新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用的相關(guān)探討

趙龍 黃國(guó)濤 姜燦壘 寇銘銘

摘要：就目前而言，退役的動(dòng)力蓄電池?cái)?shù)量并不多，能夠進(jìn)行梯次利用的動(dòng)力電池多數(shù)是在試驗(yàn)階段，在動(dòng)力蓄電池退役時(shí)代下，與其相關(guān)的企業(yè)已經(jīng)加快了動(dòng)力蓄電池梯次利用的范圍和速度，加大了蓄電池梯次利用的研究力度，同時(shí)探索了蓄電池梯次利用的經(jīng)濟(jì)效益和安全性。經(jīng)過(guò)不斷探索，我國(guó)蓄電池梯次利用產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變，由示范階段轉(zhuǎn)向商業(yè)化。

關(guān)鍵詞：新能源;動(dòng)力蓄電池;梯次利用

引言

近年來(lái)，隨著新能源汽車電池退役數(shù)量的逐步增加，電力電池回收行業(yè)進(jìn)入了大規(guī)模發(fā)展階段。考慮到中國(guó)新能源汽車的年產(chǎn)量和未來(lái)產(chǎn)量、電池保修年限和車輛運(yùn)行狀況，中國(guó)蒸汽中心估計(jì)，到2020年，中國(guó)電動(dòng)電池總退役量將超過(guò)20萬(wàn)噸（25千兆瓦時(shí)）。妥善回收電力電池是汽車新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)，有利于減少環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，減輕戰(zhàn)略資源制約，保護(hù)消費(fèi)者健康和安全。汽車電池回收和使用的工業(yè)鏈包括幾個(gè)主要步驟，例如收集和儲(chǔ)存電池、拆除用過(guò)的電池、使用規(guī)模和再生、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境評(píng)估。我國(guó)廢舊電池回收行業(yè)開(kāi)始擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。從綜合利用的經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，三元電池含有更多金屬元素，如鎳、鈷和再生利用價(jià)值;相比之下，用于工業(yè)再生處理的磷酸鋰電池通常處于損耗狀態(tài)，因此磷酸鋰電池更適合級(jí)聯(lián)使用。

1分析梯次利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

退役蓄電池在使用壽命、安全性等方面上變化比較大，這對(duì)動(dòng)力電池梯次利用在其他領(lǐng)域上應(yīng)用帶來(lái)影響，為了能夠快速推動(dòng)電池梯次利用產(chǎn)業(yè)的成果，不斷提升蓄電池梯次利用技術(shù)的研發(fā)力度。就目前而言，動(dòng)力蓄電池梯次利用技術(shù)途徑一般有兩種，分別是修復(fù)和重組，并且主要是檢測(cè)重組技術(shù)，檢測(cè)重組技術(shù)有很多典型企業(yè)，如上文提到的中國(guó)鐵塔、北京匠芯、比亞迪等企業(yè)，其中比亞迪企業(yè)在對(duì)退役動(dòng)力蓄電池進(jìn)行檢測(cè)中，實(shí)現(xiàn)了包組、模塊、單體級(jí)別進(jìn)行了逐一檢測(cè)，并以單體作為重組單位進(jìn)行重組，可以達(dá)到80%的重組率。而北京匠芯企業(yè)建立在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上研發(fā)動(dòng)力電池包組評(píng)估系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以對(duì)退役動(dòng)力蓄電池的使用壽命、應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行評(píng)估，并且深入探索退役電池的集成技術(shù)。中國(guó)鐵塔有限公司成功突破退役電池成組、評(píng)估等關(guān)鍵性梯次利用技術(shù)。另外，也有企業(yè)在退役電池修復(fù)方面積極進(jìn)行探索，比如星恒電源企業(yè)，北京國(guó)能企業(yè)等，以星恒電源企業(yè)為例，在回收企業(yè)退役電池以后，對(duì)電池正、負(fù)極進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充電池所需的電解液，經(jīng)過(guò)修復(fù)技術(shù)完成的動(dòng)力電池完全可以應(yīng)用在低速電動(dòng)車領(lǐng)域，通過(guò)修復(fù)的電芯容量可以達(dá)到全新電池電芯的80%。

2新能源動(dòng)力蓄電池梯次利用發(fā)展建議

2.1優(yōu)化能量管理系統(tǒng)

