中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著300Ah+大容量電芯的迭代，各個(gè)主流集成廠(chǎng)家紛紛發(fā)布基于迭代大容量電芯的5MWh+儲(chǔ)能電池艙，例如寧德時(shí)代、中車(chē)株洲所、科華數(shù)能、正泰電源、雙一力、瑞浦蘭鈞等廠(chǎng)家，預(yù)計(jì)明年起將會(huì)逐步取代現(xiàn)有的集成產(chǎn)品，成為新能源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)共享中大型儲(chǔ)能電站的首選技術(shù)路線(xiàn)。
5MWh+電池艙一般基于20呎的艙體進(jìn)行集成，對(duì)開(kāi)門(mén)設(shè)計(jì)。電池采用305Ah、314Ah、315Ah、320Ah等大容量電芯，集中式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，液冷熱管理方式，整艙共12個(gè)電池簇，電池簇直流側(cè)并聯(lián)后接入PCS直流側(cè)，單艙能量可達(dá)到5MWh以上。
相對(duì)現(xiàn)有主流廠(chǎng)家的20呎液冷電池艙，一般采用280Ah電芯，每個(gè)電池艙安裝8~10個(gè)電池簇，單艙能量在3MWh-3.7MWh左右。
以寧德時(shí)代“Ener系列”為例，單艙能量由現(xiàn)有的3.354MWh提升到了5.016MWh，能量密度提升約50%，可有效節(jié)省占地面積，降低儲(chǔ)能電站的綜合投資成本、站用電損耗以及施工費(fèi)用。
提升電池和電池艙能量密度是儲(chǔ)能設(shè)備通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行降本的主要途徑之一，折算成40呎的電池艙為例，電池艙從2018年左右單艙2.5MWh到10MWh以上，儲(chǔ)能電池艙的能量密度提升了4倍左右，直流側(cè)設(shè)備成本也由2元/Wh左右降低到目前的0.8元/Wh左右。
此外 PCS功率單元也將同步迭代升級(jí)，目前，主流PCS廠(chǎng)家普遍采用1725kW、1500kW等額定容量的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元。為匹配5MWh+電池艙的應(yīng)用，未來(lái)PCS廠(chǎng)家預(yù)計(jì)將單機(jī)2500kW額定功率的PCS，配合5000kVA左右的變壓器使用，從而提升整站的功率密度。
隨著5MWh+集成產(chǎn)品的推出，由于其在降本增效上的凸出優(yōu)勢(shì)，特別是在當(dāng)前低價(jià)中標(biāo)的背景下優(yōu)勢(shì)明顯，但隨著功率和能量密度的提高，對(duì)集成技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)，行業(yè)需重點(diǎn)關(guān)注以下問(wèn)題，主要分析如下：
首先，隨著直流側(cè)并聯(lián)電池簇?cái)?shù)量的提升，由目前的8~10簇提升到12簇，直流側(cè)短路電流將繼續(xù)增大，相對(duì)交流，直流短路電流滅弧難度較大，在儲(chǔ)能單元直流側(cè)發(fā)生短路時(shí)對(duì)直流側(cè)設(shè)備選型提出考驗(yàn)，短路電流已超過(guò)現(xiàn)有直流斷路器的開(kāi)斷能力，采用直流熔斷器作為直流側(cè)保護(hù)開(kāi)斷設(shè)備將是必然選擇，同時(shí)，需重點(diǎn)考慮直流側(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備的短路電流耐受能力。
其次，電池簇并聯(lián)數(shù)量的提升，環(huán)流問(wèn)題將會(huì)加劇，由于5MWh+儲(chǔ)能設(shè)備普遍一般采用集中式拓?fù)?，電池簇在直流?cè)母線(xiàn)直接并聯(lián)，環(huán)流問(wèn)題將會(huì)帶來(lái)全壽命周期性能的下降，甚至安全問(wèn)題，因此，如何通過(guò)提升電池的一致性和電池簇間的均衡能力將至關(guān)重要。
再次，隨著電池及電池艙能量密度的提升，散熱問(wèn)題將會(huì)凸出，電池艙普遍采用間接式液冷熱管理方式，通過(guò)乙二醇水溶液流經(jīng)電池PACK底部冷板對(duì)電芯進(jìn)行換熱，如何提升電芯的散熱性能和溫度均衡能力至關(guān)重要，例如，增加電池PACK溫度傳感器的數(shù)量和精度，增加液冷機(jī)組的制冷效率等。
從次，消防安全仍是重中之重，隨著能量密度的提升，消防安全問(wèn)題需提高重視。液冷PACK由于防護(hù)等級(jí)比較高，普遍達(dá)到IP67及以上，隨著國(guó)標(biāo)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》（GB/T42288-2022）的正式實(shí)施，采用PACK級(jí)消防方式將是必然選擇，同時(shí)，需進(jìn)一步提高探測(cè)器探測(cè)精度、可靠性和消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)措施。
最后，需考慮艙體結(jié)構(gòu)的防火防爆設(shè)計(jì)及整站的防火隔離，目前，液冷電池艙均采用非步入式設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮電芯-電池模塊-電池簇-艙體的防火防爆設(shè)計(jì)，如電池簇間的隔板需滿(mǎn)足一定的耐火時(shí)間要求，艙體設(shè)置泄爆口等，從而減少事故范圍的擴(kuò)大。在整站的布局上，需結(jié)合防火分區(qū)、電氣接線(xiàn)、運(yùn)維等合理劃分儲(chǔ)能區(qū)域，通過(guò)設(shè)置防火距離或防火墻等方式劃分防火區(qū)域。
總之，5MWh+儲(chǔ)能時(shí)代即將來(lái)臨，在產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈、同質(zhì)化嚴(yán)重的背景下，行業(yè)仍需關(guān)注產(chǎn)品的本質(zhì)， 即價(jià)格、性能和安全缺一不可，從產(chǎn)品制造、工程設(shè)計(jì)、施工調(diào)試等環(huán)節(jié)開(kāi)展嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的分析，為即將到來(lái)的工程規(guī)?；瘧?yīng)用做好萬(wàn)全準(zhǔn)備。
