上海煦達新能源科技有限公司營銷副總張哺

　　4月17日，由電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術協(xié)會電池專業(yè)委員會、中國高科技產業(yè)化研究會、清華大學、北京理工大學主辦的“第七屆汽車動力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術研討會”在北京隆重召開，上海煦達新能源科技有限公司營銷副總張哺在會上做了題為《退役動力電池梯次利用儲能系統(tǒng)的實際運行分析》的演講。以下為演講全文。

 

 （以下內容根據現場文字實錄，未經發(fā)言人本人審閱，僅供參考）

 

　　大家下午好，我是來自上海煦達新能源的張哺。我們從2016年開始著重于在國內探索梯次儲能的業(yè)務，到現在我們做的研究情況，還有商業(yè)化運營的實際情況，和大家做個匯報。

 

　　上海煦達新能源是2011年成立，成立之初是做光伏系統(tǒng)，原來是聚焦于海外市場，是做中小功率設備和電子設備器件的。原來海外市場主要是做光儲系統(tǒng)，因為海外市場和國內市場的電價結構完全不一樣，海外是居民電價是最貴的，其次才是工商業(yè)的，國內是反過來的，國內是工商業(yè)電價貴，其次是居民的，所以在海外，包括新能源，包括儲能這塊業(yè)務，包括德國、澳大利亞、英國這些市場都是互用小系統(tǒng)發(fā)展比較快，國內這塊一般是工商業(yè)這層。我們還有一個關聯(lián)公司是中恒云能源，它是做能源互聯(lián)網平臺，主要是光伏和新能源的業(yè)務。
 

　　結合我們的背景，之前從事的是中小功率系統(tǒng)的，為什么轉到國內做梯次儲能這塊，也是2016年我們評估了一下目前新能源汽車發(fā)展態(tài)勢，將來在國內儲能市場有所發(fā)展的話，借鑒國外的經驗，只不過是把國外戶用市場判斷放在國內的工商業(yè)判斷，國內工商業(yè)層目前電價結構不足以支撐鋰電池包括鉛酸電池的大規(guī)模推廣，什么時候才是機會呢？我們判斷是新能源動力電池梯次利用。新能源汽車裝車的時候有國家的補貼，退役階段是這樣的邏輯，退役電池并不是故障電池，只是在電動車上，在2015年是質保3年，3年只能完成幾百次充放，正常情況下還有很長的循環(huán)壽命，這樣下來以后還有更多的發(fā)揮價值的空間。

 

　　另外，這幾年隨著電池技術進步，循環(huán)壽命越來越長，因為現在我們跟幾家整車廠做電池包設計的時候，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，到梯次利用的時候，BMS可以做一些小的接口，原裝BMS不用動，可以作為梯次利用。所以我們覺得梯次利用在國內，在工商業(yè)場合，用于補貼過的，發(fā)揮過價值的電池，市場價格應該比較低一點，但是目前這個價格還沒有低到我們想象的程度，因為之前的退役電池沒有按照目前的規(guī)劃，它裝車的時候沒有考慮梯次利用的設計，所以現在要重新利用起來，包括上海電氣的同事講的，現在整個檢測、分容、重新配置，替換一些東西，這個成本還是剛性的，而且很難降�？赡芷甙四甑膲勖�期，五年回本，這個還是挺勉強的，目前來說。我們也是從電力電池功率轉換器件到小微型EMS裝置到遠程的檢測平臺都有業(yè)務，微網級的EMS系統(tǒng)。
 

