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【直播】全球光伏及储氢市场分析碳市场发展全球能源变革新篇章镁基固态储氢发展

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会围绕新能源各产业，原料、材料、光伏、储能、氢能、动力电池、新能源汽车、人工智能、电池回收等领域进行广泛交流，展示最新成果。本次大会包含多个论坛，以下为氢能产业发展高峰论坛的文字直播。嘉宾发言发言主题：全球光伏和氢能储存市场分析发言嘉宾：SMM 高级咨询顾问郭一宽（13:30-13:55）发言主题：绿氢行业水电解制氢装备与技术分析发言嘉宾：中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司市场总监李海鹏（13:55-14:20）发言主题：蓝氢到绿氢的转型之路发言嘉宾：旭阳氢能研究所电解水制氢负责人张芳华（14:20-14:45）发言主题：天然氢勘查开发氢能绿色供应的重要途径发言嘉宾：博士/北京天成开云能源有限公司首席科学家卢民杰（14:45-15:10）发言主题：碳市场发展与绿色氢基能源发言嘉宾：上海环境能源交易所总经理助理沈轶（15:10-15:35）发言主题：镁基固态储氢材料的研究现状与发展发言嘉宾：重庆大学教授兼材料学院党委书记、教育部长江学者特聘教授王敬丰（15:35-16:00）发言主题：高性能阳极催化剂开发与展望发言嘉宾：北京氢羿能源科技有限公司创始人/董事长米万良（16:00-16:25）发言主题：全球能源变革新篇章-绿氢、绿氨与绿醇的崛起与机遇发言嘉宾：中国石油和化学工业联合会特聘专家赵军（16:25-16:50）发言主题：氢燃料电池氧还原催化剂研究发言嘉宾：哈尔滨工业大学教授王振波（16:50-17:15）发言主题：国产氢能关键材料“突击” 发言嘉宾：通用氢能科技有限公司常务副总经理兼总工尧克光（17:15-17:40）来源：SMM

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如何对新能源电池企业进行质量管理？【SMM三电论坛】

MM）主办的2024 SMM（第三届）新能源汽车供应链博览会暨驱动系统三电技术论坛上，浩智科技电驱(桐城)有限公司质量总监徐巧斌对新能源电池企业质量管理进行了介绍。新能源汽车发展前景和趋势随着环保意识的不断提高和新能源汽车技术不断发展，新能源汽车市场日益繁荣。根据历年销售数据，2016年新能源汽车销售量为50万辆，到2023年总销售量已经达到了800余万辆，总销售量呈现出快速增长的趋势。为什么会出现质量问题？质量是生产出来的还是检验出来的”这个话题，一直以来成为企业界争论的焦点。很多的公司，一旦有出现质量问题，就把责任往质量部门推，很多公司都存在着这样的错误观点：容许少数的不良，意外的瑕疵是无可避免的；品质是质量部门的责任；只重视产品的检验，检验人员需要负责解决瑕疵品；出了问题，都觉得是质量部门的事情。如果忽略开发过程、生产过程控制，只靠质量检验，是不可能保证产品质量的，因为质量检验，只能剔除次品和废品，并不能提高产品质量。也就是说，质量控制的重点决不能放在事后把关，而必须放在开发阶段及制造阶段。质量管理体系的每一环节都需要进行质量控制，而这些控制显然不是质检部门或质量管理部门能够完全承担的，必须由处于最佳位置的人员来实施这些控制。质量管理的重要性质量管理是现代企业发展中不可或缺的一环。它涉及到产品或服务的各个方面，包括设计、生产、销售和售后服务等。质量管理对提高产品质量、降本增效、增强顾客满意度和提升企业形象起着至关重要的作用。 1.降本增效 2.增强顾客满意度 3.提升企业形象 4.提升企业形象质量管理战略目标以顾客满意为中心，围绕研发、采购、制造、物流、市场、服务质量六大职能业务，打造具有特色的质量运营体系质量管理战略规划总体思路：秉承三年质量规划以顾客为中心，全面推进全价值链质量体系和工程能力建设，打造以客户驱动、价值为纲、依托数字化技术全面质量运营能力。质量管理基本路线从质量意识出发，坚守质量原则，把住质量底线，是每一名员工要铭记的！质量体系建设研发体系建设思路：基于标杆流程，根据公司自身特点设计流程体系；形成从目标、体系设计、体系运营到优化流程开发。对标业内优秀公司，建立流程优化机制，同步推进6西格玛再造方法优化流程建设，建立适用于自身开发流程。研发质量管理新产品开发流程，符合APQP五个阶段，设定8个质量门节点，51个步骤，130余项关键交付物。对新产品开发的设计开发、试制试验、早期遏制、生产启动、上市启动等各阶段进行质量阀管理，通过对每个零件、每个环节及每个交付物进行动态评审，识别并解决质量风险，促进产品质量提升。质量损失曲线：前期共同参与新产品开发方式，质量问题在早期得到解决，量产时产品质量水平显著提升。从7个方面开展新产品的管控，重点开展质量阀管理，历史经验教训、质量指标的监控及风险管理。研发阶段风险识别是否充分？质量管理到位吗？ 1. 设计方案合理吗？ 2. 开发计划周期安排合理吗？ 3. 试验验证充分吗？ 4. 风险管理方法合理吗？ 5. …… 带着以上问题，其对研发质量类的有关案例进行了解析。 DFMEA与设计风险的规避通过实践发现我们所谓的质量问题背后都是设计问题和制造问题，质量是预防出来的，而不是检验出来的。供应商质量管理项目风险管理：根据新项目的产品定义、质量目标、项目计划、制造策略及市场策略，从供应商定点、先期质量策划、批量生产和持续改进四个方面，开展APQP/PPAP、质量问题改进、供应商绩效管理工作，确保采购件的质量、技术、成本、交付（QTCD）满足项目要求。供应商管理质量、技术、成本、交付（QTCD）是否全面？其从供应商开发试验阶段工艺可控吗？以及开发阶段的包装重要吗？等供应商质量案例进行了分析。工厂质量管理工厂质量管理以绩效管理为目标，对来料、过程、交付全过程进行质量管控，并建立质量问题管控机制，推进问题管理和整改。如何控制产品质量？产品在设计阶段就基本定位了，然后的质量全靠采购、加工制造、包装、运输来保证，把这些环节控制好，质量自然就控制好了。所以产品质量是在设计、工艺及生产过程中实现的，质量是通过设计及工艺、生产管理实现。其还对工艺规划DFMEA向PFMEA转化、工艺质量类案例、过程质量类案例等进行了介绍。客户质量管理以客户为中心建立市场问题管理和响应机制，及时有效地解决市场问题降低客户抱怨，提升客户满意度以客户为中心，以“快速、有效、满意”为目标提升质量创新能力创新是提高质量意识的重要手段，创新质量思维是做好质量的重中之重，通过管理模式创新、思维创新、方式方法创新，充分调动员工的积极性；将创新的思维、方法融入到质量工作中，学习标杆先进经验，提升质量管理水平，创新质量管理体系、创新问题改进方法及流程。质量评价转变质量评价：以往大多数公司对质量的评价好坏都是用合格率来体现。结束语基础质量：产品质量的基本要求，基础质量即使做到“零缺陷”，也只能保证用户没有抱怨，不能带来用户满意。从这个意义上来说，“零缺陷”要求并不过分。期望质量：满足用户对产品的期望值，期望质量做得越好，用户满意度就越高。因此，我们要瞄准未来的用户需求，从产品设计、产品功能、营销和服务模式等方面进行大胆创新，才能提高产品的用户满意度。魅力质量：超越用户期望的质量，我们要从造型、产品配置、新技术新工艺的开发等方面取得重大突破，才能超越用户的需求，不断给用户带来惊喜，提高用户的忠诚度。质量是设计出来的，也是制造出来的，质量还包括服务质量。只有群策群力、精诚合作，通过系统的同步工程，共同把好每一个环节的质量关，才能有效控制项目质量风险。来源：SMM

