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储能温控行业分析报告:温控重要性凸显,量价齐升下行业加速启航

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2023-06-12
来源:光大证券
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1、 重要性:保障系统安全、提升系统寿命

  1.1、 温控系统是储能安全的重要保障

  随着储能电站装机规模的增加,安全问题成了当前储能大规模推广和应用的 核心制约因素。根据中关村储能产业技术联盟统计,不包括户用场景的情况 下,从 2011 年到 2022 年 3 月,全球储能安全事故超过 70 起;其中,仅 2022 年第一季度,就发生了 17 起。随着全球范围内储能装机规模的迅速上升, 储能安全事故出现的频率也大幅提升。 锂电池热失控是影响储能电站安全运行的主要原因。热失控是指当锂电池遭 遇机械滥用、电滥用和热滥用时,电池材料受到破坏产生异常发热,热量不 断聚集并最终造成电池内部温升不可控的现象。根据我们的不完全统计,大 多数储能安全事故发生在充电中或充电休止后,此时电池电压较高,电池活 性较大,并联电池簇间形成环流,导致电芯处于过充状态,电压升高形成内 短路,因此容易造成火灾事故。

  温度控制是避免锂电池热失控的重要因素。合理高效的热管理系统是解决热 失控问题的重要方法。可以通过对锂电池状态的实时检测,依靠热管理装置 将电芯控制在合理的温度,从而避免热失控现象发生。在储能系统中,一般 由电池管理系统(BMS)实时监测电池数据并调整热管理策略,而温控系统 在接收相关信号后通过调节设备参数,使储能系统内部温度保持动态稳定, 从而保证电池组的安全运行。

  1.2、 温控系统可以助力储能系统性能提升

  温度是影响电池性能的重要因素。温度对锂电池有着较大的影响,一方面锂电 池的容量和寿命会随着温度的变化而变化,另一方面高温会使电池的内部材料发 生分解,从而影响锂电池的稳定性。综合考虑锂电池的高效性和安全性,目前普 遍认为锂电池的最佳温度区间为 10~35℃。

  在大型储能系统中,温差控制与系统寿命密不可分。以海辰储能的 3.44MWh 的储能集装箱系统为例,其使用了 10P384S 的电芯串并联方案,即整个集 装箱中包含 3840 节 280Ah 的电芯。在运行过程中,各个电芯之间会出现一 定的温度差异,进而使得电芯的性能出现差异:在串联电路中,会造成串联 容量失配;在并联电路中,会造成电池簇间“充电充不满、放电放不尽”的 现象。长期如此,会影响到整个系统的效率与循环寿命。这就要求尽可能的 保证单体电芯之间的温度差距,一般要求各单体电池之间的温差不超过 5℃。 因此,温控系统在整个储能系统中的作用至关重要。




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