什么是儲能電池？儲能和動力電池的區別有哪些？

1、什么是儲能電池?

儲能電池是由電池儲能設備(由單體元件→電池包模塊→電池柜→電池儲能單元→電池儲能設備)、PCS及濾波環節所構成的整體。其通過變壓器，經由公共連接點(Point of Common Coupling，PCC)并網的結構如圖2.3所示：

儲能電池是電動汽車的核心部件之一，很大程度決定了電動汽車性能的優劣。

儲能電池經歷了三代發展，分別是錯蓄電池、堿性電池和燃料電池。其中第一代的鉛蓄電池價格低廉，但是充放電次數少、自放電電流大、反應速度慢。

第二代電池是堿性電池，常見的有鎳錫電池、鎮氧電池、理電池等，其中鎳榻電池含有重金屬鉻，嚴重污染環境，并且記憶效應較強烈，現在很少使用。在容量體積比方面，鏡氫電池高出鏡鎘電池一倍，并解決了重金屬污染的問題，同時其過充過放能力增強，并且記憶效應較徵弱。裡電池相比這兩種電池，在性能上更具有優勢，具有更高的能量密度，重量優勢也很明顯，但是成本較高。表1.1列舉了的可充電電池的單體性能參數。

第三代電池為燃料電池，利用氫氣氧化還原反應產生電能，同時能量密度高于前兩代電池，但由于氧氣運輸、存儲、基礎建設等問題，同時燃料電池自身無法實現能量回饋，目前還很難實現大規模產業化。

目前廣泛使用于電動汽車的儲能電池存在以下幾點問題：功率密度低、響應速度慢、循環壽命短、充電時間長等，因此無法滿足人們對汽車高性能的需求。如果僅通過單一的儲能電池達到目標，則一方面儲能元件的質量和體積都將急劇增大，無法在汽車有限的空間實現，另一方面，成本也會大幅提升，超出消費者的購買力。

2、儲能和動力電池的區別

整體來看，儲能電池及動力電池兩者在應用場景、性能要求、使用壽命、電池類型、面臨的競爭等方面都存在著較大差異。具體區別如下

(1)應用場景方面

儲能電池：主要用于調峰調頻電力輔助服務、可再生能源并網、微電網、c等領域

動力電池：主要用于電動汽車、電動自行車以及其它電動工具領域

(2)性能要求方面

儲能電池：絕大多數儲能裝置無需移動，因此儲能鋰電池對于能量密度并沒有直接的要求;功率密度，不同的儲能場景有不同的要求;電池材料方面，注意膨脹率、能量密度、電極材料性能均勻性等，以追求整個儲能設備的長壽命和低成本

動力電池：作為移動電源，對于能量密度和功率密度都有較高的要求

(3)使用壽命方面

儲能電池：儲能鋰電池的循環次數壽命一般要求能夠大于3500次

動力電池：動力鋰電池的循環次數壽命在1000-2000次

(3)電池類型方面

儲能電池：主流電池類型有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，隨著磷酸鐵鋰電池能量密度問題的解決，磷酸鐵鋰電池占比逐年提升

動力電池：出于安全和經濟的考慮，在選擇鋰電池組時通常使用磷酸鐵鋰電池

(4)面臨競爭方面

儲能電池：面對傳統調峰調頻技術的成本競爭

動力電池：面臨和傳統燃油動力源的競爭

除此之外，儲能電池與動力電池BMS差異如下

(1)在各自系統中的位置

儲能電池：主要與變流器和儲能電站調度系統有信息交互關系。一方面，電池管理系統給變流器發送重要狀態信息，確定高壓電力交互情況;另一方面，電池管理系統給儲能電站的調度系統 PCS 發送最全面的監測信息。

動力電池：在高壓上，與電動機和充電機都有能量交換關系;在通訊方面，與充電機在充電過程中有信息交互，在全部應用過程中，與整車控制器有最為詳盡的信息交互。

(2)硬件邏輯結構

儲能電池：硬件一般采用兩層或者三層的模式，規模比較大的傾向于三層管理系統。

動力電池：只有一層集中式或者兩分布式，基本不會出現三層的情況。小型車主要應用一層集中式電池管理系統。

(3)通訊協議比較

儲能電池：與內部的通訊基本都采用CAN協議，但其與外部通訊，外部主要指儲能電站調度系統PCS，往往采用互聯網協議格式 TCP/IP 協議。

動力電池：電動汽車大環境都采用CAN協議，只是按照電池包內部組件之間使用內部CAN，電池包與整車之間使用整車CAN做區分。

(4)閾值設置

儲能電池：部分儲能電站地處偏遠運輸不便，電池的大規模更換比較困難，更注重長壽命及降低故障率，因此工作電流上限值會設置的比較低，不讓電芯滿負荷工作。對于電芯的能量特性和功率特性要求都不需要特別高，關注性價比。

動力電池：受限于車輛的有限空間，因此系統參數都會參照電池的極限參數進行設置。

(5)SOC估算精度比較

儲能電池：儲能電池應用環境中的空間大多相對充裕，環境穩定，小偏差在大系統中不易被人感知，因此對 SOC 沒有統一要求。

動力電池：對SOC計算能力要求遠高于儲能BMS，相應的，對單串電池的管理成本也較高。

(6)應用被動均衡條件

儲能電池：儲能電池模組的規模比較大，多串電池串聯，較大的單體電壓差將造成整個箱體的容量下降，串聯電池越多，其損失的容量越多。從經濟效率角度考慮，儲能電站很需要充分的均衡，低價的被動均衡很有價值。

動力電池：單體電芯一致性很強的情況下，小容量的電池組更適合被動均衡。

延伸閱讀

什么是動力電池？

電池是一種能量轉化與存儲的裝置，其通過不同的反應將化學能或物理能轉化為電能。車用動力電池是是車載能量的存儲裝置，在純電動汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車和插電式混合動力汽車上作為驅動力能源，同時向空調系統、動力轉向系統、照明、信號系統、刮水器和噴淋器以及車載娛樂和通訊設備等設施提供電能。

數據來源：《【精選】2021年電力設備與新能源行業電化學儲能發展前景分析報告(29頁).pdf》

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