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动力电池规模化梯次利用中的快速分选和系统重组解决方案深圳市科陆电子科技股份有限公司 刘佳璐 目 录 研究现状梯次利用中的快速分选和系统重组解决方案背景介绍总结与展望1234 背景介绍01 电动汽车的发展成为必然 szclou.com 为 减 轻 汽 车 尾 气 造 成 的环 境 污 染电 动 汽 车 产 业 快 速 发 展 电动汽车及电池产业快速发展 2019年 政 府 工 作 报 告 明 确 表 示 “ 继 续 坚 持 创新 引 领 发 展 、 培 育 壮 大 新 动 能 ” 重 要 抓 手 之 一 就 是 要 促 进 新 产 业 加 快 发 展 ，深 化 大 数 据 、 人 工 智 能 等 研 发 应 用 ， 培 育 新能 源 汽 车 等 产 业 集 群 ， 以 及 “ 稳 定 汽 车 消 费 , 继 续 执 行 新 能 源 汽 车 购 置 税 优 惠 政 策 。 ” 由 此 可 见 ， 新 能 源 汽 车 仍 是 今 年 被 大 力 扶 持的 项 目 。szclou.com l从 2009年 之 前 的 不 足 500辆 开 始 ,随 着 政 策 对 新 能 源 汽 车 的 大 力 推 广 ,新 能 源 汽 车 的 数量 持 续 攀 升 。 到 2018年 底 ,全 国 新 能 源 汽 车 保 有 量 达 261万 辆 ,占 汽 车 总 量 的 1.09。l工 信 部 发 布 的 新 能 源 汽 车 动 力 蓄 电 池 回 收 利 用 调 研 报 告 显 示 ,我 国 动 力 电 池 累 计 配套 量 超 过 131GWh,规 模 位 居 世 界 第 一 。 到 2020年 退 役 动 力 电 池 将 达 10GWH/年 。退役动力电池数量庞大 动 力 电 池 装 机 量 也 在 不 断 攀 升 ， 随 之 产 生 的 电 池回 收 问 题 也 变 得 愈 发 迫 切 。可 以 预 计 到 的 是 ,如 果 没 有 做 好 动 力 电 池 的 回 收 利用 ， 一 方 面 会 给 社 会 带 来 环 境 影 响 和 安 全 隐 患 ，另 一 方 面 也 会 造 成 资 源 浪 费 。 szclou.com 梯次利用动力电池对象规模化工程应用目标关键技术手段退役动力电池回收利用迫在眉睫变 废 为宝szclou.com 梯次利用的意义梯 次 利 用 的 意 义  应 用 于 电 能 存 储 ， 可 降 低 储 能 工 程 造 价 ， 降 低 用 户的 用 电 成 本 ， 为 电 化 学 储 能 技 术 的 普 及 应 用 实 现 正反 馈 延 长 电 池 使 用 寿 命 ， 提 高 动 力 电 池 的 全 寿 命 周 期 的使 用 价 值 ， 变 相 降 低 电 动 汽 车 电 池 的 初 次 采 购 成 本， 助 于 促 进 电 动 汽 车 的 推 广 应 用 延 长 电 池 使 用 寿 命 ， 提 高 动 力 电 池 的 全 寿 命 周 期 的 使 用 价 值 ， 变 相 降 低 电 动 汽 车 电 池 的 初 次 采 购 成 本， 助 于 促 进 电 动 汽 车 的 推 广 应 用szclou.com 研究现状02 动力电池梯次利用场合退役电池梯次利用轻型电动车电动汽车备用电源储能 szclou.com 国 内国 外河南电科院 百kW级示范工程 美国Sandia实验室 初步探索经济性、可行性北京交通大学等 电池状态估计 欧洲ALFEN等公司 宝马车载锂电池智能电网再利用广州供电局 铅酸电池梯次利用 日本4R Energy 住宅和商用小容量梯次利用储能瓶颈 状态评估难 一致性差 安全风险高 经济代价大 现状国内外研究现状 机理与基础研究l 面 临 的 技 术 问 题 离 散 整 合 技 术 寿 命 检 测 技 术l 整 体 来 看 ， 梯 次 利 用 的 投 入 成 本仍 高 于 采 购 新 电 池 的 成 本 ， 因 此目 前 国 内 的 退 役 动 力 电 池 梯 次 利用 仍 处 在 试 点 阶 段 。