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CIES2025|科工电子刘爱华:储能BMS未来发展趋势2025
22 来源: 中国储能网讯 2025-04-17 18:36

3月23日,由中国化学与物理电源行业协会主办并联合500余家机构共同支持的第十五届储能大会暨展览会(简称“CIES2025”)在杭州国际博览中心召开。

CIES大会以“绿色、数智、融合、创新”为主题,针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨,分享可持续发展政策机制、资本市场、国际市场、成本疏导、智能化系统集成技术、供应链体系、商业模式、技术标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和规模化工程应用。

3月23午进行的数智化新型储能系统集成解决方案专场(上),杭州科工电子科技股份有限公司董事长刘爱华做了题为《储能BMS未来发展趋势2025》的主题报告演讲。

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以下内容根据大会发言整理提炼,仅供参考。

大家下午好,我这个可能会比较偏技术一点,我是搞技术出身的。做储能16年了,这16年里面应该说我们见证了整个储能行业,从开始没有人做。我记得2009年开始做储能的时候,我们都不知道储能叫什么。到今天大家看到的是2024年,大家一直在讲“卷”,我在储能行业做了16年以后,我们感觉未来会是什么样的趋势,今天给大家一起分享。

科工电子,我们一直定义为:做中国最专业,最安全的储能BMS,当然基于三个原因:第一,我们做的时间长,在这个专业做得早。第二,我们对行业很了解,包括我们对电池等等都比较了解。第三,早期我们国内的国家863,电科院的863,差不多有一半以上都是我参与的,包括张北的,包括浙江的海岛,我基本上都参与了建设,有一些心得和体会。

今年春节过后来了两个新政。我昨天也参加了闭门会,有很多专家和行业内同仁,人不多,就是小范围昨天做了闭门会。谈了很多新的政策对我们未来储能的发展,我等一下也会花一两分钟讲一下。最后我核心会讲BMS和EMS,最后会分享一下我们到现在为止55GWh的案例。

这两个政策在网上都可以查到,特别是最近在储能行业是很热的,几乎每隔一两天都会有人聊到:第一个强制配储被取消;第二个我们新制造高质量发展行动方案明确了发展目标,就是告诉大家储能要市场化,储能要进入万亿的产业。我用两句话概括一下。

我个人讲一下自己的体会,不一定对,大家可以指正。

第一,完全产品市场化竞争。为什么原来没有完全参与市场化竞争,就跟我们原来做电动汽车一样的,我以前做电动汽车,电动汽车早期也是国家有补贴。就像一个小孩,你不会走先拉你一把,拉得差不多可以走了,我才放手,我想储能也大概是这个概念。我们在2013、2014年的时候,在电动汽车开始补贴的时候有人在讨论,包括发改委在讨论,储能要不要补贴,当时说储能还没有到补贴的时候。其实前两年有一点变相的补贴概念。到今天为止储能已经很成熟了,技术、价格已经非常低了,如果按照10年的周期来算,这个价格已经低于火电了。储能参与市场竞争,市场竞价,储能规模将会出现数倍级的增长。

第二,我们根据市场的需求,独立进行配储以后,我们可以选择配也可以选择不配。这个时候原来跟网型的储能,可能量会越来越小了,未来是构网型储能和独立储能,可能量会越来越大。这有几个词,独立储能是什么概念?构网型储能是什么概念,大家可以翻译一下。未来构网型储能和独立储能量会越来越大,特别是构网型,未来的储能不一定要依托于新能源,有没有新能源储能照样可以去建。储能未来可以独立去进行对电网作用支撑,你有新能源过来,我也可以替你消纳一些,这是完全可调配的,我如果有构网型能力的话。

第三,新能源+构网型储能,可以构建独立的电网,或者独立的局域网,达到一定规模以后,其实也可以构建另外的大型电网。

第四,长时储能会增加。如果新能源占比,我们到2030年前碳达峰,2060年前碳中和。我们现在是靠火电来支撑这个电网,未来如果到2035年要实现提升,意味着我们新能源出力可能会替代很多火电,昨天我们做了一个预估,到2035年的时候可能很多火电机组量要退出了,可能量要退出,这时候可能要靠新能源来支持,这时候做支撑,长时储能可能会成为很大的一个需求量。