能源管理系統(tǒng)的定義是，在新能源汽車中分配所有能源，提高其科學(xué)和效率，并綜合管理各組成部分之間協(xié)調(diào)能源使用的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在以下方面發(fā)揮著非常重要的作用但是，這里有一個(gè)問(wèn)題：要確保電力管理系統(tǒng)在新的軌道上正常運(yùn)行，就必須將它連接到充電器上，使它一起運(yùn)行。新能源汽車運(yùn)行過(guò)程中，電源管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池的性能和性能參數(shù)，利用這些指標(biāo)確定蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。如果在檢測(cè)過(guò)程中蓄電池的性能或性能參數(shù)突然明顯降低，可以判斷蓄電池不能正常工作，需要立即采取措施解決問(wèn)題，以防事故發(fā)生。在某種程度上，電力管理系統(tǒng)的運(yùn)行可以延長(zhǎng)電池壽命，確保電池的可靠性，并確保新能源汽車的安全駕駛。

2.2綠色低碳循環(huán)

鑒于電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及電池的整個(gè)生命周期對(duì)資源、能源和環(huán)境造成的巨大潛在影響，各國(guó)紛紛出臺(tái)各項(xiàng)政策推進(jìn)動(dòng)力電池的碳中和。其中，以歐盟為代表的地區(qū)組織在最新電池法規(guī)草案中對(duì)電池供應(yīng)企業(yè)的供應(yīng)鏈管控、有害物質(zhì)削減、再生材料使用、廢舊電池收集率和材料回收利用水平、節(jié)能降耗以及減少碳排放等多方面提出了更高的要求。反觀國(guó)內(nèi)，盡管我國(guó)已經(jīng)發(fā)布了多項(xiàng)綠色低碳循環(huán)等方面的推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但相關(guān)內(nèi)容仍然不能滿足動(dòng)力電池全生命周期管理要求。同時(shí)，對(duì)于動(dòng)力電池而言，碳足跡不僅涉及制造過(guò)程中的碳排放，還包括上游原材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)的碳排放，目前國(guó)際上已經(jīng)形成了動(dòng)力電池全生命周期足跡評(píng)價(jià)細(xì)則，而國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3完善蓄電池電源

新能源汽車的兩個(gè)主要能源是電力系統(tǒng)和電池。在新能源汽車上安裝蓄電池能量所使用的安裝方法通常是串聯(lián)式和并行式的組合，可以最大限度地發(fā)揮效果，達(dá)到能滿足驅(qū)動(dòng)需求的電壓。可能影響能量傳輸?shù)囊蛩夭粌H限于這些因素：實(shí)際上，電池產(chǎn)生的一些因素也可能影響到傳輸問(wèn)題，而且電解液的濃度也與能量傳輸有關(guān)。正因?yàn)槿绱?，在為新能源汽車安裝電池時(shí)，必須考慮到成本效益，并盡可能選擇最高的標(biāo)準(zhǔn)，以減少甚至完全避免錯(cuò)誤，確保電池的一致性，從而延長(zhǎng)電池壽命。

結(jié)束語(yǔ)

本文系統(tǒng)歸納了國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，并重點(diǎn)分析了各類標(biāo)準(zhǔn)在編制原則和思路等方面的差異性以及主要考量因素，可以看出由于標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)、使用目的以及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景等方面內(nèi)容的不同，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在具體技術(shù)要求和試驗(yàn)方法方面會(huì)存在差異。同時(shí)，本文基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果、動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等重點(diǎn)論述了動(dòng)力電池在安全、壽命、性能以及綠色循環(huán)等方面的標(biāo)準(zhǔn)需求，并在此基礎(chǔ)之上提出以支撐行業(yè)管理、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)，以動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展需求和新技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展為導(dǎo)向，持續(xù)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)體系研究與標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王攀，李龍輝，徐樹(shù)杰.中國(guó)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展探究[J].時(shí)代汽車，2019（21）：36-37.

[2]新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)指南公告[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2019，12（11）：3-5.

[3]丁嘯，李龍輝，高榮慧.我國(guó)新能源汽車動(dòng)力蓄電池溯源管理研究[J].時(shí)代汽車，2019（17）：76-77.