“储能系统模组”是储能电站、电网调节、工商业储能及分布式能源系统中的核心组成单元,通常由多个电芯组成电池模组(Battery Module),再构成电池簇(Rack)、电池柜(Battery Cabinet)乃至整套储能系统(ESS, Energy Storage System)。
以下是对储能系统模组的系统性解析:
储能模组一般是指由一组电芯按照串并联组合、电气结构与热管理系统构成的中间级储能单元,属于Pack与电芯之间的结构级别,是电池系统模块化、标准化设计的关键。
在电池系统架构中:
电芯(Cell) → 模组(Module) → 电池簇(Rack) → 电池柜(Cabinet) → 整体储能系统(ESS)
| 部件 | 功能说明 |
|---|---|
| 电芯(Cell) | 常用磷酸铁锂、三元或钠离子电芯 |
| 电芯支架与壳体 | 固定、抗震、防护、散热 |
| 模组级BMS(BMU) | 采集每串电压/温度,支持均衡 |
| 电气连接 | 镍片、铜排、熔断器、母线等 |
| 热管理系统 | 风冷/液冷/导热材料(PCM) |
| 接口端子 | 模组正负极接口+通信接口(如CAN/RS485) |
| 传感与标识 | 电压/温度采样、RFID/SN标识 |
| 项目 | 参数示例 |
|---|---|
| 电芯类型 | LFP 3.2V/280Ah、3.7V/50Ah NCM等 |
| 串并联配置 | 1P16S、2P16S、1P20S、1P15S等 |
| 模组电压 | 51.2V(16串LFP)、74V(20串NCM) |
| 模组容量 | 50Ah~280Ah |
| 额定能量 | 2.5kWh ~ 15kWh |
| 模组尺寸 | 长600700mm,宽300400mm,高150~250mm |
| 重量 | 30kg ~ 80kg(依容量/外壳材料而定) |
| 均衡方式 | 被动均衡(电阻)、主动均衡(电荷转移) |
| 工作温度 | -20 ~ +55℃,特殊定制可达-30℃ |
[电芯组] — 串联(16S) → 并联(1P~2P) │ ├─> 模组级BMS(监控电压/温度) │ ├─> 快插端子 + 热传感器 │ └─> 铝壳/铁壳/塑料壳结构 + 散热设计
| 标准编号 | 名称 |
|---|---|
| GB/T 36276-2018 | 电化学储能系统用锂离子电池安全技术规范 |
| GB/T 36275-2018 | 电化学储能用电池管理系统通用技术规范 |
| GB/T 35590-2017 | 电池模组通用技术规范 |
| UL 1973 / UL 9540A | 储能电池与系统安全认证标准 |
| IEC 62619 | 工业锂电池安全标准 |
| JB/T 11699-2013 | 储能电池模组结构与连接要求(国内行业标准) |
| 冷却方式 | 应用场景 | 特点 |
|---|---|---|
| 风冷 | 户外柜式储能、工商业储能 | 成本低,效率一般 |
| 液冷 | 集装箱储能系统、站级储能 | 冷却效率高,系统复杂 |
| 相变材料冷却 | 模块化小储能 | 热稳定性强,适用于便携 |
| 厂商 | 产品型号 | 主要参数 |
|---|---|---|
| 宁德时代 CATL | 16S LFP 模组 | 51.2V / 100Ah / 被动均衡 |
| 比亚迪 | 20S 磷酸铁锂模组 | 64V / 50Ah,风冷 |
| 远景能源 | Rack Level Module | 1P15S / 液冷接口,单模块2.5kWh |
| 亿纬锂能 | 储能模组 V3 | 51.2V / 280Ah / CAN通讯 |
高能量密度模组:LFP单体向 300Ah+ 演进,模组紧凑集成化。
液冷模组一体化:适应大型电站与快速充放电应用。
智能化模组BMS:集成AI估算、远程监控、故障自诊断。
标准化 + 可堆叠模块设计:支持不同系统容量灵活扩展。
安全增强设计:模块级防爆、热切断与气体导排系统。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。