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热失控传播导致储能系统火灾迅速扩大传统消防手段难以有效应对【SMM新能源峰会】

【SMM新能源峰会】安徽中科久安新能源有限公司技术总监姜可尚表示，热失控传播会导致储能系统火灾迅速扩大，锂离子电池发生热失控燃烧时，会释放氧气和可挥发性液体，即便在没有空气的条件下，仍然能够燃烧。针对锂离子电池特有的燃烧特性，传统的消防手段难以有效应对。在由SMM主办的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-储能产业论坛上，安徽中科久安新能源有限公司技术总监姜可尚针对“电化学储能火灾安全性”展开分析和技术研究。他表示，热失控传播会导致储能系统火灾迅速扩大，锂离子电池发生热失控燃烧时，会释放氧气和可挥发性液体，即便在没有空气的条件下，仍然能够燃烧。针对锂离子电池特有的燃烧特性，传统的消防手段难以有效应对。火灾机理热失控传播导致储能系统火灾迅速扩大单体被触发热失控(机械、热、电)→释放大量热并剧烈加热毗邻电池→毗邻电池被触发热失控，热失控在电池间传播→热量、气体累积、整个电池系统发生火灾、爆炸事故。热失控传播导致储能系统火灾迅速扩大 1）爆燃速度快； 2）释放大量可燃气体，释放氧气； 3）释放大量的有毒气体； 4）存在二次复燃，多次射流火现象； 5）易触发周围电池燃烧； 6）触发电池系统短路问题； 7）电池包密封，灭火剂难以作用到起火电池。锂离子电池发生热失控燃烧时，会释放氧气和可挥发性液体，即便在没有空气的条件下，仍然能够燃烧。针对锂离子电池特有的燃烧特性，传统的消防手段难以有效应对。主要问题电化学储能安全面临的主要问题电化学储能安全面临的主要问题锂电池热失控认知不足，消防配置不到位；协同一体化安防技术与智能网联管理系统缺乏。来源：SMM

