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锂电储能国标实施周年记:从0到1构建行业新格局

作者:中国储能电站网 来源:储能100人 时间:2020-03-18 浏览:
产业要发展,标准不可缺。

2018年以来,沸沸扬扬的国内外起火事故给正在起步的储能产业浇了一盆冷水,也让储能的安全问题成为舆论焦点。

有业内专家认为,储能事故其实并非是一个简单的技术问题,而更多是标准的问题,原有的储能电池技术参数与现有的电力系统并不匹配,包括电池在额定容量和额定功率的标注方面有深刻的问题。

一直以来,业界都在强调动力电池与储能电池的差异,但具体该怎么区分并没有明确的标准。只能大概地知晓动力电池主要用于汽车,储能电池主要用于调峰调频或存电。而近几年储能市场借了电动汽车市场的东风,发展迅猛,但相关标准一直使用的还是动力电池电芯相关标准,在2019年之前储能电池电芯专用标准还处于空白状态。

为什么储能电池需要建立自己的专用标准呢?实际上,如果从应用场景的差异去分析便不难理解。电动汽车仅仅搭载几十个、几百个单体,而储能电站则是成百上千个单体,储能对电池的参数信息知情度、准确度要求非常高。如果储能电站显示电量和实际电量出现误差,在电网调度时,可能出现事故,影响电网稳定运行。

国标问世,难度升级

标准既需要技术引领,也需要政策法规从上而下的导向。国家能源局协同其它主管部门曾多次发文,力推储能标准化工作。根据最新发布的《关于加强储能标准化工作的实施方案》,要求到2021年,建立起较为系统的储能标准体系。

从国家的顶层设计来看,建立起中国独立的标准和认证检测体系已到了刻不容缓的时候。由于模糊的性能指标和标准规范的缺失,让许多安全问题随之而来,而且储能系统发生安全事故所造成的社会影响和危害程度等远远大于动力电池产品,这成为电力储能走向大规模应用的障碍之一。

电池的本体安全作为整个系统安全的基础,也成为中国标准制定者主要考量的因素。中国电力科学研究院有限公司储能与电工新技术研究所储能电池检测评价技术研究室主任官亦标在接受采访时认为,传统的测试评价体系不能客观的反映电池面向电力储能应用需求的真实技术性能和指标参数,导致制造企业和用户之间关于电池的信息并不对称。完全用动力电池做储能电池,不仅性能难以达标,而且还存在安全隐患。

2019年1月,中国国家标准化管理委员会颁布的《GB/T 36276-2018 电力储能用锂离子电池》标准终于问世。该标准从起草到发布,花费了近两年的时间,通过对产品提供方和使用方的摸底,尤其对中国电网特殊的工况设置了很多细节方面的规定,对电力储能电池专用标准有了进一步的明确:

以功率—能量(Wh)这套参数为基本测试评价条件,告别传统的电流—容量(Ah)这一参数体系;

将电池的充电和放电性能置于同等重要位置,分别提出技术要求;

强化对电池单体、模块的热特性评价,最大程度上保证电池的本体安全;

设定电池单体、模块、簇递进的产品层级,对其分别进行测试评价,三者之间既相互独立又互为补充。

有业内人士表示,与国际标准相比,中国标准在电池性能和热失控指标方面要求更细、更全面。触发电芯热失控的方法均为加热法,通过规定较少的触发方法限制了产品测试方案的选择性,相对提升了产品通过测试的严苛性。

此外,中国标准并未涉及评估电池系统对抑制热失控扩散能量释放速度的要求,而是不允许电池系统发生热失控及热失控扩散,这对储能技术的发展起到了更高水平的引导作用。

对企业和行业意味着什么?

作为锂电池在电力领域应用的首个国家推荐性标准,这涉及全行业的利益问题,因而一诞生就备受业界关注。

新标准的下发,对企业来说,也是一次技术升级的争夺战,一场围绕标准的赛跑在企业之间正在展开。谁掌握了标准,谁就掌握了市场话语权,国标或许成为后续国内大型储能项目的招标“门槛”。

2019年底,阳光电源、科陆电子、海基新能源成为首批通过认证的三家电池单体认证企业,就在前不久的3月13日,经电科院储能技术实验室型式试验测试后,阳光电源再次获得由鉴衡认证颁发电力储能用锂离子电池模块和簇级产品国标认证证书,是国内第一家完成从电池单体、模块到电池簇三位一体认证的企业。

阳光电源集成的铁锂电池簇产品

从电池单体、模块到电池簇,连过三道门槛并不容易。按照国标要求,只有拿到电池单体认证的企业才能拿到后续的模组和电池簇认证,整个过程企业需要经过大量严苛的实验才能获得全方位认证。其中仅型式试验的测试就多达40多项,包括热失控、热扩散、循环性能500次充放电、恒功率充放电控制等多项严酷测试,能在短时间开发出符合国标细节产品的厂家并不多。如若在试验中电池发生起火、爆炸,试验终止且判定型式试验不合格,将直接影响产品的出厂使用。

围绕标准的这场技术升级需要攻克效率和安全两大难关。阳光电源储能系统集成产品中心总监李国宏介绍,自国标实施以来,阳光电源在总结前期丰富的产品研发和测试认证经验基础上,快速组织了一支团队,依据国标各项细则,对铁锂电池储能系统研发方面进行优化,最终顺利地完成了此次认证。

基于铁锂电池单体,满足DC1500V储能系统应用,SOC精度优于3%、电芯之间温差低于3℃.....一连串的产品测试细节和数据充分证明了阳光电源在过去1年里投入的心血,也标志着铁锂储能系统的标准化时代已经到来。

作为储能系统集成商,阳光电源针对电池的安全性设计、热管理及保护协调等方面做了大量的研究。多年的技术积累和在储能系统集成方面的持续研发投入是顺利通过这一认证测试的有力保障。

鉴衡认证电子电气及储能客户线负责人张光青认为,标准型式试验检测与依据实施规则完成认证对于企业的要求是有明显区别的,认证除了对样品进行型式试验外,还对厂家批量生产认证产品的能力、质量保证能力、确保批量生产产品一致性的能力进行评估。尤其是阳光电源能够率先依据国标开发产品、并完成产线布局、调整、运维,这体现了技术人员多年的扎实技术储备以及企业产业化技术实力。

电力储能系统的安全和寿命以及经济性一直是行业关注的焦点。当下电池行业劣质低价,吹嘘循环寿命等乱象丛生。电池储能系统循环寿命到底是5000次还是6000次,效率是85%还是88%,没有人说得清楚。

有分析认为,该标准的执行和落地将加速储能企业之间的分化,电池企业只有转向储能专用电池的研发与生产,才是未来发展的正途。对于储能产业来说,这意味着可能不仅开启了一个全新的产业时代,更宣告一个无序竞争行业历史的终结。

关键字:储能标准

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