比亚迪(BYD)储能技术调研报告(内部资料(DOC)

比亚迪（BYD）储能技术调研报告(内部资料，注意保密）ZT Post By：2009-11-20 12:44:00 第一章比亚迪（BYD）公司概况

比亚迪股份有限公司成立于1995 年2 月，是一家具有民营企业背景的香港上市公司，现拥有IT、汽车以及新能源三大产业，是一家集研究、开发、生产、销售为一体的深圳市重点高新技术企业。

深圳比亚迪（BYD）公司多年来一直致力于动力电池的研发和应用，并取得重大成果。BYD 的铁电池技术已经在电动汽车上得到充分应用，2008 年12 月，BYD 生产的F3DM 双模车成功上市；2008年下半年，BYD 利用成熟的动力电池技术进军新能源领域。

比亚迪基于铁电池核心技术实现能源储存，达到对电网移峰填谷、平滑负荷曲线的目的，形成对电网的有力支撑。2009 年9 月已经建成了2 个电池储能示范/试验电站，为探索电能存储的新途径打下了坚实的基础。

第二章 BYD储能技术

一、铁电池技术

1. 铁电池特点及生产工艺

锂离子电池以工作电压高、体积小、储能密度高、响应速度快、循环寿命长、内阻小等特点而得到快速发展。比亚迪生产的铁电池属于锂离子电池的一种，其正极材料为磷酸铁钴锂LiFeCoPO4，与传统的钴酸锂电池相比，铁电池的能量密度为钴酸锂电池的75％，但在制造成本、安全性能、循环寿命、功率输出范围等方面都具有明显优势。

比亚迪的铁电池生产工艺包括配料、涂布、辊压、表面检测、分切、卷绕、装配、烘烤、注液、陈化、化成、存放、分容、存放、分选、组装、模组分容等多道工序，采用自动化生产线，生产车间设计为无尘车间，较好的保证了电池的品质和电池之间的一致性。

2. 铁电池技术参数

目前比亚迪能量型FV200A铁电池的技术参数如下：

额定电压：3.25V 容量：200Ah 重量：6.7kg 体积：389.7mm×57.7mm×145.7mm

充电电压：3.600±0.049V 充电电流：标准：100A，快充：200A，最大充电电流：600A 放电电流：常规：200A，快放：600A，最大放电电流：1000A 放电终止电压：2.00V 运行温度：充电：－10～＋50℃，放电：－20～＋60℃

运行相对湿度：10％～90％内阻：≤1mΩ 自放电：25℃保存条件下，28天后，自放电不超过30mV 充放电效率：97％根据上述数据推算，FV200A铁电池的储能容量约为0.65kWh，能量密度（体积）为19

8.4kWh/m3,能量密度（重量）为97kWh/吨。

3. 铁电池试验测试项目

3.1循环寿命

铁电池常温条件下（25℃），1C充电电流，4C放电电流，循环6600次后，电池剩余容量保持在设计容量的80％。

测试表明铁电池的循环寿命受温度影响较大。如果长期工作于45℃，循环寿命可能缩短50％，如果长期工作于60℃，循环寿命将更短。

另一方面，铁电池的循环寿命受充放电速率的影响也较大。对于200Ah电池，如果采用0.125C（25A）充电，0.25C（50A）放电，循环寿命将达到7000－10000次，按1天1次循环计算可使用19年－27年，浅充浅放时寿命将更长。

3.2充电特性

铁电池的充电特性参见图1，在充电初期为恒流充电，当电池电压达到稳定值时，进行恒压充电。充电电流越小，达到恒压状态以及满充电状态所需的充电时间就越长。

3.3放电特性

铁电池的放电特性参见图2，其放电曲线较平稳，在大部分放电时间内能保持稳定的电压。当以小电流放电时，其放电电压能保持在较高水平，放电电流越大，电压稳定期越短，且放电电压越低。

4. 铁电池生产能力

比亚迪现有铁电池FV200A生产能力为500节/天，折合年产量0.12GWh，预计2010年铁电池年产量将达到0.8GWh。

5. 铁电池的回收处理

制造铁电池的材料均为无毒材料，其正极材料为磷酸铁钴锂，负极材料为碳类材料，正极板为铝箔，负极板为铜箔，介质是溶剂和锂离子电解质，隔膜为高分子聚合物，这些材料本身不对环境构成污染影响，与常规电池相比具有良好的环保性能。同时比亚迪公司拥有铁电池回收利用技术，可提取废弃电池中的有效成份进行重复利用，降低资源消耗，减少环境污染。

6. 安全性分析

比亚迪铁电池新型安全阀设计，密封在电池内，炉温测试表明当电池内部压力超过0.2Mpa时，安全阀动作，防止电池爆炸产生。另外铁电池还通过了针刺、挤压、撞击、短路、过充、反充、过放、火烧等安全性测试，验证了铁电池具有较高的安全性。

二、换流技术

换流技术是蓄电池储能系统并网运行的核心技术之一。BYD采用了自行研制开发的双向换流器。

1. 双向换流器的基本结构和技术参数

BYD双向换流器采用三桥臂整流/逆变电路，开关采用IGBT模块，控制单元为DSP芯片，除可进行整流和逆变外，还可以提供四象限无功输出。

BYD生产的双向换流器已应用于F3DM双模车。使用于电力领域的大功率双向换流器主要规格有100kW、200kW、800kW、1MW。目前BYD储能电站已使用的是100kW换流器（型号：**N100KA），200kW换流器在调试阶段，800kW、1MW换流器尚在研发阶段。**N100KA的结构图参见图3，主要技术参数如下：

1）尺寸：1000mm×600mm×2200mm 2）总重量：500kg 3）逆变数据：最大逆变效率：98％

直流侧：额定输入功率：102kW 最大输入电流：204A 直流输入电压范围：500V－880V

交流侧：额定交流输出功率：100kW 工作电压范围：300V±10％额定输出电流：192A 工作频率范围：50Hz±1％电流总谐波畸变率：＜3％

4）充电数据：最大充电效率：98％电网侧：额定输入功率：102kW 输入交流电压：300V±10％额定输入电流：196A 工作频率范围：50Hz±1％电流总谐波畸变率：＜3％直流侧：额定直流输出功率：100kW 输出电压范围：500V－800V 最大输出电流：200A

2. 双向换流器的功能分析

双向换流器主要集成了换流、并网控制、功率调节、保护四大功能。

1) 换流双向换流器的主要功能是进行整流和逆变。在逆变过程中，由于电池放电将造成电池端电压下降，通过控制换流器IGBT的导通时间，补偿电压，以保证交流输出端的电压稳定。

2) 并网控制在放电状态下，双向换流器的DSP进行蓄电池的并网控制过程如下：首先，DSP控制投入直流侧开关，由DSP采样交流电压的相位和幅值，把逆变器的输出电压调至与电网侧电压同幅、同相、同频，完成后控制交流侧开关投入，实现并网。

3) 功率调节DSP采样直流侧电压、电流和交流侧电压、电流，形成反馈信号，确定交流输出的电流或充电电流大小，可按给定功率进行调节。

DSP还可控制交流输出电流、电压间的相角，实现功率因数在[-1,1]区间连续可调。

4) 保护换流器具有以下保护功能：①交、直流过压、欠压保护，②过频、欠频保护，③相序检测与保护，

④防孤岛保护（检测电网断电时，停止换流器运行），⑤过热保护，⑥过载、短路保护。其中通过DSP软件和硬件共同实现过热保护，通过DSP软件、断路器和熔断器共同实现过流保护。

3. 需进一步完善的方面1) 换流器的功率有待提高.