储能电池在分布式光伏发电系统与新能源汽车配套充电领域中的应用与要求讲解
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1）安全性要求 储能电池成组管理系统及结构设计合理，在过充、过放、短路，挤压、振动、冲
击等条件下，电池不发生冒烟、起火、爆炸等。 2）可靠性要求 储能电池组要稳定可靠，循环次数 /使用寿命要长，自放电率低，在使用过程中不
发生泄漏。 3）转换效率要求
储能电池组要具备尽量高的能量转换效率，减少充放电及储存过程中的能量损失。 4）环境适应性要求
温度范围
以下）充电、一Βιβλιοθήκη Baidu性、安全性等
3）全钒液流电池 - 主要技术特性
体系 指标
阀控铅酸电池
磷酸铁锂电池
全钒液流电池
现有应用 规模等级
kW~MW
kW~MW
5kW~6MW
比较适合 应用场合
低成本
分功率型和能量型、 适合场合多（介于 LAB和VRB之间）
长寿命、大规模
比能量
35~50 Wh/kg
100~130Wh/kg
年 2015累计35GW）
?
国能新能 [2014]406
号“国家能源局关于进一步落实
分布式光伏发电有关政策的通知”（ 2014/09/02 15
2014年10GW60%DPV，路线图：2015-2020及以后）
一、背景情况 – 新能源汽车配套充电设施大发展
?
国办发 [2014]35
号“关于加快新能源汽车推广应用的指
指标
现有应用 规模等级 比较适合 应用场合
比能量 比功率 倍率特性 转换效率 寿命 自放电 成本 工作温度 安全性 资源环保 关注点
体系
阀控铅酸电池
kW~MW
低成本
35~50 Wh/kg 75~300 W/kg
0.1C~1C >80%
>300次 100%DOD 2年 2~5%/月 0.7元/Wh -15~45℃ 安全 有污染
4）超级电容器 - 主要技术特性
指标
体系
工作电压 现有应用规模等级
比较适合应用场合
使用温度范围 比能量 wh/kg 能量密度 wh/L* 比功率密 w/kg
循环寿命 周 自放电
成本 元/Wh 是否环保 关注点
超级电容器 (有机对称)
0V~2.7V 100kW 级 短时间大功率输出、长 寿命、快速充电 -40~65 ℃
* 25~30Wh/kg 电解液
比功率
75~300 W/kg
200~1000 W/kg
* 50~100W/kg 电堆
倍率特性 转换效率
寿命 自放电
0.1C~1C >80%
>300次 2年 2~5%/月
5C~10C >90%
>2000次 4年 0~1%/月
1.5C >75% >15000次 10年 0 静态 ；严重（循环）
储能电池在分布式光伏发电系统与 新能源汽车配套充电领域中的 应用与要求
孟海军
一、背景情况 二、应用模式 三、应用要求 四、关注问题
一、背景情况 – 分布式光伏发电大发展
?
国发 [2013]24
号“国务院关于促进光伏产业健康发
展的若干意见”（ 2013/07/04 8 2013-2014：10GW/
导意见”（2014/07/14 30）
? 国家新能源汽车规划：2015年底前累计推广新能源汽车50万辆。 充换电站2015年底前完成4000座建设，同步大力加大充电桩建 设；2016-2020年高达10000座，建成完整充电网络。到 2013年 底，国网建成充换电站400座，各类充电桩1.9万台，建设距规 划差距很大。（ 2014年7月，国家明确取消新能源汽车购置税， 并要求国家机关单位年购置车中新能源汽车不低于30%）
? 国网调整充换电设备建设思路：“主导快充、兼顾慢充、引导 换电、经济实用”。 2014年3月国网允许社会资本与国网竞争， 共同投资建设充电、换电设施。今年 4月国网首次开展充电站 设备招标，总计1.6亿元，年内共进行5次充电站设备招标。今 年7月国家电网决定：国网暂时收缩在电动汽车充换电领域的 投资。这意味着，国网以后不会是主要设备投资方，而是将设 施建设推向了社会资本。
参照有关标准，如储能电池工作温度一般要求在（ -40℃~55℃）的温度环境下能
够正常运行。 储能电池的低温性能要好，应用要求电池低温-10℃以下能够充电。
5）低成本要求
6）高比特性等
三、应用要求 – 典型电池情况
1）铅酸蓄电池 2）锂离子电池 3）全钒液流电池 4）超级电容器
1）铅酸蓄电池 - 主要技术特性
5~7 6~9 4000 >500,000 较差 30% 100 无污染 成本、比能量
倍率特性
0.1C~1C
5C~10C
转换效率
