长安储能研究院首席科学家王丰 西安交通大学教授，博士生导师。发表SCI和EI论文一百余篇、授权美国发明专利1件，中国发明专利14件，软件著作权1件。获得中国电源学会科技进步一等奖、陕西省科技进步一等奖以及国际学术会议大会最佳论文奖等奖励十余项。
便携式储能电源是指内置储能电池的小型化储能系统设备，具备交直流对外供电功能，具有重量轻、安全便携、操作简单、无噪音、绿色环保等优点，可广泛替代小型燃油发电机，也可被称作“户外电源”，适用于户外出游、应急救灾、医疗抢险、户外作业等多个场景。
近日，王丰教授在一份报告中指出：中国便携式储能电源在近7年来迎来了爆发式增长，而在未来还继续充满着更多的可能性。根据大数据显示，随着锂电池技术及行业的发展，2016年左右，中国各品牌陆续推出便携式储能电源产品，便携式储能电源市场开始发展并迅速成长；2016年至2017年为便携式储能品牌的产品推广及消费者教育阶段；2018年后，中国便携式储能电源市场开始爆发式增长，便携式储能解决了燃油发电机不易携带，产生污染等痛点，消费者开始接受并青睐于在户外出行中使用便携式储能电源产品，行业进入高速发展期；2018年至2022年，全球便携式储能电源出货量及市场规模逐年上涨，行业虽然起步晚、发展时间短，但应用广泛、发展速度快，预计未来便携式储能电源行业市场规模将持续增长，2026年达到882.3亿元。
而在这其中，驱动便携储能行业高速发展的因素，主要有三方面：一锂电池技术成熟、二户外活动兴起、三小型应急供电需求增加。在2020年的数据中，我们可以发现：全球91.9%的便携式储能电源由中国生产，全球生产的便携式储能电源中有47.3%销往美国。中国是便携式储能电源主要生产地，并且中国消费电子制造业产业链齐全。美国是全球最大的便携式储能电源应用市场，因为美国户外活动渗透率较高；日本排名第二，因为地震等灾害事故频发。储能产品产业链的成熟和市场需求的不断产生，是便携式储能的发展重要原因。
王丰教授进一步称：“自从2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出“碳中和”的概念之后，陕西省各组织积极贯彻国家政策，提出多种实施意见。长安绿电作为陕西省储能技术领域的先行者，旗下储能产品的全栈技术已经覆盖了新型储能的8个关键技术领域，同时建立了BMS电池管理系统和EMS能源管理系统，未来的新型储能产品将覆盖家庭、户外、应急救灾等绝大部分场景，成为储能大军中势头最猛的主力军之一；同时，为了获得更好的储能技术支持，长安绿电成为长安储能研究院全额拨款支持的唯一平台，这将进一步推动储能科研的创新发展。”
想要一款储能产品在市场总脱颖而出，创新发展是必不可少的因素。从技术角度来分析，便携储能产品的研发需综合考虑工业设计、热管理、电源管理、锂电池模组等多个方面；需要研发线路布局、产品结构、变流器、电源管理系统等，以支持多种输入输出方式和快速充电，提升充放电效率；同时还要能在过充、过放、过载、短路等情况进行多重保护；最后要面向多场景做深度优化。而在目前，便携储能产品的发展主要聚焦三个层面：
第一，降低成本。2020年便携储能设备成本中电芯占35%，变流器占18%，剩余为结构件、电子元器件和其他配件。电芯的成本本质上仍取决于上游电芯产业的发展，在高镍化、去钴化三元锂电池的路线趋势下，三元锂电池有望进一步提升能量密度并降低成本，预计到2030年有望降至和磷酸铁锂相近水平。而变流器的降本不仅取决于上游半导体行业发展，还应聚焦于电力电子变换器的电路优化设计。
第二，提高功率密度。减重量和减体积是提高功率密度的两种方式。电池包和变流器占据便携储能质量和体积的主导地位。电池包功率密度提升主要取决于电芯材料的密度提升。在便携储能产品内部，变流器分为直流快充板和双向逆变器两部分，分别负责直流充放电和交流充放电，研究高功率密度电路拓扑是便携式储能用变流器的技术发展重点。
第三，保障安全。安全一方面取决于电芯材料及电池簇结构，电芯材料目前主要有三元锂和磷酸铁锂两种，前者有更高的能量密度、工作电压和低温性能，后者优势在于循环寿命高、安全性高。另一方面取决于电池管理系统（BMS），其通过电压、电流、温度等参数的采集，实现电池状态监控、电池平衡管理以及电池保护等作用，BMS在便携式储能设备中注重人机交互和功能保护，通过对电池包整体的有效控制，维持产品充放电性能的稳定，进而延长电池使用寿命并严格保障用电安全。
最后，王丰教授称：随着全球对不可再生能源的减少，储能技术成为了解决可再生能源不稳定性的关键工具。因为可再生能源，如：太阳能、风能具有间歇性和不可控性，而储能系统可以捕获过剩的能源并在需要时释放，以平衡电网供需；并且储能领域的发展有助于减少碳排放，减少对化石燃料的依赖，推动能源系统的绿色转型。
面对储能技术在能源领域的广泛应用前景，王丰教授呼吁：政府应该加大力度对储能企业的政策扶持和资金投入。“尤其是对于像长安绿电这样潜力巨大的储能企业，政府应制定相关政策，为其储能产业提供更好的发展环境，进一步催动我国储能赛道迎来质的变化。”
（数据来源于中国化学与物理电源行业协会、中金公司研究部）
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