中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：6月19—20日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合江蘇省電機(jī)工程學(xué)會(huì)、全國(guó)微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司等單位聯(lián)合召開(kāi)的“第三屆全國(guó)電網(wǎng)側(cè)暨用戶側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用高層研討會(huì)”在蘇州市太湖假日酒店舉行。來(lái)自電網(wǎng)公司、設(shè)計(jì)院、系統(tǒng)集成商、電池生產(chǎn)企業(yè)、投融資機(jī)構(gòu)等單位的280余位嘉賓出席了本次研討會(huì)。
會(huì)議期間，沈陽(yáng)沙爾特寶電器有限公司亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理葉沛鋒分享了主題報(bào)告《從元器件的微觀看儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全》，以下是演講全文：
葉沛鋒：謝謝大家，很榮幸，我們沙爾特寶是第一次參加這個(gè)會(huì)議，我們從元器件看看儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全。
可能大家不太認(rèn)識(shí)我們公司，我們沙爾特寶成立于1929年，總部在德國(guó)慕尼黑，主要從事軌道機(jī)車電器以及電子裝置的開(kāi)發(fā)、制造、營(yíng)銷和服務(wù)。有什么東西能用在儲(chǔ)能系統(tǒng)呢？高壓開(kāi)關(guān)電器、直流接觸器，這可能是我們?cè)诿恳环N系統(tǒng)，BMS、PCS、電池包都有我們的東西在里面。
這是我們?cè)谑澜绮煌牡胤降淖庸?、辦事處。我們公司的歷史，因?yàn)槲覀儚?929年已經(jīng)開(kāi)始從事，主要是軌道跟電器行業(yè)的東西。我們一說(shuō)軌道列車的行業(yè)，他們最重要的就是安全跟穩(wěn)定性，所以我們也覺(jué)得我們的元器件我們生產(chǎn)的產(chǎn)品都是安全可靠的，這也是儲(chǔ)能系統(tǒng)大家以后必須很關(guān)注的東西，就是安全性、可靠性。
在我們的使用場(chǎng)景上面主要是四大類別，物料運(yùn)輸、工業(yè)方案、軌道交通，現(xiàn)在德國(guó)那邊跟我們國(guó)內(nèi)的同事在努力的就是新能源行業(yè)。我們?cè)谥醒胱冸姽?、燃料電池、光電系統(tǒng)、中壓安裝、儲(chǔ)能系統(tǒng)，都是現(xiàn)在我們公司很關(guān)注也是努力的方向。
我今天主要說(shuō)的就是我們其中一個(gè)很大的類別就是接觸器，還有速動(dòng)開(kāi)關(guān)器。
我們的接觸器主要是用在一些直流系統(tǒng)，比如1000V到1500V，電流在150A到500A，大型直流接觸器也就是電壓1500V到3000V，電壓400A到2200A，我們的接觸器比較特殊的地方是什么呢，現(xiàn)在可能不同類型，不同技術(shù)方面的接觸器，它的拉斷能力和短路過(guò)載的能力可能沒(méi)有這么強(qiáng)，但是我們的接觸器因?yàn)橐郧岸际怯迷谲壍肋@種很嚴(yán)苛的工作環(huán)境之下，它的拉斷能力第一必須要很強(qiáng)，第二也必須要非常安全、非常的可靠，就算是在一些很極端的環(huán)境之下，它必須要能工作，也必須要能拉斷電源。
所以在這個(gè)東西里面我們應(yīng)用的范圍是電動(dòng)汽車，電池新能源，比如我們的儲(chǔ)能系統(tǒng)還有暖通空調(diào)系統(tǒng)、馬達(dá)接觸器，這個(gè)也是我們能應(yīng)用的部分。
另外一個(gè)很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)就是速動(dòng)開(kāi)關(guān)，主要是用在附助接點(diǎn)，還有軌道車門上面，你必須要很清楚的知道它的狀態(tài)，我們主要都是用速動(dòng)開(kāi)關(guān)。
