向大而行 儲能電芯的技術(shù)規(guī)格之爭

　　電力儲能市場用電池自 71×173×207-280Ah之后，行業(yè)快速推出同尺寸314Ah電芯，同時將20尺預(yù)制艙電量由3.35MWh推向5.015MWh

　　然而隨著市場的大規(guī)模發(fā)展以及市場價格對制造企業(yè)成本倒逼，同時儲能時長由2h向4h滲透，電芯向大而行成為指向標(biāo)

　　基于電芯向大而行，儲能系統(tǒng)集成商發(fā)布 6+MWh、6.5+MWh以及7+MWh，20尺預(yù)制艙。從電芯層面考慮，當(dāng)前314Ah電芯不足以支撐系統(tǒng)電量的繼續(xù)攀升，電芯企業(yè)開始布局大電芯，當(dāng)前主要技術(shù)規(guī)格有五大路線：

　　1、億緯為代表的肩并肩雙拼規(guī)格

　　2、海辰儲能近乎肩并肩三拼規(guī)格

　　3、比亞迪為代表的刀片電池

　　4、寧德時代為代表的VDA放大

　　5、新規(guī)格

　　1、億緯肩并肩雙拼路線

　　2022年億緯鋰能發(fā)布首款大電芯LF560K，尺寸為 72×352×207mm，容量560Ah，為兩個280Ah電芯肩并肩的完全體，當(dāng)時雄韜股份跟進(jìn)同規(guī)格電芯

　　不過在后來作為280Ah升級款314Ah電芯廣受市場認(rèn)可后，億緯再次發(fā)布MR.BIG電池，同尺寸 628Ah，為兩個314Ah肩并肩的完全體，后續(xù) 跟進(jìn)者有南都電源、昆宇電源等

　　同規(guī)格如下：

　　當(dāng)前基于億緯雙拼結(jié)構(gòu)，最高容量為昆宇電源 72×355×209-720Ah。

　　億緯雙拼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯：可以基于5MWh系統(tǒng)下的整體結(jié)構(gòu)不變，模塊數(shù)量不變，模塊內(nèi)電芯數(shù)量減少一半，通過減少電芯數(shù)量從而加快集成速度，減少電壓、溫度探頭，降低模塊電壓。其中通過降低模塊電壓減少電池簇的數(shù)量為5MWh的一半，可以有效減少高壓盒的用量。

　　優(yōu)勢：從以上信息可知，億緯雙拼技術(shù)路線是降本最快的技術(shù)路線，基本可完全套用5MWh成熟的供應(yīng)鏈，根據(jù)當(dāng)前電芯容量，20尺系統(tǒng)最大電量可做到5.75MWh

　　劣勢：依托當(dāng)前系統(tǒng)，持續(xù)降本方式單一為提高電芯容量，重設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較困難

　　2、海辰肩并肩三拼規(guī)格

　　2023年12月份海辰儲能發(fā)布4小時長時儲能大電芯，電芯規(guī)格為75×580×208mm，電芯容量為1130Ah，也就是說電芯單體電量約為3.6kWh，什么概念：一個家庭每天用電量大概在5~7kWh，兩個1130Ah的電芯帶電量可滿足一個家庭一天的用電量

　　電芯尺寸在厚度和高度方面與314Ah電芯相當(dāng)，而寬度約為3.3倍

　　海辰1130Ah電芯重量約為20kg，重量能量密度180Wh/kg，體積能量密度400Wh/L，0.25P(904W)充放電循環(huán)壽命15000次 @60%SOH。

　　在2024年4月份北京首鋼展會上，海辰展示了基于1130Ah電芯的模塊結(jié)構(gòu)

　　模塊內(nèi)含2個長模組，每個模組為26個電芯串聯(lián)，模塊形成1P52S結(jié)構(gòu)，電量為188kWh，模塊尺寸為 1240(W)×2233(D)×254(H)mm，模塊重量 1152kg，推測20尺集裝系統(tǒng)為4列電池，每列為一簇，共4簇，每簇為8個模塊形成1500V平臺系統(tǒng)，因此20尺集裝箱系統(tǒng)的電量為6.016MWh，進(jìn)入6MWh級

　　優(yōu)勢：電芯做大后很明顯在PACK結(jié)構(gòu)方面以及系統(tǒng)集成方面優(yōu)勢明顯，而相對億緯雙拼結(jié)構(gòu)，1130Ah電芯更具優(yōu)勢，所需要的電器件更少，在降本增容方面效果明顯

