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对话:连接器上下游如何携手进军万亿级储能市场?
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对话:连接器上下游如何携手进军万亿级储能市场?

2021-11-08 17:55:27 来源:连接器世界网 作者:国际线缆与连接 点击:6007

【哔哥哔特导读】本月《对话》聚焦储能领域,邀请到了储能系统厂商、电池厂商、连接器及其材料厂商共同探讨。

储能连接器

编者按:

2021年7月23日,国家发改委印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确到2025年新型储能装机规模达30GW以上,相较于2020年的累计3.3GW存在近十倍增量空间。据测算,到2030年我国储能市场空间可达1.2万亿元以上。由此可见,国内储能行业的发展空间仍非常巨大。这个文件,也为未来5年的储能装机规模定下小目标——30GW,言外之意,当下的储能装机规模还远远不够,未来的一片蓝海市场。

储能市场前景有多大,政策支持力度有多强。近几年无论是国家层面还是地方层面都在不断的出台储能相关的政策。同时加上近期的一系列“限电”政策,储能的重要性不言而喻。那么,目前储能建设发展的过程中,还面临着哪些阻碍?行业上下游应如何更好地携手?对其中所应用连接器及其材料又提出了哪些要求?本期《对话》,《国际线缆与连接》邀请了储能逆变器、电池厂商、连接器厂商、材料厂商共同探讨以上问题。

以下为对话导览

1、结合贵司的情况来看,您认为目前我国储能市场及储能连接器发展情况如何?

2、储能系统中所需连接器类型?对储能连接器提出了哪些要求?

3、现阶段储能及储能连接器现存技术难点或是突破性的技术进展?其未来市场和技术发展的主要方向是?

4、储能连接器对材料使用的有何要求?材料国产化程度如何?您如何看待材料的国产化的必要性?

5、储能连接器原材料铍铜目前主要以进口为主,国产铍铜厂商应如何进行替代?

6、贵司对上游厂商(尤其是连接器厂商)有什么诉求或较为关注的问题?

7、上述对话中连接器下游厂商提到的降本及供应问题,请问储能连接器厂商在降本方面有何解决之策?储能连接器厂商有何新产品、新技术以应对储能市场未来的发展?

连接器

(排名按下、中、上游排列,同类企业间排名不分先后)

1、结合贵司的情况来看,您认为目前我国储能市场及储能连接器发展情况如何?

阳光电源李灿林:“十四五”规划下,平价光伏、风电发电侧配储能,储能市场这几年的增速很快,每年基本上都会翻倍。同时国家正在推行整县推进,让分布式储能市场火起来。

连动电力王跃林:随着国家不断推出利好的政策,以及新的储能应用场景的出现,再加上储能相关的商业模式的不断确立,储能装置容量会有一个爆发式的增长,储能连接器也会随之增长。

聚优精密钟意:目前我们在主攻储能连接器,已经给多家储能企业做供应,所以我们接收到的市场需求量是暴增的。

琥正赵正午:整体的市场容量逐渐地在爬坡,目前国内储能连接器在国内的发展已经相当不错了。据我了解,这两年陆陆续续也有100多家企业开始做储能连接器了。

领越光电周振方:储能连接器投入的成本较少,技术门槛较低,如今得益于国家政策的支持,越来越多的国内连接器企业加入到储能产业链中。

赛川电子盛全德:储能市场现在的整体情况还算不错,赛川今年也开始发力储能市场,目前正在给一些大的电池厂商批量供货中。

国工恒昌陈希春:储能用的铍铜需求量预计还会持续增长,但国产铍铜仍大量需要进口,因此我们正在准备大量的人力物力去攻破这块市场。加上客户试用的反馈,也计划扩大这一块市场的产能。

2、储能系统中所需连接器类型?对储能连接器提出了哪些要求?

