隨著我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，第一代電動(dòng)汽車電池逐漸走向了生命的尾聲，不少電動(dòng)車主的動(dòng)力電池已經(jīng)面臨更換或者已經(jīng)更換。之前交能網(wǎng)也在公眾號(hào)里提到了這一市場(chǎng)的巨大潛力（點(diǎn)此查看上篇推送: 動(dòng)力電池回收是新藍(lán)海？電動(dòng)汽車電池的梯級(jí)回收應(yīng)用場(chǎng)景（上篇））。今天我們將繼續(xù)展開，介紹動(dòng)力電池梯次利用的成功案例。

萊比錫“電池農(nóng)場(chǎng)"

寶馬作為豪華車的領(lǐng)先品牌之一，在電動(dòng)車領(lǐng)域于德國(guó)車企中走在了前列。無論是小型車I3, 還是豪華跑車I8，都在德國(guó)街頭頻頻出現(xiàn)。除了新車領(lǐng)域，在廢舊電池領(lǐng)域?qū)汃R也率先做出了探索。2017年金秋時(shí)節(jié)，在寶馬萊比錫工廠第十萬輛BMW i3下線的儀式上，寶馬的“電池農(nóng)場(chǎng)”也正式并網(wǎng)運(yùn)行。剛投入運(yùn)行期間，700輛i3的舊電池將成為高壓儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分，賦予了電池“第二次生命”。

據(jù)寶馬方面表示，第一代寶馬i3電池已經(jīng)使用了超過4年，總計(jì)行駛里程數(shù)超過10,0000公里。除了已經(jīng)使用的700余電池單元外，還有很多潛在的可利用資源。該儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)也最大限度遵循模塊化的原則，保證更多電池接入時(shí)的可擴(kuò)張性和電池更新、替換時(shí)的兼容性。寶馬工廠附近的風(fēng)電場(chǎng)與這個(gè)“電池農(nóng)場(chǎng)”形成配套，從而增加可再生能源在工廠內(nèi)的消納能力，保障寶馬工廠的能源自給率。此外該儲(chǔ)能系統(tǒng)還直接并入電網(wǎng)，參與一次調(diào)頻市場(chǎng)。在一次調(diào)頻市場(chǎng)中，為克服舊電池對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)不利影響，儲(chǔ)能系統(tǒng)中的新電池部分將起到更大的作用。

與寶馬類似，其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手奔馳公司也于2018年上馬了新的動(dòng)力電池儲(chǔ)能電站。除了老舊電池的再利用外，電站還使用新生產(chǎn)出來的庫(kù)存電池單元，在系統(tǒng)中適度充放電，以維持電池良好的工作狀態(tài)，避免深度放電對(duì)新電池造成損害。

日產(chǎn)Reborn Light 電燈

除了在電網(wǎng)側(cè)德國(guó)企業(yè)將儲(chǔ)能電池二次利用外，另一汽車生產(chǎn)大國(guó)日本的電動(dòng)車領(lǐng)跑者日產(chǎn)-雷諾集團(tuán)在用戶側(cè)也另辟蹊徑，推出了基于電池梯次利用的Reborn Light街燈。電動(dòng)汽車的退役電池，將直接與路邊電燈的光伏板相連，組成微型的儲(chǔ)能系統(tǒng)，能在孤網(wǎng)的環(huán)境下正常工作，對(duì)于福島災(zāi)后重建的地區(qū)來說有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。日產(chǎn)與日本4R Energy公司正在利用這個(gè)技術(shù)，給基礎(chǔ)設(shè)施受到嚴(yán)重破壞的雙葉浪江町重新帶來光明。此外，由于日本處于地震多發(fā)帶，電網(wǎng)不穩(wěn)定的情況時(shí)有發(fā)生，Reborn Light的儲(chǔ)能電源也能參與應(yīng)急供電的場(chǎng)合。

電池梯級(jí)利用的設(shè)計(jì)要素

電池在它第一個(gè)生命周期中，基本上處于每天1-2小時(shí)使用時(shí)間，深度充放電，并且可能面對(duì)環(huán)境溫度的巨大變化。而儲(chǔ)能電池（電池的靜態(tài)使用）與電動(dòng)汽車的使用場(chǎng)景有著顯著的不同：儲(chǔ)能電站是每年24h*365天不間斷并網(wǎng)運(yùn)行，充放電電流較小，工作溫度能夠穩(wěn)定在20-25℃。這樣的工作條件保障了電池在梯次利用的時(shí)候，能夠達(dá)到較理想的生命周期。

1. 配套電力設(shè)備

由于儲(chǔ)能電站使用中，電池的充放電電流較小，相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備需要重新選型，但這樣較車載電池參數(shù)指標(biāo)相較更低，也能夠降低系統(tǒng)成本。

2. 電池包裝與支架

車載電池都是模塊化設(shè)計(jì)和使用的，相對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能電站的電池也應(yīng)該設(shè)計(jì)模塊化的支架單元，方便布置和更換。此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)EMS系統(tǒng)的接口，也應(yīng)模塊化設(shè)計(jì)。

3. 熱管理

電池工作中產(chǎn)生的熱量，需要通過模塊化的通風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)疏散。在支架間形成良好的空氣流動(dòng)，如圖所示。

電池利用的前景與展望

目前電池的梯次利用還是一個(gè)全新的課題，商業(yè)應(yīng)用的項(xiàng)目鳳毛麟角，大部分都還是實(shí)驗(yàn)或者示范項(xiàng)目階段。隨著第一批電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的退役潮，以及新能源汽車的進(jìn)一步普及，回收不滿足車載性能要求的動(dòng)力電池，將成為車企的社會(huì)責(zé)任。傳統(tǒng)的拆解回收技術(shù)產(chǎn)生的負(fù)面環(huán)境影響，將促使企業(yè)在電池回收利用場(chǎng)景上創(chuàng)新，以適應(yīng)電動(dòng)汽車時(shí)代的到來。

「參考資料」：

[1] Sebastian(2017),BMW Group nimmt Speicherfarm Leipzig in Betrieb unter Verwendung von BMW i3Hochvoltspeichern, https://www.elektroauto-news.net/2017/bmw-group-speicherfarm-leipzig

[2] 唐美鳳（2018）, 日產(chǎn)設(shè)計(jì)RebornLight街燈 善用電動(dòng)車舊電池, https://unwire.hk/2018/03/24/reborn-light-by-nissan/life-tech/green-2/

Juergen Koelch(2017), Die Wiederverwendung von gebrauchtenElektronfahrzeug-Batterien in stationaeren Anwendung, EVA Fahrzeugtechnik GmbH

編輯：張佳琪

作者：莊弘