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對話:連接器上下游如何攜手進軍萬億級儲能市場?
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對話:連接器上下游如何攜手進軍萬億級儲能市場?

2021-11-08 17:55:27 來源:連接器世界網 作者:國際線纜與連接 點擊:4424

【嗶哥嗶特導讀】本月《對話》聚焦儲能領域,邀請到了儲能系統廠商、電池廠商、連接器及其材料廠商共同探討。

儲能連接器

編者按:

2021年7月23日,國家發改委印發《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,明確到2025年新型儲能裝機規模達30GW以上,相較于2020年的累計3.3GW存在近十倍增量空間。據測算,到2030年我國儲能市場空間可達1.2萬億元以上。由此可見,國內儲能行業的發展空間仍非常巨大。這個文件,也為未來5年的儲能裝機規模定下小目標——30GW,言外之意,當下的儲能裝機規模還遠遠不夠,未來的一片藍海市場。

儲能市場前景有多大,政策支持力度有多強。近幾年無論是國家層面還是地方層面都在不斷的出臺儲能相關的政策。同時加上近期的一系列“限電”政策,儲能的重要性不言而喻。那么,目前儲能建設發展的過程中,還面臨著哪些阻礙?行業上下游應如何更好地攜手?對其中所應用連接器及其材料又提出了哪些要求?本期《對話》,《國際線纜與連接》邀請了儲能逆變器、電池廠商、連接器廠商、材料廠商共同探討以上問題。

以下為對話導覽

1、結合貴司的情況來看,您認為目前我國儲能市場及儲能連接器發展情況如何?

2、儲能系統中所需連接器類型?對儲能連接器提出了哪些要求?

3、現階段儲能及儲能連接器現存技術難點或是突破性的技術進展?其未來市場和技術發展的主要方向是?

4、儲能連接器對材料使用的有何要求?材料國產化程度如何?您如何看待材料的國產化的必要性?

5、儲能連接器原材料鈹銅目前主要以進口為主,國產鈹銅廠商應如何進行替代?

6、貴司對上游廠商(尤其是連接器廠商)有什么訴求或較為關注的問題?

7、上述對話中連接器下游廠商提到的降本及供應問題,請問儲能連接器廠商在降本方面有何解決之策?儲能連接器廠商有何新產品、新技術以應對儲能市場未來的發展?

連接器

(排名按下、中、上游排列,同類企業間排名不分先后)

1、結合貴司的情況來看,您認為目前我國儲能市場及儲能連接器發展情況如何?

陽光電源李燦林:“十四五”規劃下,平價光伏、風電發電側配儲能,儲能市場這幾年的增速很快,每年基本上都會翻倍。同時國家正在推行整縣推進,讓分布式儲能市場火起來。

連動電力王躍林:隨著國家不斷推出利好的政策,以及新的儲能應用場景的出現,再加上儲能相關的商業模式的不斷確立,儲能裝置容量會有一個爆發式的增長,儲能連接器也會隨之增長。

聚優精密鐘意:目前我們在主攻儲能連接器,已經給多家儲能企業做供應,所以我們接收到的市場需求量是暴增的。

琥正趙正午:整體的市場容量逐漸地在爬坡,目前國內儲能連接器在國內的發展已經相當不錯了。據我了解,這兩年陸陸續續也有100多家企業開始做儲能連接器了。

領越光電周振方:儲能連接器投入的成本較少,技術門檻較低,如今得益于國家政策的支持,越來越多的國內連接器企業加入到儲能產業鏈中。

賽川電子盛全德:儲能市場現在的整體情況還算不錯,賽川今年也開始發力儲能市場,目前正在給一些大的電池廠商批量供貨中。

國工恒昌陳希春:儲能用的鈹銅需求量預計還會持續增長,但國產鈹銅仍大量需要進口,因此我們正在準備大量的人力物力去攻破這塊市場。加上客戶試用的反饋,也計劃擴大這一塊市場的產能。

2、儲能系統中所需連接器類型?對儲能連接器提出了哪些要求?

