中國儲能網(wǎng)訊：梁濤，河南利威新能源科技有限公司董事長，(以下簡稱“利威新能源”)，是宇通集團(tuán)下屬創(chuàng)業(yè)公司。梁濤董事長帶領(lǐng)利威新能源致力于為客戶提供優(yōu)質(zhì)的電池系統(tǒng)集成解決方案，全力打造一家集鋰電池系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、回收及技術(shù)服務(wù)的優(yōu)質(zhì)新能源退役動力電池綜合利用企業(yè)。《汽車專家述評》2021年12月刊以“新能源汽車動力電池回收助力‘碳中和’”為主題，邀請中汽咨詢委委員和行業(yè)著名專家以及有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀企業(yè)專家進(jìn)行撰稿，分為“頂層設(shè)計(jì)與政策導(dǎo)向”、“先進(jìn)技術(shù)工藝”、“創(chuàng)新商業(yè)模式”三大板塊，對動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行全方位、多層次的研究和探討。非常榮幸邀請到梁濤董事長為“創(chuàng)新商業(yè)模式”板塊撰稿，分享利威新能源在退役商用車動力電池梯次利用解決方案，以期對行業(yè)的發(fā)展提供借鑒和思考。以下為全文內(nèi)容：
新能源商用車退役動力電池的梯次利用解決方案
當(dāng)前，隨著新能源汽車的不斷普及，動力電池退役也即將迎來一個(gè)高峰，如果不加以妥善處理，將會對社會環(huán)境、資源壓力和公共安全造成極大影響。目前新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)方尚未形成完整的物質(zhì)流和信息流，動力電池產(chǎn)業(yè)鏈前后端嚴(yán)重脫節(jié)，整車生產(chǎn)企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)與回收利用企業(yè)尚未建立起有效的合作機(jī)制。此外，動力電池退役涉及的主體較多，退役電池所有權(quán)問題多樣化，缺乏相應(yīng)有效的監(jiān)督管理。
為此，立足產(chǎn)業(yè)實(shí)際，研究構(gòu)建新能源汽車退役動力電池回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系，通過各相關(guān)方合作，先梯次利用后再生利用的可循環(huán)利用方式，科學(xué)回收其中的稀有金屬鈷、鎳、鋰以及其他貴金屬等資源，打造循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源多樣化是發(fā)展趨勢，也是行業(yè)使命。同時(shí)，開展電池回收、分選、存儲、運(yùn)輸、梯次利用、無害化物理拆解、提純冶煉等關(guān)鍵領(lǐng)域的共性標(biāo)準(zhǔn)研究與制訂，推動行業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范運(yùn)營，正是現(xiàn)實(shí)之需并且意義重大。在國家倡導(dǎo)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)及生態(tài)環(huán)保的背景下，宇通作為全球領(lǐng)先的公共出行解決方案商，大中型客車市場占有率全球領(lǐng)先，并于2018年正式組建了全資子公司河南利威新能源科技有限公司，開始了退役商用車電池的回收及綜合利用的行業(yè)布局，在“助力綠色發(fā)展，承擔(dān)社會責(zé)任，構(gòu)建美好生活”的主旨下，積極參與退役動力電池回收及循環(huán)利用的行業(yè)發(fā)展。
一、新能源商用車動力電池批量退役迫在眉睫
自從國家大力推動新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展以來，以宇通為代表的商用車企業(yè)一直走在技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范的前列。自2012年，宇通客車承擔(dān)國家863項(xiàng)目《關(guān)于高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃的報(bào)告》以來，宇通新能源客車已經(jīng)銷售12萬輛（純電動）新能源汽車，形成了覆蓋新能源客車關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力。當(dāng)前，新能源汽車產(chǎn)品已經(jīng)占到宇通客車的70%以上。
自2014年以來，客車電動化趨勢加速明顯。北京、上海、廣州、深圳、天津、鄭州等主要大中城市紛紛推動了公共交通電動化進(jìn)程，截止2020年底，全國已有超過30個(gè)城市的公交電動化程度超過90%，累計(jì)推廣新能源客車超53.52萬輛。
按照新能源商用車服役60萬公里計(jì)算，2014年開始大量推廣的新能源汽車到2021年就年滿6年，每年按照10萬公里計(jì)算，已經(jīng)到了報(bào)廢階段。可以預(yù)見，隨著2015-2017年大量的新能源商用車投入，未來3年（2022-2024年）將有超過29.2萬輛公交車面臨退役。大量退役動力電池將面臨如何進(jìn)行無害化處置和資源有效回收的問題。
二、新能源商用車退役動力電池的解決方案
1. 新能源商用車退役動力電池的回收渠道及處置方式
（1）新能源商用車退役動力電池的權(quán)屬
