鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:689次 | 2022年11月10日
汽車(chē)動(dòng)力鋰電池回收梯次利用有什么應(yīng)用和實(shí)踐
4月24-26日,由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開(kāi)。在4月25日上午的“儲(chǔ)能電池與技術(shù)應(yīng)用(上)”專(zhuān)場(chǎng),清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院院長(zhǎng)助理鄭鄖在會(huì)上分享了主題報(bào)告《汽車(chē)動(dòng)力電池回收梯次利用的應(yīng)用與實(shí)踐》,以下為演講實(shí)錄:
鄭鄖:大家好!我是來(lái)自清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院的鄭鄖。各位專(zhuān)家從政策、安全性和使用性等方面進(jìn)行了講解,各個(gè)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)也從產(chǎn)品、回收等方面提出了問(wèn)題,我這次從回收梯次利用過(guò)程中缺什么、怎么做,實(shí)踐過(guò)程中存在什么問(wèn)題等方面給大家做一個(gè)匯報(bào),希望對(duì)大家有所幫助。
首先講一下產(chǎn)業(yè)背景和應(yīng)用實(shí)踐。
蘇州汽車(chē)研究院,是清華大學(xué)在汽車(chē)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)外派機(jī)構(gòu),歐陽(yáng)明高院士、李克強(qiáng)教授,在新能源領(lǐng)域、智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域都是領(lǐng)跑者。在整個(gè)汽車(chē)行業(yè),清華及蘇州研究院都我研究的比較深入,耕耘的時(shí)間也比較長(zhǎng)。
動(dòng)力電池回收從汽車(chē)行業(yè)發(fā)布了生產(chǎn)者責(zé)任延伸制以后才真正得到開(kāi)展,過(guò)去我們傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè),在回收這塊做的并不好,所以電動(dòng)汽車(chē)從一開(kāi)始就吸取了經(jīng)驗(yàn),在開(kāi)始生產(chǎn)電動(dòng)車(chē)的時(shí)候就要求我們明確電池怎么處理、怎么回收,這里面涉及的問(wèn)題包括回收再利用、材料的處理、淘汰制度等,隨著回收的體量的增加,這些問(wèn)題就愈發(fā)突出。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
天津中心研究給出,未來(lái)3—5年大概有12—17萬(wàn)噸的動(dòng)力電池報(bào)廢,這些報(bào)廢電池拆解下來(lái)以后,通過(guò)一些工藝,完成動(dòng)力電池的再利用。梯次利用這個(gè)概念跟我們?cè)僦圃煲彩遣煌?,梯次利用是指將汽?chē)退役下來(lái)的電池應(yīng)用到其他不同場(chǎng)景上,比如說(shuō)低速車(chē)、物流三輪車(chē)、儲(chǔ)能領(lǐng)域等。
動(dòng)力電池回收梯次利用在政策方面,從發(fā)改委、工信部、國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行都有一些發(fā)文,重點(diǎn)支持開(kāi)展退役新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池梯次利用和再利用。但是,梯次利用,需要充分考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、安全性、規(guī)范性及可持續(xù)性,具體時(shí)間關(guān)系就不詳細(xì)展開(kāi)了。
