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上海煦達(dá)新能源科技有限公司營(yíng)銷(xiāo)副總張哺

　　4月17日，由電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的“第七屆汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術(shù)研討會(huì)”在北京隆重召開(kāi)，上海煦達(dá)新能源科技有限公司營(yíng)銷(xiāo)副總張哺在會(huì)上做了題為《退役動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行分析》的演講。以下為演講全文。

 

 （以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)文字實(shí)錄，未經(jīng)發(fā)言人本人審閱，僅供參考）

 

　　大家下午好，我是來(lái)自上海煦達(dá)新能源的張哺。我們從2016年開(kāi)始著重于在國(guó)內(nèi)探索梯次儲(chǔ)能的業(yè)務(wù)，到現(xiàn)在我們做的研究情況，還有商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況，和大家做個(gè)匯報(bào)。

 

　　上海煦達(dá)新能源是2011年成立，成立之初是做光伏系統(tǒng)，原來(lái)是聚焦于海外市場(chǎng)，是做中小功率設(shè)備和電子設(shè)備器件的。原來(lái)海外市場(chǎng)主要是做光儲(chǔ)系統(tǒng)，因?yàn)楹Ｍ馐袌?chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的電價(jià)結(jié)構(gòu)完全不一樣，海外是居民電價(jià)是最貴的，其次才是工商業(yè)的，國(guó)內(nèi)是反過(guò)來(lái)的，國(guó)內(nèi)是工商業(yè)電價(jià)貴，其次是居民的，所以在海外，包括新能源，包括儲(chǔ)能這塊業(yè)務(wù)，包括德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)這些市場(chǎng)都是互用小系統(tǒng)發(fā)展比較快，國(guó)內(nèi)這塊一般是工商業(yè)這層。我們還有一個(gè)關(guān)聯(lián)公司是中恒云能源，它是做能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，主要是光伏和新能源的業(yè)務(wù)。
 

　　結(jié)合我們的背景，之前從事的是中小功率系統(tǒng)的，為什么轉(zhuǎn)到國(guó)內(nèi)做梯次儲(chǔ)能這塊，也是2016年我們?cè)u(píng)估了一下目前新能源汽車(chē)發(fā)展態(tài)勢(shì)，將來(lái)在國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)有所發(fā)展的話(huà)，借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，只不過(guò)是把國(guó)外戶(hù)用市場(chǎng)判斷放在國(guó)內(nèi)的工商業(yè)判斷，國(guó)內(nèi)工商業(yè)層目前電價(jià)結(jié)構(gòu)不足以支撐鋰電池包括鉛酸電池的大規(guī)模推廣，什么時(shí)候才是機(jī)會(huì)呢？我們判斷是新能源動(dòng)力電池梯次利用。新能源汽車(chē)裝車(chē)的時(shí)候有國(guó)家的補(bǔ)貼，退役階段是這樣的邏輯，退役電池并不是故障電池，只是在電動(dòng)車(chē)上，在2015年是質(zhì)保3年，3年只能完成幾百次充放，正常情況下還有很長(zhǎng)的循環(huán)壽命，這樣下來(lái)以后還有更多的發(fā)揮價(jià)值的空間。

 

　　另外，這幾年隨著電池技術(shù)進(jìn)步，循環(huán)壽命越來(lái)越長(zhǎng)，因?yàn)楝F(xiàn)在我們跟幾家整車(chē)廠做電池包設(shè)計(jì)的時(shí)候，不管三元電池還是磷酸鐵鋰，目前都聚焦于磷酸鐵鋰，但是現(xiàn)在有很多廠家三元電池包可以做到將近10到12年的整體壽命，BMS也不壞，到梯次利用的時(shí)候，BMS可以做一些小的接口，原裝BMS不用動(dòng)，可以作為梯次利用。所以我們覺(jué)得梯次利用在國(guó)內(nèi)，在工商業(yè)場(chǎng)合，用于補(bǔ)貼過(guò)的，發(fā)揮過(guò)價(jià)值的電池，市場(chǎng)價(jià)格應(yīng)該比較低一點(diǎn)，但是目前這個(gè)價(jià)格還沒(méi)有低到我們想象的程度，因?yàn)橹�前的退役電池沒(méi)有按照目前的規(guī)劃，它裝車(chē)的時(shí)候沒(méi)有考慮梯次利用的設(shè)計(jì)，所以現(xiàn)在要重新利用起來(lái)，包括上海電氣的同事講的，現(xiàn)在整個(gè)檢測(cè)、分容、重新配置，替換一些東西，這個(gè)成本還是剛性的，而且很難降。可能七八年的壽命期，五年回本，這個(gè)還是挺勉強(qiáng)的，目前來(lái)說(shuō)。我們也是從電力電池功率轉(zhuǎn)換器件到小微型EMS裝置到遠(yuǎn)程的檢測(cè)平臺(tái)都有業(yè)務(wù)，微網(wǎng)級(jí)的EMS系統(tǒng)。
 

