磷酸鐵鋰電池采用預(yù)制艙集成全戶外布置是目前儲(chǔ)能行業(yè)的最普遍做法,具有布置靈活、運(yùn)輸方便、建設(shè)工期短等優(yōu)點(diǎn)。儲(chǔ)能集成設(shè)備將電池、BMS、PCS、變壓器、開關(guān)柜、溫控設(shè)備、消防設(shè)施在工廠采用預(yù)制艙整體集成后向項(xiàng)目整體交付。一般將集成設(shè)備分為直流艙和交流艙,直流艙是在預(yù)制艙中集成電池陣列、電池管理系統(tǒng)及輔助系統(tǒng);交流艙是在預(yù)制艙中集成電池陣列、電池管理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、變壓器(可選)等。
儲(chǔ)能集成設(shè)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。公開中標(biāo)信息顯示,當(dāng)前儲(chǔ)能單元集成設(shè)備中標(biāo)價(jià)(2小時(shí)時(shí)長)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(nèi)卷的態(tài)勢(shì)下,壓低集成成本是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈廠家主要做法,部分集成廠家“在看不見的地方”降低成本,例如降低器件選用標(biāo)準(zhǔn)、采取低劣器件、取消部分器件等,造成行業(yè)劣幣驅(qū)除良幣,設(shè)備全壽命周期性能無法保障,甚至帶來諸多安全隱患。
5月28日,國標(biāo)《預(yù)制艙式鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB/T44026-2024)正式發(fā)布,標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布將極大的推進(jìn)儲(chǔ)能集成設(shè)備的“規(guī)范化”,保障儲(chǔ)能項(xiàng)目安全高效運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)適用于額定功率不小于100kW且額定能量不小于200kWh的預(yù)制艙式儲(chǔ)能系統(tǒng),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了預(yù)制艙式鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的外觀、尺寸及防護(hù)等級(jí)、設(shè)備及部件、功能要求與性能要求、描述了相應(yīng)的試驗(yàn)方法,規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、運(yùn)輸和貯存等內(nèi)容,特別是提出集成設(shè)備型式試驗(yàn)相關(guān)要求。新標(biāo)準(zhǔn)將在今年12月1日正式實(shí)施。
本文分析標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的預(yù)制艙本體、艙內(nèi)線纜、輔助系統(tǒng)、運(yùn)輸儲(chǔ)存、型式試驗(yàn)相關(guān)要求,規(guī)范并提高行業(yè)集成水平。
一、預(yù)制艙本體要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定艙體外形允許偏差,以6m長度為分界線,允許偏差分別為±5mm和±10mm,以現(xiàn)有主流的20呎標(biāo)準(zhǔn)艙為例,艙體允許偏差為±10mm;規(guī)定艙體的防護(hù)等級(jí)不低于IP54;為保證艙體的保溫隔熱效果,規(guī)定艙壁傳熱系數(shù)不大于2.5W/(m2·℃);為滿足防火要求,規(guī)定預(yù)制艙保溫材料等燃燒性能滿足A級(jí)規(guī)定,支撐結(jié)構(gòu)材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料耐火極限不低于1h。
二、艙內(nèi)線纜要求。預(yù)制艙內(nèi)電池模塊、匯流柜、BMS、配電箱、輔助系統(tǒng)均采用各類動(dòng)力、控制和通信線纜進(jìn)行連接,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相關(guān)線纜均需采用阻燃線纜,滿足C類阻燃要求,通信線纜宜選用具備抗干擾能力的屏蔽線纜。
三、輔助系統(tǒng)要求。預(yù)制艙內(nèi)配置輔助用電、熱管理、通風(fēng)、消防、照明、視頻等輔助系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定UPS容量滿足BMS、通信類負(fù)荷不小于2h的持續(xù)供電要求,液冷熱管理系統(tǒng)具備冷卻液漏液監(jiān)測(cè)功能,通風(fēng)系統(tǒng)采用防爆型風(fēng)機(jī),每分鐘排風(fēng)量不小于預(yù)制艙凈容積,消防系統(tǒng)配置感煙、感溫、可燃?xì)怏w探測(cè)器。
四、運(yùn)輸和貯存要求。預(yù)制艙在工廠內(nèi)集成后運(yùn)輸至項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng),在工廠內(nèi)或項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)帶電前一般需貯存。標(biāo)準(zhǔn)要求預(yù)制艙儲(chǔ)能系統(tǒng)能量狀態(tài)宜為額定能量的20%~50%,運(yùn)輸過程中宜配置沖擊監(jiān)測(cè)標(biāo)簽與防傾倒監(jiān)測(cè)標(biāo)簽,貯存超過6個(gè)月時(shí)宜進(jìn)行一次充放電維護(hù)。
五、型式試驗(yàn)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定集成設(shè)備型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)和抽樣檢測(cè)相關(guān)要求,對(duì)于型式試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定新產(chǎn)品投產(chǎn)、廠址變更、停產(chǎn)超過一年后復(fù)產(chǎn)等情況下應(yīng)進(jìn)行形式試驗(yàn),開展防護(hù)等級(jí)、通信、信息采集、機(jī)械性能、充放電性能、過載能力、絕緣電阻、熱失控?cái)U(kuò)散、電磁兼容等試驗(yàn)。
以熱失控試驗(yàn)為例,選取1個(gè)電池簇布置于艙內(nèi)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(duì)象,將觸發(fā)熱失控對(duì)象的能量狀態(tài)調(diào)整為額定充電能量的95%,利用充放電裝置對(duì)電池簇進(jìn)行恒流充電,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)方法,當(dāng)電池模塊內(nèi)最高溫度達(dá)到300℃或試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到4h或任一電池單體達(dá)到熱失控的判定條件時(shí),停止充電,觀察24h并記錄。試驗(yàn)需保證預(yù)制艙內(nèi)電池單體發(fā)生熱失控后,不應(yīng)起火,不應(yīng)爆炸,不應(yīng)觸發(fā)其他電池模塊發(fā)生熱失控。