天合储能寻找储能安全最大“公约数”
天合储能认为,制造业只有不断在研发、生产中寻找安全最大“公约数”。储能产业尤其如是。
基于安全,天合储能从最底层开始,即从打造自研电芯,在研发过程中,不断寻找储能电芯提高安全的电解液配方,并在测试过程中不断加强控制点以及严苛安全测试,采用智能工厂生产工艺。
基于自研电芯,天合构建了从芯到舱再到AC集成全栈实力。在电站级安全层面,天合并没有放松,而是不断从排列组合,以及场站消防形成互补,守好电站最后一道屏障。
对安全的重视,使得天合储能产品迅速获得市场的认可。
不同于众多厂家,储能产品从国内走向海外。天合是为数不多在海外稳定出货之后,加速向国内市场进军的企业之一。
作为为数不多将储能产品卖向全球的集成商,天合储能Elementa金刚2搭配314Ah自研天合电芯,已经量产并开启全球交付。在海外市场“开花结果”,一定程度为天合储能攻下国内众多市场做了背书。
据高工储能了解到,截至2024年6月底,天合储能业务累计出货近7GWh,产品广泛发往英国、德国、美国、日本等国家以及国内各地。基于此,2024年天合储能实现订单跨越式增长。
寻找电芯级安全,从自研电芯开始。如何实现电芯级安全,自研电芯逐渐成为储能安全升级的一个重要选择。
但值得注意的是,自研电芯并不是一个简单的决策。电芯作为重资产,自研电芯可以说是最重要的布局。
为了实现极致安全,天合储能从零到一。如同当年做光伏一样,高纪凡很快就认准了自己的路线,自研电芯,无论付出多大代价,都要拿下。
付出的艰辛,是巨大的。但谋准了自研电芯,这是天合认为这是最底层的安全逻辑。也是最值得的选择。
作为有“芯”的储能产品及解决方案提供商,天合对储能专用电芯、系统集成有着深入的理解,致力于提供安全可靠,高效收益,超长寿命的智慧应用的储能产品和解决方案。
天合储能电芯的自研,给了天合研发系统足够的研发底气。天合储能为何做电芯,纵向一体化固然是其公开的考量,但安全层面的考量,是天合的重要隐形考量。
一方面,电芯变革推动集成向大容量、高密度发展。在不衰减的情况下提高电芯容量,保证电芯及系统整体的循环寿命是很大的挑战。另一方面,磷酸铁锂技术路线越往大容量走,安全沉没成本越高。
天合储能从材料创新、结构创新出发,进行全尺度和全领域研发覆盖。不仅是成为行业第一批量产314Ah储能电芯的企业,也是第一批尝试500Ah+储能电芯的企业之一。未来,天合将进一步推出7MWh+储能系统。
如何保证电芯安全?天合自研的储能专用电芯,在电解液内部额外加入了阻断剂,以减少在热失控发生时的散热速率;同时采用专研有机和无机复合材料(纤维陶瓷),提升产品的耐高温性能。该纤维陶瓷涂层的隔膜可耐180℃高温,较常规的陶瓷涂层提升了40℃,可以有效阻隔电芯间的热量传导。
为了确保电芯在使用过程中的一致性,在制造过程中,天合储能设置了2500个以上的环境控制点和4000个以上的工艺控制点,从而使得涂布面密度一致性控制到1%,注液环节精度达到3‰。此外,天合还给每一颗电芯都设置了独立编码,保证在发现问题时能够追溯到每一颗电芯,保证电芯的全程可追溯和整体质量。
为了平衡安全和长寿命两大难题,天合储能自研电解液配方作为其专用电芯电解液,在溶剂、锂盐、添加剂等方面多方位塑造储能长循环电芯适配的电解液体系。并采用无机/有机涂覆的方式增加电池隔膜的热稳定性,提高其机械强度。
前不久,天合储能对电芯进行了全方位、高标准的安全性测试,包括过充热失控电性能试验、过充非热失控电性能试验、短路性能试验、撞击试验、挤压性能试验、喷射试验,部分实验参考车规级安全标准。结果显示,天合芯在极端条件下依然能够保持性能稳定,不起火、不爆炸,进一步验证了电芯本征安全性能。
在高安全的前提下,天合储能的量产产品能做到1.2万次循环,从实测的数据来看,首年可以做到零衰减。据了解,现在天合储能已经在开发循环寿命1.5万次的产品,从设计、到制造、测试各环发力,力争实现光储同寿。
基于电芯自研能力,天合储能逐渐跻身头部电芯厂家。值得一提的是,2024年4月11日,天合储能发布行业首本《储能专用电芯白皮书》,以高安全为基石,明确大容量、高温、长寿命、高效能四个发展趋势。
寻找系统级安全,岂止于全栈自研?
