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儲能溫控行業(yè)分析報告:溫控重要性凸顯,量價齊升下行業(yè)加速啟航

光大證券發(fā)布時間:2023-06-12 13:35:55

  1、 重要性:保障系統(tǒng)安全、提升系統(tǒng)壽命

  1.1、 溫控系統(tǒng)是儲能安全的重要保障

  隨著儲能電站裝機規(guī)模的增加,安全問題成了當前儲能大規(guī)模推廣和應(yīng)用的 核心制約因素。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統(tǒng)計,不包括戶用場景的情況 下,從 2011 年到 2022 年 3 月,全球儲能安全事故超過 70 起;其中,僅 2022 年第一季度,就發(fā)生了 17 起。隨著全球范圍內(nèi)儲能裝機規(guī)模的迅速上升, 儲能安全事故出現(xiàn)的頻率也大幅提升。 鋰電池熱失控是影響儲能電站安全運行的主要原因。熱失控是指當鋰電池遭 遇機械濫用、電濫用和熱濫用時,電池材料受到破壞產(chǎn)生異常發(fā)熱,熱量不 斷聚集并最終造成電池內(nèi)部溫升不可控的現(xiàn)象。根據(jù)我們的不完全統(tǒng)計,大 多數(shù)儲能安全事故發(fā)生在充電中或充電休止后,此時電池電壓較高,電池活 性較大,并聯(lián)電池簇間形成環(huán)流,導(dǎo)致電芯處于過充狀態(tài),電壓升高形成內(nèi) 短路,因此容易造成火災(zāi)事故。

  溫度控制是避免鋰電池熱失控的重要因素。合理高效的熱管理系統(tǒng)是解決熱 失控問題的重要方法。可以通過對鋰電池狀態(tài)的實時檢測,依靠熱管理裝置 將電芯控制在合理的溫度,從而避免熱失控現(xiàn)象發(fā)生。在儲能系統(tǒng)中,一般 由電池管理系統(tǒng)(BMS)實時監(jiān)測電池數(shù)據(jù)并調(diào)整熱管理策略,而溫控系統(tǒng) 在接收相關(guān)信號后通過調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù),使儲能系統(tǒng)內(nèi)部溫度保持動態(tài)穩(wěn)定, 從而保證電池組的安全運行。

  1.2、 溫控系統(tǒng)可以助力儲能系統(tǒng)性能提升

  溫度是影響電池性能的重要因素。溫度對鋰電池有著較大的影響,一方面鋰電 池的容量和壽命會隨著溫度的變化而變化,另一方面高溫會使電池的內(nèi)部材料發(fā) 生分解,從而影響鋰電池的穩(wěn)定性。綜合考慮鋰電池的高效性和安全性,目前普 遍認為鋰電池的最佳溫度區(qū)間為 10~35℃。

  在大型儲能系統(tǒng)中,溫差控制與系統(tǒng)壽命密不可分。以海辰儲能的 3.44MWh 的儲能集裝箱系統(tǒng)為例,其使用了 10P384S 的電芯串并聯(lián)方案,即整個集 裝箱中包含 3840 節(jié) 280Ah 的電芯。在運行過程中,各個電芯之間會出現(xiàn)一 定的溫度差異,進而使得電芯的性能出現(xiàn)差異:在串聯(lián)電路中,會造成串聯(lián) 容量失配;在并聯(lián)電路中,會造成電池簇間“充電充不滿、放電放不盡”的 現(xiàn)象。長期如此,會影響到整個系統(tǒng)的效率與循環(huán)壽命。這就要求盡可能的 保證單體電芯之間的溫度差距,一般要求各單體電池之間的溫差不超過 5℃。 因此,溫控系統(tǒng)在整個儲能系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。


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