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电池梯次利用

“东风.俊风”车辆在进行电池PACK设计时,就考虑了电池的梯次利用,并用BMS系统记录了作为动力电池的使用状况,为后期利用作了充分准备与安排。


对于新能源汽车产业来说,如何降低电池的成本是一个核心的问题。这个成本不仅仅是BOM成本,其实也包含后续质保期内的维修,质保期外的维护还有最终回收利用的责任,这个跨度时间长到没有车企有足够的经验应对锂电池全寿命周期的妥善措施。


第一部分梯次利用和拆解回收 汽车企业对新能源汽车的考虑,其实不仅仅是BOM成本多少钱,制造成本多少钱,最终也需要考虑电池最终处理回收成本是多少钱。 从整体上来说,梯次利用和资源再生的拆解利用,是一类企业,只是根据电池的实际的情况可以有不同的处理分类,其在整个产业链里面起到电池污染守门员的作用,电池企业、车辆寿命周期内和车辆寿命周期之外的电池组,都需要有个妥善的去处,这个就是未来定义的电池处理企业。

第二部分 处理的模式 从2013~2015这段产业化的推广来看,主要的锂电池的流向是商用车和部分乘用车。以比亚迪为例,包含乘用车和商用车的秦、唐和K9,其本身的电池单体、电池成组和电池的使用预期都是不一样的。在商用车领域,有趣需要注意一个有趣的问题,值得大家探索的是,其实由于地方政府的干预,哪怕是同一家的车辆,其电池在地域上分布是不同的;不同厂家的车辆在某地的电池几乎使用是相同的,这造就了中国一个很有趣的现象,地区的电池系统在各家车企之内在维护这块往往是可以互通的,电池的梯次利用和回收其实也是一样的,电池的本体是某几家供应的。

梯次利用的主要目标是:

1. 48V通信备份电池:这是目前铁塔公司主导的模式。

2. 太阳能分布电池:风能的波动太大,相对而言太阳能的分布式储能系统比较可行一些,一定程度的梯次利用有益于解决分布式发电随机性波动所面临的一些列并网和调度难题

3. 直流充电站充电蓄电池:平滑直流充电站的功率需求 4. UPS电池:这块与铅酸电池的竞争,胜算不大 第三部分信息传递 梯次利用如果按照正常的电池分选数据处理,电池包拆开,模组拆开,模组重组,光是紧固件和电连接所要解决的多样性问题就够梯次利用的企业不愿意干了,梯次利用的核心问题在于电池的数据信息如何传递。


一般意义上来说动力电池的寿命周期的信息包括:

1. 电池生产过程中的信息主要包含电池厂的出厂的过程数据(容量、自放电和内阻)

2. 车辆运行过程中BMS中记录的信息 a. 车唉的BMS会根据自己的算法对电池的状态做出计算,通常会给Telematics车联终端模块(车厂的信息数据库) b. 目前地方政府如上海有要求,将20%私家车和更多的公家的车辆会记录在运行数据库里面(新能源信息中心) 一般意义上的状态监测是以安全为导向的,如果涉及到动力电池的退役我们应该提取哪些数据,其实是需要不断的实验和分析的。

1)VIN车辆对应的电池包的BMS计算出来的SOC

2)更为细致的随着记录过程的单体V I T信息

3)SOC记录的SOH信息(内阻、容量) 所以系统来说,梯次利用的解决方案是从车联系统中的电池数据库里面,可以根据已经算出的参量和部分原始数据,进行回归性分析,根据IT网络系统和BMS车载算法结合的方式来判断车辆电池是需要维修还是需要退役。

这么做的好处,就是每个单体和模组在下车之前就有考虑,进行服务器虚拟分组,配合之后再做个实验就可以了。

有限顺序为: 1)模组配对 2)模组拆解配对 3)模组配合方案 4)重组之后的系统测试。

整个项目的重点还是在电池规划前期的内容:

1)经济性分析,对模组现有的参数差异和可用的SOC范围进行判断,预先分组看看是用在UPS电源、还是直流充电桩功率缓冲还是基站或其他通信相关的后备电源。

2)模型化分析:对整个模型,特别是80%之后的SOC窗口影响的对应关系进行分析。这里动力电池的窗可能开到85%,后续是开个40%就不错了,整个内阻上升都需要进行分析 从安全上考虑,梯次利用在使用上,导入电力电子的并联平滑控制更好一些,Boost电路本身也能给完全关掉部分模组,梯次的电池是不能以好电池来对待的。