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高泰昊能張偉峰:BMS對儲能系統價值最大化的影響

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國儲能網 發布時間:2019-10-15 瀏覽:
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中國儲能網訊:2019年10月11-12日,第六屆儲能技術在分布式能源與微電網中應用高層研討會”在深圳召開。來自科研機構、設計院、新能源發電企業、電力公司、系統集成商、電池制造企業、電氣元器件企業、新能源制造企業、項目承包商、投融資機構等500余人參加了本次會議。

在會上,浙江高泰昊能科技有限公司總經理張偉峰分享了主題報告《BMS對儲能系統價值最大化的影響》,以下為報告實錄:

張偉峰:各位朋友下午好,我跟大家探討一下BMS和儲能系統價值最大化的關系,大家都知道現在處在儲能發展的臨界點,這個行業能不能有效、持續的發展下去?跟我們相關的產業鏈上的各個供應商的產品還是相當有關系的。

我們主要是做BMS,我從BMS的角度分析一下對于整個儲能的影響。主要分為四個部分:一是簡單介紹我們公司的情況;二是儲能系統價值最大化的途徑;三是產品介紹;四是應用案例。

我們公司在杭州,2001年成立,公司的使命是為新能源電池保駕護航。愿景是成為最可信賴的電池管理專家。我們目前的定位是兩個市場,一個是儲能市場,一個是電動汽車管理專業供應商。我們的文化是誠信、用心、創新、共贏。我們還有一個方法,我們公司的方法就是我們公司的簡稱QTC—Quality Time Cost。這是我們做產品三個重要的緯度。這是我們公司的企業資質,包括汽車IATF16949等相關系專利。

今天重點講的是價值,儲能系統的價值=系統持續產出部分-初始投資-系統運營成本-安全成本。系統產出價值可以隨著時間不斷積累增加。安全成本開始可能不發生,隨著時間的推移不斷的累積,直到某一天直接爆發。運營成本的大小可以通過我們的努力不斷降低。

系統產出價值,上午幾位老總講到過各種商業模式和應用場景,產出價值的核心和應用產品、商業模式有關系。每天可以獲得產出,N天×每天的收入,我們希望N越大越好,最好是無窮年。安全成本特指安全質量事故造成的超過正常運營的成本,比如說發生火災,投資都沒了更別說產出了。一般的質量事故、質量成本我們包含在系統維護里,因為引起的后果相對來說比較輕微,可以通過維修、升級這種方式彌補,我們的結論是,如果要想獲得我們系統產出價值,首先要把安全成本控制為0,因為安全成本不帶來任何價值,他可能是負價值。

系統運營成本,可變的部分是大家可以努力改變的地方,比如說電池的充放電效率,可能跟電芯本體有關系,也跟PCS的效率有關系,可以為業主帶來額外的收益。系統的維護成本,人工等各方面的開銷,能不能真正做到無人值守、無人維護。

結合剛才講到的,我們提取儲能系統的核心要求:安全、可靠、低成本,什么是安全?安全是不要損害財產、危及人身、不破壞環境。可靠是長期不間斷工作、穩定執行應有的功能、滿足性能要求,工作時間越長收獲越大。低成本包括初始投資、運營成本低、運營效率高。

簡單說一下安全,行業里有一個標準,最基礎的標準是IEC61508,這是工業上的功能安全標準。2011年擴展到汽車上,汽車領域是ISO26262,這是更加針對汽車的安全性要求,非常嚴格的。醫療、工業都是從IEC61508演化的,對于儲能系統而言,目前是沒有標準的,我們是做BMS,可以借鑒ISO26262,安全一旦失效后果相當嚴重,這是比較恐怖的一件事情,從安全的角度來講,至少要按照標準進行設計。

我想做到什么樣的安全?安全目標是不能起火,我們在這里定義故障,安全故障,只要發生一定會違反安全目標。單個故障一旦發生,會影響安全,定義為單點故障,若2個故障同時發生,會影響安全,定為雙點故障。核心是識別消除單點故障,邊邊角角都得考慮,把違反安全目標的找到并且干掉。

