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江苏连动电力王跃林:储能连接器对系统安全评估及选型建议

发表时间:2020/9/3 15:59:57

  

究竟连接器重要还是不重要,让大家做一个判断,所以今天我从几个方面做一个简单的介绍。第一个储能连接器的特点,第二个储能连接器对系统安全的影响,第三个选型的建议。

——江苏连动电力王跃林

2020年8月26-28日,由中国能源研究会、中关村管委会、中关村科学城管委会指导,中国能源研究会储能专委会、中关村储能产业技术联盟、中国科学院工程热物理研究所联合主办的“第九届储能国际峰会暨展览会”在北京召开。峰会主题聚焦“聚储能十年之势,创产业十四五新机”,同期举办储能联盟十年纪念论坛。北极星储能网、北极星电力APP对本次峰会进行全程直播。

在8月28日举办的“储能安全与标准”分论坛上,江苏连动电力有限公司总经理王跃林作了“储能连接器对系统安全评估及选型建议”主题报告。

江苏连动电力王跃林

王跃林:各位领导、各位专家,很感谢组委会让我们来交流零部件,首先看到今天的会上人感觉到关注度不高,不高的原因是什么?因为不是电池,电池很重要,消防很重要,BMS、SOC、SOH很重要,所以我今天的话题引过来了,连接器包括电缆究竟重要不重要,有人说不重要,我从2017年开始遇到陆陆续续的客户,一个客户说王总这个东西我觉得没有区别,有人说很重要,特别是我们遇到的一些都是技术方面的,今天我讲一下究竟连接器重要还是不重要,让大家做一个判断,所以今天我从这几个方面做一个简单的介绍。第一个储能连接器的特点,第二个储能连接器对系统安全的影响,这是我的感觉,第三个我选型的建议,实际跟很多制造厂家有一些联系,跟集成厂家、PACK厂家都有联系,所以提出我们的建议。

第一个讲储能连接器,其实这个名字我记忆应该是在2017年,我们最早参加中关村储能联盟创新大赛,我提出了这个名字,叫储能连接器,为什么叫储能连接器?最早所有的连接器在做储能十年前,像比亚迪做第一个项目的时候,他们用的连接器都是车用转过来的,现在我们在储能圈子里面的人很多都是从车用转过来的,做电池、BMS、PCS,这个连接器最早就是车载的连接器,到2017、2018年才提出来储能连接器,这个储能连接器有什么区别,我列了几个方面。第一一致性,这个连接器用的很多,我们现在正在做的一个项目,196兆瓦时,用3万多个连接器,车载的能用到3万个吗?不需要,这么多的连接器最关键的问题,一致性很重要,包括现在国内的企业,做汽车的了解更多一些,像目前知名的连接器企业,莫斯、泰科、安菲诺,你只要问他一个问题,你的一致性能达到百分之多少,你让他使劲讲,他能讲出来吗?这是我对连接器的理解,做一辆汽车从头到尾,连接器种类好多,有单芯、多芯,但是一致性能保证多少,在这么多储能系统里面,大家看到集装箱里面密密麻麻都是连接器的连接,跟导线之间的连接,这么多的连接器,一致性连接电阻,连接电阻在一个波动范围之内能保证在百分之多少之内,谁能吹这个牛,今天听到海基龚经理讲到了连接件,这个储能大会我参加的也多,目前国内有几大家,像中国储能网、华东储能联盟、中关村储能联盟、储能一百人等等机构,但是真正在这种场合来讲这个小的配件,我见过的不多,同时今天我也看到,讲运维质量问题讲的也不多,都是讲,我做了10兆瓦、100兆瓦,设计怎么怎么好,运行怎么合理,没有人讲运行过程中有哪些问题,因为这个不好讲,所以一致性是一个大问题,而且是需要亟待解决的问题。

第二个是可靠性,现在储能账算不起来,连接器能不能干10年以上,刚才龚经理说这个账算不过来,原来是五千次,干了一年以后不是五千次,衰减了,就像光伏一样,认为能发多少电,最终能发多少电,还是用事实讲话,所以这个可靠性怎么保证。第三个安全性,施工和维护过程中的安全性怎么保证,我们不需要太多的防水,我了解户用、船用防水要求比较高,还有插拔次数,做换电业务的,电池要经常换,插拔次数多,我们这个没太多的插拔次数,上次我们跟TüV南德、中关村联盟就讨论这个。第四个汽车抗震,所以为什么在连接器前面加储能两个字,有它的适应场景,所以对使用要求、设计要求也不一样。

从安全性角度来讲,储能连接器是否安全,对人会不会造成安全隐患,对维护人员会不会造成伤害,这是一个很重要的,第二个对系统的伤害,本对电池和整个电池包以及整个PACK箱、集装箱体的影响。对安全的构成因素从两个方面,第一个从安全方面,要有防触电的功能,第二正负极的防误插,第三气密性的保证,从可靠性来讲就是温升,第二个失效的可能性,第三个就是材料的选择,当然在温升最关键一点核心点就是线束压接的压力,再就是端子与线鼻的连接,还有端子的选择,最重要的就是端子,大家在选型的时候说我选的安费诺,因为他们在全球比较出名。

