关于动力电池梯次利用的思考

《关于动力电池梯次利用的思考》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、随着国家对电动汽车补贴政策中对关键指标的调整，比如能量密度小于105wh/kg没有补贴，该值越大补贴力度越大；续航里程150公里以下没有补贴，续航里程越大补贴力度越大等（见下表1和2），磷酸铁锂被国内车企纷纷弃用，带来磷酸铁锂电池产能过剩，六氟磷酸锂矿石大幅降价等现象，如果能把这些过剩的产能向储能产业转移，无疑对电池企业和储能电站建设业主是一种降本增效的双赢局面。因为目前来看，国内投入建设（示范项目居多）的大多数储能电站都是采用磷酸铁锂锂电池，少数采用铅炭电池、钠硫电池、液流电池、超级电容等储能形式，但只要上锂电池系统，基本都采用磷酸铁锂，采用三元等其它形式的，往

2、往也是示范性地做个几十千瓦，用以对比收集数据。表1国家对电动车依据能量密度的补贴表表2国家对电动车依据续航里程的补贴表那么动力电池退役后往储能电站方向的梯次利用是否存在一定问题呢？下面我们对于相关问题逐步进行下梳理。一、用于乘用车及储能电站电池的诸多不同点：1/101、电池数量相差比较大：一般乘用车动力型电池，数量也就是几千块，比如特斯拉model-S基本是7600多块电池，国内的比亚迪等磷酸铁锂电池因为功率比特斯拉小（特斯拉一般是85KW，而国内车辆一般不超过60KW，所以两者的续航里程数相差很多），而兆瓦级的储能电站一般都达到几万块或几十万块电池（取决于系统容

3、量和电池封装类别）。这么多的电池要经过串并联组合，从而输出符合要求的电压和电流，那么对电池管理系统和能量管理系统（即通常所说的BMS和EMS）要求陡然上升；2、运行过程大不一样：车辆用动力型电池要求瞬间出力要足够大，比如启动和起步的时候要求能够有足够大的功率达到足够的扭矩驱动车辆迅速提速，反映在电池指标上就是要求电池的放电倍率要足够大，一般要求2C以上的电流，甚至要达到10C。而对于储能电站用的能量型电池，根据不同的使用场景，对电流倍率会有不同要求，比如对于削峰填谷，一般要在峰时段均匀放出夜间随存电力，时间往往是2~4个小时，此时的电流倍率为0.5~0.25C。也

4、就是说此场景下对电池的倍率要求比较宽松，对电池的循环寿命有好处。另外一个应用场景就是储能电站参与电网辅助调节，比如深度调峰和AGC辅助调频。深度调峰对于时间也不是要求很短，以1小时前后为多，也就是1C左右的电流倍率为多，而参与AGC辅助调频就不一样了：AGC调频要求快速反应，Kp值要尽可能地大（最大为10），电池系统往往被要求在几分钟到几十分钟时间内放出所有电力（控制在一定放电深度DOD内），那么此时的电流倍率将达到5C~1C范围，对电池放电倍率特性要求很高，也严重考验电池质量和严重影响电池寿命；3、应用环境不一样：电动车应用在道路场景，可能是市区也可能是高速，可

5、能是夏季也可能是冬季，可能是南方也可能是北方，车辆行驶过程有可能产生颠簸，碰撞，温度的骤然变化，有可能造成电池或电路损坏，进而引发事故。而储能电站的运行环境相对友好，温度恒定，工作环境安静，运行平稳；4、对能量密度要求不尽相同：由于乘用车内部空间有限，且对行驶质量要求尽量轻便，故对能量密度要求尽可能高，这也是国内外乘用车电池目前几乎全部采用三元2/10锂的原因。而储能电站安装运行环境为陆上静止环境，场地一般足够大，对电池重量和能量密度可以放宽要求，反倒是由于电池数量众多，对单体电池的一致性要求甚高；5、乘用车由于人员与电池同乘，对电池系统的安全性要求非常高，对于容

6、易引发电池短路、着火甚至爆炸的因素必须全部一一消除，不能留有隐患。储能电站相对要求低一点，但也不是说储能电站的安全性不重要，恰恰相反，因为储能电站电池数量众多，电芯、模组、电池架串并联组合关系复杂，稍有不慎，就容易引发电池侧事故，而且一旦着火往往火烧连营，一烧一大片，损失惨重，如果刚巧电池集装箱或板房内有人员作业或巡检，若伤及人员，那后果不堪设想，所以安全问题对任何应用场景都是非常重要，容不得半点麻痹大意和懈怠疏忽的；6、锂电池技术路线侧重点不同：车用动力电池在国内多采用磷酸铁锂，这是因为与国外厂家，比如特斯拉采用三元铝（NCA）线路不同，国内厂家比如比亚迪看中的

7、是磷酸铁锂的低价格、较高的安全性、较好的高温性能，其实我认为除了这些看得见的、能够拿到桌面的原因之外，国内车企对BMS和EMS的不大自信是另外一个重要原因，因为三元电池安全性方面比磷酸铁锂要差，这就要求电池管理系统要具有超强的检测、报警、控制、协同运行能力，而国内的软件水平应该还达不到特斯拉这样高的水准，因此选择铁锂路线实际上也是一种规避风险策略，实现弯道超车的不得已的选择。但小巧终究难堪大用，随着国家对锂电池补贴政策的调整，国内车企又纷纷改弦易辙，重回三元锂路线，没办法，磷酸铁锂的能量密度提升空间几至极限，而三元电池还有广阔的探索领域及值得期待的提升空间。研究者

8、发现随着镍