　　我著重介紹一下國內推的梯次利用項目的設計的思路，還有我們的想法。這是很過報告和研究機構發(fā)布的，國內電動汽車的產量，這幾年哪怕退補，這也是上升態(tài)勢，這個產業(yè)已經到了這個規(guī)模，另外一些城市還有污染的地方，對路權的限制，尤其是物流車，比如深圳，深圳去年物流車銷量很火爆，為什么，傳統(tǒng)的柴油車燃油車不讓你上了，物流企業(yè)必須要做周轉，這個是剛性，這是不計成本肯定要上的。還有一些城市的限排，這些都是導致新能源汽車，哪怕價格現在短期內不可能降的太快，但是它還會有爆發(fā)的底層邏輯在這里。這是乘用車、商用車大概的發(fā)展態(tài)勢的預測。右邊這個是2016年和上海發(fā)改委報了一個課題，梯次利用這方面研究的探索，那時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，做了各種各樣的測試，最終聚焦下來，2016年拿到的電池是2012年或者2011年投放的電池，那時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。因為電池最有用的那塊就是平臺期，平臺期縮短，突然掉下來，容量可利用空間就會很低，而且電壓也不穩(wěn)。當時評估下來，這個比較理想，基本上80%是可用的，但是當時評估的時候，是電池里面都是正常退役的，不包含被撞過，包括意外損傷的。電池經過五年或者三五年循環(huán)以后，容量衰減到80%，輸出還是正常，只不過輸出特性不滿足電動車電機功率的要求，正常退下來的，但是這個不可控的，優(yōu)秀整車廠是非故障因素退下來的，當時估計80%是可用，這樣的話市場空間還是挺大的。
 

　　項目方案，我們當時評估了很多電池廠，主機廠的，那時候的主流大家都在談，2016年主要說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年一些大機構要做大項目的時候，他們投下去的梯次利用，他們的電池就是比新電池還要貴。那時候我們聚焦一個方案，就是堅決不能拆包，因為電池包里的模組都是并或串起來的結構，我們梯次利用一般常規(guī)的系統(tǒng)，就是四五百安時的電池模組，我們用的時候，基本上把電流降在四五十安，不超過六十安培，是原來額定的十分之一。換句話說，其實這個電池在我們手里用的時候就是給它做養(yǎng)老和維護，不是使用的工況。那時候還是要開箱以后，把BMS采樣，所有BMS重新配置一遍，這就額外增加了成本。那時候評估下來電池成本，就是檢測下來的整包成本，加上重新配置BMS的成本。從去年這塊的成本大概在7毛多，能達到可用的，作為儲能用的電池系統(tǒng)。
 

　　組串分布式系統(tǒng)架構邏輯就是這樣，我們根據電池容量配置，因為從不同來源下來的電池，有些是大巴車的，物流車的，還有乘用車的，不同的車上下來的電池特性不一樣，包括電壓等級，安時數都不一樣，我們是根據這種情況選配不同功率等級的PCS，為什么切到這塊，因為這不是集中式PCS，這塊是我們業(yè)務的自然延伸。比如說大巴車的，大概150度電或者120度電左右，大概配20千瓦PCS，物流車大概90千瓦，EV單輛車十幾度，幾輛車連起來配的。在交流側，把這個做并聯(lián)，配置起來，從小的組串方式并成大的兆瓦級的，或者是集裝箱式的儲能系統(tǒng)。系統(tǒng)特點，一個是組串分布式，以20KW做的多，更好的實現靈活配置和高效管控。還有是汽車級的儲能電池模組，高可用，高安全性。還有模塊化設計，各支路獨立運行，集中控制提高系統(tǒng)不停機維護性，故障影響低。還有就是動力電池梯次利用提高儲能系統(tǒng)整體經濟性，最大化鋰電池循環(huán)壽命。目前它有幾種價值體現的方式，一個是削峰填谷的方式，這是整個市場倒數第二差的方式，這不是很高價值的利用場景。配套用戶側還有蓄量管理，這主要是給電網作貢獻了。還有動力電池成套設備會降低，實際上從我們現在了解下來，就算梯次利用時，那時候是整包的，現在有些動力電池整包拆成模組，實際上不同的梯次利用電池模組里還可以分等級，好的等級可以拿來拼，那個能量密度比新的儲能電池甚至還要高。就是說，它的性能參差不齊，但是有些性能選出來可以做一些高價值，甚至總調頻級的電源也是可以的。
 