其他的接觸器、電器也不是我們今天討論的范圍。作為一家德國(guó)公司我們的安全認(rèn)證及可持續(xù)發(fā)展，比如不同類型的認(rèn)證，還有環(huán)境保護(hù)要求我們也能達(dá)得到。
進(jìn)入我們今天主要討論的范圍，直流電和交流電?？赡茉谧泻芏鄬＜?，也有很多比我懂的多的人，其實(shí)我最希望提出一個(gè)點(diǎn)是為什么我們要說(shuō)這個(gè)東西，我們?cè)诓煌奈锢硖匦灾?，都有出于不同的安全考量。在這里我有一個(gè)非常好的短視頻跟大家分享一下。它有一個(gè)負(fù)載連著一個(gè)開(kāi)關(guān)，主要是兩個(gè)不同類型的電源，就是直流跟交流的電源。一個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)閉，負(fù)載開(kāi)始電流流過(guò)，開(kāi)始發(fā)熱，節(jié)點(diǎn)打開(kāi)，很簡(jiǎn)單、很直觀。交流電大家可以留意一下，在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)可能發(fā)現(xiàn)接通、打開(kāi)好像沒(méi)有什么。
留意一下交流電的狀態(tài)，如果同樣是220V的直流電會(huì)發(fā)生什么事情，同樣都是220V，一個(gè)是交流電，一個(gè)是直流電，打開(kāi)的時(shí)候就是完全不同的情況出現(xiàn)了。當(dāng)我們?cè)谡f(shuō)交流電跟直流電的時(shí)候，其實(shí)很不同的地方是什么，交流電電弧現(xiàn)象比較小，因?yàn)樗薪惶娓淖兎较虻奶匦?。直流電弧現(xiàn)象比較激烈，因?yàn)殡娏鞯姆较蚴菃我坏?，電弧有一個(gè)自我保持的傾向，所以當(dāng)你在打開(kāi)這個(gè)開(kāi)關(guān)的時(shí)候就會(huì)發(fā)生這么厲害的情況。
我們說(shuō)的電弧是怎么來(lái)的？高達(dá)兩萬(wàn)度的能量，它使周邊的空氣離子化，你想拉斷拉斷不了，因?yàn)榘雅赃叺目諝庾兂蓪?dǎo)電性的了。不單單是能量，它產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)也會(huì)影響周邊的電子設(shè)備，比如在電池包里面的BMS、PCS都會(huì)發(fā)生這種情況。當(dāng)一個(gè)直流的接觸器或者是一個(gè)直流的開(kāi)關(guān)分?jǐn)嗟臅r(shí)候都會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，主要就是在分?jǐn)嗟臅r(shí)候電弧的大小，除了電流電壓還有負(fù)載的電器的特性，電阻、電感、電容對(duì)于整個(gè)電弧也有很大的影響。
為什么我要說(shuō)這個(gè)東西呢？其實(shí)在我們儲(chǔ)能系統(tǒng)里面，我們其中有一個(gè)用的比較多或者用的比較廣的就是我們的鋰電池，鋰電池的充放周期估計(jì)大家也很熟悉，在系統(tǒng)里面經(jīng)常見(jiàn)到的保護(hù)、安全器件，熔斷器、斷路器也是我們經(jīng)常提到的，怎么去選擇，怎么去交換。
現(xiàn)在我們也看得到，接觸器的功能也在慢慢發(fā)生改變，以前我只是一個(gè)接觸器，開(kāi)關(guān)，打開(kāi)電源，閉合線路，就沒(méi)有了。但是現(xiàn)在其實(shí)我們也看得到，慢慢的越來(lái)越多，他納入安全的考量，為什么呢？電池的充放周期我們關(guān)注的就是電池包的保護(hù)措施、防過(guò)度充電、防過(guò)度放電，傳感器故障的時(shí)候有什么保護(hù)，短路防護(hù)。其實(shí)這個(gè)也影響到我們?nèi)粘５膽?yīng)用和維護(hù)，我們的系統(tǒng)怎么去維護(hù)，怎么去檢查有故障的部分。也避免變成系統(tǒng)性的崩潰，還有我們?cè)谲壍览锩妫趦?chǔ)能系統(tǒng)里面也開(kāi)始介入這個(gè)概念，所謂的TOC，有一些國(guó)外的案例我們會(huì)提到。其實(shí)作為一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，我想找一個(gè)理想的接觸器，我希望它有一個(gè)雙向分?jǐn)嗟哪芰?，?chǔ)能系統(tǒng)必須有充電、放電的功能，如果他同一個(gè)接觸器，反過(guò)來(lái)它必須要求這個(gè)接觸器能夠達(dá)到兩個(gè)方向都能分?jǐn)嗟哪芰Α?