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钠离子电池在电动自行车的应用前景【SMM新能源峰会】

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-电动车绿色出行及电池应用高峰论坛上，无锡盘古新能源有限责任公司董事长胡明祥表示，2024年4月多项新规发布，确定电动自行车走向。工业和信息化部会同市场监管总局、国家消防救援局编制《电动自行车行业规范条件》、《电动自行车行业规范公告管理办法》，于4月30日正式印发。钠离子电池进入大众视野，雅迪、台铃等品牌接连推出钠电池电动自行车，推动钠电产业发展。（嘉宾发言照片）市场分析电动自行车市场情况 ►市场广：国际市场年复合增长率超10%。 ►存量大：国内市场保有量超4.2亿辆。 ►规范化：新国标出台，强制安全管理。 ►个性化：用户体验先行，行业推陈出新。通过传感监控和大数据算法：实时监测电池状态，预测电池寿命和性能衰减情况。搭载更多智能交互技术：实现车体配件、车体、充电装置等交互。电动自行车行业情况 ►格局：各国出台鼓励措施，关注环保，国内钻研模式，关注安全。欧洲市场倾向于电助力自行车；美国市场倾向于大型电摩；东南亚倾向于踏骑车型；西班牙、法国等国对新能源摩托车补贴力度较大；越南、印尼等国家人口基数大需求旺盛。多国政府补贴和税收减免助力e-bike发展。国内，雅迪、爱玛、台铃、新日、九号等品牌布局海外，从代工、贴牌，到品牌出海模式转变，并逐步进行海外工厂落地。传统自行车和电动车制造商均在借力e-bike顺风车发展。 ►趋势：新国标5年期满，行业加速重视多元智能和用户需求。关注消费者需求，电动自行车逐步从配置层面走向差异化和多元化，如电池安全性、续航、智能系统、充电/换电系统等。关注智能化功能，结合消费者需求，将电动自行车使用情况、车辆定位等功能上线，形成交互高体验。出海战略成为重点方向，部分头部品牌已开始布局海外市场，建设生产基地和销售网络，抢占国际市场份额。 ►政策：2024年4月多项新规发布，确定电动自行车走向。工业和信息化部会同市场监管总局、国家消防救援局编制《电动自行车行业规范条件》、《电动自行车行业规范公告管理办法》，于4月30日正式印发。工业和信息化部组织起草的《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》（GB 43854—2024）强制性国家标准已由市场监管总局（国家标准委）于4月25日发布，将于2024年11月1日正式实施。 ►前景：电池、电机技术持续突破，智能化、网联化带来新机遇。钠离子电池进入大众视野，雅迪、台铃等品牌接连推出钠电池电动自行车，推动钠电产业发展。快速充电技术研发成功，科学家们成功研发新型充电技术，充电速度提高数十倍，充电效率提升90%以上。电动自行车换电多场景应用，关乎民生安全，深圳、上海、杭州、南京等多地积极推动换电服务。行业痛点及需求分析发展机会新国标更关注安全和管理规范钠离子电池被更多人关注工信部锂电及类似产品标准工作组组建《钠电技术路线》起草组。钠离子电动自行车、电动车纷纷试点下线，国内首个大容量钠电储能电站投运。微信指数：钠离子电池搜索及被关注趋势呈波动上升态势。钠离子电池发展机会已来钠离子电池发展优势安全性高： ◼ 钠离子电池内阻高，电池短路电路电流更低，瞬间发热更少。 ◼ 锂的标准电极电位更负，在水溶液里表现更为比钠更容易失电子，因而钠离子电池具有更高的稳定性。 ◼ 钠的活性高，在一定条件下钠枝晶比锂枝晶更易发生自消融，进而避免了电池短路自燃。 ◼ 钠离子电池在热失控过程中易钝化失活，在过充、过放、挤压、针刺等安全测试中均不起火爆炸，热稳定性远超国家强标安全要求。 ◼ 锂离子电池在过放电的情况下，金属态的铜会沉积在阴极上形成金属枝晶铜，金属枝晶铜的生长会造成内部短路并造成严重的热危害。而钠离子电池负极允许使用铝箔作为集流体，使其能够安全的放电至0V，而不会出现Al 溶解等任何问题。低温优异： ◼ 钠离子离子电导率高，电解液的浓度要求更低，低温时电解液粘度比锂离子电池更低，电池整体性能更为优异。钠离子电池正常工作温度范围在-40℃-80℃，部分产品在-20℃下容量保持率能够达到90%，显著优于磷酸铁锂60-70%左右的容量保持率。倍率优异： ◼ 钠离子溶剂化能低于锂离子，界面离子扩散能力强，钠离子斯托克斯半径小，相同浓度电解液情况下较锂盐电解液离子电导率更高，快充性能更好。钠离子电池能在15min内充电至80%，充电速度均明显优于正常状态下锂离子电池90min充电80%的充电速度。资源丰富：钠元素在地壳中丰度为2.3%，位居所有元素第六位，显著高于锂元素的0.0017%。目前全球探明的可开采的锂资源量仅能满足14.8亿辆电动汽车，随全球电动化加快，锂资源短缺压力进一步体现。据美国地质调查局2019年报告显示，南美洲国家阿根廷、智利、玻利维亚三国锂资源储量在全球中占比达到52.10%，中国锂资源储量占比仅为7.26%，资源分布极度不均匀。中国所需60%以上锂原料均需要进口，对外依存度高。钠元素以盐的形式广泛存于陆地与海洋中，获取便捷度高。成本较低：钠盐替换锂盐，铝箔替换铜箔，硬碳体系替换石墨体系，正负极、隔膜等成本降低30-40%。 ◼ 钠盐替换锂盐。金属钠价格为1.9万元/吨、碳酸钠价格为0.3万元/吨，显著低于金属锂的298万元/吨、碳酸锂的11.4万元/吨，原材料价格更为低廉。 ◼ 铝箔替换铜箔。假设铜箔价格为11万元/吨、铝箔价格为4万元/吨，假设1GWh锂电池需要622吨铜箔、400吨铝箔，1GWh钠离子电池需要800吨铝箔，那么锂电池单Wh集流体成本为0.084元、钠电池单Wh集流体成本为0.032元，成本下降0.052元/Wh。 ◼ 无烟煤有望替代石墨负极降低成本。钠离子电池后期成本优势明显，性能优异补足磷酸铁锂短板。钠离子电池与锂离子电池工作原理相同，其优势在于成本低、倍率性能优异、低温容量保持率高及更安全。钠离子在放电时从负极脱出，经过电解液和隔膜，嵌入正极，而充电时则发生相反过程，因此充放电行为和锂离子电池基本一致，均属于摇椅式二次电池。钠离子电池同样采用正极、负极、隔膜、电解液作为电池主材，但具体结构变化在于负极集流体使用铝箔，同时正极材料选择性更广，负材料使用孔隙大的硬软碳而非石墨。在产品性能方面，钠离子主要对标磷酸铁锂电池，其具备成本优势（比LFP低20%以上），同时倍率性能优异（Na+溶剂化程度低），低温容量保持率高（-20℃比三元高20%，比铁锂高30%+），安全性高（热失控温度高，可过放不带电运输），充分补充磷酸铁锂的短板，但其能量密度偏低（140Wh/kg，比LFP低30Wh/kg，比NCM811低70Wh/kg），循环性能偏低（4000次，比LFP低2000次+）。钠离子电池仍有不足，循环寿命、能量密度尚有优化空间。电动自行车产业链已开始行动本田、哈雷、杜卡迪等品牌摩托车开始转型电动化。华为鸿蒙、腾讯、美的等巨头开始跨界参与布局。铁塔、嘟嘟、弗迪电池等垂直企业开始布局钠电。 ◼ 2023年，铁塔换电累计服务用户突破110万，覆盖全国300余个城市。铁塔换电提供换电服务累计超过14亿次，每天为外卖骑手、快递小哥提供超过200万次换电服务，在全国累计建设500余个“骑手之家”。 ◼ 2023年6月，嘟嘟换电参与起草深圳《电动自行车充换电设施建设及运营管理规范》，并在深圳建成1300个点位，包含2600个换电柜和1万个换电仓，覆盖多个区域。后期预计将在深圳投入1万个机柜和近6万个换电口，以服务更多的电动自行车车主。 ◼ 2023年9月，弗迪电池与京东在北京签署战略协议。双方在换电、微型车辆、电驱动、消费类3C产品、民用电池、储能等领域，共同开拓市场份额。合作拓展物流换电场景，形成一体化电动车补能网络。来源：SMM

