新能源产业家｜产业洞察
工程师文化打造储能安全护城河。在比亚迪成立30周年的庆典仪式上，比亚迪集团董事长兼总裁王传福将比亚迪从30年前一支20人的小创业团队发展到如今近百万员工的世界企业的秘诀总结成了七个字：每一个“敢”字，背后凝聚的勇气和底气都是技术。可以说对“工程师文化”的信仰和坚持写在了比亚迪这家公司的基因之中。王传福总结比亚迪的“工程师文化”背后的动机非常简单：就是希望用技术，去解决那些还没有被解决，但是对社会有深远影响的课题。国内储能发展的势头有多猛？国家能源局数据显示，截至今年9月底，全国已建成投运新型储能5852万千瓦/1.28亿千瓦时，较2023年底增长约86%。储能容量愈来愈大、项目占地越来越广、应用场景也越来越广泛，这些都对储能电站的安全管理提出了更高、更细致的要求。越来越多跨界的玩家入场，却开启了一场“低价大战”，集成商们降本最简单的方法就是采用价格更低的电芯，或者直接减配。这无疑埋下了巨大的行业隐患。安全问题，已经成为悬在储能头顶上的达摩克利斯之剑。比亚迪储能选择依托于其技术创新和强大的制造能力，完成储能的“不可能三角”挑战：安全、好用、极致性价比。在打造极具市场竞争力的产品同时，比亚迪储能还构筑了一道最为牢固的安全防线。从2002年开始启动磷酸铁锂电池研发，到2008年成立电力科学研究院，三组数据可以直观地展示他们的研发投入力度：拥有超过11万个研发工程师；
拥有超过4.8万项专利申请，其中超过3万项专利已被授权；
2024年前三季度，比亚迪研发投入达333亿元；累计研发投入金额超过1,600亿元。
正是在储能领域超过16年的研发投入和技术积累，让比亚迪储能构筑了从材料到电芯到系统再到服务，全方位的极致“安全护城河”。储能系统的最基本单位，就是电芯，而电芯也是储能安全的核心。电芯的材料就是第一关。大家都知道早期的储能电站电芯都是直接移用了电动汽车的电芯，大多为三元锂电池。而实验室数据显示，三元锂电池组的热失控温度在120—140 摄氏度之间，而磷酸铁锂的热失控温度则在250—300 摄氏度之间。三元锂还有一个特征是易复燃，这也是导致很多储能安全事故持续时间长的本质原因。而在2009年，比亚迪最早采用磷酸铁锂电池作为储能电池，建成了全球首个用户侧电池储能电站。2020年刀片电池横空出世的背后，是比亚迪坚持了18年的磷酸铁锂路线。把电池“做得更长一些”这个简单的想法，背后不仅仅意味着做新产品，还意味着围绕电池的压片机、叠片机、装配等设备都得重头来造，难度非常大。而比亚迪不仅敢做，还做成了。顺利通过针刺测试的刀片电池，成功向市场打出了“安全”的标签。2023年5月，比亚迪储能正式推出首款使用刀片电池的储能系统。今年，比亚迪储能发布的最新一代魔方系统MC Cube – T使用最新储能专用刀片电池。刀片电池最显著的特点就是：电芯既是能量单元，也是结构件。传统的储能电池需要有单个的电芯和其他结构件一起，组成电池PACK包，再集合到集装箱之中。而刀片电池具备超级结构强度，也意味着省掉了PACK中多余的结构件。这种独特的设计让其不仅提高了电池的能量密度，还大大降低了系统的复杂性，也增强了电池在储能系统中的稳定性。举个简单的例子，在一些复杂的储能应用场景中，当储能系统受到外部的冲击和振动时，刀片电池的结构优势能够保障其内部结构的完整性，从而避免电芯受损引发的安全隐患。作为比亚迪储能安全的基石，刀片电池已经通过了包括短路、内/外部火烧、挤压、穿刺、跌落等335项严格测试，全面验证了电芯的安全性。即使在极端条件下，也能有效避免热失控等危险情况的发生。和汽车不同的是，一套储能系统由数千颗电芯组成，这就意味着电芯热管理的难度也指数级上升，如何保证这么大数量级电芯的一致性和安全性无疑也是一道难题。在刀片电池本身拥有高稳定性的同时，刀片电池的热管理也毫不松懈。 通过采用簇级可靠液冷技术，刀片电池能够有效控制系统内部的温度。稳定的温度环境可以保证电池的高稳定性和长寿命，进一步巩固了电芯层面的安全基础。