另外短時(shí)間的過(guò)載能力，來(lái)保護(hù)，確保它不會(huì)有系統(tǒng)性崩潰的問(wèn)題。如果真的發(fā)生這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，你最差的就是短路，其他所有的元器件都寫了，都沒(méi)有辦法工作了。還有外殼防不防火。其他的輔助接接檢查也是我們希望關(guān)注的一個(gè)點(diǎn)。
對(duì)于我們來(lái)講，我們對(duì)于這個(gè)接觸器這么多年的研究，怎么在大的電壓、大的電流之下怎么去分?jǐn)?，還有數(shù)據(jù)的模型，還有不同的測(cè)試，比如這是我們內(nèi)部測(cè)試的一些效果，這是一些節(jié)點(diǎn)的分析，之后我們也可以再探討一下。
小型的接觸器我們會(huì)有這種比較小型的C310的設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)現(xiàn)在的安裝環(huán)境越來(lái)越小，緊湊的安裝方法，當(dāng)然它必須也能達(dá)到接通分?jǐn)嗟哪芰?，電流電壓，短時(shí)間的過(guò)載能力，現(xiàn)在的過(guò)載能力比較好，3000A一秒鐘都能夠達(dá)到。主要是針對(duì)小型的安裝，而且是電流比較小一點(diǎn)的，我們還有一種比較大型的接觸器，主要是用在儲(chǔ)能系統(tǒng)的PCS能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)里面，比如CT系列，都是滿載滿流甚至過(guò)載過(guò)流的時(shí)候它也能提供強(qiáng)大的分?jǐn)嗄芰Α?
我們主要是在國(guó)外不同的地方有一些案例希望跟大家分享一下。韓國(guó)有一些模塊化的電池包設(shè)計(jì)，正負(fù)極各一只接觸器，他們是想在短路發(fā)生的時(shí)候能夠隔離電池包，短時(shí)間的電流過(guò)載達(dá)到7000A，利用接觸器的高接通能力可以節(jié)省一只預(yù)充接觸器。
我覺(jué)得有一個(gè)很好的案例跟大家分享一下。曾經(jīng)有電池發(fā)生短路之后，接觸器的主節(jié)點(diǎn)粘連。這個(gè)系統(tǒng)安裝在很偏遠(yuǎn)的地方，如果真的出現(xiàn)一些問(wèn)題的時(shí)候，很難找一個(gè)工程師去一個(gè)很遠(yuǎn)的地方維護(hù)或者更換零件。維護(hù)也是我們其中一部分的成本，所以我們說(shuō)總的運(yùn)行成本也必須要考慮，如果真的發(fā)生事情的時(shí)候，元件能不能不用更換的情況下還是能提供持續(xù)的工作。
有客戶用一些我們大型的接觸器做測(cè)試的工具，我也覺(jué)得很厲害，他們?cè)?jīng)給我一個(gè)圖片，電池包很小，為什么要用大型的接觸器？他們?cè)趦?nèi)部也做很多不同類型的試驗(yàn)，需要一些大型的接觸器，比如說(shuō)在滿載滿流，過(guò)載過(guò)流的情況下測(cè)試他們的電池包在極限的情況下稍微熔掉之下會(huì)不會(huì)出問(wèn)題或者發(fā)生什么問(wèn)題。
這幅圖是我上個(gè)星期拍的。為什么突然找我們，他們?cè)趦?nèi)部測(cè)試的時(shí)候，他們發(fā)現(xiàn)在元件里面有潛在的風(fēng)險(xiǎn)，元件的失效情況，就是主接點(diǎn)粘連，如果真的起火了，你的東西有沒(méi)有良好的防火能力。
我在國(guó)內(nèi)也有一些合作的廠家，但是現(xiàn)在因?yàn)槲覀兊暮贤虿荒芡嘎端拿?，我只能說(shuō)他們也有類似的想法，類似的設(shè)計(jì)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景里面。最后這個(gè)我也想跟大家分享一下，韓國(guó)上一年發(fā)生了不太好的事情，因?yàn)轫n國(guó)那邊他們的安裝還有儲(chǔ)能系統(tǒng)的普及性也比較大，前兩天我看得到，韓國(guó)政府已經(jīng)公開(kāi)了調(diào)查報(bào)告的內(nèi)容，儲(chǔ)能系統(tǒng)事故及安全考量方面主要分成四個(gè)部分，電擊保護(hù)系統(tǒng)不良，運(yùn)營(yíng)操作歡迎管理不善，安裝疏忽，還有儲(chǔ)能系統(tǒng)集成控制保護(hù)系統(tǒng)管理不善。從其他國(guó)家的事故和發(fā)生過(guò)的事情，我們也希望能找得到我們可以學(xué)習(xí)的地方。
這是我從另外一個(gè)報(bào)告上面拿出來(lái)的一句話，我覺(jué)得非常好，跟大家分享。我們的儲(chǔ)能系統(tǒng)本質(zhì)上真的不是一個(gè)安全的東西，我們很難統(tǒng)一單一技術(shù)的手段消除危險(xiǎn)，還需要不同的方向，不同的方案，電壓、電流、信息安全等綜合措施去預(yù)防我們使用的風(fēng)險(xiǎn)。
我的報(bào)告就到這里了，謝謝大家。