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5月30日SMM金属现货价格|铜价|铝价|铅价|锌价|锡价|镍价|钢铁|废金属|稀土|小金属|新能源|光伏

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能源领域投资趋势及锂电行业应用简析【SMM新能源峰会】

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-电动车绿色出行及电池应用高峰论坛上，英格索兰PST亚太区市场总监邱广介绍了能源领域投资趋势、新能源产业现状与趋势、污水处理流程应用、锂电行业应用等内容。多变工况灵活、稳定输送来源：SMM

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专家谈：构网型储能在新型电力系统中的作用和并网要求【SMM新能源峰会】

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-储能产业论坛上，中国电力科学研究院储能与电工新技术研究所教授级高级工程师许守平简要分析了“构网型储能在新型电力系统中的作用和并网要求”的话题。在提及构网型储能的技术优势时，他表示，在频率和惯量支撑方面，通过控制释放直流测储能能量等效为同步机惯量机械能或阻尼能量，进而提供惯量响应与振荡抑制，具备更好的频率支撑和惯量支撑能力；在电压支撑方面，通过功率同步控制机制，将储能变流器塑造成电压源外特性，可在不依赖外界交流系统的情况下，自行构建交流侧电压幅值与相位，具备更好的电压支撑能力。构网型储能的发展背景新型电力系统的特征供电主力电源发生较大改变由传统燃煤机组转向新能源为主体的发电结构；从静态负荷资源转变为动态可调负荷资源；从单向电能供给变为双向电能互济，终端电能替代比例从低到高。从发电机主导向变流器主导演变新能源的并网、传输和消纳在源网荷端引入了更多电子电子装备，电力系统呈现显著的电力电子化趋势。高比例新能源+高比例电力电子设备=“双高”特征高惯量、强阻尼，源随荷动→低惯量、弱阻尼、源荷互动。新型电力系统的挑战三大挑战：新能源发电出力时空分布极度不均衡且“高装机、低电量”，带来充裕性挑战；新能源发电渗透率超过50%将带来安全性挑战；协调源-网-荷-储资源弥补新能源在充裕性和安全性方面的不足，带来体制机制挑战。储能在新型电力系统中的作用储能具有快速灵活调节性能，能够主动参与电网调节，从能量、功率层面提供不同时间尺度的支撑，全方位保障电力系统的电力供应、安全稳定，促进新能源的消纳，目前应用场景涵盖了源-网-荷多种场合。储能作为优质的灵活调节资源和潜在的主动支撑手段，能够减小电网峰谷差、改善电压动态性能，是应对新型电力系统“电网安全稳定和电力电量平衡”挑战的有效手段。新型电力系统对构网型储能的需求强电网下，基于锁相环技术的传统跟网型技术（Grid Following，GFL）可以实现新能源利用率的最大化，还可以保证较高的并网电能质量。随着新能源渗透率不断提高，在各个地方引起了多起事故，跟网型技术已不足以提供电网所需的安全稳定能力。政策对构网型储能的需求 2023年，国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》：技术创新类项目方面，包括新能源加储能构网型技术示范，主要支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能、新能源低频组网送出等技术研发与工程示范。 2023年至今，新疆、西藏、江苏等地方相继发布了探索建设构网型储能相关政策文件，支持构网型储能等技术研发与工程示范。构网型储能技术特点与现状构网型技术（GFM）的定义构网型控制（Grid-forming Control）一词最早是 1997 年德国太阳能供电技术研究所发布的一份研究报告中提出的。 2021 年 12 月，北美电力可靠性组织（NERC）发布的白皮书《构网型技术——大规模电力系统可靠性探讨》，定义：在次暂态到暂态过程中，维持内电势相量恒定或接近恒定。它使得逆变器后资源能够立即响应外部系统的变化，并在不同的电网条件下保持逆变器后资源控制的稳定性。同时，它必须控制电压相量以保持与电网中其他设备的同步，还须适当调节有功功率和无功功率以为电网提供支撑服务。国内尚无准确定义，但有两大特点：电压源、内电势在暂态和次暂态过程中保持恒定。。储能由于具有相对稳定的能量作支撑，且可瞬间自然释放，是实现构网型技术的天然载体。构网型储能与跟网型储能、同步发电机对比构网型储能的技术优势频率和惯量支撑方面：通过控制释放直流测储能能量等效为同步机惯量机械能或阻尼能量，进而提供惯量响应与振荡抑制，具备更好的频率支撑和惯量支撑能力。电压支撑方面：通过功率同步控制机制，将储能变流器塑造成电压源外特性，可在不依赖外界交流系统的情况下，自行构建交流侧电压幅值与相位，具备更好的电压支撑能力。构网型储能在新型电力系统中的作用在弱电网（weak grid）地区，新能源接入比例高，系统支撑能明显不足，青海、新疆、西藏等局部电网，网架薄弱加之缺乏常规电源支撑，系统在电压调节、一次调频、阻尼控制及惯量响应等方面均面临安全风险，构网型储能在弱电网的应用项目表明主动支撑效果明显。构网型储能并网要求浅析构网型储能并网要求【国外构网型标准】国际上，已经有相应规范要求基于逆变器的发电机需要具备构网能，英国、澳大利亚、美国、德国等均发布了相应的电力导则。【国外构网型标准】快速故障电流注入（无功电流），惯量支撑、阻尼控制、相位跳变支撑、相角跳变支撑、快速频率响应、动态无功补偿能力。要求构网型储能装置在电力系统发生扰动或者故障时需在5ms内出反应，即5ms内启动响应。【国内构网型标准】目前国网公司正在制定相应的企业标准，正在制定国家标准《电化学储能构网型变流器技术规范》。构网型储能并网要求思考（1）哪些指标代表构网能力？不同应用场景是否具有不同的构网能力技术指标？（2）在测试过程中，惯量响应一直存在，是否影响测试结果？惯量时间常数应该设置在什么范围？（3）阻尼控制功能的技术指标是什么，怎么测试？（4）过载能力应该怎么测试？（5）人工短路的故障点怎么选择？并联机组在人工短路过程中的脱网问题？（6）跟网和构网控制方式相互切换的判断依据是什么？（7）构网型储能电站并联机组之间的振荡风险和稳定性怎么测试？（8）测试过程是否应该考虑直流侧电池的状态？来源：SMM