选型的建议从几个方面给大家做介绍,第一个选择方式,目前连接器储能方面有两个技术流派,这个问题我也没想清楚,有人说快插好,你看了很多演讲PPT在集装箱里面,连接器是快插方式的,还有一种像海基龚经理讲的是铜排连接的,问题来了?为什么有人选择铜排连接,又有人选择快速连接的,这就是问题,如果你是技术人员你怎么决策,我简单罗列了一下,快插安装方便,便捷性很强,第二结构安全,有防触电,有正负极的防误差,但是它的成本比较高,第二个一致性稍弱,就是端子的结构这部分,能看出从内在结构方面就决定了它一致性稍弱,还有设计过程中需要放大余量,一会儿再讲。第二个是固定的螺栓固定自动连接器,这种也有人在用,它有什么好处,可靠性很高,一致性很强,成本相对较低,但是这个在大电流连接方面是有优势的,安装和维护成本相对比较高,要人工去现场安装,要打螺丝,但是安全性不高,不可能做防触电帽,一打开就有手碰到的危险。

下面我从快插的角度来讲,第一个防触电功能,在市场上有没有防触电的功能的,UL4128的标准规定手不能碰到里面的接触件,第二防误插的功能,插头跟插座在没碰到的时候就能阻止它不让它进去。第三是锁定功能,插头跟插座是锁定的,曾经广东有一个企业做了插头上面可以拿下来,这个就是有风险。再一个360度防旋,我们有个客户,线束长度设计,两个插头之间没有余量,插在上面的时候,在插针和端子之间形成了一个剪切力,线束拉的很紧,所以这个会有问题的,安装过程坏了十几个,因为导线弯曲半径没有考虑好。还有防护套筒,有的不加防护套筒对线的剪切力产生问题,大家只有在做的过程中才会发现这些问题。

再一个就是材料的选择,很多人认为插头跟插座是不是一种材料,不可能是一种材料,如果是一种材料就会出问题,我曾经为这个事情付了将近30几万的学费,因为不同的材料它的属性是不一样的,你像插头我们选用PA66,相当于尼龙,尼龙材料强度比较大,但是有特点,吸水率比较高,容易变色,所以这个也需要考虑。插座我们选用合金的材料,因为插座下要打螺丝,有四个安装孔容易破裂,选的材料不可能用PA66的材料。再一个色差,你可以看连接器,特别是快插的连接器,插头、插座、按钮、翻盖,想保持颜色的一致性,目前在国内用的塑料的厂家很多,但是几乎没有人能保证没有色差,我们给一个同样的色卡,但是做不到没有色差,黑色的基本看不出来,橙色的一定有色差的,所以这也是一个问题。第四个注塑成型,连接器有两个方式,一个注塑方式,还有一个用塑料壳组装式的,哪种方式好呢?大家自己去思考。第七个端子的选择,大家看到的都是快插里面什么样端子的,大家可能没有做过多的研究,端子结构有很多种,有片簧、扭簧、弹簧式等等,哪种好呢?领导做技术选型的时候做出什么样的判断,第二个簧片在里边的固定方式,我画了三张图,固定方式有什么影响?你怎么选择,一个是焊接的,以安费诺为例,第二个用前面把端子簧片放进去,钢帽把它固定起来,第三个用翻转簧片做的,哪种好,这个是不一样的,哪种簧片结构连接更可靠,失效更低,第二个哪怕簧片的固定方式是更好的,这是一个思考的。第二个插针和线鼻子金属件的加工。还有一个电流的选择,这是我给出的一个建议,这里面有很多人讲额定电流100A,就用100A的标的快插连接器,我提出了一个建议,建议这种快插额定电流在选择的时候选择1.3到1.4倍的标准电流。

这是螺栓连接的方式,大家刚才也看到一些案例上用了这个产品,它的特点是支持串并联,第二没有防呆位,比如标准电流200A,我建议你就用200A,我们做的这个案例温升可以控制在20K以下,支持铜排和导线连接。下面是导线的选择,刚才TüV王经理已经讲了,这里面也有一些相关的技术要求。压接我们也出了很多事,真正做过储能设计你们会有感受,压接100根当中可能会有几根压接松紧,造成内阻、升温不一样,所以用什么压接,压接就用手工压接,所以大家可能不太清楚,因为每家的线别的大小不一样,内径不一样,压接力也不一样,这是防护的波纹管,也有不一样的地方。

下面介绍一下我们公司,我们公司目前主要就是做储能连接器,其他的不做,动力的不涉及,最早跟中关村联盟、TüV南德做标准,同时我们也是第一家通过南德储能连接器认证的企业,这是我们做的三个系列的产品,第一个就是EV系列,第二款我们自己做了一个专利CN系列,防误差的,第三个LS系统,螺栓连接,我们正在做AK系列,就是把快插和螺栓优点结合起来,解决大家的顾虑,大家在选型的时候,选这一款就可以了,能不能把螺栓连接跟快插结合起来,这是我们想做的一件事,谢谢大家。