連動電力王躍林:從設計源頭來看,有固定螺栓連接器和快插式連接器。對連接器的要求分為三點:①高度的安全性。近幾年國內外都發生儲能系統著火的事故,因此安全性至關重要。②可靠性。儲能系統的壽命大概在15年左右,因此連接器也要保證在這15年內安全有效的運行。③一致性。儲能系統的集裝箱里會有很多電池組,需要成千上萬的連接器串聯來形成高電壓、大電流的輸出和存儲。

聚優精密鐘意:性能上可分為防水、不防水兩大類,這兩大類中都有125A、200A、250A、300A、400A這幾個規格,需求以200A的居多。儲能系統中所需連接器類型分為快插和端子臺,快插連接器還具有體積小、過電流能力強、可靠性高,最主要的優勢就是可以人為的操作它的通斷。我司主要是快插類型的,對快插連接器有防水、防觸手、耐高壓、耐高溫的要求。

賽川電子盛全德:儲能連接器的要求主要是在安裝的便捷性和穩定的溫升。目前儲能連接器以快插式為主,固定螺栓的安裝便利性差且不利于維護。

3、現階段儲能及儲能連接器現存技術難點或是突破性的技術進展?其未來市場和技術發展的主要方向是?

沈博士:儲能在技術上所存在的最大的問題就是電池部分的安全和壽命。以往儲能更多的只是做示范應用,不那么追求它的經濟效益,因此電池的壽命、長期運行的安全性都不怎么重視,但是真正要規模應用的話,必須要考量這些問題。

但實際上儲能還有很多的經濟效益沒有被計算出來,這也是儲能所要迫切解決的問題。如果把儲能多方面的效益都算出來,儲能成本的問題就不會像現在一樣顯得這么突出。同時鋰電池每年的下降速度很明顯,所以儲能必定有其經濟性比較可觀的時候。未來的發展方向應該會是根據儲能的不同應用,把技術做得更加精細、可靠、安全。

陽光電源李燦林:目前儲能所存在的一個問題需要大家去共同解決,即磷酸鐵鋰電池本身內阻較大,它在做儲能集成時,如若熱管理系統做不好就會引起失控著火。目前很多做動力電池的廠家都是從新能源汽車領域轉行的,對于儲能系統的集成經驗不足;另一方面是行業規范標準的缺失,沒有統一的儲能的集成標準、驗收標準及后期運維成熟的方案,這就造成了不管是賣家還是買家都會有一些安全意識的缺失。

突破性進展則分為兩方面:第一,目前儲能電壓等級更高了,例如直流側電壓從1000V提升到1500V,有助于系統降低損耗、提升集成度,以此來降低成本;第二,在散熱方面,以往大部分采用的都是溫控系統,即空調。而以后將使用液冷系統,所以明年應該是國內儲能液冷系統的元年,這是電化學儲能的一個大方向。

比亞迪楊保證:儲能系統電壓的提高也對連接器的耐壓和耐絕緣提出了新的考驗,對連接器的材料也同理。我們對材料這塊特別重視,包括我們自身也在研究高耐壓、耐絕緣的材料。

目前儲能的技術還沒有太大的突破,第一,目前儲能電池的能量密度還沒有達到很理想的狀態。第二,太陽能、風能發電不穩定,所以儲能的電力存儲也跟著受到波動。

連動電力王躍林:儲能連接器在端子的一致性上存在一定的技術難點。未來的挑戰主要就是性能和成本如何兼備,這是對于我們每一個儲能連接器企業所提出的挑戰。

領越光電周振方:儲能連接器的結構簡單,門檻不高,所以在品質一致的情況下,成本優勢格外重要。對于一個產品而言,在保證性能和質量的前提下,設計的越簡單成本越低,體現出的水平卻越高。

聚優精密鐘意:市場上大部分連接器企業的生產瓶頸是金屬件端子件。技術難點在于新的UL標準定義的爬電距離過長,直接加長產品增加成本,并可能與客戶現有的結構出現沖突。

賽川電子盛全德:UL的標準的確比其他標準更嚴苛,而爬電距離過長結構也要加強,端子的長度也要加長,因此用材就會更多。未來的發展方向是如何用簡單的結構實現安全的功能,同時成本又比較低。

4、儲能連接器對材料使用的有何要求?材料國產化程度如何?您如何看待材料的國產化的必要性?