　　我著重介紹一下國(guó)內(nèi)推的梯次利用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)的思路，還有我們的想法。這是很過(guò)報(bào)告和研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)量，這幾年哪怕退補(bǔ)，這也是上升態(tài)勢(shì)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了這個(gè)規(guī)模，另外一些城市還有污染的地方，對(duì)路權(quán)的限制，尤其是物流車(chē)，比如深圳，深圳去年物流車(chē)銷(xiāo)量很火爆，為什么，傳統(tǒng)的柴油車(chē)燃油車(chē)不讓你上了，物流企業(yè)必須要做周轉(zhuǎn)，這個(gè)是剛性，這是不計(jì)成本肯定要上的。還有一些城市的限排，這些都是導(dǎo)致新能源汽車(chē)，哪怕價(jià)格現(xiàn)在短期內(nèi)不可能降的太快，但是它還會(huì)有爆發(fā)的底層邏輯在這里。這是乘用車(chē)、商用車(chē)大概的發(fā)展態(tài)勢(shì)的預(yù)測(cè)。右邊這個(gè)是2016年和上海發(fā)改委報(bào)了一個(gè)課題，梯次利用這方面研究的探索，那時(shí)候也是做了一系列的工作，拿到各種各樣的梯次利用，鉛酸的，磷酸鐵鋰，做了各種各樣的測(cè)試，最終聚焦下來(lái)，2016年拿到的電池是2012年或者2011年投放的電池，那時(shí)候只有磷酸鐵鋰可用，如果錳酸鋰做了幾十次循環(huán)以后，曲線縮短的很厲害。因?yàn)殡姵刈钣杏玫哪菈K就是平臺(tái)期，平臺(tái)期縮短，突然掉下來(lái)，容量可利用空間就會(huì)很低，而且電壓也不穩(wěn)。當(dāng)時(shí)評(píng)估下來(lái)，這個(gè)比較理想，基本上80%是可用的，但是當(dāng)時(shí)評(píng)估的時(shí)候，是電池里面都是正常退役的，不包含被撞過(guò)，包括意外損傷的。電池經(jīng)過(guò)五年或者三五年循環(huán)以后，容量衰減到80%，輸出還是正常，只不過(guò)輸出特性不滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)電機(jī)功率的要求，正常退下來(lái)的，但是這個(gè)不可控的，優(yōu)秀整車(chē)廠是非故障因素退下來(lái)的，當(dāng)時(shí)估計(jì)80%是可用，這樣的話(huà)市場(chǎng)空間還是挺大的。
 

　　項(xiàng)目方案，我們當(dāng)時(shí)評(píng)估了很多電池廠，主機(jī)廠的，那時(shí)候的主流大家都在談，2016年主要說(shuō)電池再利用就是拆到電芯再打包，我們判斷，拆包的成本就快趕上電芯的成本，再打包呢，下面電池比新電池還要貴，2016年一些大機(jī)構(gòu)要做大項(xiàng)目的時(shí)候，他們投下去的梯次利用，他們的電池就是比新電池還要貴。那時(shí)候我們聚焦一個(gè)方案，就是堅(jiān)決不能拆包，因?yàn)殡姵匕�里的模組都是并或串起來(lái)的結(jié)構(gòu)，我們梯次利用一般常規(guī)的系統(tǒng)，就是四五百安時(shí)的電池模組，我們用的時(shí)候，基本上把電流降在四五十安，不超過(guò)六十安培，是原來(lái)額定的十分之一。換句話(huà)說(shuō)，其實(shí)這個(gè)電池在我們手里用的時(shí)候就是給它做養(yǎng)老和維護(hù)，不是使用的工況。那時(shí)候還是要開(kāi)箱以后，把BMS采樣，所有BMS重新配置一遍，這就額外增加了成本。那時(shí)候評(píng)估下來(lái)電池成本，就是檢測(cè)下來(lái)的整包成本，加上重新配置BMS的成本。從去年這塊的成本大概在7毛多，能達(dá)到可用的，作為儲(chǔ)能用的電池系統(tǒng)。
 

