3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國國際儲能大會暨展覽會(簡稱“CIES”)在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“共建儲能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲能新發(fā)展”為主題，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場、國際市場、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線上注冊嘉賓將參加本屆CIES大會，儲能網(wǎng)視頻號線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證、飛輪儲能、液流電池、熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月11日下午，中國電力科學(xué)研究院有限公司儲能所副所長官亦標(biāo)受邀在儲能檢測、認(rèn)證及標(biāo)準(zhǔn)專場分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《儲能電池新國標(biāo)要點(diǎn)解讀及工程應(yīng)用》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：
官亦標(biāo)：各位下午好!今天我為大家分享一下儲能電池的新國標(biāo)、要點(diǎn)解讀以及國標(biāo)在儲能工程應(yīng)用方面的一些作用。因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，今天只是一個(gè)簡要的解讀，后面標(biāo)委會會組織專門的標(biāo)準(zhǔn)宣貫。
首先我們從新型儲能的總體應(yīng)用需求角度來看它對儲能電池的要求。從宏觀層面來說，有四個(gè)方面，能用、好用、敢用、用好。能用只是從功能完備性的角度來說的，就是它的功能能滿足要求。好用是對設(shè)備的性能可靠性有更高的要求。敢用是安全方面要可控，用好是后面怎么運(yùn)行怎么控制怎么挖掘儲能電池的性能潛力，這依賴于后期的管理和運(yùn)行維護(hù)。
從儲能電站并網(wǎng)運(yùn)行要求的角度來說，首先是要確認(rèn)電站的裝機(jī)容量，包括額定功率、額定能量、能量效率等。這些關(guān)鍵的應(yīng)用指標(biāo)怎么確定?怎么標(biāo)定?這是比較復(fù)雜的事情，不是宣稱多少就是多少，這要以公允條件下最終實(shí)際能夠出來的數(shù)為準(zhǔn)。在并網(wǎng)性能方面，現(xiàn)在有跟網(wǎng)型、構(gòu)網(wǎng)型不同類型，在出現(xiàn)電氣故障條件下，對應(yīng)儲能電池這部分，能不能滿足這些復(fù)雜工況的應(yīng)用要求。比如說像構(gòu)網(wǎng)型應(yīng)用，在過載工況下，在故障條件下，對應(yīng)直流側(cè)的電池系統(tǒng)能不能在電網(wǎng)故障工況或者極限工況下正常工作，這除了跟儲能電池的實(shí)際性能相關(guān)，還與儲能電池本身的參數(shù)定義密切相關(guān)。在環(huán)境適應(yīng)性方面，主要說的是儲能設(shè)備在自然環(huán)境下，風(fēng)吹日曬、雨雪冰霜、包括風(fēng)沙、高海拔、高濕熱等等，能不能發(fā)揮正常的功能和性能。在這方面還有很多欠缺，還缺乏足夠的驗(yàn)證。在耐久性方面，對于儲能系統(tǒng)的日歷壽命、循環(huán)壽命的預(yù)測和驗(yàn)證也是當(dāng)前的難題，這個(gè)大家都理解。在安全性方面，包括電氣、機(jī)械、環(huán)境、熱等的全面安全。最后就是對儲能系統(tǒng)狀態(tài)的確定，這與儲能電站的調(diào)度運(yùn)行是直接相關(guān)的，只有精準(zhǔn)地確定它的狀態(tài)以后，才能夠成為高置信度的被調(diào)用對象，這個(gè)狀態(tài)涉及到很多方面，包括歷史的狀態(tài)，靜態(tài)的狀態(tài)，運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)變化的狀態(tài)。
所有這些方面到現(xiàn)在為止，都存在很多問題或者難題要研究和解決，只有把這些都解決了，儲能才會真正發(fā)揮應(yīng)有的作用和價(jià)值。
從應(yīng)用需求層層分解下來，就涉及到我們?nèi)绾味x儲能電池產(chǎn)品，去年12月28日發(fā)布了儲能電池新國標(biāo)，今年7月1日正式實(shí)施，是非常關(guān)鍵核心的標(biāo)準(zhǔn)。
