在電池儲能供應(yīng)鏈中，采取嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測的方法至關(guān)重要。美國清潔能源協(xié)會(CEA)的Chi Zhang和George Touloupas對于電池儲能系統(tǒng)中常見的制造缺陷以及質(zhì)量保證制度如何檢測這些缺陷進(jìn)行了分析和探討。

事實(shí)表明，有效的檢測制度是電池儲能系統(tǒng)生產(chǎn)質(zhì)量保證的關(guān)鍵。美國清潔能源協(xié)會(CEA)自從2015年以來一直關(guān)注儲能服務(wù)，當(dāng)時的儲能行業(yè)還處于相對早期的階段。該協(xié)會預(yù)測，儲能系統(tǒng)是世界各國可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵推動者，也是電網(wǎng)運(yùn)營商的寶貴資產(chǎn)。

在過去的8年，人們看到電池的容量從100 Ah以下擴(kuò)展到目前的300 Ah以上。儲能系統(tǒng)從集裝箱式儲能系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)今的高度集成、能源密集的模塊化機(jī)柜；以及大型液冷電池儲能系統(tǒng)。

與早期在電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)中采用電動汽車電池相比，電池供應(yīng)商也為電池儲能系統(tǒng)提供專門電池。人們也見證了電池儲能系統(tǒng)主要采用由韓國和日本電池制造商供應(yīng)的鎳、鈷和錳(NCM)三元鋰電池過渡到由中國制造商獨(dú)家供應(yīng)的磷酸亞鐵鋰(LFP)電池。此外，尚未取得重大突破的其他儲能技術(shù)（例如液流電池）也希望從鋰離子電池市場中分一杯羹。

電池儲能行業(yè)的快速變化

總的來說，電池儲能行業(yè)與幾年前大不相同，面臨了重大挑戰(zhàn)，并因高增長率而加劇。鋰離子電池具有固有的局限性，使用不當(dāng)可能導(dǎo)致過度降解，或者導(dǎo)致無法控制的熱失控。

制造缺陷以及電力、熱量或機(jī)械方面的濫用，可能導(dǎo)致電池出現(xiàn)熱失控。在最好的情況下，消防系統(tǒng)將阻止電池火災(zāi)蔓延，導(dǎo)致儲能系統(tǒng)的一部分損壞。最壞的情況可能是導(dǎo)致儲能系統(tǒng)全部燒毀，導(dǎo)致長時間停機(jī)。此外，儲能系統(tǒng)各部分復(fù)雜性產(chǎn)生了額外的故障點(diǎn)，可能導(dǎo)致電池濫用和熱失控。電池發(fā)生火災(zāi)是電池儲能系統(tǒng)所有者或運(yùn)營商都希望避免的噩夢，因?yàn)樗鼤?dǎo)致重大的聲譽(yù)和財務(wù)損失，并導(dǎo)致業(yè)務(wù)運(yùn)營的長期中斷。

美國清潔能源協(xié)會(CEA)一直致力于通過其質(zhì)量保證服務(wù)，有效地識別與電池儲能系統(tǒng)各個層面相關(guān)的制造風(fēng)險。這項(xiàng)工作包括識別儲能單元、電池模塊、機(jī)架和電池儲能系統(tǒng)之間的風(fēng)險。

質(zhì)量保證檢查

自從2018年以來，美國清潔能源協(xié)會(CEA)的工程師團(tuán)隊一直在對全球部署的26GWh鋰離子電池儲能項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量保證檢查。質(zhì)量保證檢查在工廠生產(chǎn)電池之前進(jìn)行；在生產(chǎn)過程中通過監(jiān)控進(jìn)行審查；并在生產(chǎn)后通過出貨前檢驗(yàn)和工廠驗(yàn)收進(jìn)行測試。在美國清潔能源協(xié)會(CEA)對全球52家工廠的調(diào)查中有了1300多項(xiàng)問題，表明偏離生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的最佳實(shí)踐、過程偏差或產(chǎn)品規(guī)格。

大多數(shù)人只關(guān)注電池質(zhì)量，卻很少關(guān)注集成問題，因?yàn)殡姵貙⒈患傻侥K、機(jī)架和容器中。系統(tǒng)級問題占到全部問題的47%，而電池單元問題占30%，模塊問題占23%。復(fù)雜制造過程以及對質(zhì)量控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的靈敏度，使電池成為電池儲能系統(tǒng)中最容易發(fā)生風(fēng)險的部件。但是，電池儲能系統(tǒng)還包含許多其他組件，因此大多數(shù)風(fēng)險來自其他組件。大量的系統(tǒng)級問題是由于人工集成過程的質(zhì)量控制不足、電池儲能系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及儲能系統(tǒng)易受上游組件潛在問題影響。作為電池儲能系統(tǒng)制造過程的最后一步，系統(tǒng)集成可以放大子系統(tǒng)級別的潛在問題，并且容易受到子系統(tǒng)之間接口的質(zhì)量和性能風(fēng)險影響。