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专家分享：电动二轮车电池充电技术与安全探讨【SMM新能源峰会】

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-电动车绿色出行及电池应用高峰论坛上，国家高端储能产品质量检验检测中心无锡市检验检测认证研究院薛宇表示，电池领域，除了传统的铅酸电池、锂离子电池，近年来，钠离子电池异军突起，并且以安全性和经济性著称，预计将在电动自行车领域首先使用，行业和国家正在制定一系列标准和技术规范、成立钠电创新中心、布局产学研发展基地。 5月30日，在SMM主办的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-电动车绿色出行及电池应用高峰论坛上，国家高端储能产品质量检验检测中心无锡市检验检测认证研究院薛宇介绍了充电安全事故原理、充电技术的提升、充电安全的强化、标准及管理规定等内容。充电方法介绍电池充电方法有三段式、四段式、脉冲式、恒流式等多种。但电动自行车电池基本使用三段式充电方式。三段式充电由恒流充电阶段、恒压充电阶段、涓流充电阶段组成，恒流充电阶段充入总充电量的80%左右，也称高效充电阶段，恒压充电阶段充入总充电量的15%左右，也称高压充电阶段，涓流充电阶段进行最后5%的补充电。以最常见的4820型电池的充电过程为例，恒流充电阶段直流充电电流（约3A）保持恒定，电压从42V充到58V左右时，进入恒压充电阶段，充电器的充电电流开始下降，充电电压逐渐上升到59V左右并保持，充电电流逐步减小，达到600mA左右时，转入涓流充电阶段，充电指示灯由红色转为绿色后，使用恒压（约55V）和小电流对电池进行补充充电。脉冲充电又可分为负脉冲、正脉冲、正负脉冲充电，脉冲充电主要包含预充、恒流充电和脉冲充电三个阶段。脉冲充电最大的优势是可以迅速有效地消除充电过程中的极化电压，缩短充电时间，但是存在充电耗能大、发热大的不利因素，故未被广泛采用。但在对旧电池的维护中，由于可以通过脉冲去除部分电极上的结晶，有一定修复作用，故被采用较多。充电安全事故原理分析据统计，我国2023年发生的电动自行车燃烧事故为2.1万起，其中65%发生在充电阶段，其中又是以锂离子电池充电占比较高。分析典型的充电事故产生原因：第一，由于充电器从恒流充电转为恒压充电的条件为电池端电压（一般设计为58V）达到一定数值。如48V电池组，铅酸电池是由4块12V电池，每块电池由6个2V的单格组成，锂离子电池由12串（三元电池）、13串（铁锂电池）组成，三元电池的单格电压为3.7V、铁锂电池的单格电压为3.2V，单格电池电压在整个充电过程中，从低电位充到高电位。但是充电时，如果发生电池单格损坏、短路等原因，2V/3.2V/3.7V单格电压降为0或者很低的电压，那么由每个单元格串联累计的电压值就可能永远达不到转换电压（恒流-恒压），充电器判断一直未达到转换电压，就一直保持使用大电流对电池组进行直流恒流充电。导致电池组发生过充，轻则引起失水鼓涨、重则发生燃烧等事故。锂离子电池还有一道电池的BMS保护，如果BMS与电池不匹配或者质量较差，或者BMS设置的保护电压值电流值过高，则极易影响锂离子单体电池危险，由于锂离子电池比较活跃，内阻比较小，就有可能出现爆燃事故。第二，我国南北纬度跨度大，一年中冬天和夏天的温度也相差很大，即使正常充电，采用同样的充电程序、电流、电压、转灯电压等参数设计，也容易造成冬天充电充不满，夏天电池充鼓涨的情况。第三，由于充电器质量问题，发生内部短路或者其他损坏时，往往发生最直接的现象是，输出电压突然升高，最大57V的输出电压，突然阶跃至100V以上，直接造成被充电电池的短路，造成充电事故。同时，研究结果表明，锂离子电池能量密度每增加 1 kWh/kg，热失控的触发温度将降低0.42℃。也就是说高能量密度电池相比普通电池更容易发生热失控。热失控是由于电池发热与散热之间的平衡失控所引起的。主要由电池组成的材料在高温下的分解和相互反应导致。热失控的过程主要包括四种副反应：特别是热失控刚开始时，阳极材料表面的SEI首先分解，这个过程中会产生一定的氧气和可燃气体，如果热量进一步上升，很可能会发生燃烧。如果电池组没有成熟的电池安全结构设计，就容易引发安全事故。充电技术的提升针对电池夏天充电易过充鼓涨、冬天充不饱的问题，根据电池的电化学特性，铅酸电池Vt=2.46-0.003×(T-25) （其中：Vt是单体充电电压（单位：V）、T是充电环境温度（单位：℃），以25℃为基准温度），简单说，就是随着环境温度升高，充电电压略有下降，每个电池单格每摄氏度减少0.003V充电电压。充电时增加一个温度传感器、或者通过数据线，把充电器与锂离子电池组的BMS相连，采集温度信号，也可以把上述公式做成一张温度-电压曲线图，存储在芯片里，随时调用，需要说明的是，由于各电池生产企业的配方不同，锂电池的种类不同（三元、锰酸锂、铁锂），上述的温度-电压曲线图需要具体配对电池企业的技术参数要求。同时，也可以采集充电时电池组表面的温度值，发现温度过高及时通知充电器停止充电。