新國標(biāo)明確了它的適用范圍，可以用于電力儲能用鋰離子電池的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、檢測、運(yùn)行維護(hù)和檢修，從這句話可以看出來，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是我們以應(yīng)用需求導(dǎo)向定義儲能電池產(chǎn)品的重要依據(jù)，可以指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造，也就是說我們要按照從應(yīng)用需求角度的標(biāo)準(zhǔn)要求去正向設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品，只有這樣才能真正滿足電力應(yīng)用的實(shí)際需求。
在編碼方面，新國標(biāo)在上一版基礎(chǔ)上進(jìn)行了補(bǔ)充和完善，這里大家可以看到，包括電池的材料體系、電解質(zhì)的類型等等，我們通過編碼的方式把產(chǎn)品信息都公開透明化。比如電解質(zhì)類型包括液態(tài)、固態(tài)、固液混合都可以在里面標(biāo)注，如果是鋰電池的固態(tài)體系也適用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
在工作參數(shù)要求方面，這是基礎(chǔ)和核心，在標(biāo)準(zhǔn)里用了大量的篇幅去規(guī)定了電池工作參數(shù)，應(yīng)包含哪些具體參數(shù)，應(yīng)該怎么設(shè)定，各個(gè)層級之間是什么樣的邏輯關(guān)系，這是非常細(xì)致的工作，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定義以及使用過程都是非常關(guān)鍵的。
具體到儲能電池產(chǎn)品它的規(guī)格參數(shù)怎么設(shè)定，我們在新版國標(biāo)里做了詳細(xì)規(guī)定，相對于上一版來說，有更細(xì)化的具體參數(shù)要求，包括功率、能量、循環(huán)次數(shù)等，主要強(qiáng)化了對于各個(gè)電池層級工作參數(shù)限值的要求，像溫度、電壓包括電壓差值、溫度差值等等，在什么時(shí)候要告警，什么時(shí)候做限制性動(dòng)作，什么時(shí)候必須切斷保護(hù)，分一二三級參數(shù)進(jìn)行控制。
在尺寸和質(zhì)量方面也提了更高的要求，這個(gè)大家容易忽略，尺寸質(zhì)量的偏差針對上一版有更高的要求，這實(shí)際上也體現(xiàn)了儲能電池作為規(guī)?；a(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品，制造能力或者制造水平也能反映在尺寸和質(zhì)量的偏差控制里面。
在功率能量的定義方面，新國標(biāo)的修訂原則遵從DL/T 2528-2022《電力儲能基本術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)里對電池充放電功率、時(shí)間和能量，都有明確的規(guī)定。一旦定義或者設(shè)定了儲能電池的額定功率、額定能量，意味著全壽命周期內(nèi)都要滿足，并且能持續(xù)運(yùn)行。如果不能滿足全生命周期的要求就不叫額定功率也不叫額定容量，這是相對上一版標(biāo)準(zhǔn)比較大的變化。
新國標(biāo)新增了功率特性檢驗(yàn)項(xiàng)目，專門針對儲能電池設(shè)置了不同功率條件下的能量標(biāo)定，同一款電池、同一個(gè)型號產(chǎn)品，根據(jù)市場需求或者客戶不同需求，可以明確小于額定功率條件下產(chǎn)品對應(yīng)的能量是多少，通過一系列的標(biāo)定給出系列值，如果說需要降功率承諾產(chǎn)品性能，從標(biāo)準(zhǔn)角度提供了標(biāo)定的依據(jù)。
