鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:812次 | 2018年12月29日
動力電池在梯次利用中的一些問題
發(fā)展純電動汽車,難題一個接一個,從未中斷,尤其是動力電池。開始的提法是“動力電池是瓶頸”,通過行業(yè)的努力,到了2017年底,鋰電池比能量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了304wh/kg,給努力拼搏的人們一些安慰了。
但還有些問題,依然沒有完美的答案。①鋰離子是綠色的嗎?經(jīng)過一段時間的討論,大家已經(jīng)有比較清晰的理解了;②鋰離子電池安全嗎?討論后的結(jié)論是,機(jī)理上不安全的因素是客觀存在的,但是工程上還是能確保其安全性使用;③動力電池梯次利用是偽命題的討論,已經(jīng)開始。下面正面回答這個問題。
1.回收利用與梯次利用是不同的兩個慨念
大家對回收利用是比較熟悉了。廢舊物資回收利用,俗稱“修舊利廢”。指將生產(chǎn)和生活消費(fèi)中可以利用的下腳料、邊角料、廢舊物和廢棄品等,加以收集整理、加工改制,再轉(zhuǎn)化為有用物資的一系列工作。
動力電池梯次利用是指,在發(fā)展電動汽車過程中,動力電池在電動汽車的生命周期內(nèi),因為性能衰減,不宜繼續(xù)在汽車上使用了,要給動力電池?fù)Q一個崗位,或者動力電池退役后再就業(yè)。
動力電池的梯次利用概念,為動力汽車發(fā)展過程中出現(xiàn)的困難,提出了一個可行解決辦法和途徑,為動力電池提出了一條的新出路。但是如何梯次利用?目前基本上沒有實(shí)例可言。
2.動力電池梯次利用是很難做、非常難做的
退役后的動力電池要梯次理由,必須將電池系統(tǒng)從車上,拆下來為一個個單體、再成組,才有可能成為一個新的電池系統(tǒng)。目前專家的主流觀點(diǎn)是:將退役下來的電池,再做了一個儲能站。但是我國鋰電池最大企業(yè),寧德時代新能源公司總裁黃世霖先生在2018青海動力電池高峰論壇上,發(fā)表了“儲能站用的電池比車載動力電池要求更高”的觀點(diǎn),引起行業(yè)再思考。中國汽車技術(shù)研究中心動力電池首席專家王芳博士也報告說,”在2012到2014年,我們做過一個國家電網(wǎng)的課題,做了一個梯次利用的示范,當(dāng)時用奇瑞S18淘汰下來的電池做了一個儲能電站。做完以后,我們也承認(rèn),動力電池要梯次接近一個偽命題,就是很難做、非常難做。“
①寧德時代新能源公司總裁黃世霖先生正面十分、肯定地回答了,從汽車中退役的動力電池,根本不能做儲能電站;
②中國汽車技術(shù)研究中心動力電池首席專家王芳博士告訴大家,從汽車退役的動力電池,要用來儲能電站,就是很難做、非常難做。
黃世霖先生是動力電池生產(chǎn)專家,王芳博士是動力電池測試和評價專家。這兩位國家頂級動力電池專家,基本認(rèn)同了“動力電池梯次利用是偽命題”的說法。
接下來,王芳博士又比較婉轉(zhuǎn)地說:“到2014年底,我們在制定編碼制度,在推進(jìn)梯次利用的時候,經(jīng)過詳細(xì)的討論認(rèn)為還是應(yīng)該要做,但是需要重新定位:電池回收必定是一個正向的、而且是會推得非??斓囊粋€課題。電池梯次利用是屬于有條件、有范圍、有要求的梯次利用,就是梯次利用一定是在特定條件下。比如都是大巴車,對這批電池有監(jiān)控,有后期的評估處理,對電池的健康狀態(tài)能夠充分掌握,又有對接的梯次利用場景,且對這個應(yīng)用場景的指標(biāo)體系是非常明確的,把這場景的指標(biāo)也列入到電池的評價體系里面,隨時都知道車上的電池拆下來可以用在哪一個領(lǐng)域。而且這個領(lǐng)域也已經(jīng)對接好了,然后再做梯次利用。這就是在有條件、有范圍、有要求的情況下去做?!?br/>
①王芳博士說“電池回收必定是一個正向的,而且是會推得非??斓囊粋€課題?!?br/>
②王芳博士又說“電池梯次利用是屬于有條件、有范圍、有要求的梯次利用,就是梯次利用一定是在特定條件下。”
筆者個人的觀點(diǎn):
①動力電池電池回收和動力電池梯次利用是兩個概念;
②動力電池梯次利用是偽命題。這個觀點(diǎn)太絕對;
③動力電池梯次利用,目前技術(shù)上比較困難,如果技術(shù)上即使有保障,但是沒有經(jīng)濟(jì)性,其梯次利用就沒有一點(diǎn)意義;
④退役的動力電池,直接進(jìn)入回收利用環(huán)節(jié),太奢侈了。
