磷酸鐵鋰電池采用預制艙集成全戶(hù)外布置是目前儲能行業(yè)的最普遍做法,具有布置靈活、運輸方便、建設工期短等優(yōu)點(diǎn)。儲能集成設備將電池、BMS、PCS、變壓器、開(kāi)關(guān)柜、溫控設備、消防設施在工廠(chǎng)采用預制艙整體集成后向項目整體交付。一般將集成設備分為直流艙和交流艙,直流艙是在預制艙中集成電池陣列、電池管理系統及輔助系統;交流艙是在預制艙中集成電池陣列、電池管理系統、輔助系統、儲能變流器、變壓器(可選)等。
儲能集成設備是目前產(chǎn)業(yè)鏈最擁擠的賽道之一,也是目前最卷的賽道。公開(kāi)中標信息顯示,當前儲能單元集成設備中標價(jià)(2小時(shí)時(shí)長(cháng))在0.55~0.6元/Wh左右,與去年同期相比同比下降50%左右。價(jià)格的降低一方面在于電池等核心價(jià)格的大幅降低,另一方面在于集成技術(shù)的優(yōu)化以及集成成本的“壓低”。在價(jià)格瘋狂內卷的態(tài)勢下,壓低集成成本是當前產(chǎn)業(yè)鏈廠(chǎng)家主要做法,部分集成廠(chǎng)家“在看不見(jiàn)的地方”降低成本,例如降低器件選用標準、采取低劣器件、取消部分器件等,造成行業(yè)劣幣驅除良幣,設備全壽命周期性能無(wú)法保障,甚至帶來(lái)諸多安全隱患。
5月28日,國標《預制艙式鋰離子電池儲能系統技術(shù)規范》(GB/T44026-2024)正式發(fā)布,標準的發(fā)布將極大的推進(jìn)儲能集成設備的“規范化”,保障儲能項目安全高效運行。標準適用于額定功率不小于100kW且額定能量不小于200kWh的預制艙式儲能系統,標準規定了預制艙式鋰離子電池儲能系統的外觀(guān)、尺寸及防護等級、設備及部件、功能要求與性能要求、描述了相應的試驗方法,規定了檢驗規則、包裝、運輸和貯存等內容,特別是提出集成設備型式試驗相關(guān)要求。新標準將在今年12月1日正式實(shí)施。
本文分析標準中規定的預制艙本體、艙內線(xiàn)纜、輔助系統、運輸儲存、型式試驗相關(guān)要求,規范并提高行業(yè)集成水平。
一、預制艙本體要求。標準規定艙體外形允許偏差,以6m長(cháng)度為分界線(xiàn),允許偏差分別為±5mm和±10mm,以現有主流的20呎標準艙為例,艙體允許偏差為±10mm;規定艙體的防護等級不低于IP54;為保證艙體的保溫隔熱效果,規定艙壁傳熱系數不大于2.5W/(m2·℃);為滿(mǎn)足防火要求,規定預制艙保溫材料等燃燒性能滿(mǎn)足A級規定,支撐結構材料和圍護結構材料耐火極限不低于1h。
二、艙內線(xiàn)纜要求。預制艙內電池模塊、匯流柜、BMS、配電箱、輔助系統均采用各類(lèi)動(dòng)力、控制和通信線(xiàn)纜進(jìn)行連接,標準規定相關(guān)線(xiàn)纜均需采用阻燃線(xiàn)纜,滿(mǎn)足C類(lèi)阻燃要求,通信線(xiàn)纜宜選用具備抗干擾能力的屏蔽線(xiàn)纜。
三、輔助系統要求。預制艙內配置輔助用電、熱管理、通風(fēng)、消防、照明、視頻等輔助系統。標準規定UPS容量滿(mǎn)足BMS、通信類(lèi)負荷不小于2h的持續供電要求,液冷熱管理系統具備冷卻液漏液監測功能,通風(fēng)系統采用防爆型風(fēng)機,每分鐘排風(fēng)量不小于預制艙凈容積,消防系統配置感煙、感溫、可燃氣體探測器。
四、運輸和貯存要求。預制艙在工廠(chǎng)內集成后運輸至項目現場(chǎng),在工廠(chǎng)內或項目現場(chǎng)帶電前一般需貯存。標準要求預制艙儲能系統能量狀態(tài)宜為額定能量的20%~50%,運輸過(guò)程中宜配置沖擊監測標簽與防傾倒監測標簽,貯存超過(guò)6個(gè)月時(shí)宜進(jìn)行一次充放電維護。
五、型式試驗要求。標準規定集成設備型式試驗、出廠(chǎng)試驗和抽樣檢測相關(guān)要求,對于型式試驗,標準規定新產(chǎn)品投產(chǎn)、廠(chǎng)址變更、停產(chǎn)超過(guò)一年后復產(chǎn)等情況下應進(jìn)行形式試驗,開(kāi)展防護等級、通信、信息采集、機械性能、充放電性能、過(guò)載能力、絕緣電阻、熱失控擴散、電磁兼容等試驗。
以熱失控試驗為例,選取1個(gè)電池簇布置于艙內中部位置,同時(shí)選取電池簇中心位置的電池單體作為熱失控觸發(fā)對象,將觸發(fā)熱失控對象的能量狀態(tài)調整為額定充電能量的95%,利用充放電裝置對電池簇進(jìn)行恒流充電,按照標準規定試驗方法,當電池模塊內最高溫度達到300℃或試驗時(shí)間達到4h或任一電池單體達到熱失控的判定條件時(shí),停止充電,觀(guān)察24h并記錄。試驗需保證預制艙內電池單體發(fā)生熱失控后,不應起火,不應爆炸,不應觸發(fā)其他電池模塊發(fā)生熱失控。