今天花一些時間來重點探討特斯拉個人儲能系統(tǒng)Power Wall。總體來看，特斯拉的Powerwall儲能系統(tǒng)在太陽能領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，推動家庭儲能成為一種主流選擇。

 

備注：看特斯拉的產(chǎn)品線，有點可以拿來和蘋果的產(chǎn)品線比較的。

 

一、Power Wall的歷史和規(guī)范

 

圖1 從Power Wall 1到Power Wall+

 

特斯拉發(fā)布了第一代 Powerwall，這種集成的儲能系統(tǒng)電池容量不算大，為 6.4kWh。

 

第二代 Powerwall 2 的存儲容量增加了一倍以上，并包括一個集成的電池充電器。

 

2021年5月特斯拉對這種產(chǎn)品進行了更新Powerwall+（plus），這套系統(tǒng)本身沒有改變，但是從Powerwall 2電池系統(tǒng)，集成了太陽能逆變器，使其成為一個完整的多合一太陽能存儲系統(tǒng)。

 

以下是系統(tǒng)的參數(shù)，我做了一些初步的整理和對比：

 

表1 Power Wall的基本參數(shù)和價格

 

圖2 第一代Power Wall的連接方式

 

圖3 第二代Power Wall連接方式

 

圖4 第三代Power Wall的連接方式

 

從一代到二代的迭代變化最大，這里有幾個內(nèi)容：

 

（1）Tesla Powerwall 2 當(dāng)時采取的也是完整液冷系統(tǒng)，來對家庭儲能系統(tǒng)進行熱管理，采用了一個完全密封的液體冷卻劑系統(tǒng)（包含2.3 升液體冷卻劑）。這其實具備了更高溫度運行的可能性，提高了整體的循環(huán)次數(shù)。這套熱管理系統(tǒng)其實和汽車的系統(tǒng)相似，可以具備加熱和冷卻的功能。

 

（2）從系統(tǒng)來看，Power Wall1的組裝還是比較麻煩的，一開始特斯拉想做聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)，因此從Power Wall1到Power Wall2 在網(wǎng)關(guān)層面做了一些系統(tǒng)性的更新。

 

圖5 特斯拉的聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想和Gateway的設(shè)計

 

（3）Power wall2更新的同時也發(fā)布了具有液冷熱管理的太陽能逆變器，有3.8kW和7.6kW兩種尺寸，集成了所有安全功能，包括快速關(guān)閉、電弧故障和接地故障保護。

 

圖6 太陽能逆變器

 

第三代Powerwall+ (Plus)，對可用容量和重量進行了一些細(xì)微的調(diào)整。這套系統(tǒng)主要更新在于帶系統(tǒng)集成的 Tesla太陽能逆變器，從而變成了完整的多合一系統(tǒng)。存儲容量保持在 13.5kWh 不變，額定功率大幅增加，以滿足離網(wǎng)和備份的使用。額定功率從5kW（連續(xù)）和7kW（峰值）提高到離網(wǎng)模式下的7kW（連續(xù)）和10kW（峰值）。并網(wǎng)額定功率也小幅增加至 5.8kW （連續(xù)）和 7.8kW（峰值）。集成太陽能逆變器的規(guī)格基本不變，但是從設(shè)計來看，是重新進行過調(diào)整。

 

二、Power Wall的構(gòu)成

 

這塊之前談過，Power Wall1用的是18650，Power Wall之后用的是21700，整體系統(tǒng)帶有充電和交流直流的逆變，可以兼容直流和交流兩種不同的連接方式。

 

這套系統(tǒng)其實和之前的Power pack是兼容的。第一代是內(nèi)置模組的設(shè)計，實際上是使用了兩個18650電芯，像Model S的模組一樣并排放置。在電池系統(tǒng)中，水冷管走箱體兩側(cè)。電子部分包括變換器與BMS布置在前段隔間內(nèi)。右邊是新的設(shè)計，在系統(tǒng)層面取消了水冷的方案，直接把電池擺在一起然后整體粘接在一起。從標(biāo)簽來看，這里是采用了900V的系統(tǒng)，把大量的電芯區(qū)通過厚厚的膠灌封起來。

 

圖8 從模組方案過渡到一體化CTC的方案