第五,高质量的储能会要求很高。现在储能是强配,很多储能可能配了不一定有用,因为为了新能源的接入,其实大量都是光伏和风电为了接入,所以带上储能玩,以后就不是这样,以后储能要靠你处理了。换句话说新能源以后要有收益,你还得配上储能,你不配上储能,比如说在山东、浙江已经出现了负电价,配了储能以后可能就不一样了,新能源可能从亏变成盈了,对储能的要求会变得非常高。你原来可以不出力,现在高质量,长寿命,高稳定,高可靠储能,这个我们讲了八年了,我记得在八年前储能大会上就讲,储能最大的就是安全,安全就是1,其他全是0,你有安全问题我们谈储能就没有意义了,未来高安全、长寿命储能一定是要求会越来越高。

第六,无人值守。我们现在储能电站要求寿命很长,10年,15年,甚至有20年的,这么长寿命的储能,至少运维是非常大一笔收入。在于湖南一个200MWh项目,大概一年运行费用会达到300万-400万,如果十年就3000万,十五年就是4500万。这么高的运行费用,要加到成本里面就是非常高的。我在三年前说,我说未来的储能完全可以做到无人值守,当然到无人值守之间还有一个阶段叫机器人值守。我初步预估到明后年就会有一些储能电站会出现机器人值守的情况,我估计很快就能够看到,机器人值守之后可能就是无人值守了。

第七,大量的算力,大数据已经讲了很多年了,我们在新冠疫情阶段,大家就领悟了大数据的魅力,你到任何一个地方,所有的轨迹都清清楚楚,这就是大数据的作用。在储能电站也一样,一个储能电站里面都是建的几百万颗,上千万颗电芯,这么大的电芯你靠人去管是管不过来的。

第二,寿命很长。这么长的寿命,你如果没有一个实时大量的算力,里面所有电芯衰减趋势和电芯一致性是很难管控的,这里面一定是大数据加AI的概念,这里我们讲了三年了,我们在三年前已经对AI做一些结合,我们了一个价格,我觉得价格往下是很正常的,就像我们曾经光伏一样的。最后去掉了一个0,一定是这样。我记得刚做储能的时候,电芯大概是12元一瓦时,今天我们是2毛多一瓦时。2019年电芯大概是12元一瓦时,这是我亲自去谈的电芯价格,今天是2毛多一瓦时。

这个并网数据大家都知道,我今天把2024年提出来了,2024年大概是108GWh,全行业的量,在四五天以后会公布出来。去年大家都卷价格,卷交期,卷服务,卷回款。其实政府对行业必经之路,任何一个行业都会经历这个阶段,没有这个阶段这个行业是发展不起来的,所以一定是到最后卷品质,到最后一定卷机会。谁的品质好,谁的机会就多,谁就活到最后。我觉得卷是正常的,不卷是不可能的,不卷这个行业肯定起不来的。

我借雷军老师一句话,我觉得社会永远需要最优性价比的产品和服务,你没有最低,只有更低,这个低性能还特别棒,我觉得这就是行业最需要的东西。

我每年都会对未来做个预测,还比较有幸,每年都预测还比较准。2025年的增长,可能跟预期会有一些差异,会消化下政策,今年上半年对政策消化可能会是一个过程,所以2025年上半年会有一点影响,但是未来的趋势一定是的,至少每年翻一倍的节奏,一定会有的。

这个是BMS,我们就讲专业一点。BMS很多,市面上各种BMS,这些BMS国家标准都是我参与制定的,通信行业第一套标准是我参与制定的,我们当时跟吴景濂、侯老师,我们在北京搞。包括电动汽车第一代标准也是我参与制定的,储能的第一代国家标准也是我参与制定的。参与标准制定完以后,我感觉每个行业都有其特色,但是相比之下技术难度,安全性的要求,还有数据的存储量,包括寿命周期等等各方面,我们要求最高的还是储能,我们判断今天储能要求是非常高的,我记得我在十年前就说储能不是简单的搭积木,它是一个非常高的行业,光一个电芯,光一个PCS,光一个BMS每个都得要一家公司去做,大家可以想象一下,把这些东西集成在一块,你可以想象一下有多难。我光做一小块都很难,所以整个行业要做成很简单,你要做好是比较难的,至少我做了16年,我感觉它非常难,越干越觉得它非常难。