琥正趙正午:在塑料方面尼龍和PET都可以,用尼龍可能會比較多一些,尼龍主要選用來自國外和臺灣的;銅材方面主要用的是紫銅和鈹銅,紫銅主要以國內為主,鈹銅以日系和德系的為主。

聚優精密鐘意:對連接器的塑膠材料要求高RTI值高CTI值,對防水件有高溫下能長期工作的要求,對導電件有高導電的要求。

從市場的數據來看國產塑膠表現非常良好,已經可以大批量使用了,這主要得益于國產塑膠長期努力的發展。近幾年國外品牌缺貨的問題以及UL認證通過對于認證端也進一步推動了塑膠國產化。而國產鈹銅長時間下的高低溫沖擊、耐候環境、耐疲勞、插拔壽命等還沒有足夠長的時間去認證,市場數據還不夠充分。

巴斯巴徐平安:因為儲能連接器是裝在箱子里面,對它的震動環境、抗UV老化、防水防塵的要求降低了,相應的材料的使用也會降低。就大電流連接器的原材料來說,國產化程度非常高,特別是塑膠、端子、密封圈。

目前國內的紫銅已經很成熟了,而國產鈹銅目前在穩定性和基礎材料的研究上還存在一定問題,這也跟整個產品自身管控以及微量元素的管控有關。但是鈹銅目前也有很多國內大的材料企業有相應的替代方案。

連動電力王躍林:目前材料顏色的一致性、褪色、吸水問題存在著一定的技術難點。選擇塑性材料時,公司會有具體的考量指標,比如顏色褪色、縮水率、耐壓、強度等,所以公司在選擇供應商之前,會進行大量的試驗來選擇合適的材料。

領越光電周振方:塑料主要滿足耐高低溫沖擊、耐絕緣、耐壓。銅材主要用的是紫銅、釩銅以及彈片上所用的鈹銅,紫銅主要用的國內的,釩銅國內外都在用,鈹銅主要還是用的進口。

國工恒昌陳希春:鈹銅有著它獨特的優勢,例如帶載接觸不起火花,彈性功能高,這是其他材料所不能替代的。目前國內有好幾家企業在做,但是在產品的質量、使用效果和國外還有著一定的差距。但國產鈹銅替代進口是一個必須要走的過程,要客戶對我們國產材料有信心也需要時間去證明。

鈹銅的原料大部分還需要外購且國產的基礎原材料品味較低。但是現在我們的一家兄弟公司,已經在基礎原材料上替代了進口,目前已經為多家大企(包括NGK等)做供應,這也意味著以后我們國產的原材料供應將會有一條完整的供應體系。我司在鈦銅方面成功的替代國外企業后,在鈹銅方面也開始發力,目前我們的產品在客戶那邊的試用效果良好,達到了進口的水平。

5、儲能連接器原材料鈹銅目前主要以進口為主,國產鈹銅廠商應如何進行替代?

國工恒昌陳希春:目前市面上有好幾家材料廠商的都在做,我們也要發揮自己的核心競爭力,例如材料的精密度、折彎性能、可靠性這幾個方面的技術。

①在最核心的熔鑄方面,通過真空感應熔煉、半連續澆注技術來提高純凈度,從目前自身和部分客戶的檢測來看,有幾個核心指標已經超過日本的水平了。

②銑面上,主要通過設備來保障質量,雙面洗、反復洗來將其表面洗干凈,做到不留缺陷。

③表面控制上,因為鈹銅本身比較硬,我們通過設備的改造和引進來生產,目前來看效果良好,例如晶粒度可做到20微米。

6、貴司對上游廠商(尤其是連接器廠商)有什么訴求或較為關注的問題?

陽光電源李燦林:主要是電芯廠商,我們希望價格能降下來的同時希望他們能夠加大研發投入,因為現在磷酸鐵鋰電池的功率密度基本上已經到上限了。這對連接器廠商來說也是一樣的,希望能通過一些技術革新能讓成本下降。儲能一直還沒有真正的發展起來,主要就是因為成本太高。

寧德時代于振東:導致光儲充建造成本較高的核心在于電池,因為對電池來講,生產研發電池的設備成本比較高,技術難度大,短時間電池的成本難以降下來。未來如果要降成本,也是主要從電池的技術解決方面來著手,然后包括供應鏈上下游也需要共同合作來降成本。

沈博士:連接器在儲能的電池單元之間的連接用得比較多,眼下電池安全是一個重要問題,在大容量的系統中需要的電池模塊或電池組的數量比較多,因此連接器所使用的數量也比較多。這時候連接器的品質安全和一致性變得尤為重要,連接器的質量對于整個產品的質量影響是比較大的,而連接器市場上有良莠不齊的情況,所以我們對連接器這一塊的品質管控比較嚴,有時候貴一些也要挑好的產品。