借助汽車的概念,安全完整度等級,分三個緯度定義:一是E是Exposure;二是C是Controllability;三是S是Severlty。

一旦發生故障、人身安全,首先人是可以暴露在災害現場,是逃不掉的。二是控制不了,發生了就一定發生了,嚴重情況是很嚴重的,像無錫的大橋突然掉下來,人在現場逃不掉,也控制不了。道理是一樣的。

對應到儲能,我們一般不會派一個人進去,就算是一個集裝箱也有很多錢,一般是無人值守,當發生問題的時候我們不太可能通過人工的方式干預,車上好歹還有司機干預。一旦起火造成的損失是非常嚴重的,我們完全可以對應,相當于汽車的S1-A至少S1-B,只有這樣才能把我們的系統打造得固若金湯,概率降低了很多很多。

講幾個簡單案例,儲能系統里的一個簇,比如說上面寫著電池,我們看一下KM1繼電器,它可能存在單點故障,BMS充電需要截止,要把繼電器斷開,繼電器不是百分之百斷開,可能粘連了就無法斷開。無法斷開怎么辦?得想辦法知道粘連了,才會有對策。有些情況下可能檢測不出來,這就沒辦法。QF一般是斷路器,斷路器一般不太經常的開關,斷路器一般都是處于閉合狀態,當QF1一旦粘連,如果沒有辦法診斷,就可能繼續充電。整個系統可能有很多,其他的還在充電,這個簇可能還在繼續充電,過了一段時間可能出現過壓的問題,時間長了電池就有問題了。

這個案例是主動均衡的一個方法,主動均衡的切換開關,這里有三個電池,開關需要有器件去實現,有繼電器、PhotoMOS,不同的器件失效,如果K2失效,選擇Cell3做均衡,K3、K4閉合,就會發生短路,非常危險。

我們看到集裝箱很多,剛才也在開玩笑,現在電芯的做法都是像曹操戰赤壁火燒聯營的做法,一個箱子出了問題,其他都逃不了的,這是比較有風險的,借這個機會和大家分享系一下。

可靠性,除了安全還要可靠,可靠也是有一套理論體系,這里不多講。

可靠性的實現需要從設計、測試、生產方面覆蓋,才能把一個產品做得很可靠。

這是我們的開發流程,客戶需求到最后的現場測試,這是一個V型的開發流程,在汽車工業里比較成熟的開發流程。

這是我們的可靠性的HALT測試(見PPT),可以通過這些方式確保產品是可靠的。

這是我們公司內部的實驗設備,也是為了保證可靠、性能。

這是我們公司的生產體系,由于全自動的配電機。

這是我們的質量體系。

這是我們16949的質量體系。

整車的BMS和儲能的BMS到底有什么區別?本來想在這里多講一下,沒有多少時間我過一下。整車和儲能相比,我的結論是儲能的要求跟汽車差不多,后果比汽車更嚴重,一定要以汽車級的電池管理進行開發,16949和ISO的指導下進行儲能系統的設計,才可以在方法和體系上保障它的安全、可靠的級別。不是一般的、隨便搞兩下。

運營效率今天沒時間了,包括BMS廠家、包括PCS廠家,大家怎么把這個系統做得效率高?這是BMS的核心功能(見PPT)、這是我們做的主動均衡方案介紹(見PPT),剛才講到失效的分析,我們提供的主動均衡解決方案解決了失效安全的問題,我們可以避免剛才說的這些問題,確保在電池端不會發生短路。

這是我們的產品線,包括我們的儲能線、汽車線和保護板線。

簡單介紹幾個案例,這是我們車的案例,從2011年到現在接近20萬臺的各種車,乘用車到大巴車,時間關系只是羅列了幾個典型的車型。

這是儲能,接近400MWh,也是從集裝箱到軌道交通、地鐵都有涉及。

這里有幾個軌道交通超級電容的儲能。

謝謝大家,有問題還可以到我們的展位上交流!    

關鍵字:高泰昊能 BMS 儲能

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