科技之光——新能源汽車用退役動(dòng)力電池安全性評估方法及梯次利用關(guān)鍵測試技術(shù)研究
關(guān)鍵測試技術(shù)研究
國家高端儲能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心(江蘇)(籌)(以下簡稱“CEST”)是經(jīng)國家市場監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)的國家級質(zhì)量檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)。CEST致力于儲能領(lǐng)域的檢測研究，是國內(nèi)領(lǐng)先的高端儲能產(chǎn)品國際國內(nèi)認(rèn)證一站式服務(wù)平臺。檢測能力覆蓋電池原輔材料，鉛酸蓄電池，鋰離子單體、模塊及電池組，電池管理系統(tǒng)，新體系動(dòng)力電池單體、模塊和系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)等全產(chǎn)業(yè)鏈。
2022年11月16日，由CEST承擔(dān)的江蘇省市場監(jiān)督管理局科技計(jì)劃項(xiàng)目“新能源汽車用退役動(dòng)力電池安全性評估方法及梯次利用關(guān)鍵測試技術(shù)研究”(項(xiàng)目編號：KJ207520)順利通過了江蘇省市場監(jiān)督管理局組織的項(xiàng)目驗(yàn)收。
項(xiàng)目研究背景
2020年我國新能源汽車市場退役動(dòng)力電池量已達(dá)26.69GWh，而到2025年這一數(shù)字將激增5倍，達(dá)到134.49GWh。退役后的動(dòng)力電池雖然不能繼續(xù)用于電動(dòng)汽車，但通過一定的檢測評估與重組過程后，能夠用于對電池性能要求低的場合，如部分儲能場景，可以進(jìn)一步提升電池全壽命周期價(jià)值。然而動(dòng)力電池長期工作過程中，由于工況復(fù)雜、均衡控制不足、制造工藝差異等諸多方面的原因，使得電池單體或模組之間的不一致性逐步擴(kuò)大，從而影響儲能系統(tǒng)總體輸出效果。同時(shí)，退役電池來自于多種工況和環(huán)境的動(dòng)力應(yīng)用場景，其健康狀態(tài)(SOH)參差不齊，若不能準(zhǔn)確判斷SOH，一方面會影響對退役電池剩余價(jià)值的評判，另一方面容易觸發(fā)“熱失控”等安全問題。
因此，解決退役動(dòng)力電池一致性分選技術(shù)和SOH評估技術(shù)，是梯次利用過程中首要考慮的問題?，F(xiàn)有的電池測試技術(shù)中，多是在穩(wěn)定的測試條件下進(jìn)行的，對于梯次應(yīng)用場景下的電池性能難以實(shí)現(xiàn)有效的評估，而在真實(shí)的場景下驗(yàn)證電池效果會增加測試成本，因此研究儲能系統(tǒng)特征工況提取技術(shù)，作為退役電池的測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠最大限度地模擬梯次利用階段的實(shí)際工作條件，驗(yàn)證退役電池在多種復(fù)雜工況下的綜合性能。
項(xiàng)目研究內(nèi)容
項(xiàng)目定位新能源與高效節(jié)能領(lǐng)域，針對新能源汽車動(dòng)力電池大量退役，進(jìn)行電池模塊、電芯進(jìn)行梯級利用存在安全風(fēng)險(xiǎn)和效率低下的問題，形成新能源汽車退役動(dòng)力電池的安全性評估方法以及梯次利用應(yīng)用場景分選的關(guān)鍵測試方法，進(jìn)而形成科學(xué)、合理并滿足行業(yè)健康發(fā)展需求的標(biāo)準(zhǔn)化方法。
項(xiàng)目采用基于容量增量分析的退役電池分選方法，并結(jié)合FCM算法確定了退役電池一致性分選方法，從老化機(jī)理和統(tǒng)計(jì)聚類角度使得退役電池分選更科學(xué)、更高效;采用基于交流阻抗技術(shù)開發(fā)梯次電池SOH評估方法，實(shí)現(xiàn)梯次利用電池SOH的精準(zhǔn)預(yù)測。項(xiàng)目還研究了用于BMS等結(jié)構(gòu)件與退役電池同步回收后梯次利用電池組的安全性評估方法。
項(xiàng)目研究成果
形成研究報(bào)告1份;發(fā)表中文核心期刊論文2篇，科技核心期刊論文1篇;申請發(fā)明專利2項(xiàng);形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建議稿2項(xiàng)，起草江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。
社會與經(jīng)濟(jì)效益
項(xiàng)目成果為國內(nèi)進(jìn)行梯次利用退役動(dòng)力電池的安全性評估和梯次利用方法提供指導(dǎo)，有利于實(shí)質(zhì)推動(dòng)車用退役動(dòng)力電池的資源綜合利用，為國家完善新能源汽車電池回收利用管理辦法修訂、梯次利用管理制度建設(shè)提供技術(shù)支撐。江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用退役動(dòng)力電池分選技術(shù)規(guī)程》的立項(xiàng)制定，填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的空白。
同時(shí)，本項(xiàng)目的研究成果為國家高端儲能產(chǎn)品質(zhì)檢中心動(dòng)力電池檢測積累核心技術(shù)，持續(xù)提升國家高端儲能產(chǎn)品質(zhì)檢中心動(dòng)力電池檢測能力，有力促進(jìn)新能源汽車行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
