中國儲能網(wǎng)訊：新能源汽車的動力電池性能會隨著使用次數(shù)的增加而衰減，當(dāng)性能下降到初始性能80％時，將意味著在新能源汽車上的使用壽命終止。隨著中國新能源汽車數(shù)量的增加，不能達到新能源汽車使用標準的動力電池組將會大量淘汰下來。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015年新能源汽車產(chǎn)量達340471輛，銷量331092輛，同比分別增長3.3倍和3.4倍?？梢灶A(yù)見未來這些從新能源汽車上淘汰下來的動力電池，如果不能有效地得到處理，將會影響到我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引起資源和環(huán)境之間的矛盾。動力電池能否有效回收利用將直接影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施。
國家在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011—2020)》就明確提出了要制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系。相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)對動力電池梯次利用的重要性和預(yù)期的經(jīng)濟效益已有明確的認識，然而動力電池的梯次利用還仍處于初步階段，未有成熟的技術(shù)或產(chǎn)品出現(xiàn)。在以前的文章里談過電池回收技術(shù)的一些技術(shù)與現(xiàn)狀，本文主要談?wù)勍艘蹌恿﹄姵卦趦δ軕?yīng)用方向上的梯次利用。
退役動力電池梯次利用的主要流程通常包括以下步驟：(1)退役的動力電池回收；(2)對動力電池組進行拆解，獲得電池單體；(3)根據(jù)電池的特性，篩選出可使用的電池單體；(4)根據(jù)需求對電池單體進行配對然后重組成電池組；(5)后期的系統(tǒng)集成與運行維護等。退役下來的動力電池雖然容量跟以前相比有所下降，但是仍然具備利用價值。比如用作儲存可再生能源電力的備用電池，對電網(wǎng)供電的巨大峰谷差起到一定得穩(wěn)定作用，消除電力供需波動等。將退役動力電池進行儲能再利用將會使得新能源汽車制造廠商的成本有所下降。從閱讀的相關(guān)資料來看，國內(nèi)的部分動力電池梯次利用項目如下表所示。
從表中可以看到動力電池梯次回收主要集中在儲能方面。儲能系統(tǒng)的作用體現(xiàn)在可保障大型太陽能、風(fēng)能等新能源發(fā)電大量接入與充分利用，同時又提高了輸配電設(shè)備的利用率，提高電網(wǎng)安全裕度；另外相關(guān)的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化還將帶動采礦、電池制造、電力電子設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
根據(jù)電池儲能系統(tǒng)的規(guī)模和層次結(jié)構(gòu)，電池儲能系統(tǒng)主要包括儲能單元、儲能支路和儲能回路這三個方面。儲能單元是電池儲能系統(tǒng)的基本組成部分，由一臺儲能變流器（PCS）、電池堆（BP）和電池管理系統(tǒng)（BMS）構(gòu)成；儲能支路由1個低壓開關(guān)柜和1個儲能單元構(gòu)成；儲能回路由1個升壓變單元、多條并聯(lián)儲能支路和儲能回路監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，其中儲能支路是儲能回路的最小組成單元，可以獨立形成一個儲能系統(tǒng)。
電池堆作為實現(xiàn)電能存儲和釋放的載體，它的集成過程為多只電芯（Cell）并聯(lián)形成單元電池（Unit）；多個單元電池串聯(lián)構(gòu)成電池模塊（Block）；多個電池模塊（Block）串聯(lián)構(gòu)成電池串（BS）；多個電池串并聯(lián)組成電池堆。大容量儲能電站需要成千上萬支單體電池。退役下來的動力電池則可以根據(jù)應(yīng)用場合和作用，在電池儲能系統(tǒng)的容量配置和選型上起到作用。比亞迪于2009年在深圳建立1MW×4h磷酸鐵鋰電池儲能示范電站，儲能單元額定功率為100kW，由600節(jié)FV200A磷酸鐵鋰電池組成，每10節(jié)單體電池串聯(lián)構(gòu)成標準電池模組，20塊模組串聯(lián)組成電池組，3組電池組并聯(lián)得一個100kW單元。ATL于2011年在松山湖廠區(qū)建設(shè)1MW×2h的儲能示范電站，采用60Ah/3.2V單體磷酸鐵鋰電池，3并12串組成模塊，再20個模塊串聯(lián)成一個電池串，15串并聯(lián)構(gòu)成單支路電池儲能系統(tǒng)。
根據(jù)公開資料統(tǒng)計到的國內(nèi)外一些汽車廠商的新能源汽車電池系統(tǒng)構(gòu)成比較如表所示：
那么在將退役下來的動力電池用于儲能應(yīng)用上也存在一些問題需要解決：一是在回收過程中要面臨的回收成本。二是回收的動力電池一致性較差，電芯的性能參數(shù)差異較大，如何確定簡單、合適、可靠并具備一定普適性的分選條件也需要解決。三是對應(yīng)用在儲能系統(tǒng)上的回收電池如何通過合理的電池成組設(shè)計方法及電池管理系統(tǒng)配置實現(xiàn)系統(tǒng)安全、高效運行。
