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户用储能需求高涨下的电池技术趋势

时间:2022-09-09 来源: 高工锂电网

近日,欧洲能源危机频频“霸屏”,德国关闭自动扶梯,西班牙重新启用陶罐降温,波兰民众排长队买煤……

 

这一波欧洲能源危机给户用储能赛道带来了巨大发展空间。在行业人士看来,户用储能的发展可称得上是一片星辰大海。 

 

而在这一片星辰大海背后,尚存在一定“阴影”。高工产业研究院(GGII)分析认为,户用家储市场超预期爆发,电芯紧缺成为中短期行业发展最大瓶颈。

 

涌入户用家储赛道的企业也陡增数倍,卡位较早的企业在今年上半年大多实现营收盈利双提升的业绩。如2022年上半年,派能科技实现营业收入18.54亿元,同比增长171.94%,净利润2.64亿元,同比增长70.02%。鹏辉能源2022年上半年营业收入约40.65亿元,同比增加65.58%,净利润约2.44亿元,同比增加105.95%。其中户用储能贡献了主要增量。

 

短期内,户用储能电池是一个明显的增量市场。海辰储能、鹏辉能源、派能科技等纷纷加码户用储能领域。其中鹏辉能源、派能科技掀起电芯扩产潮;而海辰储能则针对户用储能发布了一款大圆柱户用储能专用电池。

 

户用电池厂家竞速 

 

对于户用储能而言,小电芯组成的系统很重要,涉及到 SOC、BMS 的技巧、软件、充放电的平衡等关键经验。显然,面对飞速增长的户储市场,适用于户储的小容量电芯市场并没有足够的储备。

刚发布半年报的阳光电源也说明了这一点。上半年由于受到电芯瓶颈影响,其户用储能只出电池系统 1.5 万台。

 

为了提高供应能力,鹏辉能源和派能科技纷纷加码扩产。今年5月,派能科技拟投资50亿元在合肥市肥西县建设10GWh锂电池研发制造基地项目。时隔两月(7月下旬),鹏辉能源拟在浙江衢州建设年产 20GWh 储能电池项目,总投资计划约60亿元,其中一期建设年产 5GWh 储能电池项目,二期建设年产5GWh储能电池项目,三期建设年产 10GWh 储能电池项目。

 

除了电芯厂家加码扩产外,海辰储能在近日发布了一款大圆柱户用储能专用电池,欲重新定义户用储能场景下专用储能电池,其圆柱产品规格覆盖4680-46300,单体容量10-50Ah,灵活适配性更强,满足多样化储能应用场景需求,在成本、灵活性、一致性、安全性和寿命长等多方面均有较大突破。

 

户用储能电池更重产品设计 

 

户用储能作为小型储能电池,看似重在储存,但其后的电池管理与全屋能源调配也同样重要。所以户用储能电池核心竞争力是产品设计能力。

 

在储能电池产品设计上,主要是与储能逆变器的适配(各国/地区有不同的要求)和针对客户需求进行的定制产品设计。

 

例如,储能系统中的BMS(电池管理系统)与储能逆变器需要适配,储能逆变器控制器通过CAN接口与BMS通讯,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。

 

其中,储能BMS要具有实时监控电池电压、电流、温度的功能,进而实现对SOC、SOH等电池状态的计算,从而实现对电池的均衡管理、热管理、故障报警等功能。

 

据介绍,储能BMS并不同于车用BMS,车用BMS对适应环境要求更高。而储能系统更复杂、庞大,充放电深度更深,寿命周期更长,储能BMS需要应对更复杂的能量管理体系。

 

GGII预测,至2025年中国储能BMS市场价值达到178亿元(含出口海外),年复合增长率达到47%。

 

在国际户用储能电池市场占有率颇高的派能科技、比亚迪、鹏辉能源等则是在电池、BMS以及系统PACK等关键环节完全自主研发生产。短期来看,具备较强电池能力在户用储能领域优势明显。

 

户用储能电池降本等趋势明显 

 

整体而言,户储电池发展趋势主要体现在降低生产成本、降低热失控风险、提高电池适配性等方面。

 

首先,生产效率提高,可带来更低的单体生产成本。典型的户用储能系统一般是5KW(组件+逆变器)配套10kWh(储能电池),其中电芯是储能系统的核心,成本占比约45-50%。那么电芯降本对储能系统至关重要。

 

 

其次,提高安全性,可降低热失控风险。户储系统目前大多缺乏精密的温控系统,因此对电池本身的安全性问题有较高的要求。

 

最后,更小的单体电芯容量,可提了电池适配性,模组形态、带电量更多样。

 

单体容量层面看,户用储能电芯主要包括方形、大圆柱、软包。其中大圆柱的单体容量在10Ah-50Ah,方形50Ah-300Ah,软包30Ah-80Ah。

 

 

更小的电芯单体容量,决定了电芯模组成形、模组容量的多样性,可以匹配不同带电量的户储及便携式储能系统。GGII也认为, 100Ah以下小容量电池在户用家储领域仍有较长的应用生命周期。

 

在越来越流行的户储高压系统,更小的单体电芯容量更适用。当前欧洲户储市场(尤其是北欧+德语区)正在经历低压向高压系统的产品迭代,提高电压平台以求降低电流,最终降低系统发热量+提高放电效率。

 

总体上来说,电压平台升高,若要保证总的储能系统容量不变(家储系统通常在10kwh以内),则电芯需要往小容量做。低压平台的储能电芯多为100Ah,而高压平台逐渐向50Ah过渡(宁德预计在下半年会量产26Ah产品,海辰储能大圆柱电芯做到了10-50Ah)。

 

 

在国内某头部光储龙头企业中期财报交流会上,管理层也提及户用储能从长期看跟电网的友好、跟家用电器的匹配和充电桩的适配等方面的软实力是关键,但中短期1-2年电芯的供给瓶颈仍是关键。

 

 

 

 

 

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