從陽光電源/寧德時代/南網(wǎng)科技等專利布局看系統(tǒng)門檻 “抬升”
在內(nèi)卷和過剩的行業(yè)性周期下,無論是電芯還是系統(tǒng),亦或是PCS等配套,儲能各環(huán)節(jié)技術(shù)布局、迭代持續(xù)加快。
在此背景下,基于系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)競速亦開啟了加速度。
自2023年以來,伴隨300Ah+大容量電芯出爐,各個主流集成廠家紛紛布局5MWh+儲能電池艙,例如寧德時代、陽光電源、中車株洲所、海辰儲能、天合儲能、南都電源、科華數(shù)能、正泰電源、雙一力儲能、瑞浦蘭鈞、欣旺達、中創(chuàng)新航、楚能新能源、融和元儲、采日能源、電工時代、精控能源、正力新能、柯林電氣、航天鋰電、明美新能源等數(shù)十家主流廠家相繼推出搭載300Ah+儲能電芯的5MWh+儲能系統(tǒng)。
而新上市的采用305Ah、314Ah、315Ah、320Ah等大容量電芯的5MWh+電池艙,大都采用集中式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、液冷熱管理方式,整艙可達12個電池簇,電池簇直流側(cè)并聯(lián)后接入PCS直流側(cè),單艙能量可達到5MWh及以上。而20尺5MWh儲能系統(tǒng)與主流的20尺3.72MWh的儲能系統(tǒng)相比,系統(tǒng)能量提升35%。
在此技術(shù)趨勢下,儲能系統(tǒng)則加快呼吁“高安全、高性能、高性價比”。
在高工儲能整理的5MWh+儲能系統(tǒng)“六大關(guān)鍵”一文中提到,隨著5MWh+儲能系統(tǒng)功率和能量密度的提高,對集成能力至少提出六大關(guān)鍵要求:一是電池的一致性和電池簇間的均衡能力;二是電芯的散熱性能和溫度均衡能力;三是消防安全;四是長模組、大pack、艙體結(jié)構(gòu)的防火防爆設(shè)計、整站的防火隔離以及運維;五是直流側(cè)開關(guān)設(shè)備的短路電流耐受能力;六是海外運輸?shù)目剂俊?
出于安全、價格、性能等多重考慮,儲能系統(tǒng)集成演變成了產(chǎn)品制造、工程設(shè)計、施工調(diào)試等全生命周期的“較量”。正如雙一力儲能副總經(jīng)理張磊所說,5MWh+儲能設(shè)備引申出長模組大Pack的設(shè)計,更大的Pack對Pack的結(jié)構(gòu)強度、散熱均溫、安全設(shè)計等均提出了更大的挑戰(zhàn)。
陽光電源、寧德時代、南網(wǎng)科技“出手”系統(tǒng)控制
從2024年開年及2023年末,各頭部企業(yè)的系統(tǒng)專利布局可窺見儲能系統(tǒng)演變的“路徑”。
2月20日,國家知識產(chǎn)權(quán)局公告了陽光電源申請一項名為“儲能控制系統(tǒng)”,可降低儲能系統(tǒng)成本與損耗,提高生產(chǎn)、調(diào)試、質(zhì)檢以及現(xiàn)場的安裝效率。
摘要顯示,本申請公開了一種儲能控制系統(tǒng),屬于儲能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。所述儲能控制系統(tǒng)包括:至少一個儲能系統(tǒng)單元,各所述儲能系統(tǒng)單元中設(shè)置有智能控制單元和靠前模塊;所述智能控制單元和所述靠前模塊連接;供電監(jiān)控模塊,各所述智能控制單元分別與所述供電監(jiān)控模塊電連接;所述智能控制單元用于向所述靠前模塊供電和/或進行通訊控制。
據(jù)介紹,陽光電源的該項儲能控制系統(tǒng),無需在各靠前模塊中分別進行供配電設(shè)計以及通訊連接,降低了儲能系統(tǒng)成本與損耗,同時提高了儲能系統(tǒng)的生產(chǎn)、調(diào)試、質(zhì)檢以及現(xiàn)場的安裝效率。
而在授權(quán)日為2024年2月9日的陽光電源另一中, 則謀準(zhǔn)了“冷卻液檢測裝置和冷卻系統(tǒng)”。
摘要顯示,該冷卻液檢測裝置包括:采集箱,具有用于容納冷卻液的空腔,所述采集箱上設(shè)有用于與冷卻系統(tǒng)的冷卻液循環(huán)管路連接的進液口和出液口;檢測器件,安裝于所述采集箱,所述檢測器件用于檢測所述采集箱內(nèi)的冷卻液。
據(jù)介紹,該冷卻液檢測裝置可以通過外置的方式采集冷卻液循環(huán)管路中的冷卻液,并通過檢測器件進行檢測,以便于監(jiān)控冷卻系統(tǒng)中冷卻液的狀態(tài),及時對冷卻液進行保養(yǎng)維護,延長冷卻液的使用壽命,提升冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定性,且所述冷卻液檢測裝置生產(chǎn)和安裝便利,降低生產(chǎn)和使用成本,易于推廣。
無獨有偶,2023年12月,寧德時代取得了一項名為“儲能系統(tǒng)的控制方法、裝置、計算機設(shè)備及介質(zhì)”。