我們最早在汽車(chē)行業(yè)對(duì)于循環(huán)使用的一些理念,對(duì)我們開(kāi)展梯次利用十分有幫助。我們講講什么叫再制造?“再制造”是從英文詞“remanufacture”翻譯過(guò)來(lái)的,實(shí)際就是我們用科學(xué)的辦法把我們回收?qǐng)?bào)廢的零部件拆解恢復(fù),最后使零部件性能不低于新品,這些零部件主要用于售后市場(chǎng)。美國(guó)從40年代開(kāi)始就已經(jīng)涉足,美國(guó)最大的售后零部件90%都是再制造的。中國(guó)過(guò)去有“307號(hào)令”,只能回收材料、不能回收五大總成,最近們“307號(hào)令”解禁,也為我們循環(huán)經(jīng)濟(jì)再制造帶來(lái)了發(fā)展契機(jī)。(PPT)從圖片就能看到,汽車(chē)零部件報(bào)廢拆解以后,通過(guò)再制造技術(shù)及工藝流程,基本上達(dá)到了新品性能,而動(dòng)力電池?zé)o法用回到原車(chē)上去,便降級(jí)利用于其他場(chǎng)景,因此我們?cè)诙x它的術(shù)語(yǔ)的時(shí)候成為梯次利用,也有像王子冬老師和我們討論的,叫做分級(jí)利用。
張家港國(guó)家再制造產(chǎn)業(yè)示范基地,是國(guó)家再制造循環(huán)化改造試點(diǎn)園區(qū),從2013年開(kāi)始運(yùn)營(yíng),目前現(xiàn)在示范基地里已經(jīng)聚集了20余家發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)床、發(fā)電機(jī)、梯次利用電池的生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)值大約有50多億元。
張家港地區(qū)電池產(chǎn)業(yè)布局,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)潜容^全的,張家港是蘇州市的縣級(jí)市,也是全國(guó)百?gòu)?qiáng)縣第三。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈從再制造、梯次利用、燃料電池等都一應(yīng)俱全。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
這是我們?cè)僦圃斓恼麄€(gè)過(guò)程,從回收、拆解、清洗、檢測(cè)、修復(fù)、裝配、再檢測(cè),最后形成一個(gè)商品,在市場(chǎng)上進(jìn)行銷(xiāo)售、可以互換。所以我們下一步梯次利用的電池是不是也能夠形成產(chǎn)業(yè)鏈,最后達(dá)到可以互換的產(chǎn)品,比如用租賃模式、換電模式等,值得深入研究。
下面介紹一下我們清研再制造在梯次利用上做的一些工作。
當(dāng)時(shí)為了發(fā)展再制造,清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院、張家港政府、上市公司(富瑞特裝),在示范基地成立了清研再制造。
我們?cè)僦圃煅芯吭旱暮诵姆较颍紫仁莿?dòng)力電池梯次利用產(chǎn)品,包括我們控制技術(shù)的研究和產(chǎn)品的研究。其次是再制造零部件的修復(fù)技術(shù)。再者是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定與認(rèn)證。最后是技術(shù)與成果轉(zhuǎn)換。
在動(dòng)力電池這塊,我們開(kāi)發(fā)了動(dòng)力電池快速智能檢測(cè)專(zhuān)機(jī),大概2分鐘內(nèi)能夠判斷出來(lái)電池的余能,可以便攜式的在現(xiàn)場(chǎng)工作,是我們今后拆解電池、判斷能不能夠重復(fù)使用的一個(gè)檢測(cè)工具。在合作方面,我們目前和鐵塔、蜂巢、華友鈷業(yè)及一些其他整車(chē)廠都達(dá)成了戰(zhàn)略合作。
這是我們開(kāi)展梯次利用的路線圖,包括前面的回收、研發(fā)的合作、研發(fā)過(guò)程中、市場(chǎng)銷(xiāo)售、材料回收,通過(guò)我們電商體系甚至檢測(cè)認(rèn)證體系,把整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈串起來(lái)。
