坚持系统思维+底层创新!瑞浦兰钧卷出新价值
发布日期:2024/8/26
纵观中国锂电电池产业20年发展史,特别是在过去十年间,中国锂电池产业已历过了几轮疯狂的野蛮生长和残酷洗牌。
而每一次产业周期的调整与变化,几乎都伴随着产业明星企业落败,甚至坍塌,进一步分析可以发现,除了市场与技术因素外,最致命的问题往往出在产品的创新和研发能力。
电池处在新能源产业价值量最大、研发投入最重的环节,不同品牌电池带来的价值更是千差万别。因此,一块电池也代表一家公司对行业趋势的判断和思考,也会真正暴露这家企业的实力底牌。
某种程度,瑞浦兰钧就是这么一家值得深度解析公司。
成立不到7年时间,瑞浦兰钧就冲进了国内电池装机量的前十。2023年,瑞浦兰钧实现全球储能电池出货量排名第四、户用储能电池出货量排名第二、电力储能电池出货量排名第四。
从“问顶”电池技术到6.9MWh储能电池舱,瑞浦兰钧每一代产品和背后储能技术发展预判,都值得行业高度关注。
尤其在其准备大力布局储能系统的战略动作,让人不禁疑问,在储能系统如此内卷的当下,一个电池厂的全力入局又能掀起多少浪花?
但瑞浦兰钧好像每次都能给行业带来不一样的惊喜。
01
瑞浦兰钧的基因
提及瑞浦兰钧,很多人的第一印象,是背靠全球最大的不锈钢和镍生产商青山控股集团,一家依靠大树快速扩张体量的电池厂家。
如果说行业第一次感受这家电池品牌有什么不一样的地方,大概是在2022年8月,瑞浦兰钧在北京发布了“问顶”电池技术。
当时“问顶”技术问世使电芯内部空间利用率提升7%以上,在同尺寸下容量提升10%,极耳长度缩短60%,电子传输路径优化,锂离子传输速度提升30%,具备2-4C超快充性能,结构更稳定、更安全。
所以那时行业里面有很多同行和客户打趣到,别人家都在忙着标高容量,瑞浦兰钧却“反向虚标”:标称320Ah的电池实际测试出335Ah,而同尺寸的竞品只能做到319-320Ah。
为什么会这样的差距?彼时的方形电池内部结构普遍采用长极耳(约32mm)折弯结构设计,对行业来说,会认为这就是主流,这就是标准。
但瑞浦兰钧从产品使用的本质考虑,这种设计不仅浪费了电芯内部空间,同时增加了内阻,既影响了能量密度,也限制了电池性能发挥。
那么有没有一种更佳的结构来提升容量,同时兼顾能效?要知道卷绕式弯折极耳一直被看作主流,也是电池工程师长期的学习样板,打破这样的主流结构需要莫大的勇气。
提出一个正确的问题远比按部就班解决问题重要的多,也更难。
电芯是一个非常复杂的电化学工程,很多核心指标相互矛盾,按下葫芦浮起瓢。比如单提高能量密度很简单,压实做大,少用电解液,但问题随之而来,功率很差,循环很差。
这种情况下,问顶电池要实现一个既要又要还要的复杂操作,等同于在钢丝上跑步。
要有足够的聚焦,足够的历史阅历,足够的专业知识积累,甚至还需要一点勇气推翻原有的框架。
最终,瑞浦兰钧在行业率先进行电池内部结构的创新突破,优化了盖板工艺,使卷芯与盖板可直接连在一起。
同时,优化了极耳的弯折方式(无U型弯折),把极耳长度由32mm缩短为13mm,原有的顶部空间由15mm缩减到了8mm。
问顶电池极耳的弯折方式
这里带来了两个好处。首先,这节省下来的空间用来容纳更多的电极活性材料,提高了电池容量,却不需要改变电池外形。打个比方来说,就是过去建一个100平米的房子,空间利用率只有85%,但现在改变了总体建筑的模式,可以达到百分之九十几的利用率,已经把空间利用到极致了。
其二,极耳变短,很大程度改善了电池内部导电瓶颈,拆开行业内的所有电池,问顶的电子传输路径就是最短的,仅这一点改善让电池的能量效率至少提升1%,这对于储能应用来说是可观的。
而这看似逻辑简单的改变,实践起来要解决的问题不少。“问顶”研发投入接近3年,可以说在电池和储能最高歌猛进时候,瑞浦兰钧选择沉下来完成整个电池新一代系统架构的创新和突破。
电池和别的产品不一样,它遵循木桶效应,性能上限取决于最弱的某个指标。所以优秀电池产品一定是没有短板的。
