小部件,大乾坤!儲(chǔ)能連接器甄選攻略
發(fā)布時(shí)間:04/14 —— 2023
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雙碳目標(biāo)愿景下,我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模正迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟最新數(shù)據(jù)顯示,2022年中國(guó)新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)6.9GW/15.3GWh,超過了過去十年累計(jì)的裝機(jī)量5.7GW/11.2GWh,一躍成為全球第一。
具體到企業(yè)層面,國(guó)內(nèi)外鋰電儲(chǔ)能訂單暴增,鋰電儲(chǔ)能產(chǎn)品供不應(yīng)求,生產(chǎn)線滿負(fù)荷工作等企業(yè)現(xiàn)狀,同樣向我們?cè)忈屃藘?chǔ)能的黃金時(shí)代大幕已徐徐拉開。
聚光燈下,99%的目光會(huì)被儲(chǔ)能電池、系統(tǒng)集成、PCS、EMS等吸引,鮮有人知的是,連接器作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分,也隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模的爆發(fā)進(jìn)入發(fā)展快車道。
不過,由于業(yè)內(nèi)多數(shù)從業(yè)者對(duì)儲(chǔ)能連接器存在著“小零部件,無關(guān)緊要”“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,門檻不高”等誤解,且隨著越來越多玩家蜂擁而至,市場(chǎng)上的企業(yè)及產(chǎn)品也呈現(xiàn)出種類繁多,魚龍混雜,良莠不齊的現(xiàn)象,導(dǎo)致儲(chǔ)能廠商選購(gòu)連接器時(shí)無從下手。
那么,儲(chǔ)能連接器是否重要?其生產(chǎn)研發(fā)門檻是否真的比較低?如何選購(gòu)更合適、性價(jià)比更高的儲(chǔ)能連接器?又有哪些評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及建議?
眾所周知,儲(chǔ)能連接器是儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部PACK之間電力傳輸?shù)牡闹匾骷?,連接器的質(zhì)量關(guān)乎PACK箱體乃至整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行,其重要性不言而喻。“連接器在整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中如同毛細(xì)血管一樣的存在,東西雖小,意義重大。尤其隨著儲(chǔ)能項(xiàng)目容量越來越大,所用到的連接器也越來越多,一個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目會(huì)用到成千上萬(wàn)的連接器,只要其中一個(gè)出問題,就是牽一發(fā)而動(dòng)全身,所產(chǎn)生的損失也是不可估量的。盡管儲(chǔ)能連接器的重要性毋庸置疑,但儲(chǔ)能作為新興產(chǎn)業(yè),一直在摸索中不斷前行,市場(chǎng)機(jī)制、盈利模式等尚未完善。而儲(chǔ)能連接器更是處于“空白”階段,市場(chǎng)上缺乏對(duì)儲(chǔ)能連接器的深入了解,于是流傳著“小零部件,無關(guān)緊要”“相比汽車連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,門檻不高”等觀點(diǎn)。“我們專注從事儲(chǔ)能連接器行業(yè)10來年了,過去確實(shí)遇到很多人都認(rèn)為這么一個(gè)小部件,外觀基本一致,根本看不出深層次的技術(shù),所以大家會(huì)覺得儲(chǔ)能連接器的門檻比汽車連接器低。其實(shí),不然。只是技術(shù)需求不同,應(yīng)用場(chǎng)景不同,側(cè)重點(diǎn)不同罷了”。事實(shí)上,儲(chǔ)能連接器這一專屬名詞本身就是新鮮事物,最早于2017年左右才被提出,此前在市場(chǎng)發(fā)展的最初階段根本不存在儲(chǔ)能連接器,基本都是車載連接器被直接用于儲(chǔ)能系統(tǒng)中。同樣的情況也存在于電池領(lǐng)域,最早的儲(chǔ)能系統(tǒng)也是將汽車的動(dòng)力電池直接“拿”來用。