连动电力王跃林:从设计源头来看,有固定螺栓连接器和快插式连接器。对连接器的要求分为三点:①高度的安全性。近几年国内外都发生储能系统着火的事故,因此安全性至关重要。②可靠性。储能系统的寿命大概在15年左右,因此连接器也要保证在这15年内安全有效的运行。③一致性。储能系统的集装箱里会有很多电池组,需要成千上万的连接器串联来形成高电压、大电流的输出和存储。

聚优精密钟意:性能上可分为防水、不防水两大类,这两大类中都有125A、200A、250A、300A、400A这几个规格,需求以200A的居多。储能系统中所需连接器类型分为快插和端子台,快插连接器还具有体积小、过电流能力强、可靠性高,最主要的优势就是可以人为的操作它的通断。我司主要是快插类型的,对快插连接器有防水、防触手、耐高压、耐高温的要求。

赛川电子盛全德:储能连接器的要求主要是在安装的便捷性和稳定的温升。目前储能连接器以快插式为主,固定螺栓的安装便利性差且不利于维护。

3、现阶段储能及储能连接器现存技术难点或是突破性的技术进展?其未来市场和技术发展的主要方向是?

沈博士:储能在技术上所存在的最大的问题就是电池部分的安全和寿命。以往储能更多的只是做示范应用,不那么追求它的经济效益,因此电池的寿命、长期运行的安全性都不怎么重视,但是真正要规模应用的话,必须要考量这些问题。

但实际上储能还有很多的经济效益没有被计算出来,这也是储能所要迫切解决的问题。如果把储能多方面的效益都算出来,储能成本的问题就不会像现在一样显得这么突出。同时锂电池每年的下降速度很明显,所以储能必定有其经济性比较可观的时候。未来的发展方向应该会是根据储能的不同应用,把技术做得更加精细、可靠、安全。

阳光电源李灿林:目前储能所存在的一个问题需要大家去共同解决,即磷酸铁锂电池本身内阻较大,它在做储能集成时,如若热管理系统做不好就会引起失控着火。目前很多做动力电池的厂家都是从新能源汽车领域转行的,对于储能系统的集成经验不足;另一方面是行业规范标准的缺失,没有统一的储能的集成标准、验收标准及后期运维成熟的方案,这就造成了不管是卖家还是买家都会有一些安全意识的缺失。

突破性进展则分为两方面:第一,目前储能电压等级更高了,例如直流侧电压从1000V提升到1500V,有助于系统降低损耗、提升集成度,以此来降低成本;第二,在散热方面,以往大部分采用的都是温控系统,即空调。而以后将使用液冷系统,所以明年应该是国内储能液冷系统的元年,这是电化学储能的一个大方向。

比亚迪杨保证:储能系统电压的提高也对连接器的耐压和耐绝缘提出了新的考验,对连接器的材料也同理。我们对材料这块特别重视,包括我们自身也在研究高耐压、耐绝缘的材料。

目前储能的技术还没有太大的突破,第一,目前储能电池的能量密度还没有达到很理想的状态。第二,太阳能、风能发电不稳定,所以储能的电力存储也跟着受到波动。

连动电力王跃林:储能连接器在端子的一致性上存在一定的技术难点。未来的挑战主要就是性能和成本如何兼备,这是对于我们每一个储能连接器企业所提出的挑战。

领越光电周振方:储能连接器的结构简单,门槛不高,所以在品质一致的情况下,成本优势格外重要。对于一个产品而言,在保证性能和质量的前提下,设计的越简单成本越低,体现出的水平却越高。

聚优精密钟意:市场上大部分连接器企业的生产瓶颈是金属件端子件。技术难点在于新的UL标准定义的爬电距离过长,直接加长产品增加成本,并可能与客户现有的结构出现冲突。

赛川电子盛全德:UL的标准的确比其他标准更严苛,而爬电距离过长结构也要加强,端子的长度也要加长,因此用材就会更多。未来的发展方向是如何用简单的结构实现安全的功能,同时成本又比较低。

4、储能连接器对材料使用的有何要求?材料国产化程度如何?您如何看待材料的国产化的必要性?