　　組串分布式系統(tǒng)架構(gòu)邏輯就是這樣，我們根據(jù)電池容量配置，因?yàn)閺牟煌瑏?lái)源下來(lái)的電池，有些是大巴車(chē)的，物流車(chē)的，還有乘用車(chē)的，不同的車(chē)上下來(lái)的電池特性不一樣，包括電壓等級(jí)，安時(shí)數(shù)都不一樣，我們是根據(jù)這種情況選配不同功率等級(jí)的PCS，為什么切到這塊，因?yàn)檫@不是集中式PCS，這塊是我們業(yè)務(wù)的自然延伸。比如說(shuō)大巴車(chē)的，大概150度電或者120度電左右，大概配20千瓦PCS，物流車(chē)大概90千瓦，EV單輛車(chē)十幾度，幾輛車(chē)連起來(lái)配的。在交流側(cè)，把這個(gè)做并聯(lián)，配置起來(lái)，從小的組串方式并成大的兆瓦級(jí)的，或者是集裝箱式的儲(chǔ)能系統(tǒng)。系統(tǒng)特點(diǎn)，一個(gè)是組串分布式，以20KW做的多，更好的實(shí)現(xiàn)靈活配置和高效管控。還有是汽車(chē)級(jí)的儲(chǔ)能電池模組，高可用，高安全性。還有模塊化設(shè)計(jì)，各支路獨(dú)立運(yùn)行，集中控制提高系統(tǒng)不停機(jī)維護(hù)性，故障影響低。還有就是動(dòng)力電池梯次利用提高儲(chǔ)能系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)性，最大化鋰電池循環(huán)壽命。目前它有幾種價(jià)值體現(xiàn)的方式，一個(gè)是削峰填谷的方式，這是整個(gè)市場(chǎng)倒數(shù)第二差的方式，這不是很高價(jià)值的利用場(chǎng)景。配套用戶(hù)側(cè)還有蓄量管理，這主要是給電網(wǎng)作貢獻(xiàn)了。還有動(dòng)力電池成套設(shè)備會(huì)降低，實(shí)際上從我們現(xiàn)在了解下來(lái)，就算梯次利用時(shí)，那時(shí)候是整包的，現(xiàn)在有些動(dòng)力電池整包拆成模組，實(shí)際上不同的梯次利用電池模組里還可以分等級(jí)，好的等級(jí)可以拿來(lái)拼，那個(gè)能量密度比新的儲(chǔ)能電池甚至還要高。就是說(shuō)，它的性能參差不齊，但是有些性能選出來(lái)可以做一些高價(jià)值，甚至總調(diào)頻級(jí)的電源也是可以的。
 

　　我們的運(yùn)行策略，一個(gè)是降低倍率，再就是平臺(tái)期的兩端做進(jìn)一步的降額。目前從用戶(hù)側(cè)我們還沒(méi)有太激進(jìn)，梯次利用沒(méi)敢用到配網(wǎng)側(cè)，如果拿到更精確的數(shù)據(jù)，在梯次里再做一個(gè)分級(jí)，好一點(diǎn)做稍微大倍率的工作，做一些準(zhǔn)電源級(jí)的，0.3C做削峰填谷，再降一點(diǎn)的就做一些每天一充一放的，再低一點(diǎn)的，能量密度更低了，就放在基站里，不考慮地域空間要素就做備電，每年放幾十次的循環(huán)，定期做維護(hù)就行了。如果電池質(zhì)量可靠的話(huà)，電池廠只要說(shuō)我能把電池質(zhì)量做得可靠，你不用擔(dān)心后面的業(yè)務(wù)怎么延展，自動(dòng)會(huì)做價(jià)值流的分配，從高端應(yīng)用，再到電池車(chē)，再到微網(wǎng)配電，還有削峰填谷，再到基站備電，每一段都是它的一次銷(xiāo)售。如果把電池設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更優(yōu)化，更好，降低經(jīng)濟(jì)學(xué)的交易費(fèi)用，每次的操作費(fèi)用，每段的附加值是相當(dāng)高的。
 