但隨著儲(chǔ)能項(xiàng)目的交付與使用,在實(shí)踐中出現(xiàn)的諸多問題,讓大家逐漸意識(shí)到將動(dòng)力電池用于儲(chǔ)能會(huì)出現(xiàn)“水土不服”,連接器亦如此。儲(chǔ)能連接器有自己的特點(diǎn)和要求,主要體現(xiàn)在一致性、可靠性、安全性三個(gè)方面。而對(duì)于近兩年儲(chǔ)能連接器市場(chǎng)的快速發(fā)展,和眾多資本的積極涌入,主要得益于儲(chǔ)能市場(chǎng)的火爆。儲(chǔ)能經(jīng)過多年的醞釀,不同商業(yè)模式的探索,以及不同技術(shù)路線的研發(fā),其商業(yè)化已是勢(shì)在必行。這對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈,包括做關(guān)鍵零部件的企業(yè)而言,都是一個(gè)重大發(fā)展機(jī)遇。但同時(shí)隨著儲(chǔ)能在不同應(yīng)用場(chǎng)景的完善和成熟,其對(duì)連接器的個(gè)性化需求也越來越高,連接器需要在控制成本的同時(shí)提高性能,做到質(zhì)量更高、壽命更長(zhǎng)、安全性更強(qiáng),這對(duì)連接器行業(yè)來說也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能連接器由注塑件、連接件、連接端子三部分組成,對(duì)于儲(chǔ)能連接器的選購(gòu)建議,不能簡(jiǎn)單從外觀進(jìn)行分辨,每一部分的選材和制作工藝都大有講究。從外觀來看都是塑料,但不同種類的塑料價(jià)格也千差萬(wàn)別。價(jià)格不同,材料的特性也隨之而變,最終肯定會(huì)影響產(chǎn)品性能,包括抗沖擊的能力、絕緣的能力、阻燃性能、長(zhǎng)時(shí)間高低溫運(yùn)行是否會(huì)開裂和軟化等問題。
其內(nèi)部連接主要作用是導(dǎo)電,而導(dǎo)電的材料在于銅,為了增強(qiáng)導(dǎo)電能力,此部分材質(zhì)要求用T2紫銅,且表面還需鍍銀。但銅的純度不一樣,鍍銀后也無法從表面分辨出該產(chǎn)品用料是否達(dá)標(biāo),因此在選購(gòu)時(shí)建議讓商家提供原材料構(gòu)成表。
是快插式連接的核心部件,溫升值是端子內(nèi)在質(zhì)量的主要衡量指標(biāo),不同廠家生產(chǎn)的端子的內(nèi)部電阻和一致性等有很大差異。所謂溫升,即連接器工作時(shí),通過的電流在接觸點(diǎn)處產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致溫度上升。大電流的連接器必須考慮溫度上升效應(yīng),溫升是材料的主體電阻作用的結(jié)果,而主體電阻由簧片的結(jié)構(gòu)和材料阻抗決定。端子的溫升取決于熱產(chǎn)生過程中的熱傳遞所造成的熱能浪費(fèi)。因此溫升又可以稱為依賴于端子材料的熱傳遞能力,電流的大小和連接器的熱量對(duì)流。

從上述公式中可以很明顯地看出,溫升與產(chǎn)品的材料導(dǎo)電系數(shù)和傳熱系數(shù)成反比。為了降低溫升,不僅要提升導(dǎo)電系數(shù),還要提升材料的傳熱系數(shù)以便產(chǎn)生更少和傳出更多的熱量,最終降低溫度的上升量。在我國(guó)首部頒布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)“T/CNESA 1001-2019”中規(guī)定,額定載流下,儲(chǔ)能連接器溫升需要在45K以下。端子內(nèi)部合理的簧片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、簧片材料選型、簧片安裝和固定方式以及連接器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都與溫升水平有密切的關(guān)系。此外,他還強(qiáng)調(diào),儲(chǔ)能連接器簧片端子材料的抗失效能力也至關(guān)重要。連接端子一旦發(fā)生失效問題,就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)電路故障,是儲(chǔ)能電站安全事故的最大隱患。針對(duì)這些問題,從簧片結(jié)構(gòu)優(yōu)化、簧片新材料探索等幾個(gè)方面展開研究。
其中, LD-CNZZ系列液冷專用儲(chǔ)能連接器選用的簧片端子,就是利用ANSYSWorkbench軟件的Design Explorer 模塊對(duì)影響扭簧性能的主要尺寸進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)連動(dòng)電力正在積極開發(fā)以Cu-3Ti-5Ni材料為主的端子內(nèi)部核心簧片材料的試用和驗(yàn)證工作,從源頭提升連接器整體性能水平。