>80%
>90%
寿命
>300次 2年
>2000次 100%DOD 70% 4 年
自放电
2~5%/月
0~1%/月
成本
0.7元/Wh
3元/Wh
工作温度
-15~45℃
-20~55 ℃
安全性
安全
比较安全
资源环保 关注点
有污染
无污染
提高寿命、效率、工作 成本较高、容量扩充、低温（ -10 ℃
成本 工作温度
0.7元/Wh -15~45℃
3元/Wh -20~55℃
5~15元/Wh 5~40℃
安全性 资源环保
关注点
安全 有污染
提高寿命、效率、 工作温度范围
比较安全
安全
无污染
无污染
成低一本温致较充性高电等、、容安量全扩性充、、降 保成 持本 工、 作稳 态定 自可 放靠 电性 高、 、能 系量 统效 成率 熟、 度
·Wind Generator：风能发电
·Fuel Cell：燃料电池
·Storage ：储能（蓄电池、超级电容器等）
二、应用模式 – EV配套充电
充电设施建设示意图
三、应用要求- 评价要素
储能电池评价要素
安全性
比能量
寿命
环境 适应性
储能电池
价格
…
…
比功率
充放电 效率
自放电 率
三、应用要求 – 主要要求
二、应用模式 - DPV
·MGCC（MicrGrid Central Controller）：微型电网中央控制器
·MC（Micro Source Controller）：微电源控制器 ·LC（Load Controller）：负荷控制器
·Microturbine：微燃机（柴油发电机）
·PV：太阳能光伏发电
提高寿命、效率、工作温度范围
2）锂离子（LFP）电池 - 主要技术特性
指标
体系
阀控铅酸电池
磷酸铁锂电池
现有应用 规模等级
kW~MW
kW~MW
比较适合 应用场合
低成本
可选择功率型或能量型，适用范围广 泛
比能量
35~50 Wh/kg
100~130Wh/kg
比功率
75~300 W/kg
200~1000 W/kg
击等条件下，电池不发生冒烟、起火、爆炸等。 2）可靠性要求 储能电池组要稳定可靠，循环次数 /使用寿命要长，自放电率低，在使用过程中不
发生泄漏。 3）转换效率要求
储能电池组要具备尽量高的能量转换效率，减少充放电及储存过程中的能量损失。 4）环境适应性要求
温度范围
以下）充电、一Βιβλιοθήκη Baidu性、安全性等
3）全钒液流电池 - 主要技术特性
体系 指标
阀控铅酸电池
磷酸铁锂电池
全钒液流电池
现有应用 规模等级
kW~MW
kW~MW
5kW~6MW
比较适合 应用场合
低成本
分功率型和能量型、 适合场合多（介于 LAB和VRB之间）
长寿命、大规模
比能量
35~50 Wh/kg
100~130Wh/kg
年 2015累计35GW）
?
国能新能 [2014]406
号“国家能源局关于进一步落实
分布式光伏发电有关政策的通知”（ 2014/09/02 15
2014年10GW60%DPV，路线图：2015-2020及以后）
一、背景情况 – 新能源汽车配套充电设施大发展
?
国办发 [2014]35
号“关于加快新能源汽车推广应用的指
指标
现有应用 规模等级 比较适合 应用场合
比能量 比功率 倍率特性 转换效率 寿命 自放电 成本 工作温度 安全性 资源环保 关注点
体系
阀控铅酸电池
kW~MW
低成本
35~50 Wh/kg 75~300 W/kg
0.1C~1C >80%
>300次 100%DOD 2年 2~5%/月 0.7元/Wh -15~45℃ 安全 有污染
4）超级电容器 - 主要技术特性
指标
体系
工作电压 现有应用规模等级
比较适合应用场合
使用温度范围 比能量 wh/kg 能量密度 wh/L* 比功率密 w/kg
循环寿命 周 自放电
成本 元/Wh 是否环保 关注点
超级电容器 (有机对称)
0V~2.7V 100kW 级 短时间大功率输出、长 寿命、快速充电 -40~65 ℃
* 25~30Wh/kg 电解液
比功率
75~300 W/kg
200~1000 W/kg
* 50~100W/kg 电堆
倍率特性 转换效率
寿命 自放电
0.1C~1C >80%
>300次 2年 2~5%/月
5C~10C >90%
>2000次 4年 0~1%/月
1.5C >75% >15000次 10年 0 静态 ；严重（循环）
储能电池在分布式光伏发电系统与 新能源汽车配套充电领域中的 应用与要求
孟海军
一、背景情况 二、应用模式 三、应用要求 四、关注问题
一、背景情况 – 分布式光伏发电大发展
?
