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银隆新能源李璟:钛酸锂于储能领域应用方案分享

作者:中国国际储能大会 来源:中国国际储能大会
时间:2019-05-27 时间:2019/5/27 12:35:35 浏览:

中国国际储能大会:4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月25日上午的“储能电站与技术应用(二)专场”,银隆新能源股份有限公司国际储能部院长/销售总经理 李璟在会上分享了主题报告《钛酸锂于储能领域应用方案分享》,以下为演讲实录:

李璟:各位专家,领导,大家中午好!下面由我跟大家分享我们银隆旗下钛酸锂产品在国内外储能市场的一些典型应用案例和方案。时间关系,简要地对我们企业技术和产品做一个介绍,着重对应用案例做一个分享。

银隆新能源成立于2008年,是一家集核心材料、电池、电机电控、充电设备、智能储能系统、纯电动整车研发、生产、销售以及动力电池回收梯次利用为一体的全球综合新能源产业集团。旗下拥有银隆新能源、广通汽车和奥钛储能三大品牌。2005年开始钛酸锂电池研发,2011年被银隆收购53.4%股份。2012奥钛中国基地建立,2018被银隆全资收购。我们全国有八大基地。全球有六大研发研究院和一个充电中心包括材料、电池、电池应外和pack还有奥钛国际储能研究院以及燃料电池研究院还有商用专用车研究院以及一个充电中心。

钛酸锂的技术优势我想各位专家领导也比较了解。它的四大优势,它卓越的安全性能、高倍率快速充放性能还有耐宽温以及长寿命。这边可以着重看一下长寿命,这有一个钛酸锂电池的寿命表,在不同的温度和DOD的充放电状态下的充电次数。举一个例子,一个在30摄氏度50%DOD有将近八万次的充电寿命。这么多的四大钛酸锂的技术优势,它的原因在哪里。这个秘密在于我们的湿法纳米材料工艺。通过三个方面决定了钛酸锂的技术优势。第一个就是纳米钛酸锂材料相对于石墨负极来说是一个稳定的三维晶体结构。负极不容易遭到破坏尤其高倍率和高低温的状态下不会造成不可逆的结构的破坏,从而保证了倍率以及宽温以及寿命性能。

第二,锂离子电池首次充放电过程中会形成一个固体液膜,这就是我们的充电过程。纳米钛酸锂材料不容易与电解液发生反应,从而减少了这层膜的形成。为什么钛酸锂电池几乎有均等的充电和放电能力。

第三,纳米钛酸锂材料极大地减少了锂金属的形成,从而减少了内部短路的出现。

很快看一下整个产品系列。从纳米钛酸锂材料到各个不同规格的软包、方壳圆柱电芯以及应用于不同模组的pack以及BMS管理单元到用于储能的各种机柜以及集装箱式的储能产品到电机电控到纯电动公交车。着重看一下奥钛今年会投入市场的一款45尺集装箱3MW/1MWh-1.2MWh。它的配置是3C倍率钛酸锂储能系统。系统寿命是25年,用户对它进行正常的我们要求的维护保养的基础上,设计寿命是非常长的。还有,奥钛的一个热管理的技术能力,我们设计出了一款散热性能以及空气气流非常均匀的一个散热非常优化的系统,从pack到集装箱。pack级别我们的温差控制在了一摄氏度以内。13米多的集装箱温差控制在了5摄氏度以内。这对我们钛酸锂的优势的长期保障也提供了一个基础,就是热管理的设计。这款产品我们将会应用于国正在爆发的火电联合调频应用以及国际市场的一些可再生能源平滑并网的运用。

再介绍一下这一套系统运用于电网调频的一些优势。第一,它的一是一个3C配置系统,可以为用户提供一个最小规模的高倍率系统完成调频等辅助服务,瞬间提供大倍率的输入输出。我们以一个小规模的系统就能够做调频服务。因为调频主要用到的是功率,而不是电量。尤其是国内跟火电机组或者燃气机组联合响应的应用,每天的循环次数有上千次。这么高的一个循环次数的要求,而且它的负荷强度也是非常高的。我们相信钛酸锂系统能够承受如此重度的负荷并且可以实现15年以上的循环寿命。预测15年以后,我们的系统依然可以完成客户的工况,为客户带来一个最低全寿命周期成本。再有就是安全性,它应该是首要要保障的。奥钛的一系列产品从电芯到模组pack都有一系列的国际认证。