我觉得所有储能生意不是简单的设备成本,里面会涉及成本非常多。比如说我的选址,你在不同的地址成本影响很大,不同的地方土建成本可能会翻一倍。

运行安全,衰减寿命,加上设备成本。设备成本在里面占比并不大,可能占到了一半左右,在整个收益里面。我们可以看到目前工商储,我记得开始不叫工商储,我记得2019年做的时候是叫低压台区储能,那个时候还没有工商储的概念,我们跟南网做了很多低压台区储能,就是变压器下面放一个柜子,2019年的时候行业里面还没有多少人干工商储,我们那个时候就可以看低压台区储能。那个时候我们做系统集成,整个集成全部干掉。干下来以后发现,其实低压台区储能收益非常高,那个时候峰谷差又大,所以我们对这个概念应该是理解的会比较深一点,因为做得早,所以体会是比较深一点。

系统集成这一块。我们感觉行业的东西越来越成熟,但是为什么我们的系统安全问题一直很难杜绝,等一下我后面会讲到。我们现在会看到电芯(循环次数)有8000次甚至10000次,但是我们真正到项目现场去做,跑个六七年,这个电芯就不行了,跑不了,这并不是电芯厂家吹牛,电芯真的能跑8000次,但是变成PACK,变成RACK,变成整个集装箱以后,他各个地方都会打折扣,跟人的寿命一样的,人的理论寿命是可以达到120岁,大家可以去查一下。但是我们2024年据科学报道,中国人平均寿命是77岁,理论寿命和实际寿命之间为什么差距这么大,这跟刚才的道理是一样的,电芯的理论寿命是8000次,比如说一充一放怎么也得16年,至少16年。但是实际上根本做不到,目前至少我们看到的这些在建,已经建好的储能电站寿命能达到八年以上的,就非常非常少了,我见了很多电站差不多六七年,基本上就挂掉了,其实跟我们前期的预期是相差很大,其实最大的是什么呢?最大的是保养。我曾经说过我的BMS作用是什么,说得很玄乎,其实就是黑匣子加上家庭医生。其实这很容易,黑匣子是干什么的,你所有的东西,我都给你保存下来,你们有安全问题,有各种问题都可以查,可以追溯,这就是BMS作用。如果一个电站最终出了问题,数据都没有地方查,这说明BMS没有起到黑匣子作用。

第二,我要起到对电芯的保健作用。我就是电芯,整个电站的家庭医生,我应该让你更长寿,让你更安全,让你不出任何问题。我们看到有钱人都有家庭医生,有钱人寿命就很长,我们看到李嘉诚90多岁了,他凭什么90多岁,因为人家有专职的家庭医生。电池、电站也一样,如果我们的电池、电站有非常棒的家庭医生,这个电池寿命也一定会很长,那就不是七到八年了,同样8000次的循环寿命,可能就能达到10年,12年,甚至15年也有可能。BMS在里面,大家看价格很便宜,不到2分钱,但是如果起到作用,可能会延长三到四年的寿命。

这就是成本,我刚才说的设备成本在里面占比并不高,我们的成本下降并没有对行业的量起到指数级的增长,说明什么呢?说明这个价格的下跌,只是会影响行业的一小部分因素,更多的是里面很多综合因素,包括消纳,谁来调?电网来调,还是我们独立储能,我自己独立用。储能很复杂,我们光把储能建好很复杂,如果让储能能够真正发挥作用更复杂,他先有大量政府因素在里面,这是我们16年做下来以后遇到的各种问题。包括电站的运维,未来可能是机器人加上AI运维。我前面讲到无人值守,我们现在在湖南的一个中广核200MWh项目上,我们就已经把我们无人值守运维系统做进去了,在湖南一个200MWh项目上,已经跑两年了,做得还不错。整个电站原来要一天需要六个人,现在一天运维大概只要两个人就够了,我足足减掉了四个人,而且我所有的数据比他原来内部数据还要多,还要更完善,我可以至少提前七天时间告诉这两个人哪些电芯,第几个集装箱,第几簇第几个PACK上的第几节,可能会有问题,我们具体到某一节电芯,我们现在有3个200MWh项目上,已经用到了我们的无人值守运维系统。