系统级,是一个跨学科安全命题,也是主被动安全的主要发力点。
基于系统级安全,天合储能构建了芯到舱,再到AC侧全栈自研能力。天合储能打造了电芯、Pack、系统集成全流程产线及产品应用实证基地,进一步“反哺”安全储能产品构建。
除了全栈自研外,天合储能构建了六维电气防护体系,从电芯、模组、Pack、舱到系统六个维度层层防护,确保安全无死角。
在电气安全层面,电芯内嵌绝缘设计,有效阻断短路风险;模组间精准规划电气间距,防范电气击穿可能;Pack集成智能熔断母排,一旦发现故障,即刻隔离危险区域;Rack层面内置熔断器与短路保护机制,为核心部件提供即时护盾;舱体设计更是融合融合熔断器与短路保护的功能,能迅速切断故障电流;系统层级采用浪涌防护与电气协调分析,抵御瞬态过电压侵袭,全方位守护电气安全。
在结构安全方面,天合储能产品采用C5级别防腐设计,无惧恶劣环境。同时,针对火灾风险设置多重安全防线,高精度可燃气体检测系统实现对潜在火灾风险的实时、精准监测,结合水消防系统及Pack级全氟己酮自动灭火装置,一旦探测到火灾隐患,系统将自动触发消防程序,迅速有效扑灭初起火源。
天合储能不断进行产业升级,引入先进自动化设备,利用现代化信息技术实现智能制造,进一步提高对产品安全的把控。
为了应对火灾发生这个“万一”情况,天合储能产品配备了pack级探测器和全氟己酮以及舱级的水喷淋,精准检测判定火灾;同时舱内的烟感、温感和可燃气体探测器配合进排风装置和自启动消防,可以及时对火灾情况做出反应。在故障发生时最大限度地缩小事故范围,保障生命财产安全。
近日,天合储能正式推出北美市场首个从自研电芯到AC侧全栈集成10MWhElementa2Elevate储能解决方案。本次推出的电网级储能解决方案,兼具安全、可靠、低成本优势,是专门为提升电网稳定性和促进可再生能源融合发展而设计。作为北美唯一的从电芯到AC侧全栈集成储能解决方案,Elementa2Elevate充分展示了天合储能的技术实力和市场竞争力。
在产能方面,天合打造了江苏常州、安徽滁州、江苏盐城三大基地。其中滁州基地总规划24GWh,分两期建设。一期规划建设12GWh,规划用地面积314亩。于2023年3月投产使用,储能产品远销覆盖国内、欧洲、美洲、澳洲等重点储能市场。
寻找场站级安全,守好最后一道屏障
一座储能电站,上万颗电芯已经成为常态。场站级安全将作为被动安全最后一道屏障。
天合储能的安全观,很明确:从原材料入场到储能电站并网运行,一站式保障储能电站安全。
天合储能甘肃张掖临泽天海共享储能电站就是一个缩影。
该电站充分利用储能电站具有削峰填谷的功效,作为调峰电源,成为解决电网调峰问题的有效措施,提高地区电网的供电可靠性,保障区域电网安全经济运行,改善甘肃电网的电源结构,为促进新能源的开发提供有利条件。
在场站布置方面,本电站每80MWh为一个分区,在分区内设置了2个子阵,单个子阵40MWh,两个子阵之间距离12米,设备采用桩基础,可减少施工周期和成本,单套储能子单元呈内字型布置,即减少了舱间电缆距离,又避免了舱间的热干涉。
在场站消防层面,首先电池舱消防系统采用PACK级全氟己酮+水喷淋消防;电池舱之间长边距离不小于3米,短边之间不小于4米。按照每40MWh一个分区布置。而场站还配置了场站级消防,真正意义实现从芯到舱再到电站全环节安全防护。
天合储能凭借多维度产品高安全可靠性,在国际储能领域赢得了广泛的认可与信赖。天合储能荣登BNEF“储能产品及系统集成商可融资性”评级全球前五,连续三个季度蝉联BNEF全球一级储能厂商榜单Tier1。