接下来我们将介绍在国际以及国内市场的典型案例的分析。我们可以想象一下一个电动车充电只需要6分钟甚至更短的时间,甚至还有十几秒充电的车辆应用。可以想象一下奥钛的钛酸锂电池可以像超级电容一样工作。但是用户只需要支付锂电池的价格。为什么我们的系统在北欧高寒地区销售得非常好,因为我们有非常卓越的低温性能。我们的系统可以稳定完美地运行。钛酸锂电池是一个做电池系统工程研发团队非常喜爱的,你一旦用上它就会非常喜爱。它是一个让技术人员非常省心的系统。

我将从四个领域来分享一下我们多年的应用领域。第一个,交通运输。我们看一下,捷克的斯柯达电气以及Ekova和Cegelec是我们奥钛多年的长期用户。他们在城市轨道交通车辆上,这里包括无轨电车还有有轨电车。之前都是用超级电容的,钛酸锂电池成功地取代了它,并且实际应用在五年以上。主要应用了钛酸锂的超长的循环寿命、低温性能以及三到六倍的高倍率充放电性能。这些都是实景图片,销售到世界各地,欧洲各国。

第一行中间那个图片是斯柯达卖给北京的一台有轨电车,上面装有奥钛的钛酸锂电池。以及我们在轨道机车上面的应用包括庞巴迪的客运火车以及调度机车项目。还有电动客船。这是比利时EMROL公司的一个项目。目前也在成功地运行。岸上20分钟充电,20米的一个客船。还有快速充电巴士的运用也非常广泛。在瑞典Hybricon以及美国Proterra都有典型的案例。我们的电池在北欧寒冷的冬季零下30度运行完美,最早的一批车已经运行五年以上,到现在没有任何质量投诉。还有美国Proterra在内华达州和加州也是快速运行的充电巴士。最右边那个图是在加州的运行路线,路线中间有两台500千瓦的快速充电站。这台车也是最早的运行了超过六年。这台是非常闪亮的5秒重点的ABBTOSA巴士。这在瑞士的日内瓦运行,目前已经开发到了第二代,并且把这个技术在国内进行推行。大家可以看到最右边那个图,会通过电网对巴士进行充电。然后对车辆进行10C以上倍率的超快速闪充。会在一个固定的线路上设置。我们钛酸锂的优越性能在各个领域还是有一些很闪亮的应用。

这是在工业领域很大的一个客户,就是芬兰的卡尔玛港口机械Cargotec。我们伴随了最初在2012年就开始在市场销售的一款混合动力系统。当时是一个35度的钛酸锂系统配合柴油发电机的混合系统,可以以8C的混合能量。这是来自客户对技术以及经济性的优越性的分析。这是来自客户的一些声音。它的混动系统已经可以每年节省30%-40%柴油的使用。很安静,减少了50%的噪音,以及能够符合日益严苛的港口碳排量的要求,它的高效以及维护成本的降低。最新一代的纯电动的跨运车系统,它于2016年试用,2018年进行正式销售,也是用的钛酸锂电池。在一些自动化的码头进行无线电杆式的充电,司机开过来,经过五分钟快速充电,就可以在固定线路上进行工作。以及纯电动快速充电AGV,这也是我们系统的应用。

这是我们为GE风电提供的一套系统,这可以做一个短期的输出预测以及室内的AGV,这种AGV在比利时制造得很普遍。他们在世界各地人工比较昂贵的地方可以提供24小时不停作业的AGV,就是无人导航自动导航车。我们的充电时间非常短。这是奥钛的电池在一些军方,这是在被银隆收购之前,在美国军方领域的应用以及军方报刊的报道。这是很有趣的一个分享。奥钛电池被美国海军水面作战中心进行了一系列的滥用测试包括机关枪、过充测试以及各种严苛的环境测试。客户最终给出的结论是相比其他锂离子电池表现出明明良性的结果,没有爆炸以及恶劣的结果发生。

接下来很快地看一下电网项目的案例。我们的钛酸锂高倍率系统可以为电网提供一系列的服务包括调频,可再生能源平滑,电压调节,分布式能源支持,启动,微网优化,增量配网等一系列的应用。最早给AES交付的商业化调频的系统已经运行将近十年了。开始运行时间是2009年,这个系统到现在没有更换过一块电池。超过了50万次的浅充浅放,小于2%的能量衰减。还有为夏威夷三大岛屿分别提供了平滑整合新能源以及调频的钛酸锂整合系统,也运行多年。最早的一套运行于2013年。这是美国的一个学术杂志,他们获取了一些研究数据。这一套系统运行前三年的记录,给出的一个评论。我们的系统工作状态超过90%,没有出过一次故障。三年时间中,储能系统单体电芯一共进行了5200次左右的等效满功率放电。这是基于不同的储能配比比例得到的一个风电平滑的效果。这是给国家电网张北项目提供的一套4C示范项目。

时间有限,我们奥钛在国际以及国内市场的案例分享就是这些。谢谢大家!



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