一個多月前，寧德時代5MWh EnerD系列液冷儲能預制艙系統率先成功實現了全球首套量產交付。

事實上，隨著300Ah+大容量電芯出爐，各個主流集成廠家紛布局5MWh+儲能電池艙，例如寧德時代、陽光電源、中車株洲所、天合儲能、科華數能、正泰電源、雙一力、瑞浦蘭鈞、欣旺達、中創新航、航天鋰電、明美新能源等十余家廠家相繼推出搭載300Ah+儲能電芯的5MWh+儲能系統。

比如，陽光電源PowerTitan 2.0全液能儲能系統采用 314Ah大容量電芯，配置嵌入式PCS，實現交直流一體化，標準20尺集裝箱容量達2.5MW/5MWh；同時搭載干細胞電網技術，實現系統更高效、更友好、更安全。陽光電源歐洲光儲技術總監李季博士表示：PowerTitan 2.0將進一步提升電力系統穩定性和電能質量。

由于其在降本增效上的凸出優勢，特別是在當前低價中標的背景下優勢明顯， 5MWh儲能系統有望在明年上升為大型儲能電站的首選技術路線。

5MWh儲能系統優勢何在？

采用280Ah電芯的20尺液冷電池艙，每個電池艙安裝8~10個電池簇，單艙能量在3MWh-3.7MWh左右。

而新上市的采用305Ah、314Ah、315Ah、320Ah等大容量電芯的5MWh+電池艙，一般亦基于20尺的艙體進行集成，對開門設計仍為主流模式。但陽光電源等小部分已經采用單側開門設計，進一步提高儲能系統能量密度。

據業界專家介紹，5MWh+電池艙大都采用集中式拓撲結構，液冷熱管理方式，整艙共12個電池簇，電池簇直流側并聯后接入PCS直流側，單艙能量可達到5MWh以上。

20尺5MWh儲能系統與主流的20尺3.72MWh的儲能系統相比，系統能量提升35%。

以常規項目容量100MW計算初始投資成本，大容量標準20尺5MWh液冷儲能系統比主流3.72MWh產品占地面積節省43%，成本節省26%。相比主流的20尺3~4MWh儲能系統，5MWh+儲能系統能量密度更大，減少了占地面積；由于采用大電芯，BMS數量相對減少，但是所需均衡電流卻相對變大；EMS沒有本質影響，僅僅是監控電芯數據減少。

以寧德時代“Ener系列”為例，單艙能量由現有的3.354MWh提升到了5.016MWh，能量密度提升約50%，可有效節省占地面積，降低儲能電站的綜合投資成本、站用電損耗以及施工費用。

提升能量密度是儲能設備降本的主要途徑之一。據業界專家測算，40尺的電池艙從2018年開始單艙2.5MWh提升到如今10MWh以上，儲能電池艙的能量密度提升了4倍左右，直流側設備成本也由2元/Wh左右降低到目前的0.8元/Wh左右。

5MWh儲能系統將帶來哪些改變？

首先，系統容量升級之后， PCS功率單元也將同步迭代升級。

目前，主流PCS廠家普遍采用1725kW、1500kW等額定容量的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元。

據業界預測，為匹配5MWh+電池艙的應用，未來PCS廠家預計將單機2500kW額定功率的PCS，配合5000kVA左右的變壓器使用，從而提升整站的功率密度。

其次，隨著5MWh+儲能系統功率和能量密度的提高，對集成能力至少提出六大關鍵要求。

1.電池的一致性和電池簇間的均衡能力越發成為關鍵。

電池簇并聯數量的提升，5MWh+儲能設備環流問題將會加劇。加之5MWh+儲能設備普遍一般采用集中式拓撲，電池簇在直流側母線直接并聯，環流問題將會帶來循環壽命加速衰減，甚至存在安全隱患。

