Zhengzhou established Power cell production capacity reached 2.9GWH, leading the ternary power cell market 全球首家实现磷酸铁锂产业化2005.4 承担国家863项目，LFP大电池（20Ah-50Ah）2008.72011.7 比克三元北汽出租车200台，单车里程超30万公里 BAK战略布局大方形锂电池2016.6 助力开拓者一号卫星升空2015.9 World’s first to realize LFP cell industrializationUndertook national 863 project BAK ternary BAIC taxis reached 300000 km mileage (single vehicle)Aided Kaituozhe 1 satellite in operating BAK strategic layout to NMC Prismatic power cell 大方形产线投产 2017.6 拓展储能业务 ESS Startup2018.~ 生活数码业务圆柱电池 方形电池 聚合物电池 软包电池 BMS 材料技术等新能源汽车业务 储能业务智能应用动力级品质 重要用电负荷电池回收 梯次利用锂电池技术 系统集成集团概况----我们的业务 www.bak.com.cn 6/NO .比克电池比克储能解决方案u减少新能源弃电，平滑波动、跟踪计划曲线，减少考核u参与电网调频、调峰等辅助服务 u电压支撑，提高通道输电能力u峰谷套利、需量管理、需求侧响应u 提高电能质量，备用电源等提供的价值 u0.5C系统：2.5MWhu1C系统：2.2MWhu2C系统: 1.25MWhu4C系统: 500kWh解决方案 www.bak.com.cn 7/NO .比克电池用户侧储能的作用储能是能源互联网的重要组成系统，实现多能互补的支撑环节用户侧储能峰谷套利 供电保障需求响应 www.bak.com.cn 8/NO .比克电池比克承建的示范项目介绍ü 三条10kV专线接入线路，系统划分为三个单元；ü 1.15MW/4.17MWh梯次利用系统，在用户侧储能中进行探索研究和积累经验；ü 1MW/3.1MWh磷酸铁锂储能系统，与梯次电池系统进行运行效率及收益对比分析。ü 储能与园区原有分布式光伏系统配合使用，提高光伏系统的发电效率，对光储微网系统研究和提升提供实证；ü 提升园区供电质量、降低输配电压力（分布式电能、微网和能量管理优化）、提升电力设施利用率等 www.bak.com.cn 9/NO .比克电池9.98kWh 169kWh电池packp 采用大容量LFP电芯，从电芯、pack、电池簇、系统进行全方位高安全性设计p 系统能量密度高，单个40尺集装箱最大可装3MWh；p 产品模块化、标准化设计，易于安装维护、扩容电池簇 电池系统3MWhLFP电池系统 www.bak.com.cn 10/NO .比克电池46.8kWh电池packp 整包利用梯次电池，有利于模式批量推广p 系统集成度高，单个45尺集装箱安装电池系统和PCS； p 产品模块化、标准化设计，易于安装维护、扩容电池系统2.1MWh 梯次电池系统 www.bak.com.cn 11/NO .比克电池梯次电池系统高效率和高利用率l 每个电池包接PCS的一个支路，充放电回路单独控制，确保消除短板效应l PCS电池电压范围与电池包良好匹配，确保系统变换效率l PCS直接输出380Vac电压，方便接入用户侧低压配电网络电池包参数 PCS参数额定电压：331.2V工作电压范围：276V-386.4V系统总能量：46.8KWh 直流电压：200-900V输入直流功率3*10kW最高效率97.1% www.bak.com.cn 12/NO .比克电池高可靠性保障措施系统可靠性p 钣金箱体、电池柜进行力学仿真；p 能够承受整体运输、吊装的要求 p 集装箱IP54防护设计p 根据使用情况进行“三高”环境模拟，对集装箱进行特殊处理 p 选择非常成熟的BMS，且BMS各种功能通过相关验证、认证；p 电子器件、连接器件、线缆选择知名品牌；p 高压绝缘、耐压等安全等p加剂，降低电池的DCR p pack和电池簇设计合理的散热风道，p 根据使用条件、极端条件进行系统热场分析，进行合适的风道设计及选择合适的温控系统池的DCR p 配置智能消防灭火系统，可进行热失控预警、热扩散报警、箱体内部火灾抑制或消防剂，降低电池的DCR机械结构安全 电子电气安全 热安全 使用安全 www.bak.com.cn 13/NO .