琥正赵正午:在塑料方面尼龙和PET都可以,用尼龙可能会比较多一些,尼龙主要选用来自国外和台湾的;铜材方面主要用的是紫铜和铍铜,紫铜主要以国内为主,铍铜以日系和德系的为主。

聚优精密钟意:对连接器的塑胶材料要求高RTI值高CTI值,对防水件有高温下能长期工作的要求,对导电件有高导电的要求。

从市场的数据来看国产塑胶表现非常良好,已经可以大批量使用了,这主要得益于国产塑胶长期努力的发展。近几年国外品牌缺货的问题以及UL认证通过对于认证端也进一步推动了塑胶国产化。而国产铍铜长时间下的高低温冲击、耐候环境、耐疲劳、插拔寿命等还没有足够长的时间去认证,市场数据还不够充分。

巴斯巴徐平安:因为储能连接器是装在箱子里面,对它的震动环境、抗UV老化、防水防尘的要求降低了,相应的材料的使用也会降低。就大电流连接器的原材料来说,国产化程度非常高,特别是塑胶、端子、密封圈。

目前国内的紫铜已经很成熟了,而国产铍铜目前在稳定性和基础材料的研究上还存在一定问题,这也跟整个产品自身管控以及微量元素的管控有关。但是铍铜目前也有很多国内大的材料企业有相应的替代方案。

连动电力王跃林:目前材料颜色的一致性、褪色、吸水问题存在着一定的技术难点。选择塑性材料时,公司会有具体的考量指标,比如颜色褪色、缩水率、耐压、强度等,所以公司在选择供应商之前,会进行大量的试验来选择合适的材料。

领越光电周振方:塑料主要满足耐高低温冲击、耐绝缘、耐压。铜材主要用的是紫铜、钒铜以及弹片上所用的铍铜,紫铜主要用的国内的,钒铜国内外都在用,铍铜主要还是用的进口。

国工恒昌陈希春:铍铜有着它独特的优势,例如带载接触不起火花,弹性功能高,这是其他材料所不能替代的。目前国内有好几家企业在做,但是在产品的质量、使用效果和国外还有着一定的差距。但国产铍铜替代进口是一个必须要走的过程,要客户对我们国产材料有信心也需要时间去证明。

铍铜的原料大部分还需要外购且国产的基础原材料品味较低。但是现在我们的一家兄弟公司,已经在基础原材料上替代了进口,目前已经为多家大企(包括NGK等)做供应,这也意味着以后我们国产的原材料供应将会有一条完整的供应体系。我司在钛铜方面成功的替代国外企业后,在铍铜方面也开始发力,目前我们的产品在客户那边的试用效果良好,达到了进口的水平。

5、储能连接器原材料铍铜目前主要以进口为主,国产铍铜厂商应如何进行替代?

国工恒昌陈希春:目前市面上有好几家材料厂商的都在做,我们也要发挥自己的核心竞争力,例如材料的精密度、折弯性能、可靠性这几个方面的技术。

①在最核心的熔铸方面,通过真空感应熔炼、半连续浇注技术来提高纯净度,从目前自身和部分客户的检测来看,有几个核心指标已经超过日本的水平了。

②铣面上,主要通过设备来保障质量,双面洗、反复洗来将其表面洗干净,做到不留缺陷。

③表面控制上,因为铍铜本身比较硬,我们通过设备的改造和引进来生产,目前来看效果良好,例如晶粒度可做到20微米。

6、贵司对上游厂商(尤其是连接器厂商)有什么诉求或较为关注的问题?

阳光电源李灿林:主要是电芯厂商,我们希望价格能降下来的同时希望他们能够加大研发投入,因为现在磷酸铁锂电池的功率密度基本上已经到上限了。这对连接器厂商来说也是一样的,希望能通过一些技术革新能让成本下降。储能一直还没有真正的发展起来,主要就是因为成本太高。

宁德时代于振东:导致光储充建造成本较高的核心在于电池,因为对电池来讲,生产研发电池的设备成本比较高,技术难度大,短时间电池的成本难以降下来。未来如果要降成本,也是主要从电池的技术解决方面来着手,然后包括供应链上下游也需要共同合作来降成本。

沈博士:连接器在储能的电池单元之间的连接用得比较多,眼下电池安全是一个重要问题,在大容量的系统中需要的电池模块或电池组的数量比较多,因此连接器所使用的数量也比较多。这时候连接器的品质安全和一致性变得尤为重要,连接器的质量对于整个产品的质量影响是比较大的,而连接器市场上有良莠不齐的情况,所以我们对连接器这一块的品质管控比较严,有时候贵一些也要挑好的产品。