　　我們的運行策略，一個是降低倍率，再就是平臺期的兩端做進一步的降額。目前從用戶側我們還沒有太激進，梯次利用沒敢用到配網側，如果拿到更精確的數據，在梯次里再做一個分級，好一點做稍微大倍率的工作，做一些準電源級的，0.3C做削峰填谷，再降一點的就做一些每天一充一放的，再低一點的，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)，定期做維護就行了。如果電池質量可靠的話，電池廠只要說我能把電池質量做得可靠，你不用擔心后面的業(yè)務怎么延展，自動會做價值流的分配，從高端應用，再到電池車，再到微網配電，還有削峰填谷，再到基站備電，每一段都是它的一次銷售。如果把電池設計結構更優(yōu)化，更好，降低經濟學的交易費用，每次的操作費用，每段的附加值是相當高的。
 

　　大家對梯次利用的時機表現怎么樣，還是心存疑慮，大家做電池好解釋一點，但是對用戶來說還是難以轉換這個思維。以我們最早投入的項目來看，這是一個兆瓦級的項目，從去年9月份到現在，已經有七八個月的運營數據，我們篩選出來它初裝時和運營中段的數據，我們拿出來這個數據做一個比較，看看梯次利用儲能性能表現到底怎么樣。這個項目是9月份投入，正式投入是9月份，7月份就開始調試了，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，通過這段時間的衰減情況，差異的情況，都做一個歸結。這是投在江蘇的項目，那邊的電價結構就是8小時的峰，8小時平，8小時谷，峰是分成兩段，江蘇這邊一般都是一充兩放，中間平的時候放電就行了。我們篩下來，一個是充電數據，一個是放電數據，10月份、12月份和3月份，因為12月份天氣冷，包括集裝箱空調不太那么給力，會對充放電指標有影響，充也沒有平時充的多，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以后，比新電池衰減率低，畢竟在車上跑了幾年，就是它已經比較瓷實了，沒有虛浮的空間了。將近一年的數據來說，原來預測是3%到5%的衰減率，現在我們看不出來這個變化，就是衰減很不明顯，后面的表現我也不敢下判斷。系統(tǒng)效率，因為過了一冬天，空調加熱會高一點，效率在85、86波動，也不會到87，這有一個原因，我們是降額使用，功率配件低一點，兩次功率轉換效率相對會低一點，所以效率會在85左右。
 

　　這是運行時我們檢測單體電芯的數據，一套里總共是1125千瓦時，都是3.25伏小電池，平時正常充放時候電壓差在30毫伏左右，最高70毫伏就是在冬天，2月20幾號出現的，超過40毫伏的時候都不多，一致性還是可以的。當然這有個前提，因為我們拿過很多廠家的電池，現在還不敢說放心到任意電池給我們都敢做，具體我不點名了，篩選電池是首當其沖很關鍵的一步。就是電池出身就是好的，電芯就是一線品牌，它的質量要高一點。系統(tǒng)月效率和月使用率有關系，這個大概也是在84—85左右，如果有一天不工作，它還會自放電。系統(tǒng)收益高于預期收益，比容量衰減的設計好一些。系統(tǒng)延伸半年以后，效率也沒有衰減，容量衰減暫時這個數據還看不出來有明顯的衰減。
 

　　這里有幾個問題和大家總結，退役電池一致性問題，我們原則是把一輛車上一套電池做一個單元來用，因為原來這輛車的電池就是作為一個小組工作的，這樣更可控一些。舉個例子，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。相當于同一套系統(tǒng)在不同環(huán)境使用以后，再混裝起來再用，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，哪怕里面有單個電芯已經出問題了，甚至斷路就可以，其他三個只要是正常的，足以承擔目前的使用工況，這樣就降低了故障率，這個在充放電策略里包括平臺期，包括兩端的拐點期都會有更精細管控。目前設計這個系統(tǒng)，設計壽命是10年，保障壽命是8年左右，收益指標差不多在江蘇在5年出頭，上海不到5年，就是只算削峰填谷，如果有社會力量加進來，會優(yōu)化社會指標，大概就是這樣的情況。
 

　　后面是我們代表案例，這是用戶室內機柜式的，把兩套大巴車的電池作為一個倍點系統(tǒng)儲能。這是一組微網系統(tǒng)，這是光儲充的，這也可以作為微網充

 

　　謝謝。