整車企業(yè)的商用車銷售后，動力電池權(quán)屬已進(jìn)行轉(zhuǎn)移，但前期簽署的回收服務(wù)條款會約定整車企業(yè)優(yōu)先獲取或進(jìn)行退役動力電池回收服務(wù)。根據(jù)“回收利用管理暫行辦法”，要求主體責(zé)任為汽車整車企業(yè)，最終退役動力電池權(quán)屬是由用戶方及整車企業(yè)共同商議后通過一定方式轉(zhuǎn)移到整車企業(yè)進(jìn)行處置。
（2）新能源商用車退役電池回收渠道
商用車退役動力電池回收渠道主要通過回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行。回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)一般由售后服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、備品備件網(wǎng)點(diǎn)、自建或共建的全國回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)等組成。
當(dāng)前共建回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)成為行業(yè)熱點(diǎn)，與整車企業(yè)合作共建服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的主體有回收利用白名單企業(yè)、報(bào)廢車輛拆解企業(yè)、大型物流運(yùn)輸公司以及部分車輛運(yùn)營客戶等。
（3）新能源商用車退役動力電池的處置
當(dāng)前新能源商用車退役動力電池主要為方形磷酸鐵鋰電池，退役后絕大部分通過數(shù)據(jù)分析平臺進(jìn)行篩選、檢測、研發(fā)重組后形成梯次利用產(chǎn)品，應(yīng)用方向目前主要為：儲能備電類、通信備電、應(yīng)急儲能、路燈備電、梯次儲能系統(tǒng)等。部分產(chǎn)品直接進(jìn)行報(bào)廢回收，通過拆解、破碎和濕法冶煉，再生利用形成碳酸鋰等產(chǎn)品，再次應(yīng)用到新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上。
2. 新能源商用車退役動力電池的梯次利用解決方案
（1）梯次利用產(chǎn)品的定義
所謂電池梯次利用，是指在發(fā)展電動汽車過程中，對動力電池生命周期以及可再使用性進(jìn)行估測后，將電池系統(tǒng)從車上拆下來為一個(gè)個(gè)單體，并重組“再就業(yè)”，成為一個(gè)新的電池儲能系統(tǒng)。梯次利用是一種對退役電池的合理二次利用方式，不僅能夠節(jié)省大量的資源，還是一個(gè)擁有廣闊前景的市場，近年來國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)都在布局動力電池梯次利用項(xiàng)目。
（2）梯次利用產(chǎn)品的場景
梯次利用重組電池產(chǎn)品目前主要應(yīng)用在移動電源、中小規(guī)模儲能、通訊基站儲能、低速電動車、電動自行車及路燈照明等鉛酸替代領(lǐng)域。當(dāng)動力電池不能完全滿足車用需求時(shí)，可以應(yīng)用于其他場景，繼續(xù)發(fā)揮其功能，做到資源利用的最大化。根據(jù)電池性能衰退程度，可將回收利用大體分為四個(gè)階段，從第一階段向下級延伸，直至完全不能滿足各場景的使用要求后，進(jìn)入第四階段，即再生利用環(huán)節(jié)。第一階段的電池可應(yīng)用于對放電功率要求稍低的低速電動車、電動三輪車等移動、復(fù)雜工況場景；第二階段的電池可應(yīng)用于通信基站備電、戶外移動電源、家庭儲能、車載備電等對電池性能要求較低的應(yīng)用場景；第三階段的電池主要為低端儲能場景，如路燈備電、樓宇備電等；第四階段的電池將被再生利用，回收金屬元素。前三個(gè)階段的動力電池為梯次利用環(huán)節(jié)，能否提升梯次利用的經(jīng)濟(jì)性，是提升電池全生命周期價(jià)值的重中之重。
（3）梯次利用產(chǎn)品的核心技術(shù)
第一，快速余能檢測評估與電池包拆解分選技術(shù)
快速安全的電池包拆解對于梯次利用企業(yè)來說是梯次利用的第一步，通過對回收電池包的拆解從而取得相應(yīng)的電芯或模組進(jìn)行重組利用，因此拆解效率影響到最終成本。梯次電池在可利用率、剩余容量、循環(huán)次數(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、退役時(shí)間、退役批次等方面差異很大。如何建立動力電池全生命周期檢測系統(tǒng)、無損預(yù)測電池壽命，是梯次利用的關(guān)鍵所在，在這方面多家企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了余能快速檢測設(shè)備，針對梯次回收的電芯及模組進(jìn)行快速檢測
第二，基于應(yīng)用場景與環(huán)境要相適應(yīng)的電池管理系統(tǒng)BMS技術(shù)