szclou.com 简单小规模梯次利用l 国 内 外 多 处 于 探 索 研 究 或 小 规 模 阶 段 ， 未 开 展 大 规 模 产业 化 应 用 。l 多 是 验 证 式 的 研 究 ， 并 未 深 入 开 展 退 役 电 池 梯 次 利 用 基础 研 究 、 机 理 分 析 等 。开 展 动 力 电 池 梯 次 利 用 试 点2018年 7月 25日 ， 工 信 部 等 七 部 门 联 合 发 布 关 于 做 好 新能 源 汽 车 动 力 蓄 电 池 回 收 利 用 试 点 工 作 的 通 知 ， 扩 大 梯次 利 用 试 点 范 围 ， 以 17个 省 市 和 地 区 以 及 中 国 铁 塔 股 份 有限 公 司 为 试 点 ， 做 好 新 能 源 汽 车 动 力 蓄 电 池 回 收 利 用 试 点工 作 。趋势 攻克状态评估难、一致性差、安全风险高、降低成本难题、实现残值利用，是形势所迫、大势所趋 示范应用标准化产品设计szclou.com 梯次利用中的快速分选和系统重组解决方案03 技术路线 szclou.com 健康状态SOH和残值评估电化学模型 决定倍率性能的主要过程固液极化、反应极化无损参数检测方法根据参数敏感度分析确定状态评估激励工况极化、容量参数辨识制造数据库阻抗；等压降放电时间；等时间放电电压差 构建多类型健康因子神经网络；感知机；支持向量 评估指标体系关联健康因子与健康状态黑箱电池无智能制造数据库白箱电池测试健康因子→评估SOH模拟工作曲线→评估SOH有智能制造数据库构建无损参数检测方法与健康状态评估指标体系，准确评估多类型电池健康状态 szclou.com 健康状态SOH和残值评估健康因子提取 0 2000 4000 6000 8000 10000 1200002 46 810 1214 21组500次循环周期 等压降放电时 间序列 老化测试等压降放电时间性能衰减模型模型训练退化模型性能估算寿命评估残值评估 黑箱电池白箱电池衰减模式识别特征峰向高压区移动SEI膜生长锂损失内部参数演变扩散控制菲克定律拟合残值评估性能估算寿命评估无智能制造大数据 有智能制造大数据 构建内部参数演变与性能衰减模型，准确评估多类型电池残值 szclou.com 电池包拆解电池模块预处理快速分选初筛不合格初筛合格 自动仓储回收 可配组回收待修复单模块分选时间≤30min，日处理量≥1MWh/天规 模 化 应 用 产 线一致性好一致性差首次上电直接应用专家系统自学习算法电池模型、参数集快速分选装置特征工况分析高兼容性测试接口基于泛在物联网的快速分选技术 szclou.com ①常规接入 ②H桥接入短板电池脉冲式离线均衡评估改善影响静态旁路隔离在线监视托管内部重组 系 统 重 组 高 兼 容 性 拓 扑 ， 柔 性 接 入 ， 模 块 可 用 率 ≥ 90成本 系统重组①②③ ④ 柔性接 入 自适应控制③组串接入 ④微型PCS交流并联接入工程样机硬件在环测试 系统重组技术 szclou.com 应用场景分析、经济评估发电峰谷调节发电辅助服务 调频服务调峰服务 电压调节 阻塞管理延缓扩容升级应急电源 峰谷套利需求响应备用电源 平抑出力波动新能源消纳微网调节发电侧 输配网 用户侧 新能源并 网黑启动 低电压治理 电能质量改善国内外储能应用场景梳理系统备用 已有储能工程应用，但政策支持不足，无成熟的商业模式其他辅助服务szclou.com 总结与展望04 szclou.com 中国储能市场未来发展 储能发展方向储能未来的价值● 是智能电⽹、可再⽣能源⾼占⽐能源系统的重要组成部分和关键⽀撑技术（源网荷储的“储”● 是提升传统电⼒系统灵活性、经济性和安全性的重要⼿段● 是推动主体能源由化⽯能源向可再⽣能源更替的关键技术● 是构建能源互联⽹，推动电⼒体制改⾰和促进能源新业态发展的核⼼基础● 形成较为完整的产业体系，成为能源领域经济新增长点● 成本进一步下降，市场分化为高端市场辅助服务市场及电网侧 储能市场，低端市场用户侧，注重经济性● 动力电池梯次利用的逐步成为主流，更多新的应用场景有待发掘我国储能技术的未来发展方向szclou.com 打造世界级能源服务商谢谢观看 23