在選擇供應商時,我們對供應商的產品品質、整套的生產的品質管控、供貨能力和環保方面做評估。尤其是在材料緊缺的大背景之下,我們對連接器廠商的供貨能力更為重視。

比亞迪楊保證:我們在選用連接器的時候至少要審核三家企業,最關注的就是這家企業的技術水平如何,當然現在還要關注價格。因為要降成本,所以儲能連接器的選用主要是以國產的為主,而且國內的廠商也具備這種資質。

目前我們所選用的連接器等元器件都是要滿足UL等認證,關于UL所定義的爬電距離過長這個問題是屬于新的標準,還不好下定論。只能說要從結構、相對能量密度的增加以及材料方面去進行突破。如果因此造成成本的增加,我認為就是首先要先滿足這個標準,成本放在第二位。

7、上述對話中連接器下游廠商提到的降本及供應問題,請問儲能連接器廠商在降本方面有何解決之策?儲能連接器廠商有何新產品、新技術以應對儲能市場未來的發展?

聚優精密鐘意:我們公司在儲能領域的供商比較多,所以我們能夠保證大批量的供貨。我們最大的優勢在結構上,這上面的工藝可以讓我們在市場上有一定的價格競爭優勢。

我們的儲能連接器可做到防錯插、防觸手指。尤其是在插頭上,能做到防觸手指的企業不多。大多企業防錯插也不是徹底的防錯插,沒有辦法插到位,但是實際上它的帶電件已經導通。此外,我們的電流比外面標的要稍微高一點,在同樣過流情況下,我們的溫升會低很多。

連動電力王躍林:針對未來市場降本的需求,我們從三方面來進行創新解決方案:首先從結構上我們將快插連接器的插頭做成組裝式的,進而減少制造環節對工裝模具和設備的要求;第二,從減少材料的關鍵尺寸的數量,降低金屬件加工的難易度;第三,核心的端子通過自主設計、生產和加工來控制質量降低、降低制造成本(原材料成本)。

此外,從電氣性能上來說,我們在端子做了大量關于可靠性、一致性、連接器衰減能力方面的研究。從安全性上來說,帶電的插拔會產生很多電氣事故,因此我們的產品具備了正負極防誤插、防水防觸電、360度旋轉這幾方面的特點。

賽川電子盛全德:我們的快插式連接器可滿足360°任意角度插合,插合后可實現360°旋轉、正負極盲插,同時具有二次鎖緊功能。其中,二次鎖緊功能也解決了客戶在實際應用中的痛點,即使用過程中不輕易掉落。

領越光電周振方:市面上既要求360度旋轉又要求防呆,我們也在這方面申請通過了專利,可以保持體積不變的基礎上做到了360°旋轉和防呆。在降本方面,首先從連接器的設計上來改變其成本,其次等量起來后在通過工藝、智能化來降低成本。當然這也是跟客戶一起來實現的,因為客戶的要求會直接影響成本。

結語

通過本次對話,可見當前儲能市場給儲能產業鏈上下游企業都帶來了廣闊的市場增值空間,進入儲能領域的連接器企業也越來越多。在乘時代風口上升的同時,儲能行業也面臨著電池安全、商業模式、成本等方面的挑戰。

儲能在近幾年的發展過程中,國內外都出現了大大小小的安全事故,而儲能系統中電池模塊與電池組之間需要大量的連接器,這時候儲能連接器的品質安全就變得尤為重要。對連接器可靠性、一致性、耐高壓、耐高溫等性能也提出了更高的要求,相應的材料也同理。同時,行業下游企業對連接器供應商的研發實力、產品質量、價格定位、交付能力也尤為關注。

此外,在連接器及其材料的國產替代方面,目前國產的儲能連接器在下游的廠商的認可度較高,國產化程度也較高。材料方面,除了鈹銅外的銅合金和塑膠的國產化程度較高,而號稱“彈性之王”的鈹銅,仍大量依賴于進口。目前國產鈹銅的市場認可度尚低,國內鈹銅廠商仍需繼續加強研發水平。

“2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和”的目標下,儲能市場的發展仍有較長的一段路要走,而儲能向前發展的過程中所遇到的困難也需要行業上下游共同攜手解決??梢灶A見的是,未來儲能市場的發展前景可期,給產業鏈上下游企業帶來的發展也無可限量。

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