該摘要顯示,本申請涉及一種儲能系統(tǒng)的控制方法、裝置、計算機設(shè)備、存儲介質(zhì)和計算機程序產(chǎn)品,其中,方法包括:先識別儲能系統(tǒng)中發(fā)生故障的故障簇,降低故障簇的電流,當(dāng)故障簇的電流降低至預(yù)設(shè)電流閾值時,輸出斷開指令至故障簇對應(yīng)的支路開關(guān),支路開關(guān)在接收到該斷開指令時,控制故障簇單簇下高壓,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)中故障簇的斷開,并且在斷開故障簇過程還先將故障簇的電流降低,避免在大電流條件下支路開關(guān)觸頭發(fā)生瞬間熔融,導(dǎo)致粘接的情況,實現(xiàn)了可靠的斷開故障簇。
可以看出,在儲能系統(tǒng)集成能力不斷向上發(fā)展的大背景下,陽光電源、寧德時代紛紛在儲能系統(tǒng)的控制領(lǐng)域進行專利布局。
而除了民營巨頭外,央國企也加快腳步加入儲能系統(tǒng)專利布局大戰(zhàn)中。企查查數(shù)據(jù)顯示,南網(wǎng)科技(688248)新獲得一項發(fā)明專利授權(quán),名為“一種電池儲能裝置、電池儲能控制方法及設(shè)備”,專利申請?zhí)枮镃N202311309177.5,授權(quán)日為2024年2月13日。
摘要顯示,本發(fā)明涉及儲能技術(shù)領(lǐng)域,公開了一種電池儲能裝置、電池儲能控制方法及設(shè)備。本發(fā)明的裝置包括電池系統(tǒng)、變流器模塊、線路監(jiān)測模塊、智能量測終端和本地監(jiān)控模塊;進行儲能控制時,本地監(jiān)控模塊將智能量測終端上報的負(fù)荷有功當(dāng)前值與當(dāng)前的臺變重載閾值和臺變輕載閾值進行比較,根據(jù)比較結(jié)果生成相應(yīng)的功率控制指令并進行合理性驗證后下發(fā)至變流器模塊,當(dāng)電池荷電狀態(tài)達到上下限告警值時將功率控制指令置為零功率指令,在滿足預(yù)置荷電狀態(tài)自維護條件時對電池系統(tǒng)進行電量維護。
據(jù)介紹,該能夠避免采集用二次線纜敷設(shè)帶來的儲能裝置部署位置受限及安全可靠性低的問題,同時優(yōu)化了儲能裝置運行控制邏輯和算法,可實現(xiàn)配電變壓器自動負(fù)荷跟隨閉環(huán)控制。
一直以來,研發(fā)實力體現(xiàn)的是一個企業(yè)的核心競爭力。從陽光電源、寧德時代、南網(wǎng)科技等的儲能系統(tǒng)專利布局來看,儲能系統(tǒng)集成的比拼將進一步細(xì)化到系統(tǒng)控制領(lǐng)域,并同步關(guān)注儲能系統(tǒng)的智能化、安全性、經(jīng)濟性等綜合因素。
固德威/易事特等“瞄準(zhǔn)”光儲系統(tǒng)
同樣,針對日漸需求明確的光儲需求市場,以2023年的寧德時代、華為、天合儲能的光儲系統(tǒng)新品亮相為開端,眾多主流企業(yè)開始布局光儲耦合系統(tǒng)。
國家知識產(chǎn)權(quán)局在近日公告,固德威申請了一項名為“光伏儲能系統(tǒng)及其充電控制方法、計算機可讀存儲介質(zhì)”。
摘要顯示,本申請公開了一種光伏儲能系統(tǒng)及其充電控制方法、計算機可讀存儲介質(zhì),涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域,光伏儲能系統(tǒng)包括光伏組件、逆變器和儲能電池,光伏儲能系統(tǒng)的充電控制方法包括賣電限值充電控制,賣電限值充電控制為:當(dāng)光伏組件的光伏發(fā)電量中存在滿足負(fù)載需求之外的多余光伏發(fā)電量時,優(yōu)先控制賣電給電網(wǎng),并在賣電功率大于賣電限值時,再控制儲能電池充電。本申請能夠避免儲能電池過早充電完成導(dǎo)致多余的光伏能量被丟棄,從而減少資源浪費。
同樣,在2023年11月,易事特也申請了一項名為“一種高壓大功率光儲發(fā)電裝置及高壓大功率光儲發(fā)電方法”。
摘要顯示,本發(fā)明涉及光儲發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,公開了一種高壓大功率光儲發(fā)電裝置及高壓大功率光儲發(fā)電方法,包括DC/DC電路、母線電容、逆變電路和較好控制單元;較好控制單元分別與DC/DC電路、母線電容和逆變電路控制連接;母線電容分別與DC/DC電路、逆變電路和電池連接;DC/DC電路與光伏板連接;逆變電路與電網(wǎng)連接。
據(jù)介紹,該發(fā)明通過光儲一體的設(shè)計,使得無需配置少有的儲能電站,不僅節(jié)省了投資,降低了施工費用,系統(tǒng)成本低,而且還節(jié)省了占地面積,同時還通過采用三閉環(huán)控制策略去掉電池對應(yīng)的DC/DC電路,令電池直掛母線,進一步降低了成本和體積,有利于推廣應(yīng)用。
從高工儲能整理的代表性頭部企業(yè)眾多系統(tǒng)中,不難看出,基于儲能系統(tǒng)越來越專業(yè)化功能正在加速研發(fā)中,儲能系統(tǒng)技術(shù)流派或?qū)⒊掷m(xù)演化。而毫無疑問,儲能系統(tǒng)正在邁向更高門檻。