動(dòng)力電池梯次利用的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)

《動(dòng)力電池梯次利用的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、動(dòng)力電池梯次利用的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)針對(duì)退役的動(dòng)力電池，有兩種可行的處理方法，一種是直接作為工業(yè)廢品，進(jìn)行報(bào)廢和拆解，提煉其中的原材料，實(shí)現(xiàn)原材料的循環(huán)利用，這方面已經(jīng)有一些國(guó)內(nèi)的企業(yè)進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作；另一種方式，則考慮退役的動(dòng)力電池，雖然已經(jīng)不滿足汽車的使用條件，但仍然擁有一定的余能，其壽命并未完全終止，可以用在其他領(lǐng)域作為電能的載體使用，從而充分發(fā)揮其剩余價(jià)值。相對(duì)而言，梯次利用更能夠發(fā)揮產(chǎn)品的最大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的利益最大化，是更為綠色和環(huán)保的做法。但梯次利用所面臨的難題和挑戰(zhàn)也非常的多，如果不能有效解決，

2、就不能實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化。1.電池拆解動(dòng)力電池退役時(shí)，是整個(gè)pack從車上拆解下來的。不同的車型有不同的電池pack設(shè)計(jì)，其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模組連接方式，工藝技術(shù)各不相同，意味著不可能用一套拆解流水線適合所有的電池pack和內(nèi)部模組。那么，在電池拆解方面，就需要進(jìn)行柔性化的配置，將拆解流水線進(jìn)行分段細(xì)化，針對(duì)不同的電池pack，在制定拆解操作流程時(shí)，要盡可能復(fù)用現(xiàn)有流水線的工段和工序，以提高作業(yè)效率，降低重復(fù)投資。在拆解作業(yè)時(shí)，不可能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，必然存在大量的人工作業(yè)，而pack本身是高能量載體，如果操

3、作不當(dāng)，可能會(huì)發(fā)生短路、漏液等各種安全問題，進(jìn)而可能造成起火或爆炸，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，采取什么樣的措施和方法，確保電池拆解過程中的安全作業(yè)，是梯次利用的一個(gè)重點(diǎn)。2.剩余壽命預(yù)測(cè)這里分兩種情況考慮，一種是動(dòng)力電池在服役期間，其相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)有完整記錄，那么當(dāng)梯次利用的廠家拿到這些數(shù)據(jù)之后，結(jié)合電池的出廠數(shù)據(jù)，可以建立電池模組的簡(jiǎn)單壽命模型，能夠大致估算出，在特定運(yùn)行條件下電池模組的剩余壽命(根據(jù)所設(shè)定的終止條件)。另一種情況就惡劣的多了，動(dòng)力電池的使用情況并無數(shù)據(jù)記錄，僅有出廠時(shí)的原始數(shù)據(jù)(如標(biāo)

4、稱容量、電壓、額定循環(huán)壽命等)，使用過程未知，當(dāng)前狀態(tài)未知。當(dāng)梯次利用的廠家拿到電池后，如何判斷其健康狀態(tài)和剩余壽命呢？這就需要對(duì)每個(gè)模組進(jìn)行測(cè)試，先明確其當(dāng)前的健康狀態(tài)，然后要根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和出廠時(shí)的原始數(shù)據(jù)，建立一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)不同的材料體系，大致估算其潛藏的剩余價(jià)值。第二種情況，梯次利用的成本會(huì)提高很多，測(cè)試設(shè)備、測(cè)試費(fèi)用、測(cè)試時(shí)間、分析建模等，都會(huì)增加不少的成本，導(dǎo)致梯次利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低。基于有限的數(shù)據(jù)，對(duì)剩余壽命的預(yù)測(cè)也是不準(zhǔn)確的，這無疑又會(huì)增加梯次利用產(chǎn)品的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，使得產(chǎn)品的生命周期成本較

5、高。所以，如何做到快速無損的檢測(cè)，是該種情況下梯次利用的關(guān)鍵所在。3.系統(tǒng)集成技術(shù)梯次利用，最合理的應(yīng)該是拆解到模組級(jí)，而不是電芯級(jí)，因?yàn)殡娦局g的連接通常都是激光焊接或其他剛性連接工藝，要做到無損拆解，難度極大，考慮成本和收益，得不償失。不同批次的電池模組，甚至來自不同廠家的電池模組，如何在同一系統(tǒng)中混用？這里面有幾個(gè)系統(tǒng)集成技術(shù)必須著重考慮并解決：1)分組技術(shù)需要對(duì)不同的電池模組建立數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)材料體系、容量、內(nèi)阻、剩余循環(huán)壽命等參數(shù)重新分組。分組參數(shù)設(shè)定要合理，過大不好，模組離散性大，成組為系統(tǒng)后，

6、對(duì)系統(tǒng)性能和壽命影響很大；過小也不行，分組過于嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致可匹配的模組少，系統(tǒng)集成困難，產(chǎn)品成本很高。2)成組技術(shù)什么類型的電池模組可以成組為系統(tǒng)，這需要結(jié)合產(chǎn)品定位和目標(biāo)市場(chǎng)(高端？中端？低端？)，現(xiàn)有電池模組等級(jí)和類型，以及產(chǎn)品開發(fā)具體目標(biāo)(性能，壽命等)，建立一個(gè)系統(tǒng)級(jí)模型，推算出相關(guān)的匹配系數(shù)，確定產(chǎn)品的總體方案。3)系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)這里有兩個(gè)方面需要考慮：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，需要充分考慮不同模組可能具有不同的尺寸，重量和串并聯(lián)數(shù)，那么系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是在X，Y，Z軸方向都有很大的彈性，以兼容不同的模

7、組，固定方式既要考慮緊固性和可靠性，又要考慮彈性和便于快速裝卸；模組的線束連接方面，多柔性化考慮，做到可快插和快換。4.電池管理系統(tǒng)的魯棒性(鋰)電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一直是個(gè)世界級(jí)的難題，直到目前為止，也沒有哪個(gè)公司在這個(gè)領(lǐng)域做到相當(dāng)?shù)某墒?，最多?shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化而已。針對(duì)電池組的優(yōu)化管理，尚無非常有效的解決方案，因?yàn)殡娦静⒉皇且粋€(gè)特性比較明確的物理系統(tǒng)，而是一個(gè)在不斷變化的化學(xué)系統(tǒng)，其各項(xiàng)參數(shù)都與運(yùn)行工況、外部環(huán)境、內(nèi)部劣化速度相關(guān)，隨時(shí)間在不斷的變化。國(guó)外在算法和理論研究方面走的比較早，在工程方面也有深厚積

8、累，所以產(chǎn)業(yè)相對(duì)成熟。國(guó)內(nèi)在BMS軟硬件研發(fā)方面，起步較晚(最近幾年的事情)，理論研究不足，工程應(yīng)用是小步快跑，整體資源投入不足，各家企業(yè)都還沒有非常穩(wěn)定可靠的解決方案。在梯次利用領(lǐng)域，BMS所要面對(duì)的情況，比汽車領(lǐng)域更為復(fù)雜。面對(duì)各種化學(xué)體系、各種規(guī)格和批次、各個(gè)生產(chǎn)廠家、各種健康狀態(tài)的電池模組，如何進(jìn)行有效的管理，確保他們?cè)诮窈蟮臍q月中健康工作，安度晚年？在硬件方面，應(yīng)確保BMS的硬件歸一化設(shè)計(jì)，兼容各種不同的模組，而不必