在3年时间里,瑞浦兰钧真正完善研发实验、工艺实验、装备改造、生产细节等流程,期间攻克了近百项难题,才真正解决了“问顶”技术的研发生产。
某种程度上,我们也能透视瑞浦兰钧到底是一家怎么样公司,可以说瑞浦兰钧特点非常鲜明,持续且强力的研发投入,前瞻性的研发布局,强大的技术突破力与战略定力。
这些都是十分突出工程师的技术气质,也造就了瑞浦兰钧与众不同的基因,擅长系统性思考和构架,并且用创新性产品和技术去做行业趋势的引导者。
对储能行业来说,这点很难得,对这个产业来说,单点的困难都不是最重要的,重要的是对行业发展的理解。
其实瑞浦兰钧是业内最早围绕电池应用场景,主动选择动力与储能双轮驱动的企业之一。
在动储双轮驱动战略下,瑞浦兰钧很早从传统的动力电池系统向更为广泛的领域拓展。这些领域包括工业和商业储能解决方案、电网级别的储能应用以及虚拟电厂等创新模式。
大客户基本覆盖了储能主要细分赛道的头部客户,大型储能及户用储能,其户包括业内知名的阳光电源、科陆电子、中车株所等等。
从业绩来看,瑞浦兰钧看似一家以电芯出货给系统集成商为业务模式的企业,但实际上,对于瑞浦兰钧来说,其实很早已经有了大量的储能系统经验积累,而不是只是单一聚焦在电池生产维度。
从最先开始的动力电池领域起,瑞浦兰钧便开始进行系统技术的研发、积累和运用。技术团队设计电芯应用、力学、机械工程、电气、热能控制、材料成型、电力电子、嵌入式开发、通信工程等,业务领域遍及乘用车、商用车、工程机械及船舶等。
这也是瑞浦兰钧进军储能系统的真正底气:电池技术的底色,系统性创新和解决问题能力,加上大量落地实操经验积累。
这也是为什么瑞浦兰钧的储能系统能在市场如此多的关注。
这不仅是一个电池背景出生的学霸,还是一个善于用系统思维能力高分的开发高手,到底能给储能系统格局带来多少变化。
02
储能集成,更要系统化服务能力
到底什么才是当前市场最需要的优秀储能系统,行业在慢慢达成一个共识,好的储能系统是能充分发挥电芯能力,确保电芯安全,耐久可靠的最优化综合体。
电芯是储能系统的最重要部分,成本占比超过一半,近年来储能最重要的技术进步,从更大容量、更长循环寿命到液冷技术等,要么是电芯的技术进步,要么是围绕电芯来进行技术创新。
集成能力可以决定上限有多高,而电芯决定储能系统的性能的下限。
而电池系统开发过程十分复杂,涉及电化学、机械工程、电气工程、控制工程、仿真科学与技术、动力工程与工程热物理、材料科学、软件工程、测试仪器科学、电力电子等很多专业协同作业,还需要有强大的工程能力。
而且电池厂的重资产属性决定了任何决策都如同高空走钢丝。
对比动力电池行业,就能看到电池厂和下游车企基本是一荣俱荣、一损俱损的关系。电池厂要得到大客户的定点,最终到批量生产,中间隔着起码两年的时间,这极其考验决策团队的和前瞻眼光。
瑞浦兰钧创始人曹辉有着一句话,“在电池行业,越懂技术越懂客户,越容易做出正确的决策。” 放在储能行业中亦然,只有越懂底层技术,才能越能满足客户需求。
同样,如果把储能系统比作一道佳肴,电池就是食材,那么集成更需要一个顶级专业厨师。
不同选手能力水平相差很大,甚至选用同一厂家的电芯,集成后系统性能表现可能完全不一样。在实际项目中,经常会因为不专业的系统集成,储能系统发电不达标、辅电消耗大,温度管控不合理,影响性能和寿命等等。
储能系统不是硬件的简单拼接,仅选用好电芯并不能保证储能系统有好的性能表现。好的储能需要从系统的角度去设计和优化,需要全面的核心技术融合,需要储能厂商掌握全栈的专业技术知识,尤其对电池的认识和理解。
就像人们在谈及苹果产品的时候,我们被它的iOS闭环生态所吸引,设备间工作流的无缝切换,数据通过 iCloud 无缝流转,用上 iPhone、Mac、iPad 就再也不想换阵营,乐不思蜀。
苹果产品家族生态
是什么造就了苹果完善、紧密、优渥的生态?不是封闭,不是优秀的设计,也不是强大的硬件,而是苹果早就布局十几载的芯片,并在此之上构建的一个高度整合、自成一体的硬件与软件环境。
这种系统化构架生态的优势在于提供了一致性极高的用户体验、增强的安全性和隐私保护,以及促进了设备间的高效协同。
