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    电动汽车百人会 | 来小康:希望储能与电动汽车共同促进技术研发

    来源:中国电动汽车网   作者:综合报道   2019/1/13   浏览2203次   

    [摘要]1月13日,中国电动汽车百人会论坛(2019)活动现场,中国电科院电工与新材料研究所资深专家来小康围绕“储能与电动汽车的协同作用”发表主题演讲。

    1月13日,中国电动汽车百人会论坛(2019)活动现场,中国电科院电工与新材料研究所资深专家来小康围绕“储能与电动汽车的协同作用”发表主题演讲。


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    以下为发言具体内容:


    谢谢主办方的邀请,论坛是能源转型与车网融合,我希望储能作为电动汽车车网融合的纽带,我主要从这几个方面谈相互的关系,我大致介绍一下储能的发展趋势,我想从这两方面讨论一下它与电动汽车的协同作用,一个是从技术层面,一个是从共有产业链的层面,看看它们的相互关系和寻求相互促进的途径。再对一些现在的热点问题谈谈我的看法。

        

    储能发展到什么程度呢?电动汽车经过了十年多,我们也差不多,我们起步晚一点,2007、2008年起步,经过三个阶段,2013年以前功能验证阶段,2013-2016年是示范运行阶段,2016-2020年是商业模式培育阶段,可以对比一下电动汽车的发展,它也有起步期、导入期、推广期,我们现在可能比它落后若干年,但是差不多也要经历这些过程。2018年电动汽车是个很重要的年份,对储能来说也是很重要的年份,因为电网公司不光有国家电网,还有南方电网,还有世界上的电网公司开始关注储能技术了,原来储能一般就是发电和用户关注得比较多,现在电网公司的投入使得2018年2019年储能进入了G瓦时阶段,以前都在数十兆瓦时走,2016年或2018年以后就进入G瓦时阶段,虽然和电动汽车还有一个数量级,但是潜能还是很大的,我们认为也是我们标志性的年份。

        

    储能的用途确实和电动汽车比显得丰富多了,因为电动汽车的动力作用主要是为了让车跑得更远,2010年总结出储能有5大类17项,也可以说是3大类电源侧、电网侧、用户侧,随着可再生能源类型的增多,规模的增大,用户商业模式的变化,电网对储能的认识的变化,我们这17项现在已经不止了,包括国家电网公司2018年用的项目就不是这17项里的,但是它有个特点,储能用这些电池的时候有不同的需求,有能量的有功率的有充电放电时长的差异,这点让我们储能技术显得比较丰富多彩,大家会听到多种多样的储能,但是电化学电池的储能仍然在我们现有阶段是最受关注的,待会儿我讲它。

        

    即使电化学电池也有好几种,液流电池、铅碳电池、锂离子电池,物理储能有飞轮和压缩空气,这些都随着技术的发展性价比都有提高,特别值得一提的就是锂离子电池,我们国家用的最多的就是磷酸铁锂电池,它在这两个维度上有非常大的变化,成本大幅下降,还有它的循环寿命,这两个的综合效应反映了电池充放一次电电池消耗多少钱,比较简单的说用电池充放一次电消耗低于5毛,就可以打个平手了,或者以后就有盈利空间了。这个变化是让储能越来越受重视越来越有规模的重要原因。其他的会场都有技术路线图,我们储能关注的目标是这几个值,成本、千瓦时造价、循环寿命,我在智能电网的组作为指南编制专家,我们制定了这样的目标,希望到2020年小于1500块钱,系统循环寿命高于1万次,希望2030年重点解决锂离子电池的安全问题,这点和动力电池相类似。

        

    刚才介绍了储能的现状,我们现在谈谈储能和电动汽车融合和协同研发方面,我首先认为它们有共同的需求,我们对储能装置都希望好用、可控、安全,这三个从哪儿去说,单讲动力电池是这样的需求,我们储能也是这样的,由此派生了共性技术就有电池本体技术、电池管理技术,包括电池管理和上级的能源管理系统或车上叫车辆管理系统、整车管理系统的交互,再就是安全管理,这是两个不同应用领域由于共同的需求派生出的共同技术。这三个共同技术发展情况,动力电池这个部分可以从清华大学欧阳老师的资料看出来,它在成本的维度上和我们有同样的趋势,但是它的另一个维度是能量密度提升的维度。我们是成本的维度和循环寿命的维度,他们这些变化都得益于研究的人多、材料体系改进快、产业队伍大、生产工艺持续改进,这些都让我们看到了它的快速进步和提升。

        

    但是我们储能下一步的方向可能有所不同,除了安全以外技术关注点更关注长寿命和低成本,而长寿命的含义中有循环寿命和日历寿命,因为储能五大类17项中有可能对日历寿命更关注,有的地方对循环寿命更关注,比如备用的应急的就对日历寿命更关注,天天参加循环可再生能源波动治理的就对循环寿命关注,投资这个部分也是这样,低成本有这样的说法,有的是度电次成本,度电成本除以循环次数就相当于度电次成本,但有的是对初投资敏感,比如备用的或应急的,它并不是经常要用,对初投资就比较敏感。在储能中电池可能核动力电池要有不同的关注点。我们应用的重点,储能中用电池充电时长放电时长一般在分钟和小时级,应用领域现阶段主要在用户侧是结合峰谷差的混合套利和电源侧的辅助服务,调频,再就是电网侧应用,2018年值得关注的就是支撑电网运行安全的这些储能站的出现。还有江总提到的将来岸电服务也可能是电网公司的服务,这些都是我们将来应用的场合。