因此，如何提升電池的一致性和電池簇間的均衡能力將成為關鍵。

2.如何提升電芯的散熱性能和溫度均衡能力至關重要，浸沒式儲能或將得到更大滲透。

隨著電池及電池艙能量密度的提升，散熱問題將會凸出。當前，電池艙普遍采用間接式液冷熱管理方式，通過乙二醇水溶液流經電池PACK底部冷板對電芯進行換熱。

盡管浸沒式液冷概念已經流行，但因其自身的原因仍處于“叫好不叫座”階段。但對于5MWh+儲能設備來說，如何提升電芯的散熱性能和溫度均衡能力至關重要，浸沒式液冷有望迎來更大滲透。例如，增加電池PACK溫度傳感器的數量和精度，增加液冷機組的制冷效率等。

據測算，20尺5MWh的液冷儲能集裝箱采用314Ah的電芯，需要電芯約5000顆以上，比采用280Ah儲能電芯的20尺3.44MWh的液冷儲能集裝箱，要少1200顆電芯左右。那么，在安全性要求較高的在商業建筑、機場、港口、軌道交通等特定儲能領域，浸沒式液冷則可以有較好的應用前景。

3.消防安全是一套系統的重中之重，pack級消防有望迎來長足發展。

據雙一力儲能副總經理張磊介紹，更高的能量密度給消防設計提出了更高的要求，包括水消防、氣體消防、早期預警檢測和排氣設計等都不能因能量密度的提高而削減安全設計。

事實上，液冷PACK由于防護等級比較高，普遍達到IP67及以上，隨著國標《電化學儲能電站安全規程》（GB/T42288-2022）的正式實施。采用PACK級消防方式將是行業趨勢。

但現階段大部分pack級消防系統設備并不完全成熟，沒有市場監督管理機制，對產品可靠性后后期運行維護面臨諸多困難。伴隨5MWh+電池艙加速運用并上升為主流，那么提高探測器探測精度、可靠性和消防系統聯動措施亦將成為行業關鍵領域。

4.需考慮長模組大pack、艙體結構的防火防爆設計、整站的防火隔離以及運維。

目前，出于安全考慮，液冷電池艙均采用非步入式設計，在結構設計時，需考慮電芯-電池模塊-電池簇-艙體的防火防爆設計，如電池簇間的隔板需滿足一定的耐火時間要求，艙體設置泄爆口等，從而減少事故范圍的擴大。

張磊還提到，5MWh+儲能設備 引申出長模組大Pack的設計，更大的Pack對Pack的結構強度、散熱均溫、安全設計等均提出了更大的挑戰。

在整站的布局上，需結合防火分區、電氣接線、運維等合理劃分儲能區域，通過設置防火距離或防火墻等方式劃分防火區域。

在運維方面，如何在滿足散熱的同時不減少客戶的接線和操作維護空間也給產品設計提出了很大的挑戰。

5.直流熔斷器或將上升為直流側保護開斷設備，同時要重視直流側開關設備的短路電流耐受能力。

5MWh+儲能系統直流側并聯電池簇數量的提升，由目前的8~10簇提升到12簇，直流側短路電流將比上一代系統增大。

相對交流而言，直流短路電流滅弧難度較大。因此，在儲能單元直流側發生短路時，對直流側設備選型提出更高條件。

據業界調研顯示，目前短路電流已超過現有直流斷路器的開斷能力，那么在5MWh+電池艙趨勢下，采用直流熔斷器作為直流側保護開斷設備或將上升為必然選擇，同時，還需重視直流側開關設備的短路電流耐受能力。

6.如何應對海外運輸亦成為考量。

除了應對國內市場，性能穩定的5MWh產品面臨出海難題。首先，現如今的設計條件下，設備的重量已經遠遠超過上一代產品，這就給物流運輸，特別是海外的運輸提出了更高的要求，如何在滿足結構強度的前提下盡量減少產品重量也是廠家們產品設計的挑戰之一。

如今，5MWh+儲能設備已經相繼上市，市場化“箭在弦上”。業界人士談到，行業應該關注產品的“本真”， 即價格、性能和安全“鐵三角”，從產品制造、工程設計、施工調試等全生命周期入手，以迎接即將到來的全面產業化時代。