在能量效率方面，新國標(biāo)的要求有提升，從單體到模塊到簇是遞增的，如果沒有參與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)編制大家會有疑問，這實(shí)際上是站在應(yīng)用需求角度設(shè)定的指標(biāo)要求，而不是站在某一個(gè)具體產(chǎn)品角度去看待這個(gè)問題，從應(yīng)用的角度和需求角度當(dāng)然希望能達(dá)到百分之百的理想效率，但是實(shí)際上達(dá)不到，需求和技術(shù)的現(xiàn)實(shí)要有平衡。所以我們從整站的角度，比如說希望整站效率達(dá)到90%，或者88%，我們?nèi)サ雇齐姵叵到y(tǒng)、電池簇等各個(gè)層級的效率至少要達(dá)到多少，比如電池簇設(shè)定到95%，這樣再往下遞減。為什么模塊和單體效率設(shè)定的低一些，這有多重考慮，最重要的是我們通過指標(biāo)要求去倒逼整個(gè)電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)如何去定義電池系統(tǒng)的關(guān)鍵工作參數(shù)，從單體到系統(tǒng)在工作參數(shù)層面就要層層壓縮，這是為了保證最終整個(gè)儲能電站的安全也好、壽命也好、效率也好都能夠達(dá)到最終的實(shí)際效果，為儲能電站整體運(yùn)行效果提供充足的裕度，另一方面，對于部件層級的模塊、單體的效率要求放低，可以把工作參數(shù)范圍設(shè)定得寬一些，也是為了保障在全壽命周期范圍內(nèi)、在特定運(yùn)行邊界條件下能夠充分挖掘儲能電池的作用潛力。總之能量效率的指標(biāo)設(shè)定要求是從兼顧需求與現(xiàn)實(shí)、潛力與裕度角度綜合考慮的，不是僅僅從某個(gè)具體產(chǎn)品角度考慮的。
在循環(huán)性能方面，新國標(biāo)也有很大的變化，在2018年版的國標(biāo)只是要求保持率，循環(huán)一千次看能量保持率多少，但從實(shí)際應(yīng)用角度，包括遵從術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，按照全壽命周期保證額定值的原則，重新設(shè)定了對循環(huán)性能的要求以及檢驗(yàn)的方法。把額定功率條件下的循環(huán)次數(shù)作為儲能電池產(chǎn)品的一個(gè)設(shè)計(jì)值。在檢驗(yàn)的時(shí)候，把這個(gè)循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)值和額定功率、額定能量關(guān)聯(lián)起來，就是說在確定額定功率、額定能量的設(shè)計(jì)值時(shí)還要同時(shí)考慮循環(huán)次數(shù)的設(shè)計(jì)值，可以設(shè)定6000次、8000次、1萬次，可以按照自身技術(shù)水平結(jié)合市場需求以及企業(yè)戰(zhàn)略，靈活設(shè)計(jì)儲能電池產(chǎn)品，設(shè)計(jì)和承諾的循環(huán)次數(shù)越多，理論上每次循環(huán)可以衰減的能量就越小，與一定循環(huán)次數(shù)的實(shí)測值進(jìn)行比對，通過這種方式去認(rèn)定宣稱的循環(huán)次數(shù)是否有效、是否經(jīng)得起檢驗(yàn)。這樣就形成了對設(shè)計(jì)值或承諾值的約束和標(biāo)定，在一定程度上解決了之前盲目宣稱或承諾循環(huán)次數(shù)以及無法驗(yàn)證的痛點(diǎn)問題。另外，類似于功率特性的檢驗(yàn)項(xiàng)目，新國標(biāo)在循環(huán)性能檢驗(yàn)過程中也把同款產(chǎn)品不同能量對應(yīng)的標(biāo)稱循環(huán)次數(shù)也會做推算，比如說額定100Wh，希望定義到80Wh，對應(yīng)的標(biāo)稱循環(huán)次數(shù)會提升，那它到底是多少，通過實(shí)際檢驗(yàn)把它推算出來，最后得到同一款產(chǎn)品設(shè)定成不同的能量對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)標(biāo)稱值是多少，從一定程度上也解決了同款產(chǎn)品設(shè)定不同的能量值時(shí)如何檢驗(yàn)標(biāo)定的問題。
在安全與可靠性方面，新國標(biāo)有很多新的變化，首先特別提醒新國標(biāo)增加的一個(gè)重要的細(xì)節(jié)要求，在所有安全性能檢驗(yàn)項(xiàng)目，當(dāng)然也包括所有其他性能檢驗(yàn)項(xiàng)目，都要求試驗(yàn)過程中不應(yīng)該在防爆閥或者泄壓點(diǎn)之外的位置發(fā)生破裂，硬殼電池在防爆閥之外、軟包電池在泄壓點(diǎn)之外發(fā)生破裂，說明設(shè)計(jì)制造是有問題的，將判定為檢驗(yàn)結(jié)果不合格，這個(gè)細(xì)化要求對儲能電池的安全設(shè)計(jì)制造提出了更高的要求。
對于絕熱溫升特性，跟上一版國標(biāo)相比就不再是簡單的數(shù)據(jù)搜集，而是在試驗(yàn)過程中電池表面溫度達(dá)到一級報(bào)警溫度時(shí)，增加了對溫升速率的技術(shù)要求，這是對儲能電池?zé)岚踩缘牧炕蟆?/p>