3.動力電池比能量瓶頸解決后,延長其有效的生命周期就是當(dāng)務(wù)之急
動力電池生命周期長短的關(guān)鍵指標(biāo)是什么?是動力電池一致性。什么叫一致性呢?不太好理解。業(yè)內(nèi)人士知道,為汽車提供電能,是電池系統(tǒng),而電池系統(tǒng)的最小單元是電芯。通俗地理解,電池系統(tǒng)是由同一個規(guī)格單體組成的”隊伍“。電池系統(tǒng)性能的好壞,是由單體電芯彼此之間能力的一致性來決定的。如果單體一致性離散性太差,就直接影響電動汽車?yán)m(xù)航里程的功率特性、放電能量特性、電池總壽命以及成本等。
動力電池梯次利用是一個辦法。但是專家們說,這個辦法是不科學(xué)的,很難做、非常難做。其基本意思是,動力電池梯次利用還不如用新電芯來組成(生產(chǎn))新電池系統(tǒng)。
換一句話,提高電芯電池一致性,才是科學(xué)的辦法。有專家說,提高動力電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一致性和使用環(huán)節(jié)的一致性,動力電池其有效的生命周期可以延長1倍,能與電動汽車同壽命。
這個說法,邏輯上是合理的。汽車報廢,動力電池同樣就可以報廢了,直接進(jìn)入回收利用環(huán)節(jié)。這里要提醒,大家不要在電池梯次利用上動歪腦筋了。
王芳博士介紹說,”目前國內(nèi)CPK值最高的企業(yè)是以1.67為天花板的,而三星、LG他們的CPK值是以1.67為基礎(chǔ)的,甚至能達(dá)到2.0,也就意味著100萬只電池里面幾乎沒有次品,所有電池性能是完全一致的,差異是非常小的“(注:CPK值——過程能力指數(shù),CPK值越大表示品質(zhì)越佳。)
這個就告訴大家,競爭對手不是在動力電池的梯次利用上找出路,而是在提高”過程能力指數(shù)“上下功夫。
4.提高CPK值是正路,梯次利用是奇招
提高CPK值是比較困難的,要求企業(yè)付出更多,要求企業(yè)提高研發(fā)費(fèi)用。而得到的是提升了企業(yè)核心競爭力。梯次利用同樣的電池廠家的事情,但很難得到回報,對提高企業(yè)核心競爭力沒有一點(diǎn)幫助。
道德經(jīng)說:“以正治國,以奇用兵,以無事取天下?!碧岣逤PK值是必須要做,是正確的做法,而是可以持續(xù)做下去的;而梯次利用是奇招,是無事,在找出一個事來做。
發(fā)展電動汽車已經(jīng)是行業(yè)的共識,動力電池廠家,提高自己的CPK值,是必須的。以對手參照,以CPK值1.67為基礎(chǔ)的,實(shí)現(xiàn)能達(dá)到2.0水平,就沒有動力電池梯次利用的題目了。
5.政策上如何支持動力電池的發(fā)展?有待進(jìn)一步探討
中國政府在推動新能源汽車發(fā)展,在政策上是選擇補(bǔ)助整車企業(yè)的產(chǎn)品。這一模式是什么意思呢?
①政府主觀上,是要補(bǔ)助動力電池產(chǎn)品,來提升動力電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模、提高動力電池質(zhì)量;
②政府實(shí)際上的做法是,補(bǔ)助整車廠產(chǎn)品。意圖很明顯,用政策驅(qū)動電動汽車的發(fā)展,用市場力量拉動動力電池技術(shù)進(jìn)步。
目前的困境是,專家提出了“動力電池梯次利用是偽命題”的質(zhì)疑,政府支持“動力電池梯次利用”的政策,就將會得到修正。但是政府如何支持動力廠家提高CPK值呢?
動力電芯生產(chǎn)提高CPK是一個方面的措施,但是使用過程如何保障動力電芯衰減在機(jī)理上保持一致呢?還有許多工作可以做的。專家們已經(jīng)提出了基本思路,圍繞“熱”平衡原理,在均衡的技術(shù)上,實(shí)現(xiàn)“熱”平衡,從而保證動力電池電芯層面的一致性。
政策是一個方面,技術(shù)也攻關(guān)。目前動力電池均衡產(chǎn)品(系統(tǒng)),性能特別優(yōu)秀的不多,許多產(chǎn)品還是一個電池工作狀態(tài)的監(jiān)視器,還沒有實(shí)際意義上均衡器。一是模式不對,二是主動均衡成本太高。
筆者的觀點(diǎn)是,中國人在動力電池比能量提升方面,能一步、一步地趕超國外的先進(jìn)水平,同樣在動力電池壽命上也能趕超。
如果動力電池梯次利用是一個偽命題,我們再重新思考,一定可以找到能真正解決問題的科學(xué)命題。
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