在选择供应商时,我们对供应商的产品品质、整套的生产的品质管控、供货能力和环保方面做评估。尤其是在材料紧缺的大背景之下,我们对连接器厂商的供货能力更为重视。

比亚迪杨保证:我们在选用连接器的时候至少要审核三家企业,最关注的就是这家企业的技术水平如何,当然现在还要关注价格。因为要降成本,所以储能连接器的选用主要是以国产的为主,而且国内的厂商也具备这种资质。

目前我们所选用的连接器等元器件都是要满足UL等认证,关于UL所定义的爬电距离过长这个问题是属于新的标准,还不好下定论。只能说要从结构、相对能量密度的增加以及材料方面去进行突破。如果因此造成成本的增加,我认为就是首先要先满足这个标准,成本放在第二位。

7、上述对话中连接器下游厂商提到的降本及供应问题,请问储能连接器厂商在降本方面有何解决之策?储能连接器厂商有何新产品、新技术以应对储能市场未来的发展?

聚优精密钟意:我们公司在储能领域的供商比较多,所以我们能够保证大批量的供货。我们最大的优势在结构上,这上面的工艺可以让我们在市场上有一定的价格竞争优势。

我们的储能连接器可做到防错插、防触手指。尤其是在插头上,能做到防触手指的企业不多。大多企业防错插也不是彻底的防错插,没有办法插到位,但是实际上它的带电件已经导通。此外,我们的电流比外面标的要稍微高一点,在同样过流情况下,我们的温升会低很多。

连动电力王跃林:针对未来市场降本的需求,我们从三方面来进行创新解决方案:首先从结构上我们将快插连接器的插头做成组装式的,进而减少制造环节对工装模具和设备的要求;第二,从减少材料的关键尺寸的数量,降低金属件加工的难易度;第三,核心的端子通过自主设计、生产和加工来控制质量降低、降低制造成本(原材料成本)。

此外,从电气性能上来说,我们在端子做了大量关于可靠性、一致性、连接器衰减能力方面的研究。从安全性上来说,带电的插拔会产生很多电气事故,因此我们的产品具备了正负极防误插、防水防触电、360度旋转这几方面的特点。

赛川电子盛全德:我们的快插式连接器可满足360°任意角度插合,插合后可实现360°旋转、正负极盲插,同时具有二次锁紧功能。其中,二次锁紧功能也解决了客户在实际应用中的痛点,即使用过程中不轻易掉落。

领越光电周振方:市面上既要求360度旋转又要求防呆,我们也在这方面申请通过了专利,可以保持体积不变的基础上做到了360°旋转和防呆。在降本方面,首先从连接器的设计上来改变其成本,其次等量起来后在通过工艺、智能化来降低成本。当然这也是跟客户一起来实现的,因为客户的要求会直接影响成本。

结语

通过本次对话,可见当前储能市场给储能产业链上下游企业都带来了广阔的市场增值空间,进入储能领域的连接器企业也越来越多。在乘时代风口上升的同时,储能行业也面临着电池安全、商业模式、成本等方面的挑战。

储能在近几年的发展过程中,国内外都出现了大大小小的安全事故,而储能系统中电池模块与电池组之间需要大量的连接器,这时候储能连接器的品质安全就变得尤为重要。对连接器可靠性、一致性、耐高压、耐高温等性能也提出了更高的要求,相应的材料也同理。同时,行业下游企业对连接器供应商的研发实力、产品质量、价格定位、交付能力也尤为关注。

此外,在连接器及其材料的国产替代方面,目前国产的储能连接器在下游的厂商的认可度较高,国产化程度也较高。材料方面,除了铍铜外的铜合金和塑胶的国产化程度较高,而号称“弹性之王”的铍铜,仍大量依赖于进口。目前国产铍铜的市场认可度尚低,国内铍铜厂商仍需继续加强研发水平。

“2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”的目标下,储能市场的发展仍有较长的一段路要走,而储能向前发展的过程中所遇到的困难也需要行业上下游共同携手解决。可以预见的是,未来储能市场的发展前景可期,给产业链上下游企业带来的发展也无可限量。

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