為了做好這個(gè)事情:我們?cè)谑痉痘赝顿Y建設(shè)了一個(gè)小的中試車(chē)間,是我們用于研發(fā)用的,大概有18兆瓦的生產(chǎn)能力。第二個(gè),BMS和特高頻主動(dòng)均衡系統(tǒng)。作為控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),從2014年成立、2015年開(kāi)展檢測(cè)以后,我們就開(kāi)始研究主動(dòng)均衡系統(tǒng),通過(guò)這幾年的研究,在退役電池梯次利用這塊的效果明顯,而且我們現(xiàn)在用了特高頻的技術(shù),可以在不工作的時(shí)候不消耗電源。經(jīng)過(guò)實(shí)車(chē)測(cè)試后,在退役電池一致性上,我們可以提高容量大概在30%—60%的水平。第三個(gè),應(yīng)用于一些小場(chǎng)景,比如在低速三輪車(chē)、低速叉車(chē)、工程機(jī)械、AGV上面,剛才王主任說(shuō)的也對(duì),叉車(chē)上如果我們用還要另外加配重,實(shí)際我們對(duì)電能力的提高是比鉛酸電池同樣的要好得多,所以經(jīng)濟(jì)賬我們算下來(lái),實(shí)際上用退役電池來(lái)取代鉛酸電池,長(zhǎng)期是很有經(jīng)濟(jì)性的。
除了這個(gè)以外,在梯次利用電池上,我們自己有生產(chǎn)編碼07D,梯次利用電池從退役下來(lái)以后,到再次使用、最后銷(xiāo)售,我們建立了整個(gè)溯源體系,目前該溯源體系已和北理工實(shí)現(xiàn)合作,跟天津中心我們也在積極接洽,目的是使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈更加完善。
我們還參加了《電動(dòng)汽車(chē)安全指南》動(dòng)力電池回收再利用部分的編寫(xiě),該指南1月份已經(jīng)正式發(fā)布,這是是中國(guó)首部也是世界上第一部關(guān)于汽車(chē)安全指南的書(shū)。我們還參加了工信部委托的《2018—2019中國(guó)動(dòng)力電池及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,4月份也在上海展會(huì)上發(fā)布了,及《中國(guó)動(dòng)力電池回收處理行業(yè)發(fā)展報(bào)告》等,都為行業(yè)規(guī)范奠定了基礎(chǔ)。
此外,我們還參與了一些正在引領(lǐng)的再制造和電池回收利用的國(guó)標(biāo),前面兩項(xiàng)是已經(jīng)發(fā)布了,關(guān)于包裝運(yùn)輸、材料回收、拆解、梯次利用的國(guó)標(biāo),預(yù)計(jì)今年會(huì)正式發(fā)布。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),也是由UL認(rèn)證公司制定的《UL1974》回收電池標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)方法這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)也將發(fā)布。
這是我們做的光伏展示項(xiàng)目,太陽(yáng)能、支架、PCS、退役電池,通過(guò)示范研究進(jìn)行串聯(lián),目前正在積極推廣中,在青海及其他的地區(qū)也在進(jìn)行太陽(yáng)能儲(chǔ)能一體化項(xiàng)目的建設(shè)與推廣。
為了有效保質(zhì)完成動(dòng)力電池回收及梯次利用項(xiàng)目,除了技術(shù)以外,我們必須要有手段來(lái)保證,怎么來(lái)保證,我們?cè)谠僦圃焓痉痘爻闪⒘藱z測(cè)中心,目前我們檢測(cè)中心是汽車(chē)零部件再制造領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)檢驗(yàn)檢測(cè)中心。由于電池也是屬于汽車(chē)零部件范疇,所以我們?cè)谌ツ臧阉鼣U(kuò)項(xiàng)擴(kuò)進(jìn)來(lái)了,目前我們有國(guó)家三個(gè)資質(zhì),CAL、CMA、CNAS,檢測(cè)內(nèi)容方面我們涵蓋全套鋰電池的安全及性能測(cè)試、氫燃料測(cè)試、高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試,以及疲勞振動(dòng)測(cè)試等,能滿足新品,再制造品和梯次利用電池等產(chǎn)品的檢測(cè)需求。
市場(chǎng)方面,在回收領(lǐng)域,我們同吉利、眾泰、上汽等整車(chē)企業(yè),華友鈷業(yè)等上市企業(yè)合作,在應(yīng)用方面我們與中國(guó)鐵塔等企業(yè)也合作。
我們?cè)趯?zhuān)攻技術(shù)、市場(chǎng)的同時(shí)還參與舉辦了各種大型行業(yè)研討會(huì)、973等國(guó)家課題,清華校長(zhǎng)、中科院院士、政府都對(duì)我們的工作積極支持。
因時(shí)間關(guān)系僅跟大家做這這些分享,歡迎大家到張家港來(lái)參觀考察,共商合作。謝謝大家!