　　劣勢：與億緯結(jié)構(gòu)類似，主要是通過放大電芯尺寸把電芯容量提高，PACK結(jié)構(gòu)類似314Ah電芯做6排模組，非技術(shù)性突破。當(dāng)前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對而言對電芯的應(yīng)用反而不利，要發(fā)揮電芯結(jié)構(gòu)優(yōu)勢仍需重新設(shè)計PACK結(jié)構(gòu)

　　3、比亞迪為代表的刀片電芯

　　從儲能市場的需要角度--成本出發(fā)，刀片電池用于儲能領(lǐng)域是采用疊片工藝作為主流技術(shù)企業(yè)的無奈之選。然而當(dāng)電芯做大之后，疊片工藝反而成為優(yōu)勢

　　當(dāng)時根據(jù)市場反饋，目前疊片電池用于儲能領(lǐng)域且能做好的也僅僅是比亞迪一家，分析來看，儲能電池領(lǐng)域是一個重置化嚴(yán)重，尤其體現(xiàn)在電力儲能領(lǐng)域，和對成本很敏感的一個領(lǐng)域

　　而刀片電池對于當(dāng)前的市場主流314Ah電芯及基于該電芯下的系統(tǒng)進(jìn)行 平替，考慮到比亞迪的情況，情況似乎清晰了，做與眾不同的選擇需要有完成的集成鏈以及銷售渠道，直接以系統(tǒng)產(chǎn)品面對終端客戶

　　4、寧德時代為代表的VDA放大

　　在2023年晚些時候晚上就有一些捕風(fēng)捉影的消息說寧德時代要搞530Ah大電芯，結(jié)果在2024年4月份首鋼展會前夕發(fā)布天恒電池系統(tǒng)為6+MWh，以及電芯體積能量密度430Wh/L，根據(jù)在現(xiàn)場測量的尺寸，推測電芯的容量為580+Ah

　　之后有天合儲能，瑞浦蘭鈞等電池企業(yè)跟進(jìn)

　　網(wǎng)絡(luò)上430Wh/L推測寧德時代電芯為587Ah，天恒系統(tǒng)能量為6.25MWh

　　根據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，寧德時代的定義74×275×215mm，主要考慮VDA尺寸下卷繞設(shè)備兼容最大兼容為300mm，因此推測寧德時代587Ah仍為卷繞工藝產(chǎn)品

　　20尺系統(tǒng)方面，瑞浦蘭鈞根據(jù)587Ah電芯重新設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，20尺集裝箱電量達(dá)到7.03MWh

　　優(yōu)勢：電芯結(jié)構(gòu)放大后充分利用了現(xiàn)有產(chǎn)線的兼容性，減少了電芯開發(fā)成本，同時電芯做大之后有效減少了量產(chǎn)集成成本，通過系統(tǒng)重新設(shè)計之后電量有明顯突破

　　劣勢：電芯做大之后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重新設(shè)計，需要大量的開發(fā)投入，根據(jù)儲能產(chǎn)品的價格敏感性，新產(chǎn)品的開發(fā)壓力較大

　　5、新產(chǎn)品

　　在2024年6月上海展會上瑞浦蘭鈞、欣旺達(dá)以及楚能同步發(fā)布同規(guī)格同容量儲能大電芯 54×470×182mm 625Ah，單體電芯2kWh

　　三家企業(yè)電池發(fā)布情況基本一致：精準(zhǔn)2度電、熱電分離、430Wh/L、適用2000V平臺

　　優(yōu)勢：電芯層級熱電分離提高集成后的安全性能，同側(cè)出極柱電池空間利用更極致，為更多的PACK集成設(shè)計提供可能

　　劣勢：電池同側(cè)出極柱，電芯容量高達(dá)625Ah，在充放電過程中正負(fù)極柱容易形成溫場疊加，造成溫度過高;熱電分離后防爆閥在另一端，對PACK集成造成影響

　　6、下一代產(chǎn)品--全浸沒熱管理

　　當(dāng)前儲能產(chǎn)品能量效率已經(jīng)高達(dá)95%左右，對于電芯而言能量效率已經(jīng)幾乎已經(jīng)做到極致了，市場上宣傳的96%、97%的效率一般是更小功率下的數(shù)據(jù)，不是說做不到，而是投入太大，投資與回報不成比例

　　因此預(yù)測下一代儲能產(chǎn)品的方向為降低輔助能耗，通過浸沒式液冷的方式直接接觸電芯同時代替消防板塊功能

　　本文認(rèn)為圓柱電芯才是浸沒式液冷的歸宿，圓柱電池在集成時彼此之間形成的三角間隙成為浸沒液體的通道

　　而方型電池由于貼合得更緊密反而不利于浸沒液冷的利用。

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