        

    再说第二个共性技术就是电池管理技术,下一代BMS会增加功能和可靠性,大家听说过储能站发生过几起着火事故,国内国外都有,很多时候查原因查到BMS出了毛病,也就是BMS可靠性问题,当然我们随着储能站的规模增多,我们也希望BMS能干更多的事,尤其是在全寿命周期的数据可追溯和故障预警方面能起更大的作用。现在数据驱动变成BMS研发的主脉,原来BMS主要用模型来做,现在数据驱动建模是主要的。它的出现让我们SOC、SOP、SOX、SOH等等计算的精度都可能有大幅的提高,这是我们两个动力电池和储能都要特别关注的技术,它是保证储能装置可控性的一个基本的单元。

        

    安全管理,我们都人为本征安全是最让人放心的,我们的本征安全就希望出现不燃的不爆的电池,也就是固态电池是我们共同的期盼。我们希望在没有解决本质安全之前先保证系统安全,我们储能以往是在预警、防护、消防等环节上保证系统不出大事,昨天欧阳老师提到了机缘诱发源控制不蔓延,我们也希望首先在系统安全上把它做好,机缘被控制了,当然储能和电动汽车不一样,电动汽车存在突发滥用的可能性,我们储能一般来说没有突发滥用的,比如你撞车突然就发生着火了,我这儿没这事。我们是长期运行的,他发生了事故往往是长期运行累积的质量缺陷会暴露出来,这样时间就比较充裕,给我们预警的空间。我们消防的措施是个固定场合,我们也便于处理,希望储能在这方面走得前面一点,可能为电动汽车开点路。一直以来我们都是跟着电动汽车跑的,这个地方看看我们能不能领先一点。

        

    我们再看产业链上,毋庸置疑上游中游我们都是共通的,后面的回收利用也可以是共通的,只是在下游这个端我们是分开的,一个是车往充电站走,一个是储能站,我们希望通过TC利用和基础设施共享把下游这个链也连接起来融合起来。上面专家都提到了电动汽车既是用能软件也是储能软件,这个概念都清楚,所以我们希望我们构建的能源补给措施是含有储能元件的,现在电网公司现在大量做直流配网,它的应用会支撑新的负荷,比如电动汽车是直流的,好多东西是直流的,之所以原来没有直流配网,电力系统最早是直流的,后来因为变压问题和开关问题解决不了变成交流的,我们现在电力电子技术的进步让我们在这两个方面有可能有突破,实际上已经获得突破,我们现在研究配网技术就是要解决,再加上储能站作为快速充电后面的缓冲单元,使快充得以实现。

        

    我们也通过系统将充电的刚性负荷变成柔性负荷,江总刚才提到电网公司在做的分布式储能汇集作用,将来那么多移动式的储能元件怎么来管理,怎么实现柔性互动,现在我们通过ICT技术等等研究实现这个,包括后面的这些信息通信技术和关键技术的制备最后实现汇集和管理。这里也提到区块链技术、直流供电技术、边缘计算技术等都会用在这里,而这个技术也是汇集两个方面。值得注意的一点我还是提一提,现在看来动力电池越来越往高功率高能量密度,我很担心这个方向会损失掉寿命的性能,因为没有都是几头填的东西,你有得就有舍。后续的研发中我希望搞电池的要平衡一下能量密度和寿命之间的关系。

        

    梯级利用的技术,这个在社会上争议比较多,有的很极端的说法就是伪课题,但实际从理论上来说既然有百分之七八十的容量还留着,既然储能是个相对缓和轻松的环境,那么就有可能电池被梯级利用,利用中不发生问题,希望电动汽车把电池退下之前设计极端最好标准化,运行阶段给我们足够透明的数据,否则电动汽车用的时候拆借重新组装,我们对性能的判断要一个个测,变成黑箱来拆,那就花很大成本了,我们希望它是白箱,它的数据是透明的,这样我们才能共同结合好,能把梯级利用真正用好。

        

    对于储能来说有三股力量在关注他,一个是电力行业,一个是电池生产商,还有一个是将来的运营商,他们对储能确实有不同看法,比如电力系统是考虑自己的安全、运行稳定等等,这是主要关注的,电池生产商希望电池出来以后两边都可以用,运营商希望储能站和共享站换电站全部都在一块,他共享跨界获得最大的力量,我们希望这三股力量能共同促进让它规模化,因为电池是化工产品,规模化了以后成本必然就会下来。

        

    我们还是希望储能电动汽车在共性技术上共同促进研发,共享产业链和基础设施,我们希望电动汽车借助储能能走上快车道,而我们储能能搭上电动汽车的顺风车,谢谢大家。

                    

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    (责任编辑:唐静)


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