也是瑞浦兰钧坚持的产品思路,不断构建独特的电池技术+系统化壁垒和优势,做一个优秀的储能系统某种程度就像苹果做手机,需要综合系统化考虑电芯特性、系统架构、热管理、安全防护等多个方面,以确保系统在各种工作条件下稳定运行。
从瑞浦兰钧研发中也能一直看到这样的思路,在研发下一代储能电池的逻辑会结合系统集成的角度去思考,结合系统层面去倒推电池的设计,不仅带来产品整体性能的提升,成本方面也会相应地降低。
比如瑞浦兰钧认知中,储能电站是长期运营的应用场景,看重的是产品的使用寿命以及实际带来的收益。然而,储能电池的能量衰减问题和能量效率问题,一定程度上影响了储能电站的能效以及运营成本。
瑞浦兰钧研发迭代的问顶587Ah电池就在技术上实现5年零衰减,即前2000周循环左右仍可以做到零衰减。不仅如此,该电池可实现12000+次超长循环寿命,可超耐久使用25-30年,度电成本明显降低,实现使用寿命与经济效益的新平衡,切实地保障了储能电站的长期运营收益。
瑞浦兰钧问顶587Ah电池
这些本质上还是用工程师系统思维去解决市场问题,瑞浦兰钧希望给客户提供一个最高性价比、全寿命周期成本最优的方案。
这样拼到最后不是只靠营销力,而是站在用户的立场上,给予产品的极致性价比和综合解决问题的能力。
瑞浦兰钧的印尼储能系统项目则是一份最好的说明答卷。
印尼,作为举世知名的千岛之国,除了秀美的海岛风情,对于电力系统来说就是不折不扣的噩梦模式了。群岛地形下不利于印尼建设大型电网,离散分布的海岛工业园自备电厂,形成“电力孤网”,导致电力系统较为薄弱。
位于印尼苏拉威西和北马鲁古的青山集团莫罗瓦利工业园、纬达贝工业园,就饱受困扰,工业园主要进行镍铁冶炼、不锈钢热轧生产。
印尼园区俯瞰图,瑞浦兰钧储能系统应用于当地园区中
孤网系统相较于国内大型电网稳定性不足,往往是大幅度的冲击性、波动性负荷,最严重将导致停电停产,造成巨大的经济损失。这样不稳定的电网条件,恰恰是储能系统发挥作用的舞台。可以说关于储能集成最不利的因素,都在这个项目上汇集了。
首先是气候因素,印尼园区地处赤道地区海岛,常年高温潮湿,和海岛盐雾性空气环境,不利于储能设备的可靠运行。
其次,业主厂区连续生产,使储能电池每天接纳上千次负荷冲击,折算吞吐量相当于3个完整的充放循环,对电池的性能提出了高要求。
这个储能系统项目的难度,可以说史无前例的。
园区以生产任务为优先,对电池的循环寿命有较高要求。瑞浦兰钧开发的拥有万次循环寿命的储能专用电池提供了核心支持。
面对不利自然条件,瑞浦兰钧团队结合自身在汽车动力电池系统开发方面的经验,储能电池模块设计规格按照IP6K9K高防护等级,并专门开发定制适合海岛装备的C5等级电池预制舱及外部设备。
这样双重保护电池免受盐雾、水汽和尘土的侵蚀,确保锂电池和电气设备高压安全和耐久可靠,体现一个电芯技术厚实的选手真正专业实力。
用一组数据来看结果,莫罗瓦利工业园一、二期投入瑞浦兰钧储能系统后,电网波动从原来的49.4-51.2Hz变为49.9-50.5Hz,每天可节省720MWh的电量用于生产,每年可产生6800万人民币的经济效益。
复盘整个印尼项目从接手到落地,可以说是史诗级难度的储能系统项目,需要有核心稳定的电芯技术支持能力,系统化因地制宜方案解决和落地能力,还有强大团队服务能力。
完成了印尼项目的瑞浦兰钧有了适应绝大部分储能项目要求的底气,重庆储能项目已落地200MWh,宁夏储能项目已落地200MWh,北美226MWh并网等等。
在瑞浦兰钧眼中,不管储能需求和场景如何变化,从客户诉求出发,抓住系统性技术能力,把电芯优势充分发挥就有把握提供最有性价比的产品和服务。
03
赋能行业,合作共赢
当然,对于一个电池标签的厂商,瑞浦兰钧布局储能系统,是和储能系统集成商发挥各自优势,坚持以帮助客户降本增效为出发点。
户用储能、工商业储能、电网侧的储能系统,是产品级的商业逻辑,是在短期可以看得见的实际收益,可以算得拢账的生意。
更高的维度上,践行商业的利他,利行业原则,做好和同行储能系统差异化,那么瑞浦兰钧就是储能系统生态的赋能者。