BMS真正的可能性是什么?我们就讲一点技术的东西。第一个是SOC,这告诉你电站还能够用多久,很多人感觉这个电池电压很高,有3.65V,这只是说电压高,但是电池,电站最终要放容量,你能放多久,放一个小时,两个小时,三个小时,由谁决定?由SOC来决定,不是由电压来决定,所以SOC是非常关键的,包括特斯拉到今天为止,他的SOC算力也不准,它是一个世界性的难题,我们特斯拉的车,现在告诉你还能开两个小时,可能你一脚油门下去,告诉你只能开一个小时了,说明什么?说明SOC的动态预估是比较难的,因为它是很复杂的算法。

SOH,SOC的分母就是SOH,所以你要算SOC第一步要先算SOH,SOH告诉你寿命还有几年,哪个医生有这么牛逼,他能算出来我还有几年寿命,这肯定是很难的,所以难上更加难的事情就是SOC。

这三个因素是我们BMS真正核心中的核心,它需要每年有大量的数据和算法进行建模,然后去做计算。

我们新国标里面的SOE,就是能量,把电压加进去了,就乘以SOC里面加上一个电压,那就是SOE了。保护策略一定是电压,温度,电流,内阻和功率,最终来组成。

大数据AI+云计算,我们提了四年了,今年是第五年,我们在四年前就发布了大数据加AI的发布会,在江苏的无锡,本地的BMS就本身带着云的概念。我本地的BMS加了AI+云的概念以后,我动态修正SOC和SOE,这个计算就比正常的其他修正要复杂很多,但是精度会高很多。

我们利用AI对数据分析,我们最终会预测到安全、衰减、寿命和运维。这个很多算法的东西,我就快速略过。我们公司有四个搞电池的人,我们从电池厂家挖出来的,还有几个搞数学的,专业就是做算法的。这是SOH,这就比较难了,没有七八年的积累很难算得比较准确,这也是我们研究电池和我们研究数学几个硕士,专门研究的,我们最近从牛津大学招了一个硕士,也专门研究算法的,前两天刚入职,专业研究,我们大概节省了费用,这一块会花大量力气去做。

均衡,这个前提依托SOC,SOH。我曾经说过,如果SOC、SOH算不准,主动均衡是算不好的,他靠电压去做是做不好的,为什么呢?因为两节电池的电流一样,用相同的电流去放电,他的放电时间是不一样的,说明什么呢?说明电压一样的电池放电时间是不一样的,所以用电压去做是没有意义的,只有用SOC去做是有意义的,这就是门槛。

算法是未来的趋势,未来的趋势一定是算法加大数据加AI。最近特别是杭州六小龙出来以后,讨论会更大,在于三年前已经在做,当然可能没有他们做的专业,SOC、SOH、SOE,你们要去做建模。

大数据的分析和存储,这是我们说的黑匣子。大数据的分析,做预测寿命,这个预测寿命做到了以后,说句比较难听的话消防可能真就是一个摆设了,我能够提前告诉你哪个电芯有问题,通过大数据计算做了以后,对整个电站安全基本上可以做到提前一周时间是没有任何问题。大数据AI,加上EMS,我们本身就做EMS的,我们本身也做了接近十年了,完全可以做到自然的调度,这个跟传统调度意义是不一样的,我们可以根据电芯特点去调度,跟我们原来调度意义不一样了。我们大数据加上AI,加上EMS,就变成机器人或者无人值守的运维,这一块大概做了四五年,目前已经有几个200MWh项目在用了,效果还不错,当然我们要持续改进。这是我们大数据的界面。

我再花几分钟讲一下3S融合。我们在2020年做的,做到现在为止最早跟EMS融合,这已经很成熟了,不管是大储还是风光储非常成熟,我们现在是免费,科工电子EMS全是免费的,只要用过人都知道,基本上不用花钱,不管大储还是工商储。电路跟EMS直流侧的保护我们进行融合,这一块会快很多,而且成本会急剧下降。

