8月22日,内蒙古自治区科技重大专项“梯次利用动力电池规模化工程应用关键技术”项目示范工程揭牌仪式,在内蒙古达茂旗华电巴音新能源场站圆满落幕。
项目示范工程通过了专家组验收评审。专家们一致认为该项目在基于动态可重构电池网络技术的梯次利用电池性能精准评估、智能分选成组、高效集成管控、本质安全运行和商业模式等方面,取得了多项重大技术突破。从根本上解决了电池储能系统的安全性和经济性等行业痛点问题,是信息-能源交叉领域的颠覆性技术。
“梯次利用动力电池规模化工程应用关键技术”项目示范工程由华电内蒙古能源有限公司联合清华大学、北京理工大学、内蒙古工业大学、中国华电科工集团有限公司、国电南京自动化股份有限公司、华电电力科学研究院有限公司、中国电力科学研究院有限公司、湘投云储科技有限公司、北京卫蓝科技有限公司共同研发、设计和建设。清华大学电机系研究员慈松任项目负责人。云储新能源科技有限公司为设备供应商。
该工程依托内蒙古自治区2020年度科技重大专项,面向国家大批量电动汽车电池退役消纳的重大需求,基于动态可重构电池网络技术方案,选用退役动力锂离子电池,建设10MW/34MWh规模的数字无损梯次利用储能电站,在国际上率先完成集中式大规模退役动力电池储能电站的工程示范,是目前国际上单点规模最大的集中式梯次利用储能电站。

位于华电巴音新能源场站的国际单点规模最大的集中式梯次利用储能电站
范式创新,颠覆电池管理方法论
随着新能源汽车产业的迅猛发展,动力电池退役也被提上议事日程。退役动力电池梯次利用于储能电站被认为是退役电池处理的最有效解决手段。然而,由于退役电池系统的安全管控和经济价值利用一直缺乏可行的技术方案,所以退役电池的梯次利用一直难以付诸实践。
退役电池梯次利用的最大难点,在于电池具有显著的不一致性。究其原因,主要是由于电池在生产和使用过程中所处物理环境(如温度)不同以及化学属性的非线性变化,电池天然具有不一致性,而梯次利用的退役动力电池经过车上长时间使用,其不一致性愈发凸显,使用不一致性显著的退役动力电池梯次利用于储能系统,不仅安全管理难度呈指数级扩大,且系统寿命因受制于电池系统“短板效应”而大打折扣,经济价值难以释放。
传统的电池制造和电池管理思想一味追求电池一致性,为之投入巨大的成本但收效甚微。
清华大学电机系慈松团队从“世界上没有两片相同的树叶”的第一性原理出发,提出了接纳、管理电池差异性的动态可重构电池网络创新思想,将互联网屏蔽终端差异性的技术理念引入电池储能领域,摒弃传统的电池硬性连接方式,利用软件控制的柔性连接构建数字能量交换系统,实现了对沿用200多年的电池固定串并联范式的变革性创新,从根本上解决了电池系统“短板效应”这一世界级难题。