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报告|储能电池剁手指南

北极星储能网  来源:能投网  作者:马步芳  2019/9/5 9:46:42  我要投稿  

北极星储能网讯:iTP的锂电系列报告从2016年开始,历时三年多,于2019年6月发布系列的第6篇报告(应该也是最后一篇……吧?),整个测试总花费87万美金,对各家厂商的电池进行了长时间的性能测试,整个过程包括了14个锂电池型号、1个传统铅酸电池型号、1个先进铅酸电池型号、1个锌溴电池型号和一个“盐水”电池组。电池一共分两期分别加入测试,第一批包括6个锂电池型号、1个传统铅酸电池型号和1个先进铅酸电池型号。因为测试基本采用同一方法及标准,使得储能电池之间具有可比性,因此我们拿出来作为剁手指南献给大家……

(来源:微信公众号“能投网”作者:马步芳)

01

首先,报告的结论是Sony(一期)和派能(二期)电池组在多次循环后仍然保持很好的容量。Sony、三星、特斯拉(一期)、比亚迪和派能(二期)有高可靠性,整个测试过程中遇到的问题最少(果然还是大法好)。

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02

接下来我们来看看各家电池的表现,首先是单次循环放电量,中航锂电最先凉凉,在到达最大的SOC前BMS就会断电,虽然还能用,不过每次循环还能放多少电只有天知道……这对电池容量进行测试的可靠性提出了挑战……

中航锂电的初始可用容量约为7500Wh,当前可用容量为约5700Wh,也就是大约1500次等效100%DOD以后降至初始可用容量的76%。按这个平均衰退速率,约2500次等效全充全放循环后SOH达到60%(但有数据表明回归是非线性的,所以推断可能无效)。

LG只有在高温下表现的有点问题,主要因为密度太高,充放电倍率高又没有主动冷却。2018/19年夏天电池多次因为高温而断电,BMS报告高温及电池不平衡。19年电池因为不平衡返厂,送来了新电池(就是第二期的RESU10),老电池已停产。电池容量方面,放电量从初始的约7700Wh经过1183次循环降低到约6000Wh(78%)。

三星运行过程中没有出现问题,没有出现问题,没有出现问题。容量衰退方面初始可用容量为约9500Wh,经过1808次循环后降低到约8250Wh(87%),但是可用容量呈现较大的方差。按这个平均衰退速率,约4810次循环后SOH达到65%,约5500次循环后SOH达到60%(但有数据表明可能之后是非线性的,所以推断可能无效)。

接下来是大法家的产品,同样在运行过程中没有出现问题,没有出现问题,没有出现问题。容量衰退问题上初始可用容量为约7500Wh,经过1790循环后降低到约6500Wh(87%),但是可用容量呈现较大的方差。按这个平均衰退速率,约5380次循环后SOH达到60%(但有数据表明有些轻微的非线性可能导致推断无效)。

然后是第一期最后一款产品,钢铁侠家的墙上产品,除了三星,就他家只能用Solar Edge的逆变器,虽然能控制逆变器,但对充放电完全不可控。所以PW1一致是按最大充放电进行(约2小时满充/放),其他电池则是按约3小时进行。这样会导致电池更难散热从而加速衰退。尽管如此,PW1还是表现出了高可靠性及高可用DOD,这使得电池能完成高循环次数。且在运行过程中未发生问题。容量衰退问题方面,初始可用容量为约5600Wh,经过1820循环后降低到约4050Wh(72%),按这个平均衰退速率,约2631次循环后SOH达到60%(但有数据表明有些轻微的非线性可能导致推断无效)。

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接下来是第二期的电池,Alpha的产品充放电率始终小于厂家建议值,厂家认为这是不正常的,所以就收回去了。容量衰退方面,更热的月份中产品方差表现的更大。

然后是比亚迪,运行过程中没有发生问题(给我们长脸了),容量衰退方面,数据显示1470次循环后SOH达到75%,并且呈现加速衰退的现象(帅不过三秒)。

之后是GNB的锂电池,运行过程中没有发生问题。容量衰退方面,数据显示某些循环中可用容量远高于平均容量(哔炸天了)。

最后是派能的产品,同样没有出现任何运行问题。容量衰退方面,数据显示数据显示1150次循环后SOH达到88%。

除了给出图的产品,其他家的产品都因为各种原因狗带了(群众喜闻乐见),包括低电压保护没法充放电(Kokam),频繁断电使得需要电池再平衡导致调试困难的(Apetus),因为破产不能提供支持,产品看了说明书也开不起来的(Aquion),什么都藏不住的(电解液泄漏,Redflow),认怂了退款的(SimpliPhi)以及保护得严严实实啥都不给的(Tesla PW2)。

04

同时,iTP也对各家电池的充放电效率做了监测。

首先,中航锂电月度平均充放电效率为90%,且没有看到衰减趋势。

GNB铅酸电池月度平均充放电效率为87%,且没有看到衰减趋势。

LG月度平均充放电效率为92%,且没有看到衰减趋势。

三星月度平均充放电效率为95%(三星:我不是说你,我是说你们都是渣渣……),且没有看到衰减趋势。

Sony月度平均充放电效率为87%,有轻微下降的衰减趋势(大法不灵了)。

Tesla月度平均充放电效率为87%。

第二期的各家效率各不相同,不过都没有衰减趋势,在运的几家电池保持DC充放电效率在85%~95%。

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容量衰减测试方面,数据采用线性回归进行分析,找到最拟合曲线(但不代表未来趋势)。图中展现了各家电池的SOH,第一期里面三星和索尼的表现不错,特斯拉相对较差。SOH采用每次放出的能量除以第一次放出的能量进行估计。

第二期的结果也与基于循环数据观察到的情况一致。特别要支出的是派能的电池,表现出了优异的低容量衰减,而比亚迪在最近几个月容量衰退地更快了。

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所以,如果从电池容量(初始容量,容量衰退)、充放电效率及可靠性三个方面做一份剁手指南的话,我觉得大概可以用下图来表示……

不得不说还是国外的月亮更圆一点(三星真香)……不过国内的也不算太差,将就将就也能用,毕竟就算是三星家,等效80%DOD循环次数也达不到国内天天在吹的7000次,反正大家都一样,没毛病……

另外需要考虑一点的是因为这是一个长时间测试,毕竟用的是2、3年前的产品了,从技术的角度来说目前的电池品质总体上肯定会好于2016~2017年间的产品。另外,这次测试中有不少产品是三元电池,至少在目前仍不适用于大规模储能(三星哭晕在厕所……),且测试用的电池容量都较小,所有产品均不超过20kWh,这与MW级储能有数量级上的差异,我认为对于电池的热稳定等方面的问题无法准确表征,因此更多的还是仅做参考。

原标题:储能电池剁手指南

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