　　大家對(duì)梯次利用的時(shí)機(jī)表現(xiàn)怎么樣，還是心存疑慮，大家做電池好解釋一點(diǎn)，但是對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)還是難以轉(zhuǎn)換這個(gè)思維。以我們最早投入的項(xiàng)目來(lái)看，這是一個(gè)兆瓦級(jí)的項(xiàng)目，從去年9月份到現(xiàn)在，已經(jīng)有七八個(gè)月的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，我們篩選出來(lái)它初裝時(shí)和運(yùn)營(yíng)中段的數(shù)據(jù)，我們拿出來(lái)這個(gè)數(shù)據(jù)做一個(gè)比較，看看梯次利用儲(chǔ)能性能表現(xiàn)到底怎么樣。這個(gè)項(xiàng)目是9月份投入，正式投入是9月份，7月份就開(kāi)始調(diào)試了，我們選了10月份一天，12月份一天，3月份一天，看整套系統(tǒng)的變化，通過(guò)這段時(shí)間的衰減情況，差異的情況，都做一個(gè)歸結(jié)。這是投在江蘇的項(xiàng)目，那邊的電價(jià)結(jié)構(gòu)就是8小時(shí)的峰，8小時(shí)平，8小時(shí)谷，峰是分成兩段，江蘇這邊一般都是一充兩放，中間平的時(shí)候放電就行了。我們篩下來(lái)，一個(gè)是充電數(shù)據(jù)，一個(gè)是放電數(shù)據(jù)，10月份、12月份和3月份，因?yàn)?2月份天氣冷，包括集裝箱空調(diào)不太那么給力，會(huì)對(duì)充放電指標(biāo)有影響，充也沒(méi)有平時(shí)充的多，放也放不了太多。9月份，10月份看不出任何的衰減。梯次的電池只要被分容裝上來(lái)以后，比新電池衰減率低，畢竟在車(chē)上跑了幾年，就是它已經(jīng)比較瓷實(shí)了，沒(méi)有虛浮的空間了。將近一年的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，原來(lái)預(yù)測(cè)是3%到5%的衰減率，現(xiàn)在我們看不出來(lái)這個(gè)變化，就是衰減很不明顯，后面的表現(xiàn)我也不敢下判斷。系統(tǒng)效率，因?yàn)檫^(guò)了一冬天，空調(diào)加熱會(huì)高一點(diǎn)，效率在85、86波動(dòng)，也不會(huì)到87，這有一個(gè)原因，我們是降額使用，功率配件低一點(diǎn)，兩次功率轉(zhuǎn)換效率相對(duì)會(huì)低一點(diǎn)，所以效率會(huì)在85左右。
 

　　這是運(yùn)行時(shí)我們檢測(cè)單體電芯的數(shù)據(jù)，一套里總共是1125千瓦時(shí)，都是3.25伏小電池，平時(shí)正常充放時(shí)候電壓差在30毫伏左右，最高70毫伏就是在冬天，2月20幾號(hào)出現(xiàn)的，超過(guò)40毫伏的時(shí)候都不多，一致性還是可以的。當(dāng)然這有個(gè)前提，因?yàn)槲覀兡眠^(guò)很多廠家的電池，現(xiàn)在還不敢說(shuō)放心到任意電池給我們都敢做，具體我不點(diǎn)名了，篩選電池是首當(dāng)其沖很關(guān)鍵的一步。就是電池出身就是好的，電芯就是一線品牌，它的質(zhì)量要高一點(diǎn)。系統(tǒng)月效率和月使用率有關(guān)系，這個(gè)大概也是在84—85左右，如果有一天不工作，它還會(huì)自放電。系統(tǒng)收益高于預(yù)期收益，比容量衰減的設(shè)計(jì)好一些。系統(tǒng)延伸半年以后，效率也沒(méi)有衰減，容量衰減暫時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)還看不出來(lái)有明顯的衰減。
 

　　這里有幾個(gè)問(wèn)題和大家總結(jié)，退役電池一致性問(wèn)題，我們?cè)瓌t是把一輛車(chē)上一套電池做一個(gè)單元來(lái)用，因?yàn)樵瓉?lái)這輛車(chē)的電池就是作為一個(gè)小組工作的，這樣更可控一些。舉個(gè)例子，同樣是比亞迪的K9大巴，在哈爾濱和廣州用，電池同一批出去的，但是使用環(huán)境不一樣，現(xiàn)在包括廠家也給不出你判斷，這兩套電池能不能一起使用，但是我們不主張這樣用。相當(dāng)于同一套系統(tǒng)在不同環(huán)境使用以后，再混裝起來(lái)再用，我們也不建議，另外我們的方式是只串不并，它是多并再串的，哪怕里面有單個(gè)電芯已經(jīng)出問(wèn)題了，甚至斷路就可以，其他三個(gè)只要是正常的，足以承擔(dān)目前的使用工況，這樣就降低了故障率，這個(gè)在充放電策略里包括平臺(tái)期，包括兩端的拐點(diǎn)期都會(huì)有更精細(xì)管控。目前設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壽命是10年，保障壽命是8年左右，收益指標(biāo)差不多在江蘇在5年出頭，上海不到5年，就是只算削峰填谷，如果有社會(huì)力量加進(jìn)來(lái)，會(huì)優(yōu)化社會(huì)指標(biāo)，大概就是這樣的情況。
 

　　后面是我們代表案例，這是用戶(hù)室內(nèi)機(jī)柜式的，把兩套大巴車(chē)的電池作為一個(gè)倍點(diǎn)系統(tǒng)儲(chǔ)能。這是一組微網(wǎng)系統(tǒng)，這是光儲(chǔ)充的，這也可以作為微網(wǎng)充

 

　　謝謝。