另外，参照其他电源适配器（手机充电器、笔记本电脑充电器）的技术要求，以及出口电动自行车充电器的技术要求，引入了电磁兼容的技术要求，设计中考虑发射和抗扰度限值和要求。第一，优化充电器不对其他电器和人体产生影响的发射项目，主要考虑电源端子骚扰电压、骚扰功率、谐波电流、电压变化、电压波动和闪烁。第二，优化充电器抗干扰能力的项目，主要考虑电快速瞬变、注入电流、射频电磁场、浪涌、电压暂降和短时中断。通过这些EMC项目的设计，增加充电器的工作可靠性、稳定性。充电安全的强化针对三段式充电方式的技术特点，以及电池事故产生机理分析，为了强化充电过程的安全，从技术上提出了几方面的改进措施。第一，提出热失控管理的概念，对上述三段式充电的恒流充电阶段，不把电池端电压达到转灯电压作为唯一的结束条件，增加充入电量的监控，现在的充电器都带有芯片，从开始充电时，就运用芯片即时检测充电的电压、电流、时间，采用电流对时间积分的运算方式，即时计算充入电池的电量值，确定电池是否被充满，以4820电池组为例，当充入电量达到1.2C（额定容量的120%）时，即使未达到转灯电压，也要强制停止恒流充电，防止过充产生危险。在恒压充电和娟流充电阶段，当时间达到足够长时，一般设置为4小时，也要强制停止充电，让充电过程更智能。在恒压充电和娟流充电阶段，当时间达到足够长时，一般设置为4小时，也要强制停止充电，让充电过程更智能。第二，在充电器二次回路增加反馈线路设计，跨接一次二次回路的电容器必须使用二个电容串联，跨接光耦质量要好，要求当一次回路与二次回路万一发生短路时，一次回路的电压不会直接串到二次回路，造成输出电压急剧升高，击穿引燃被充电电池，这样设计大大减少了发生事故的概率。第三，电池组和充电器的外壳材料，一般为ABS材料，要求阻燃等级从V1级提高到V0级，这个成本增加不多，但效果明显，例如，4820充电器的外壳，150g重量，成本只增加0.6元。标准及管理规定目前，在电动自行车用电池及充电器领域，有多个国家标准及行业标准，使用的标准主要有：GB/T 22199.1-2017《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池第1部分：技术条件》、GB/T 22199.2-2017《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池第2部分：产品品种与规格》、GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》、QB/T2947.1-2008《电动自行车蓄电池和充电器第1部分：密封铅酸蓄电池及充电器》、QB /T2947.3-2008《电动自行车蓄电池和充电器第3部分：锂离子蓄电池及充电器》、GB/T 36944-2018《电动自行车用充电器技术要求》、 GB/T36972-2018《电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池》、 GB 24155-2009《电动摩托车和电动轻便摩托车安全要求》、 GB/T 34667-2017《电动平衡车通用技术条件》、 GBT 34668-2017《电动平衡车安全要求及测试方法》、GB/T 32504-2016《民用铅酸蓄电池安全技术规范》通常也使用于该领域产品。国家为了强化电动自行车充电安全，正在实施和制定一系列强制性标准，2022年12月29日，发布了GB 42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》，于2023年7月1日全面实施。电动自行车用电池及充电器，均未实施生产许可证管理或者3C强制性认证管理，部分认证机构开展标志认证、自愿认证管理。但电动自行车实施3C强制性认证管理，电池及充电器作为电动自行车的主要部件，进行认证一致性管理。但电池及充电器存在巨大的二级市场，用于维护和修理，这部分产品无任何管理规定。住建部的《高层民用建筑消防安全管理规定》中，明确规定，电动自行车不得在室内进行充电。为了减少充电安全事故的发生，国内部分地区出台政策，要求本地区的电动自行车充电时，必须先实现充电器和电池组的通讯，为此，出台了部分电动自行车充电协议的团体标准。发展方向随着数字化、智能化的发展，电动自行车开始采用总线结构，控制器升级为车辆管理系统。充电过程中，大趋势是电池组均要加装电源管理系统（锂离子电池均已经安装BMS），电动自行车和电池组有了“大脑”，就给安全充电增加了一道保障，充电开始前，充电器先与电池组进行“握手”，获得电池组电池类别、电池组串数、标称电压、电流、满电状态等信息，充电过程中，可以即时把充电时电池组的温度、充电电流、累计充入电荷量等信息发送给充电器，由充电器进行智能判断，确定是否继续充电，选择合适的充电阶段、调整充电电流电压参数，实现按需充电。防止出现过充损伤电池、避免发生事故。同时，引入电磁兼容的理念，减少充电过程对外界电磁波的辐射，也增强充电过程抗外界干扰的能力，实现绿色和环保充电。电池领域，除了传统的铅酸电池、锂离子电池，近年来，钠离子电池异军突起，并且以安全性和经济性著称，预计将在电动自行车领域首先使用，行业和国家正在制定一系列标准和技术规范、成立钠电创新中心、布局产学研发展基地。来源：SMM