就拿问顶技术来说,对行业带来的价值在于:一是减少极耳冗余,使电子阻抗降低16%,安全稳定可靠性提升,二是实现极致空间利用率,内部利用率提升3%,从而提高了电池本身的能量密度。
应用瑞浦兰钧电池开发构建的液冷储能系统,成本可帮助客户减少设备采购以及15%的工程用地面积,提升10%的投资回报率。
这些技术系统研发成果,都最终切实应用到客户和行业中去,让终端客户,合作方和整个产业链条受益。
艾罗能源最早爆火的户储产品,就有瑞浦兰钧研发团队的深度参与,后者也最早探索出了户储电芯的标准。在之后,瑞浦兰钧依靠储能电池的高标准化、大单品(280Ah/314Ah,50Ah/100Ah),大幅度降低了前端的生产和研发成本。
瑞浦兰钧与最大客户阳光电源依然保持着紧密合作,并荣获阳光电源2023年度“卓越质量奖”。
某种程度上,也是瑞浦兰钧系统思考的衍生,不止于满足自身产品的优势,站在储能集成系统维度去通盘考虑,对行业的综合效益最大化才是瑞浦兰钧可持续赋能的未来价值。
从行业内看,当下的储能系统竞争,是关于大容量的竞争。
大储时代需要真正的大容量产品,尤其是在储能电芯标准71173的尺寸下,电芯环节如何向上帮助客户降本增效?
提高电芯的提高了电池的能量密度是关键,问顶技术把电池“空间利用率”发挥到了最大,相当于最大限度地将公摊面积还给了客户,实实在在地帮助客户降本增效。
问顶电芯相比常规电芯可大幅减少碳排放量,且大容量储能电池应用于终端系统,碳排放能够有效减少84.8吨/天,甚至更多。
更进一步,更大容量的储能系统可以锚准长时储能市场,也意味着对安全性要求更大。
在长程服役上,瑞浦兰钧储能安全思路是让电池舱大幅提升温控一致性,并在初始预紧力上进行最优化设计,采用高效率主动均衡方案等方式,不仅优化电池安全,还能最大化提升电池成组后的寿命。
这些都是基于瑞浦兰钧储对储能系统最根本性的思考,储能系统核心是达成安全和收益长效最大化,而不是服务短期效果。
也是为什么从5MWh到7MWh时代瑞浦兰钧坚持20尺集装箱容量,除了整体的集成简化、连接件的减少,分摊了电池材料的升级成本,更重要是降低海运成本。
最经济的海运方式是采用集装箱船堆叠运输,保持标准尺寸是必要条件。同时,随着电容量增加,整舱质量也在提高,整舱的结构稳定性无疑也要相应提升。
在储能行业内卷的当下,最终拼的是各自的核心竞争力,而核心竞争力本质是系统化构架下无数细节积累和技术创新。
最终创新和技术有能很好反哺给行业,真实给到有利支持才是赋能。
比如出海方面,问顶345Ah储能电芯已获得UL9540A热失控风险分析报告、UL1973、IEC62619、UN38.3等认证,具备了通往北美、欧洲等全球市场的通行证,赋能储能系统出海。
青山集团的布局赋予了瑞浦兰钧独特的资源整合能力及全产业链协同优势,依托青山集团的全球资源,瑞浦兰钧可以将更多创新思路落地执行。
瑞浦兰钧身为储能大厂坚持的底色,更用产品说话,创新赋能行业,在技术逻辑上保持行业利他。
04
路远且长,坚持创新
不得不承认,在储能系统已经白热化的当下,瑞浦兰钧全力布局是否能带来足够多的变化,尚未可知。
但有一组数据值得分享,瑞浦兰钧在研发投入上,从2020年的0.73亿元,到2023年的9.91亿元,年均复合增长率达到了45.86%。
这是一家深刻明白自我价值的能源公司,瑞浦兰钧始终把创新,务实和系统性思考,当做企业保持竞争力的核心驱动。
也是为什么瑞浦兰钧从电池到储能系统,每一步都会引来行业瞩目和客户期待。
正如当初“问顶”电池研发初衷,据说是一位欧洲大客户对曹辉提出了一个问题:“同样的化学体系,为什么圆柱电芯的单体能量密度要比方形的高?”
对于已经发展了一百七八十年的电池产业而言,它一直是“一盖板、一壳、一电堆”的结构。如何打破这个传统思维,成了瑞浦兰钧进行技术创新最难的一件事。
但正是敢想敢干有系统方法,不断在落地研发中,才有了“问顶”突破性创新。
也许从那一刻开始,瑞浦兰钧的剧本就已经写好,坚持难但正确的事,坚持到底。
来源: 新能源产业家