动力电池大规模退役,回收工作将迎来黄金期

为响应绿色出行的号召,国家建立各项标准和规范推进动力电池回收步伐。5月17日国内首个动力电池回收利用国家标准即《车用动力电池回收利用拆解规范》正式公布,据了解,未来的5年,动力电池的大规模退役,将是动力电池回收利用的高峰。

针对目前国内动力电池回收企业专业性不强、安全性差、入行门槛低、拆解不规范等突出问题,《拆解规范》对动力电池拆解的场地、设备、作业程序、人员操作、安全性及储存和管理等方面作出了详细而严格的要求。据预测,2018年将是车用动力电池回收的小高峰,届时,在《拆解规范》指导和要求下,车用动力电池回收市场将会朝着规范化的方向发展,避免因市场秩序混乱而阻碍电池回收产业的可持续性发展。

亟待规范动力电池回收体系

在2008~2012年新能源汽车推广的第一阶段,新能源汽车销售不到3万辆,且80%左右都是公交车。通常新能源汽车5年左右会需要面临更换电池的问题,对于高频使用车型如出租车、公交车等,其换电的需求可能会缩短至3年。我国新能源车的市场集中爆发于2015年,因此大规模的换电浪潮来临估计还要等到2018年以后。

“但即便动力电池还未大规模涉及到退役后的问题,动力电池梯次回收相关体系必须要提前完成布局。”比亚迪电池分厂副厂长孙华军表示。因为,一旦动力电池市场进入到“退役爆发期”,那么这些电池将面临“流离失所”的处境。

我国目前动力电池回收还存在很多问题。第一,没有强制性的法律政策,虽然目前政府已经陆续颁布了一些政策法规,但是真正将责任落实,明确处罚细则的法规并没有。第二,行业“多散乱”。电池品类规格多,生产企业多,车企多,回收企业零散,这些问题都不利于动力电池集中规模化回收;第三,渠道难,市场不成熟。虽然,动力电池回收问题刻不容缓,但是由于我国动力电池才开始进入回收高峰期,因此之前的市场并不成熟,中小企业货源渠道成难题。

“此外,成本和盈利问题无疑是电池回收的主要障碍,回收工艺成本高,回收价值低,使得很多企业和资本望而却步,而且像负极、锰酸锂、磷酸铁锂系等正极材料本身价格就偏低,没有回收的经济推动力,很难保证动力电池的回收率以及资源和环保。”中国汽车技术研究中心汽车标准化研究所高级工程师张铜柱表示。

他认为,形成规模效应是当下动力电池回收的重要突破点。亟待建立动力电池回收体系和产业联盟。对于行业而言,有利于形成规模效益,更集中有效的回收。

有利于行业的整体发展以及资源和环境保护。对于电池和车企而言,既可以解决自家电池回收问题,又不需要额外建立回收机构,增加企业运营成本。

动力电池回收再利用需梯次发展

中国汽车技术研究中心试验研究所新能源试验室主任王芳认为,对于电动汽车电池要坚持走可持续发展路线,动力电池回收再利用需要梯次发展,才能真正做到绿色能源的推行。

王芳认为,整车安全的测试主要包括电控通信、电磁兼容、碰撞安全、功能安全以及紧急救援安全。

第一,整车安全的测试主要包括电控通信、电磁兼容、碰撞安全、功能安全以及紧急救援安全。其中,电磁兼容主要涉及人体防护,以及智能网连之后的综合应用;碰撞安全与传统车辆不同,电池箱轻微的位移与损害均会影响整车性能;此外,对于紧急救援方面,动力电池材料三元化的趋势,提高的能量密度使得热失控和热蔓延速度控制难度提升,车辆的生产使用与路途运输更要加强规范管理,尤其是夏天暴雨的涉水情况。

第二,充电安全涉及关键零部件的研发与设计。电动汽车充电包含交流充电和直流充电两大部分,可以分为4大类测试要求。一是充电连接装置测试,涉及插头与插座等装置匹配;二是汽车和充电桩的单独测试,利用特殊设备模拟车辆测试充电桩,或者模拟充电桩测试车辆;三是实验车辆和充电桩的实车匹配测试;四是现场车辆与充电桩的实际匹配测试,涉及空载和满载状态下的充电效率设计。自从2015年到2016年年底,中汽中心分三批次集中测试了若干量车辆和充电桩,第一次16辆车和16个充电桩,第二次是20辆车和11个充电桩,第三次是7辆车和13个充电桩,包含直流和交流充电匹配测试,全国十多个城市会对现场各个城市的现场实际匹配,有助于电能质量对充电效率影响的综合评估。

第三,电动汽车电池的安全评价体系。BMS的安全保护与故障诊断、电池包外壳的防护IP等级一级防腐、防延误、防冲击能力是国家测试标准的重要内容。除此之外,对于电池安全,只有做到电池内部在热失控和热扩散状态下依然有效控制,才能保障系统安全。在测试的过程当中,电池的表现特征差异很大。比如超过65度或者是55度后,需要精准确定电池在模组中的安全级别,并控制子模块间的传热过程。

第四,动力总成的安全测试评价体系。目前,行业的主要依据的是18488标准,以及28046等企业标准,但在实际评价过程中仍然存在很多缺陷,包括电机过热、自保护功能、绝缘击穿、密封进水问题的改进。在促进行业发展建设中,中汽中心更加注重建立从部件到系统的连贯测试评价过程考量,尤其是涉及动力总成层面,将会涵盖对于电池、电机系统的总体匹配表现。

第五,电动汽车电池的可持续发展。动力电池的回收再利用势在必行,尤其涉及长期搁置电动汽车的安全隐患问题。目前,电动汽车质保期里面要求电池容量不得低于80%或者70%,但是实际上即使到70%剩余的容量还有很多,亟待的带合理利用。此外,动力电池的二次利用包括全面的电池运行监控的系统、以及电池模块的标准化和规模化推行。对于电池运行监控的系统,需要对电池的编码制度、利用阶段指标参数的全年采集与准确监控进行整体设计。对于电池模块的标准化和规模化推行,一方面要考虑整车应用的通用性,另一方面要考虑梯次利用场所的便捷性,需要实现较好的结合。她提出,动力电池回收再利用需要梯次发展,才能真正做到绿色能源的推行。

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