目前電池PACK的BMS是以部件的形式獨(dú)立于電池安裝的，以后的設(shè)計(jì)將會把BMS和電池模塊集成在一起，構(gòu)成具有電池信息的智能電池模組。這樣的話，電動汽車退役下來的電池模組拆下來之后，內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)就變得可知了，不再需要對電池測試配組，也節(jié)省了重新組裝的工作，只需根據(jù)電池模組的信息，直接往梯次產(chǎn)品上安裝就可以。如此，從汽車電池PACK轉(zhuǎn)變?yōu)閮δ茈姵亟M的梯次利用過程就變得非常容易，梯次利用的難點(diǎn)將得以真正解決。但目前由于各單位在接口及通訊協(xié)議上的不統(tǒng)一，因此回收的電池由于無法取得之前的運(yùn)營參數(shù)，在梯次利用前需要進(jìn)行BMS重新設(shè)計(jì)，利威新能源等企業(yè)已經(jīng)在梯次利用BMS的主動均衡及被動均衡技術(shù)方面進(jìn)行探索并取得了一定成果，并進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
第三，梯次利用電池的溯源管理技術(shù)
按照新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法要求，梯次電池綜合利用企業(yè)必須建立動力蓄電池溯源信息系統(tǒng)。以電池編碼為信息載體，構(gòu)建“新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺”，實(shí)現(xiàn)動力蓄電池來源可查、去向可追、節(jié)點(diǎn)可控、責(zé)任可究。如何確保退役動力電池產(chǎn)品在組裝、使用、交易、售后以及報(bào)廢回收過程中，能夠既滿足國家溯源管理要求，又能節(jié)約成本和高效運(yùn)營，也是行業(yè)企業(yè)需要重視和不斷優(yōu)化的一項(xiàng)重要技術(shù)點(diǎn)。
第四，利威新能源在退役動力電池梯次利用上的實(shí)踐和技術(shù)亮點(diǎn)
（1）鐵塔基站上的應(yīng)用
利威新能源在鐵塔基站上應(yīng)用了兩款梯次產(chǎn)品。規(guī)格型號為51.2V200Ah和51.2V300Ah，產(chǎn)品具備電池安全管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壽命6年。主要功能是，在基站主電源無法使用時(shí)，系統(tǒng)自動切換到基站備用電源。
（2）儲能上的應(yīng)用
利威新能源在儲能上應(yīng)用了兩款梯次產(chǎn)品。大型儲能產(chǎn)品規(guī)格型號為400kW/1.33MWh ，產(chǎn)品具備電池安全管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壽命10年。主要功能是削峰填谷，根據(jù)市電在不同時(shí)間階段的電價(jià)差賺取相應(yīng)利潤。家庭電源產(chǎn)品規(guī)格型號為28.8V50Ah，產(chǎn)品具備電池安全管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壽命3年。主要功能是，家庭在停電或電力不足時(shí)，可以給小型家用電器供電。
（3）小動力上的應(yīng)用
利威新能源在小動力上應(yīng)用了一款梯次產(chǎn)品。產(chǎn)品規(guī)格型號為51.2V86Ah，產(chǎn)品具備電池安全管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壽命5年。主要功能是，應(yīng)用于小型低速車上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉛酸電池。
三、新能源商用車退役電池行業(yè)展望
當(dāng)前新能源動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)仍然存在各自為戰(zhàn)的現(xiàn)象，對共性領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化問題研究未形成有效合力，梯次電池的使用場景缺乏有效管控：哪些場景下可以使用梯次電池，哪些場景禁止使用梯次電池沒有相應(yīng)要求；在梯次電池的應(yīng)用中，如何應(yīng)對其進(jìn)行監(jiān)控、出現(xiàn)事故后責(zé)任如何判斷都是行業(yè)監(jiān)管的空白地帶。
梯次利用最為關(guān)鍵的問題就是檢測認(rèn)證分級分類環(huán)節(jié)，只有正確判斷退役電芯或模組的工作狀態(tài)，才能進(jìn)行相匹配的梯次利用。動力電池在理論上可以回收梯次利用，但新動力電池的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)上，很多企業(yè)為提高電池組工作的可靠性，采用激光焊接工藝將電池串聯(lián)起來，或者采用箱體灌膠方法。這樣的連接結(jié)構(gòu)造成動力電池梯次利用的難度，梯次利用企業(yè)采用舊電池拆解及重新組裝成電池組的成本過大，阻礙了退役動力電池的梯次利用。
因此，針對退役動力電池的檢驗(yàn)檢測分級分類及梯次產(chǎn)品檢測認(rèn)證就顯得尤為重要，目前針對退役動力電池分類分級檢測及梯次產(chǎn)品監(jiān)管認(rèn)證處于空白狀態(tài)。隨著梯次利用產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，隨著由梯次產(chǎn)品引發(fā)而不斷增加的安全事故產(chǎn)生，隨著梯次產(chǎn)品的安全監(jiān)管要求延伸，退役動力電池分級分類檢測及梯次產(chǎn)品安全監(jiān)管相應(yīng)的檢測機(jī)構(gòu)必須承擔(dān)起檢測監(jiān)督、監(jiān)管認(rèn)證的責(zé)任，同時(shí)建議新能源上下游企業(yè)可以通過一定機(jī)制建立起信息共享、數(shù)據(jù)共用的機(jī)制，共同提高新能源全生命周期的利用效率。
