中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：新能源汽車的動(dòng)力電池性能會(huì)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(shí)，將意味著在新能源汽車上的使用壽命終止。隨著中國(guó)新能源汽車數(shù)量的增加，不能達(dá)到新能源汽車使用標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池組將會(huì)大量淘汰下來(lái)。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)340471輛，銷量331092輛，同比分別增長(zhǎng)3.3倍和3.4倍?？梢灶A(yù)見未來(lái)這些從新能源汽車上淘汰下來(lái)的動(dòng)力電池，如果不能有效地得到處理，將會(huì)影響到我國(guó)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(dòng)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(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)施。
國(guó)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(dòng)力電池回收利用管理辦法，建立動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理體系。相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的重要性和預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益已有明確的認(rèn)識(shí)，然而動(dòng)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(guò)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?dòng)力電池在儲(chǔ)能應(yīng)用方向上的梯次利用。
退役動(dòng)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(dòng)力電池回收；(2)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)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(duì)電池單體進(jìn)行配對(duì)然后重組成電池組；(5)后期的系統(tǒng)集成與運(yùn)行維護(hù)等。退役下來(lái)的動(dòng)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(jià)值。比如用作儲(chǔ)存可再生能源電力的備用電池，對(duì)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(dòng)等。將退役動(dòng)力電池進(jìn)行儲(chǔ)能再利用將會(huì)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(lái)看，國(guó)內(nèi)的部分動(dòng)力電池梯次利用項(xiàng)目如下表所示。
從表中可以看到動(dòng)力電池梯次回收主要集中在儲(chǔ)能方面。儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用體現(xiàn)在可保障大型太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電大量接入與充分利用，同時(shí)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(dòng)采礦、電池制造、電力電子設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
根據(jù)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模和層次結(jié)構(gòu)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)能單元、儲(chǔ)能支路和儲(chǔ)能回路這三個(gè)方面。儲(chǔ)能單元是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本組成部分，由一臺(tái)儲(chǔ)能變流器（PCS）、電池堆（BP）和電池管理系統(tǒng)（BMS）構(gòu)成；儲(chǔ)能支路由1個(gè)低壓開關(guān)柜和1個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成；儲(chǔ)能回路由1個(gè)升壓變單元、多條并聯(lián)儲(chǔ)能支路和儲(chǔ)能回路監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，其中儲(chǔ)能支路是儲(chǔ)能回路的最小組成單元，可以獨(dú)立形成一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
電池堆作為實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)和釋放的載體，它的集成過(guò)程為多只電芯（Cell）并聯(lián)形成單元電池（Unit）；多個(gè)單元電池串聯(lián)構(gòu)成電池模塊（Block）；多個(gè)電池模塊（Block）串聯(lián)構(gòu)成電池串（BS）；多個(gè)電池串并聯(lián)組成電池堆。大容量?jī)?chǔ)能電站需要成千上萬(wàn)支單體電池。退役下來(lái)的動(dòng)力電池則可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和作用，在電池儲(chǔ)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(chǔ)能示范電站，儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)100kW單元。ATL于2011年在松山湖廠區(qū)建設(shè)1MW×2h的儲(chǔ)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(gè)模塊串聯(lián)成一個(gè)電池串，15串并聯(lián)構(gòu)成單支路電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
根據(jù)公開資料統(tǒng)計(jì)到的國(guó)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(lái)的動(dòng)力電池用于儲(chǔ)能應(yīng)用上也存在一些問(wèn)題需要解決：一是在回收過(guò)程中要面臨的回收成本。二是回收的動(dòng)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(jiǎn)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(duì)應(yīng)用在儲(chǔ)能系統(tǒng)上的回收電池如何通過(guò)合理的電池成組設(shè)計(jì)方法及電池管理系統(tǒng)配置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。