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石墨烯电池研究现状与展望【SMM新能源峰会】

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-电动车绿色出行及电池应用高峰论坛上，超威电源集团有限公司研究院副院长黄伟国主要介绍了石墨烯电池技术的研发背景、集团石墨烯电池技术研发的进展以及石墨烯技术在铅酸电池领域应用前景与展望。石墨烯电池技术的研发背景循环充放电时海绵铅比表面收缩产生大量的空隙使得不可逆硫酸盐化加剧降低循环可逆性 • 负极海绵状铅作为活性物质，在反复充放电过程中，在比表面能的作用下，比表面会不断收缩，这是一个不可逆的过程。 • 比表面收缩后极板的孔径会变大，更有利于形成更加粗大的硫酸铅晶体，导致不可逆过程加剧。解决负极硫酸盐化的途径： ➢ 采用表面活性剂（木质素、腐殖酸）抑制活性物质的表面积收缩！ ➢ 采用硫酸钡晶核细化硫酸铅颗粒！ ➢ 添加炭黑、石墨等增加导电性！“称为抗膨胀剂！” 传统缓解不可逆硫酸盐化的主要途径：碳材料——具有双电层电容特性的活性炭——铅-碳电池、超级电池作用：（1）活性炭有高的比表面积，有比较高的双电层电容，可以与正极二氧化铅形成非对称超级电容器，高倍率性能好；（2）Pavlov研究表明，在充过程中，铅枝晶会在活性炭表面生长，并与海绵铅形成一个整理骨架结构，这有利于双电层电容的充放电进行。碳材料在负极中复杂的作用机理 • 由于碳材料的结构复杂多变，因此碳材料在负极中的作用机理也非常复杂。 • D. Pavlov认为，充电过程中具有电化学活性的碳材料在负极中对PbSO4的还原具有电催化作用，充电电压低了约200~300mV。进一步研究发现，Pb2+还原结晶过程同时发生在碳材料表面和铅表面，使得碳材料与海绵铅连接成一个整体，碳材料表面的电流可以降低极板的电流密度，降低极化，促进硫酸铅的还原，这一现象称之为充电时的“平行机理”。 • 把碳材料在负极中的作用机理归纳为物理过程和化学过程：物理过程——导电性、双电层电容特性、表面积效应（利用）在充放电过程中维持比表面积、空间位阻作用阻碍硫酸铅晶体的长大。化学过程——碳材料能催化Pb2+转化为Pb的过程（电催化作用）。超威集团对石墨烯电池技术研发的进展情况碳材料在海绵状铅负极的作用机理研究1-活性炭类作用：我们的研究发现，不同的活性炭结构，铅枝晶的生长形貌不一样，构成活性炭的类石墨微晶的结晶度以及表面缺陷的规整性，结晶度高，导电性好，规整性好，更有利于形成比表面更高的片层状枝晶，有利于电极的循环可逆性。碳材料在海绵状铅负极的作用机理研究2-石墨类作用：（1）J. Settelein对膨胀石墨与球状石墨表面铅枝晶的结晶情况进行了研究，发现膨胀石墨更有利于铅枝晶的生长；（2）Karel Micka认为石墨在负极有位阻效应，可以抑制硫酸铅晶体的长大；（3）我们对球状石墨和天然鳞片石墨的铅枝晶生长进行了研究，发现天然鳞片石墨更有利于形成发散性好的片状枝晶，而球状石墨表面的枝晶围绕球状石墨表面形成包覆结构，不利于海绵铅的表面积的提升。多层石墨烯在铅-炭负极中的作用机理多层石墨烯材料的制备技术持续改进改进技术路线： 1、高质量的剥离工艺技术路线，保持石墨烯晶体的完整性； 2、高效率的剥离设备与工艺选型，产品一致性提高 3、分散技术的改进，主要是分散剂的选型；产品技术特点： 1、石墨烯片层更薄，片径更均匀，电池一致性更好控制，分散性更好； 2、石墨烯片更规整，缺陷更少，析气失水量更低； 3、石墨烯产量更高，批次性更稳定。石墨烯技术在铅酸电池领域应用前景与展望 1、石墨烯的规模化生产技术制备技术的进步，石墨烯的成本会越来越低，有利于在更多领域的铅酸电池中的应用与推广； 2、石墨烯在铅酸电池中的导入，在高比能量和超长循环寿命应用领域会有更好的表现和发展前景； 3、石墨烯电池技术在对安全要求高，而对比能量相对要求较低的领域，会有更加广阔的应用前景，也弥补了锂离子电池的互补市场； 4、不同的碳材料作用有侧重点，多种碳复合有望进一步提升石墨烯电池的性能。来源：SMM

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电力系统新型储能政策分析企业如何把握政策机遇？【SMM新能源峰会】