比克电池可靠性保障措施电芯可靠性p 选择磷酸铁锂和稳定性高的三元材料；p 通过添加阻燃电解液，涂覆导电层、安全阀等提供电芯的安全性 p 选用诸如LiDFBOP类型的添加剂，降低电池的DCR膜添加剂，降低电池的DCR p 选择高强度壳体p 顶盖设计防爆阀p加剂，降低电池的DCR p 严格的工艺控制 化成工艺、老化工艺、分容配组工艺p 严格的制程控制 过程异物、过程环境水分、制程毛刺等p 热场分析p加剂，降低电池的DCR p 通过 严格的安全认证测试，包括国际标准、国家标准、行业标准、企业标准，如GB、UL、UN38.3、IEC62619等加剂，降低电池的DCR化学安全 机械结构安全 工艺设计安全 功能安全 www.bak.com.cn 14/NO .比克电池通过严密的热力学分析和模拟，确保温度场均匀，pack内温差不超过3℃ ， 集装箱内温差不超过5℃消除大规模 电芯应用的短板效应采用集装箱保温材料和分隔舱设计，降低漏热，合理的整体风道设计，降低空调启动时间和能耗 先进的热设计能力确保节能和长寿命 www.bak.com.cn 15/NO .比克电池可靠性保障措施电芯可靠性添加剂类别 机理有机P系 作为自由基捕获剂，在聚合物燃烧时都有PO·形成，与火焰区域中的氢原子结合，起到抑制火焰的作用含N化合物 当其受热时，分解成释放含 Ｎ 自由基、含氮自由基与氢自由基结合形成 NH3等不燃性物质，进而阻止链式反应的进行含Si化合物 环保型的阻燃添加剂，热 稳定性好，粘度低，对电池的电化学性能影响较小，电极表面形成保护膜, 提高热稳定性 卤化物(F-) 氟化物有较高的闪点，在有机电解液中有助于抑制界面产热 l 箔材表面涂层增强极片导电性l 成膜性能良好的电解液添加剂形成稳定SEI膜l 复合石墨优化负极离子脱嵌路径l 多维接触导电剂降低内阻，提升循环 www.bak.com.cn 16/NO .比克电池可靠性保障措施系统可靠性l 集装箱顶部装有4个烟雾探测器、4个温度传感器，能及时感知危险发生；l 烟感、温感、空调系统、电池管理系统、消防系统与能量管理系统实时通讯，动态互联；l 消防系统采用七氟丙烷气体灭火，一旦电池管理系统或温感、烟感报警，可立即响应，自动释放。同时，消防系统具备手动操作模式，可在集装箱外部操作或远程下发指令。 储能集装箱内部消防管道图l 此外，储能集装箱箱体采用60mm阻燃岩棉，可有效隔绝内外部火情。 www.bak.com.cn 17/NO .比克电池可靠性保障措施水消防系统l 电池包水槽及消防管路 每个电池包上挂一个水槽，冷却水经过进水口蓄积在内部管道内；当电池包出现过热时，水槽内温度上升，达到阈值后阀门自动开启喷水进行降温，加压喷头，3分钟灌满水槽。l 机架消防管路 箱顶蓄水箱的水经过上管路-给水管金属软管与每个电池包相连，当电池包上的水槽被灌满后经过回水口-金属软管-排水管-下管路将被将加热后的水流出电池包进行循环。 www.bak.com.cn 18/NO .比克电池汽车级BMS策略 www.bak.com.cn 19/NO .比克电池先进的EMS控制策略 接入储能后，为了保证收益更高的峰谷套利模式运行，每月最大需量变化较少1/削峰填谷 2/需量控制 3/平抑波动 多机多模式控制模式 能量层控制策略：在储能机组的有功功率给定值 Pref1上叠加能量调节功率 Pbat，使储能电池组的能量保持在合理值，以保证充放电功率输出能力。能量控制其根据当前电池组的荷电状态 SOCbat和目标荷电状态 SOCref，计算储能机组的功率修正值 Pbat，将功率修正值 Pbat和给定有功功率指令 Pref1叠加，得到修正后的有功功率指令 P*ref，输出至功率控制层。 www.bak.com.cn 20/NO .比克电池结论与展望 大规模应用安全性担忧 寿命预期产品成熟度成本高企 系统化、模块化产品设计，逐级分解安全指标电芯材料、设计、工艺、品管确保电芯一致性BMS/EMS大数据智能控制技术保障电池/PCS、电网融合储能专用电芯设计高效制冷散热方案保障工作温度场均匀BMS均衡效果标准化/模块化产品设计、制造、施工储能专用电芯电芯规模生产、单体容量提升降低单位成本高效率高集成度降低整体成本长使用寿命降低度电成本 我们的未来OUR FUTURE 从锂电池起步迎着新能源产业发展东风向产业下游和应用延伸打造绿色锂电生态链