国发 [2013]24
号“国务院关于促进光伏产业健康发
展的若干意见”（ 2013/07/04 8 2013-2014：10GW/
导意见”（2014/07/14 30）
? 国家新能源汽车规划：2015年底前累计推广新能源汽车50万辆。 充换电站2015年底前完成4000座建设，同步大力加大充电桩建 设；2016-2020年高达10000座，建成完整充电网络。到 2013年 底，国网建成充换电站400座，各类充电桩1.9万台，建设距规 划差距很大。（ 2014年7月，国家明确取消新能源汽车购置税， 并要求国家机关单位年购置车中新能源汽车不低于30%）
? 国网调整充换电设备建设思路：“主导快充、兼顾慢充、引导 换电、经济实用”。 2014年3月国网允许社会资本与国网竞争， 共同投资建设充电、换电设施。今年 4月国网首次开展充电站 设备招标，总计1.6亿元，年内共进行5次充电站设备招标。今 年7月国家电网决定：国网暂时收缩在电动汽车充换电领域的 投资。这意味着，国网以后不会是主要设备投资方，而是将设 施建设推向了社会资本。
参照有关标准，如储能电池工作温度一般要求在（ -40℃~55℃）的温度环境下能
够正常运行。 储能电池的低温性能要好，应用要求电池低温-10℃以下能够充电。
5）低成本要求
6）高比特性等
三、应用要求 – 典型电池情况
1）铅酸蓄电池 2）锂离子电池 3）全钒液流电池 4）超级电容器
1）铅酸蓄电池 - 主要技术特性
5~7 6~9 4000 >500,000 较差 30% 100 无污染 成本、比能量
倍率特性
0.1C~1C
5C~10C
转换效率
>80%
>90%
寿命
>300次 2年
>2000次 100%DOD 70% 4 年
自放电
2~5%/月
0~1%/月
成本
0.7元/Wh
3元/Wh
工作温度
-15~45℃
-20~55 ℃
安全性
安全
比较安全
资源环保 关注点
有污染
无污染
提高寿命、效率、工作 成本较高、容量扩充、低温（ -10 ℃
成本 工作温度
0.7元/Wh -15~45℃
3元/Wh -20~55℃
5~15元/Wh 5~40℃
安全性 资源环保
关注点
安全 有污染
提高寿命、效率、 工作温度范围
比较安全
安全
无污染
无污染
成低一本温致较充性高电等、、容安量全扩性充、、降 保成 持本 工、 作稳 态定 自可 放靠 电性 高、 、能 系量 统效 成率 熟、 度
·Wind Generator：风能发电
·Fuel Cell：燃料电池
·Storage ：储能（蓄电池、超级电容器等）
二、应用模式 – EV配套充电
充电设施建设示意图
三、应用要求- 评价要素
储能电池评价要素
安全性
比能量
寿命
环境 适应性
储能电池
价格
…
…
比功率
充放电 效率
自放电 率
三、应用要求 – 主要要求
二、应用模式 - DPV
·MGCC（MicrGrid Central Controller）：微型电网中央控制器
·MC（Micro Source Controller）：微电源控制器 ·LC（Load Controller）：负荷控制器
·Microturbine：微燃机（柴油发电机）
·PV：太阳能光伏发电
提高寿命、效率、工作温度范围
2）锂离子（LFP）电池 - 主要技术特性
指标
体系
阀控铅酸电池
磷酸铁锂电池
现有应用 规模等级
kW~MW
kW~MW
比较适合 应用场合
低成本
可选择功率型或能量型，适用范围广 泛
比能量
35~50 Wh/kg
100~130Wh/kg
比功率
75~300 W/kg
200~1000 W/kg