作为一项横跨多学科领域的新兴产业，一套储能系统还包含电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）、能量管理系统（EMS）、温控消防等等，每个环节都可能触发安全事故。国内储能安全的隐患之一就在于，大量非专业公司进入行业只做简单的“组装厂”，将采购来的电芯、PCS、EMS等核心部件简单组装，而忽略了各个配件之间的协调统一，也缺乏对整体系统的可控性。作为储能最早进入的玩家之一，比亚迪储能已经打造了从矿产资源开发到材料、电芯、电池模组/包、到储能系统的全产业链研发及生产体系，拥有包括储能电芯、电池包、BMS、PCS、EMS等在内的核心零部件的自研能力。这种全产业链的掌控能力使得比亚迪储能能够从源头开始保障储能系统的安全性和可靠性。比亚迪储能最新一代的魔方系统MC Cube – T，采用的是比亚迪储能独创的CTS 集成方案，极大提升了储能系统的安全性。CTS也就是“Cell to System”，将电芯直接集成到系统。这项技术在安全性上有三项优势：首先，是零部件数量的减少；通过这种方案，比亚迪储能魔方系统的零部件数量大幅下降 36%，空间利用率提升至 98%，结构强度提升 30%。零部件数量的减少意味着系统的复杂度降低，减少了因零部件故障引发安全问题的可能性。其次，是更稳定的运行环境；而更高的空间利用率和结构强度为电池在系统中的稳定运行提供了更好的环境，避免了因空间布局不合理或结构脆弱导致的安全风险。第三，是管理和维护上更低的事故概率；该系统采用模块化、标准化和智能化设计理念，具备易布局、易运输、易安装、易增容、易维护等多项优势。这种设计使得系统在整个生命周期内都能得到更好的管理和维护，降低了因人为操作失误或系统老化引发安全事故的概率。此外，MC Cube - T 魔方系统采用 1500 伏电压平台的设计，在提高充电和放电效率的同时，也对系统的安全性提出了更高要求。比亚迪储能在设计中充分考虑了高电压平台下的安全防护措施，通过优化电路设计、增加绝缘保护等手段，确保系统在高电压运行过程中的安全性。 从电芯到系统，比亚迪储能构筑了一道绝对坚固的储能系统安全防线。储能系统的安全其实囊括了三道技术防线：本体安全、过程安全和消防安全。通过优化电池设计、分舱设计、电芯+柜体+电气三重隔离防护等来保障储能系统的本体安全。多重预警、四维高精度探测、全淹没式气体自动灭火消防系统和水喷淋消防来确保消防安全。只有在每个环节都精细把控，才能把安全事故彻底抹杀。以国内大爆发的工商业储能项目为例，大部分工商业储能系统的安全要求其实更高：因为比起大储大多在荒无人烟的地界，工商业储能往往就安装在人流量密集、环境复杂的工厂等地，一旦发生火灾甚至可能造成人员的伤亡。但悖论就在于，由于工商储的门槛较低，更多鱼龙混杂的跨界玩家低价抢市场，无论是产品还是服务，储能系统安全无法得到根本保障。也正因此，超过一半的储能电站面临被拆除的命运。而全场景、全生命周期的服务能力，成为储能企业竞争力的分水岭之一。一直坚定全球布局战略的比亚迪储能，在海内外的众多环境的实践落地项目中，锻造出了为全球客户提供一站式储能解决方案的能力。在储能系统的安装、调试、运行和维护过程中，专业的服务团队能够及时发现并解决潜在的安全问题，确保储能系统始终处于安全可靠的运行状态。从2008 年正式涉足储能，比亚迪储能参与了众多国内外首个储能示范项目，更是率先实现北美首个大倍率集装箱储能系统的商业运行。在国内西南地区，比亚迪储能建设了全球海拔最高的储能电站，达到了5100米，项目地年平均气温低于2.5摄氏度，昼夜温差极大。这意味着储能系统需要承受大温差，高寒、低散热、高强紫外线等多种极端因素的影响。而坐落海南的首个盐光互补储能电站则要面临高温、高湿、高盐雾的恶劣环境。这些经验不仅为产品的安全设计提供了参考，也为全球不同环境下的储能项目安全运营提供了保障。 在各种极端环境之下，比亚迪储能系统神机百炼，通过了重重严苛考验，为客户提供了安全、可靠、极致性价比的能源服务。2008年，比亚迪提出了“三大绿色梦想”：打通从能源的获取、存储到应用的全产业链各环节全面打造零排放的新能源生态系统，并完成了从太阳能+储能+电动汽车的新能源产品布局。
这三大梦想也和储能诞生的契机不谋而合：储能的本质是解决全球清洁能源的转型下新型电力系统的支撑问题，其终极目标也是地球能源的可持续发展。但中国储能行业的低价内卷却走向了一条不可持续的道路：低价低配的储能产品充斥市场，埋下一颗颗“定时炸弹”。大量浑水摸鱼的公司被淘汰出局，无法达到消防要求的储能电站也正在被拆除。当储能真正被调用时，也就打破了“薛定谔的猫”的状态。真正安全、好用的储能系统才能经受考验，行业也走向正本清源的道路。只有依托于技术实力、研发能力、制造能力的企业，才能留在牌桌之上。“安全”，作为储能发展的基石，更是不可退让的底线。就像比亚迪储能及新型电池事业部总经理尹小强在我们的专访中所说的那样：我们身处这个行业，也很担心这个行业。这么好的一个市场，这么好的一个赛道，这么好的机会，这个机会是时代赋予的，不能因为一些竞争而让整个行业走得更缓，让人更怀疑这个行业。 我们希望我们能扛起大旗，让赛道发展更健康，更长久，创造出一个可持续发展的产业。
