5月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会主办,200余家机构共同支持的第十一届中国国际储能大会在杭州洲际酒店召开。本次大会主题是“坚守储能安全底线,推动产业创新发展”。
在5月25日上午的“ 储能系统集成”专场,浙江高泰昊能科技有限公司总经理张伟峰分享了主题报告《BMS对储能系统价值最大化的影响》。经演讲人本人授权同意,小编整理了演讲速记,并将速记内容分享如下:
张伟峰:各位嘉宾,时间也不早了,大家都非常热情。储能的春天来了,今天的大会很能体现出这点,今天我也借此机会和大家分享一下BMS在整个储能里到底需要做到什么样的一些方面。
首先,简单介绍一下我们公司情况。
我们公司成立到现在已经11年时间了,目前来讲主要是在新能源锂电的管理上,主要是包括储能,还有电动汽车以及智能锂电板块,今天的专题就是储能。
我先讲一下储能系统价值,列了一个公式,系统价值等于系统产出价值减去初始投资,减去运营成本和安全成本,这里面我们重点要讲到的是安全成本。大家都知道,今年年初发生了一个比较恶性的事件,这就是一个安全的成本,所以说安全成本是最大的成本,因为其他成本都是可以去控制的,而安全成本如果控制不好,影响很大。
系统的产出价值,公式比较复杂,我就简单说,重点就是安全成本。安全成本是指安全质量事故造成的超过正常运营的成本,比如说发生火灾这样的事件。整个系统的价值可能不是0了,而是负,这是很恐怖的事情。一般来讲,如果由于可靠性这些功能性或者性能性的质量事故,是靠维修来解决,这基本上叫做系统维护成本,所以说安全成本是风险最高的,我们需要控制它为0,至少我们要追求它为0,虽然很难做。
这张图简单来说,一个核心的要求,从BMS的角度来讲,或者说从电池的角度来讲,我们的三个重要维度:第一,安全。安全成本必须要等于0,这是我们必须要去做的,从故障诊断、安全诊断、安全控制方面做文章。第二,可靠。我们现在都要求至少10年或者20年系统可靠,这是体现你价值的,你是靠长期稳定运行来产生价值的。安全是控制你不要付出额外的成本。第三,低成本。就是指你的初始成本很低,运营成本要低,运营效率要高。以上是相关行业内的人都要去追求的几点。
讲到安全,我们简单说一个安全的标准,一个是工业领域里的IEC61508的标准,后来又延伸到不同行业的标准,比如说汽车行业是ISO26262,这些都是基于61508延伸出来的。就目前来说,储能系统的功能安全是没有标准的,可以借鉴26262的设计流程和方法。从我们的理解来讲,储能系统一旦安全失效会带来很大的后果,所以从功能安全的等级来讲,至少要达到ASILC的标准。
我们快速讲一下安全目标,就是指一旦发生故障会引起财产和生命安全的损失,这叫安全目标。这里简单来讲,就是你要去识别和消除单点的故障。
简单介绍一下安全等级,总共有4个等级。
第一个案例,你如果只有一个开关,肯定会实现单点故障,这是大家都常见的。所以在整个的直流系统里,可以看到有多级保护。
第二个案例,这是主动均衡的开关矩阵,它存在单点失效的风险,一旦失效会引起电池直接短路,所以这也是需要去处理的。
第三个案例,如果由于某种原因,前面的处理方法都失效了,那么你有什么别的方法可以避免电池不着火,或者说整个系统不着火。电池这个角度,要从电芯的角度,然后结构的话,要从结构的角度去隔离,不能从单点演变成一个系统。
可靠性,时间关系,我就不展开讲了。简单讲,可靠性是一个和时间有关系的概率事件,但是这里面和安全相关的就是说,我们要理解的一点就是失效安全的概念。因为所有的电子产品都会失效,这点是毋庸置疑的,你不要说我十年不失效,关键是十年以后,二十年以后怎么办。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,这就没有问题,维护一下就好了。
安全可靠的实现途径,这里是一些具体的工程手段,我就不展开了,总的来说,从设计到测试到生产到运营全部要关注这些各个点上的控制。
这是一个开发的流程,我也略过了。
这是一些测试的手段,怎么样控制系统的可靠性和产品的硬件可靠性。
这也是各种测试设备。
这里我做一个简单的比较,因为在做汽车和储能,同时在做,所以简单做一个类比。储能一般是四层架构,汽车里比较复杂的有1-3层架构。从它的要求来讲,基本上汽车对于振动性的要求和电池兼容性的要求,相对来讲主机厂的要求会比较多。工况是非常复杂的,整车的工况非常复杂,储能相对来讲规则比较特定一点。但是整车相对来说串组之间要少,一般在500V是比较理想的,算比较高的,但是现在储能都已经到1500V了,这也是一个比较大的挑战。总的来说,两者共有要求的差异和难度的侧重点,但从安全的角度来讲,两者的要求是差不多的,甚至我认为得的要求应该要更高一点才对,因为储能管理的能量总量要大,所以对它的要求会更高。
从安全的角度出发,我们认为需要一些什么样的标准和安全的管控体系,能够做到这样的一些安全最终目标。
这是讲低成本的运营,我们要在电池的数据上做文章,进行它的后期数据挖掘的动作,提高你的运营效率。一个是运维的效率,一个是电芯使用的效率。
这是一些功能的分层,这里就不展开了,简单来讲就是从底层到底层都需要一些特定的算法去识别,你在这层需要做的东西。长期来讲,你电池使用的状态和使用的寿命,以及运维的成本才能降低。
主动均衡和被动均衡,刚才有嘉宾已经讲过了,我就不讲了。
我简单介绍一下,我们也有一个主动均衡的解决方案,特点是,第一是每个电芯平均2A的主动均衡能力,第二是主动均衡和被动均衡保持产品可以替换,便于客户的使用,第三是要做到失效安全,保证均衡电路失效后不会导致电池短路。
最后,简单介绍一下高泰昊能的产品线,我们有储能、汽车和锂电。
我简单说一下应用案例。现在我们差不多30多万台相关的。
这些是做过的项目。
这是我们储能的一些项目。
这是一些智能锂电的项目。
时间关系,今天和大家就分享到这里,谢谢!
原标题:高泰昊能张伟峰:BMS对储能系统价值最大化的影响