對于熱失控性能，新國標(biāo)要求在全壽命周期內(nèi)，當(dāng)達(dá)到熱失控的判定條件時(shí)，電池表面溫度應(yīng)大于90℃，就是要求儲能電池發(fā)生熱失控時(shí)的溫度不能太低，越高越好，這是體現(xiàn)安全性非常重要的指標(biāo)，也是能體現(xiàn)電池設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平的一個(gè)重要的量化指標(biāo)。對于熱失控具體試驗(yàn)方法，相對于2018版，由充電以后再加熱修訂為充電同時(shí)啟動(dòng)加熱，這是為了能更快更徹底地觸發(fā)電池?zé)崾Э?，這是檢驗(yàn)過程需要達(dá)到的目的。還有一個(gè)很大的變化就是，新國標(biāo)增加了循環(huán)以后的熱失控要求，做完循環(huán)性能試驗(yàn)，還要再次進(jìn)行熱失控性能試驗(yàn)，仍然要達(dá)到新電池的要求，這在一定程度上體現(xiàn)了全壽命周期內(nèi)都要滿足安全性能的實(shí)際應(yīng)用要求，這對儲能電池的安全設(shè)計(jì)制造提出了更高要求。
對于模塊熱失控?cái)U(kuò)散性能，新國標(biāo)增加了熱失控?cái)U(kuò)散試驗(yàn)后的絕緣性能檢驗(yàn)，這對實(shí)際工程應(yīng)用來說，也是非常重要的，要從模塊的設(shè)計(jì)層面去考慮發(fā)生熱失控以后，比如有漏液的情況，仍然能保證基本的絕緣性能要求。
對于其他的安全可靠性要求，主要有短路性能，新國標(biāo)最大的變化是對于電池模塊，要求在兩種外部短路電阻條件下要同時(shí)滿足要求，就是所謂的軟短路和硬短路兩個(gè)層面對電池模塊的短路安全性能提出了更高要求。另外新國標(biāo)還新增了模塊的振動(dòng)性能、液冷管路的耐壓性能、高海拔的絕緣性能等等，也是為了更全面地滿足新的技術(shù)和特殊應(yīng)用場景的檢驗(yàn)要求。
對于倍率充放電性能，新國標(biāo)把2倍倍率保留為電氣性能要求，把4倍倍率調(diào)整到過載安全性能要求。這體現(xiàn)了對于儲能電池額定值的強(qiáng)化確認(rèn)和檢驗(yàn)，因?yàn)槲覀冊跇?biāo)準(zhǔn)里設(shè)置再多的技術(shù)要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目，對儲能電池的性能，特別是對于壽命、可靠性等長期性能的驗(yàn)證手段是有限的，2倍倍率性能達(dá)到一定指標(biāo)是對額定值的強(qiáng)化確認(rèn)，不管是2倍還是4倍，僅僅是一次性檢驗(yàn)項(xiàng)目，不是說通過2倍4倍的一次檢驗(yàn)，在實(shí)際使用時(shí)就有2倍4倍的能力，不是這個(gè)概念，這是容易混淆的。如果說要宣稱能實(shí)際運(yùn)行到2倍，那應(yīng)將2倍重新設(shè)定為額定值進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，其中包含要滿足4倍的一次性能檢驗(yàn)要求，這才能認(rèn)可2倍的實(shí)際運(yùn)行性能。
為滿足工程應(yīng)用需求，在新國標(biāo)里明確了抽檢規(guī)則，對儲能電池的安全質(zhì)量管控來說是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因?yàn)椴还苁切褪綑z驗(yàn)還是后面的并網(wǎng)檢測，都不能直接驗(yàn)證實(shí)際供貨儲能電池的真實(shí)技術(shù)性能。
標(biāo)準(zhǔn)對高質(zhì)量的儲能工程項(xiàng)目建設(shè)來說起到了巨大的支撐作用，在儲能工程建設(shè)全環(huán)節(jié)都會涉及到標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。比如規(guī)劃設(shè)計(jì)、可研、設(shè)備選型，怎么提專業(yè)全面的技術(shù)要求，怎么對產(chǎn)品的安全質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收的具體方案怎么設(shè)計(jì)，設(shè)備選型的依據(jù)是什么，這都涉及到我們根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)以后產(chǎn)生的報(bào)告記載的參數(shù)及結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)和比對。
我今天的分享就到這，謝謝。
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