为助力国家自主创新发展，实现产学研协同创新的战略目标。上海交通大学-联想集团针对储能相关课题（绿色低碳数据中心储能系统设计研究、MW级模块化储能电池设计研究、基于磷酸铁锂电池储能系统的BMS研发设计），面向校内发布第二批联合攻关合作项目征集，具体要求如下：

一、绿色低碳数据中心储能系统设计研究

1、研究背景

数据中心作为我国新型基础设施建设的重要领域得到迅猛发展。2020年数据中心用电量占全国全社会用电量的2.67%，预计2035年将达到5%以上。10月21日，发改委发布《国家发展改革委等部门关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，其中重点强调数据中心高质量发展，鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗。新建大型、超大型数据中心电能利用效率不超过1.3。到2025年，数据中心电能利用效率普遍不超过1.5。

在“双碳”目标下，随着数据中心高能耗问题不断凸显，如何推动数据中心的节能减排，实现数据中心碳中和成为备受关注的话题。储能作为灵活的调节资源，为优化数据中心最大化清洁能源利用、提高供电可靠性及智慧能源管理等提供了有效的手段。

2、研究成果

由于目前电网的供电可靠性高，大部分时间UPS 处于事故备用状态， 正常运行时UPS 电源的浮充损耗在5%~10%，UPS 资源不能得到充分利用。如果采用能够事故电源切换时间小于15 ms 的储能系统替代传统UPS，在保证数据中心不间断供电的能力的同时，可通过储能系统积极参与电网的互动服务，与传统UPS 相比可大大提高资产的利用率及系统运行收益。

课题研究成果为：（1）考虑安全性及经济性，按照《数据中心设计规范》，针对不同级别数据中心设计替代传统UPS的数据中心储能系统；（2）研究参与电力市场的可行性商业模式；（3）发明专利一项。

二、MW级模块化储能电池设计研究

1、研究背景

在“30、60”双碳战略目标指引下，我国将构建以新能源为主体的新型电力系统。由于新能源发电具有随机性、波动性等特点，大规模新能源接入影响贯穿电力系统从生产、输送到消费的全部环节，给电力系统的安全稳定运行带来挑战，突出体现在预测难、控制难、调度难。新能源高比例接入的电力电量平衡问题，亟需利用储能技术协调运行解决。

近年来，随着国家鼓励新型储能发展的政策文件不断出台，以及锂离子电池技术的快速发展，电化学储能的成本不断下降，使得电化学储能已应用于电力系统各环节，尤其是新能源+储能、共享储能等商业模式不断涌现，促进了兆瓦级大型电化学储能的深化发展。

目前，实际运行的兆瓦级储能系统大多由批量储能电池集中串联和并联组成。由于制作工艺与使用环境的不同，各单体电池间容量、内阻等参数存在不一致，造成环流损耗和短板效应，影响了储能系统的效率与安全性。

2、研究成果

随着储能系统充放电循环次数的增加，电池组分散性进一步扩大，性能衰减加速，最终导致储能电池的可用容量和循环寿命降低，优化电池成组及接入方式是影响储能安全性、可靠性、效率和成本的关键因素。

课题研究成果为：（1）创新电池串并联成组接入方式及优化策略，搭建电池组性能测试平台，得到电池组最优成组方案，设计出低损高效安全的MW级模块化储能电池系统；（2） 发明专利一项。

三、基于磷酸铁锂电池储能系统的BMS研发设计

1、研究背景

电化学储能系统中，电池组需要通过串并联达到一定的电压及容量等级，才能通过换流器对外提供电能。由于电池在制造过程中的不一致性，导致电芯在电压、内阻及容量等电池特性上的不一致。另外，电池组充放电过程中，各单体电池的工作环境不同，会加剧串联电池组中各电池的不一致性。

串联电池组在放电过程中，容量低、老化严重的单体电池会因为其端电压过低而丧失放电能力，使与其串联的依旧有放电能力的电池不能继续对外放电。同样的，串联电池组在充电过程中，容量低、老化严重的单体电池会因为其端电压达到限值而停止充电，使与其串联的未达到电压限值的电池不能被继续充电。

如何让电池组能够安全、高效运行，并尽可能延长电池使用寿命，是电池储能系统需要深入研究的课题。

2、研究成果

电池管理系统通过实时监控电池使用过程中各状态量，保证电池使用过程的安全，提高电池使用效率，从而延续电池使用寿命。通过BMS精确评估电池组中电池使用状态，可将电池信息准确提供给储能系统控制，实现电池组的安全、高效、长寿命运行。

课题研究成果为：（1）研发一套适用于磷酸铁锂电池的储能BMS系统，包括精准的单体电池状态信息（电压、电流、温度）监测，电池安全分析与保护（过压、过流、过热），电池状态监测（SOC、SOH）、电池主动均衡控制、电池充放电控制管理功能；（2）发明专利两项。

请有意向的老师于2022年1月9日前，将项目申请书（附件 1）和汇总表（附件2）电子版发送至邮箱（kejihezuo@sjtu.edu.cn）。

附件1：上海交通大学-联想集团联合攻关合作项目申请书.xlsx 

附件2：上海交通大学-联想集团联合攻关合作项目汇总表.xlsx