的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-储能产业论坛上，中国电力企业联合会党组成员、专职副理事长王志轩对“电力系统新型储能政策”展开分析。电力系统新型储能定位一、电力系统中新型储能定位 1、新型储能并网和调度运用分类 2、新型储能在新型电力系统中的功能新型储能在新型电力系统中的功能 ① 为“灵活智能”的电力系统提供技术及装备支撑； ② 改善新能源场站出力特性； ③ 智能微电网和综合能源服务的重要组成部分（与新型电力系统相关）。 3、新型电力系统中储能特点 4、储能在新型能源体系与新型电力系统中的位置 5、新型储能应用场景多个300兆瓦等级压缩空气储能项目、100兆瓦等级液流电池储能项目、兆瓦级飞轮储能项目开工建设，重力储能、液态空气储能、二氧化碳储能等新技术落地实施。截至2023年底，新能源配建储能装机规模约1236万千瓦，主要分布在内蒙古、新疆、甘肃等新能源发展较快的省区。独立储能、共享储能装机规模达1539万千瓦，占比呈上升趋势，主要分布在山东、湖南、宁夏等系统调节需求较大的省区。广东、浙江等省工商业用户储能迅速发展。目前在储能行业各类技术的占比中，锂离子电池比重最大：已投运锂离子电池储能占比97.4%，铅炭电池储能占比0.5%，压缩空气储能占比0.5%，液流电池储能占比0.4%，其他新型储能技术占比1.2%。新型储能政策要点分析新型储能政策分类示意新型储能政策要点定位：新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备，是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑，也是催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域。发展阶段：“十三五”以来，行业整体处于由研发示范向商业化初期的过渡阶段。指导思想：以稳中求进的思路推动新型储能高质量、规模化发展，为加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。基本原则：统筹规划，因地制宜。创新引领，示范先行。市场主导，有序发展。立足安全，规范管理。（加强新型储能安全风险防范，明确新型储能产业链各环节安全责任主体，建立健全新型储能技术标准、管理、监测、评估体系，保障新型储能项目建设运行的全过程安全。）（对比：2021.7.15《关于加快推动新型储能发展的指导意见》：统筹规划、多元发展。创新引领、规模带动。政策驱动、市场主导。规范管理、保障安全。）新型储能规划目标到2025 年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟。其中，电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上；火电与核电机组抽汽蓄能等依托常规电源的新型储能技术、百兆瓦级压缩空气储能技术实现工程化应用；兆瓦级飞轮储能等机械储能技术逐步成熟；氢储能、热（冷）储能等长时间尺度储能技术取得突破。——此发展目标（2022年1月29日）在发改能源规〔2021〕1051号“发展目标”的基础上进一步细化。到2027年，电力系统调节能力显著提升，抽水蓄能电站投运规模达到8000万千瓦以上，需求侧响应能力达到最大负荷的5%以上，保障新型储能市场化发展的政策体系基本建成，适应新型电力系统的智能化调度体系逐步形成，支撑全国新能源发电量占比达到20%以上、新能源利用率保持在合理水平，保障电力供需平衡和系统安全稳定运行。（国家发展改革委国家能源局关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见-2024年1月27日）到2030 年，新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列，市场机制、商业模式、标准体系成熟健全，与电力系统各环节深度融合发展，基本满足构建新型电力系统需求，全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。-2022年1月29日配电网承载力改造目标规划目标到2025年，配电网网架结构更加坚强清晰，供配电能力合理充裕；配电网承载力和灵活性显著提升，具备5亿千瓦左右分布式新能源、1200万台左右充电桩接入能力；有源配电网与大电网兼容并蓄，配电网数字化转型全面推进，开放共享系统逐步形成，支撑多元创新发展；智慧调控运行体系加快升级，在具备条件地区推广车网协调互动和构网型新能源、构网型储能等新技术。到2030年，基本完成配电网柔性化、智能化、数字化转型，实现主配微网多级协同、海量资源聚合互动、多元用户即插即用，有效促进分布式智能电网与大电网融合发展，较好满足分布式电源、新型储能及各类新业态发展需求，为建成覆盖广泛、规模适度、结构合理、功能完善的高质量充电基础设施体系提供有力支撑，以高水平电气化推动实现非化石能源消费目标。 ——（国家发展改革委国家能源局关于新形势下配电网高质量发展的指导意见发改能源〔2024〕187号）-2024年2月6日建议（对政策及企业） 1、坚持统筹原则（所有储能政策都在强调统筹，但具体执行还有很大空间，关键是部门统筹、央地统筹）坚持统筹规划新型电力系统：新型电力系统与国家安全密切关联，要坚持规划先行，处理好新能源与传统能源、电源与电网、全局与局部、政府与市场、开发与节约等关系，高质量建设新型电力系统；坚持大力发展新能源（新型储能与新能源是“伴生关系”）：可持续发展目标决定，全局性、战略性决定；坚持稳定发展新型储能（安全有序规范）：稳定发展是能源安全高效发展的本质要求，由底线和效益决定；坚持源网荷储协同发展：新型储能的特性决定其处于“从属关键地位”难以单独发展，源网荷储协同发展是电力系统特性、能源产业链上下游特性，以及由国情决定；统筹规划电力系统调节能力：结合新能源消纳、资源特性、网架结构、负荷特性、电网安全、电源结构等因素，统筹电力系统调节能力，优化多元储能布局。 2、完善价格机制（价格机制是新型储能发展机制中的关键，“电力”平衡作用是新型储能的特质，并不是市场充分竞争领域，要体现功能定价格的特点，政府定价与市场定价要效结合）进一步完善电价体系，细化峰期、谷期电价时段，增加较小时间尺度的分时电价，引导和激发用户错峰用电的积极性；完善峰谷电价，积极推动完善新型储能参与市场机制，发挥储能调节作用；加强电价政策监管，避免扭曲型电价传导及不合理干预电价；建立健全跨省跨区容量电价分摊机制；推动新型储能容量电价政策。 3、对企业的提示 ① 宏观政策的稳定性和微观政策的及时性是快速转型中政策的特质 ② 问题导向和政策配套是政策完善的基本驱动力 ③ 专家的重要作用是解读政策逻辑，分析未来趋势 ④ 把握能源电力转型的基本方向、目标、基本原则 ⑤ 要系统、深入研究政府相关文件，“文件中自有黄金屋” ⑥ 因地制宜、因情施策是应用政策的灵魂（可操作性政策）来源：SMM

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