10月31日讯：

储能的进阶之路——储能仓

综述

储能仓提升容量的两个途径：1）提升电芯容量和性能；2）在其他结构件PCS、EMS和消防系统等采取压缩体积的方式，加大电池在仓内占比。从远期来看，电芯在现有尺寸下，容量几乎达到一个峰值，想要继续提升容量密度，可能需要在正负极材料上花费较多功夫，或是选择研发新的电池技术如锂聚合电池。在这种情况下，下一代迭代方向应该会在仓内结构的设计调整上，在保证安全的同时提高电池仓的容量

随着新能源行业的不断发展，行业对电力储能仓提出更高的性能要求，即更高的容量，更小的体积和更完善的安全防范措施。但是实现这一目标不仅仅是提升电芯就可以做到的，储能系统作为一个复杂的集成产品，其主要由直流侧和交流侧构成。目前直流侧普遍由电池簇，液冷系统、BMS系统和消防系统组成；交流侧主要包含PCS、变压器和EMS。储能仓的进阶离不开这些主要组件的升级

电芯

作为储能最基础和最重的组件，其容量和性能很大程度上决定了电池仓的容量和性能。以市场中较为常见的是280Ah电芯为例，如仓内有10个簇，每簇的电芯个数为416个，单仓的容量可达3.72MWh。目前各家电芯厂已从280Ah完成产品迭代，逐步从280Ah,过渡到305Ah，再更新到最近的314Ah，甚至有厂家电芯容量可做到320Ah。如果在其他条件不变的情况下，314Ah电芯可以将单仓容量做4.2MWh，容量提升约13%左右。值得关注的是每家电芯在升级容量的同时，基本都做到与280Ah尺寸一致。

图1：电芯示意图

插箱

插箱可以理解成一个小的集成产品，是电芯组装到Module，Module再集成为插箱。插箱作为储能仓的最小更换单元，其主要有风冷和液冷两种。风冷插箱基本限于280Ah电芯，如采用更高容量电芯，因电芯容量增大，热失控风险增高，需搭配液冷系统快速散热。对于液冷插箱来说，一般在箱体底部设置液冷板，旁边设置液冷管连接器。从目前市面产品来看，因各家电芯尺寸基本无变化，故插箱尺寸现阶段也逐渐固定，但插箱的尺寸向着“长”插箱发展，未来会在此基础上持续优化产品，在保证容量和性能的同时，逐步减小其体积。如更换新式液冷板，取消插箱上的MSD，增加内部BMU的温度采样点。同时在插箱安装Pack级消防灭火的喷头，提升安全等级。另一方面，插箱的IP等级也逐渐提高，头部厂家已经达到IP67的水平，可以更好的保护电芯，充分发挥性能

图2：插箱示意图

电池簇

电池簇相当于插箱的进一步集成，电池簇整体改进不大，一般是8个插箱家和1个直流高压控制箱组成。可在结构设计上改进，进一步减小整体体积

图3：电池簇示意图

PCS

目前主流的PCS仍以集中式为主，目前，主流PCS厂家普遍采用1725kW、1500kW等额定容量的PCS，配合3000~3600kVA左右的变压器组成功率单元。为匹配5MWh+电池舱的应用，未来PCS厂家预计将使用单机2500kW额定功率的PCS，配合5000kVA左右的变压器使用，从而提升整站的功率密度。当然集成厂商也会根据各家集成产品情况，搭配不同规格的PCS。

电池仓（直流侧）

电池仓一般由8-12个电池簇并联组装，同BMS，温度控制系统，自动消防系统构成完整的电池仓。目前各家电池仓的规格都基本固定在20尺左右的集装箱。值得关注的是，电池仓在结构设计上个家都采取优化，尽可能减小消防系统和其他组件的体积，尽可能提升直流侧电池簇占比，目前市场常见的是10个簇并联组成电池仓，部分头部厂家已实现12簇并联，将电池仓的容量从原来的3.72MWh直接提升到5MWh

图4：电池仓示意图

市场趋势：目前各家电芯厂都推出自己的电池仓产品，目前海外市场开始倾向于采买电池仓，同时受限美国IRA法案，整套储能系统难出口，故电池仓需求打开，电芯厂未来以该形式出货占比或会增加

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