另外一块在行业里面做的人目前还没有,我们把BMS和消防的控制器融合。我们其实消防都知道,要有温度和烟雾同时的触发,大家可以想象一下,如果都出现烟了,这个电池的温度可能已经超过200℃了,这个时候已经不可控了,我们基于这样的前提,我们就把一些保护措施做到BMS里面来,BMS有所有每个单体电芯的温度,每个单体电芯的电压,每个单体电芯所有的数据,我完全可以不需要等到有烟的时候再来进行保护,我至少可以提前N个数量级的时间,我非常精准地保护好电池。我们把这一块,在去年已经融合在一块了,就是跟消防融合在一起,现在行业里面应该没有人在做,我们去年已经做好了,目前在廊坊的一些项目上在使用。

未来一定是高安全长寿命,低成本,永远不变的主题,一定是各种操作,各种维保,衰减,我们也不能影响电芯的安全,所以这就需要我们的BMS去做。

我们长寿命,怎么做到长寿命,理论寿命是120岁,我怎么让你从77岁变成90岁,其实这个目前中国医学水平是没有问题的,我想BMS也一样。从我们原来八年提升到十二年是没有任何问题,我们做过对比,我们的电站和其他厂家的BMS电站,我至少比它延长两年没有问题,我们在西藏的尼玛项目就比同行做多了足足两年寿命,同一个电站,同时开建的。

这是科工的简单情况,我们在去年在西湖区拿了一块地,一共投资三个多亿,年产值大概150GWh以上,今年年底我们会搬进去。

安全,我刚才基本上讲到了很多,储能的安全是靠电芯,靠你所有的细节,靠大数据,靠我们的AI进行计算。

这是我们产品,可能在座的很多人都用过我们的产品。这是我们产品的全家福,我们核心是主动均衡和被动均衡,产品都是一对一,有一个被动就必有一个主动。这是我们大数据的简单架构,通过人工智能和我们的神经网络,下面是我们神经网络的构建,我们神经网络差不多研究了十年了,我们有三个人专门研究神经网络,把我采集到的数据和算出来的数据怎么样进行融合,怎么样进行计算,最终做推理。

这是相关一些曲线的展示,包括内阻,内阻在行业里面应该只有我们会计算直流侧内阻,我们对每个单体电芯的内阻都会计算。通过内阻以后,通过雷达图可以给用户非常直观地展示,告诉他哪个电芯出现过温过压的比例,通过雷达图可以展示出来。

这是一个汇总,我们差不多90%安全事故是可以通过BMS进行避免的,延长两年是没有任何问题,我们有大量数据可以延长两年。主动运维至少可以让收益增加20%,这个有大量的大量数据做测试的,我们可以看到最近这几年用主动均衡的厂家越来越多了,差不多每年都在翻倍增长。我们现在海外的项目,跟好几个海外合作已经三四年的厂家,现在海外出口全部改成主动(均衡)了,因为海外要保寿命。

这是我们的几个标志性项目,我们目前做的单一电厂最大的是瓜州的1.5GWh项目,单个地点就1.5GWh;我们也做了中国第一个电网侧储能项目,在苏州;做了国内最早的新能源储能项目,在青海的黄河水电项目,2019年做的;这是国内第一个新能源配储,我们和阳光电源做的,用的亿纬电池;这是国内第一个新能源配储200多兆瓦时……

调频我们在行业里面占比超过40%,为什么这么讲?因为调频的难度是所有储能里面最难的,我们在调频这一块做了比较多,在行业里面超过十个项目,有十个项目是我们BMS。因为它是2C的,而且响应速度要非常快,都是毫秒级的。

这些是一些案例,就快速过一下,这是单个地点在1.5GWh,在甘肃的瓜州,这个项目是宁夏宝丰的。

这个项目是河北承德的,单个地点920MWh。还有莱芜的,还有龙源的,都是主动均衡的。这个在黄河水电,全中国第一个新能源配储,单个地点200MWh的,这是2019年做的。

我们有接近一半的项目是主动均衡,因为项目比较多,我们就很快过了。项目比较多,我们累计做了55个GWh。这些是最近国家重点研发计划项目,这个是我们跟湖南省电网公司做的国家重点研发计划,跟湖南大学的罗院士一起做的,我们跟罗院士做了两个项目,这是其中一个。通过61850,而且是6路数据并发,这个在行业里面目前也是为数不多的,通过61850/6路数据并发的。这些都是调频的项目,我就不多说了,这是我们跟国网新能源公司做了很多电动车,移动车;移动充电车,大概每年有四五十辆。

科工宗旨就是让储能系统更安全,收益更高,谢谢大家。

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