退役動力電池在AGV電源中的應用

黃祖朋

摘 要：伴隨著新能源汽車產業的飛速發展，我國動力電池的技術水平及制造工藝在近些年內得到了巨大的提升。當動力電池從新能源汽車上退役后，其優良的電性能使其具備了梯次利用的可行性。本文即利用退役動力電池進行梯次利用，將其改造成生產線上廣泛使用的AGV電源，大大提高了動力電池的資源利用率。

關鍵詞：退役電池;動力電池;AGV;梯次利用

1 引言

我國已經連續4年蟬聯了世界新能源汽車產銷量的冠軍。據工業與信息化部發布的相關數據顯示，我國2018年的新能源汽車產銷量分別為127萬輛和126萬輛，同比分別增長59.9%和61.7%。按照趨勢預計，我國新能源汽車的產銷量在2023年將突破500萬輛。

新能源汽車產銷量的快速增長帶來了動力電池行業的爆發[1-2]。截止2018年底，我國動力電池的配套量已經超過70GWh，預計到2022年將超過200GWh。動力電池占據了新能源汽車、特別是純電動汽車成本的大部分，約為30%～50%。盡管動力電池的成本在近些年內有了大幅度的下降，然而目前仍屬偏高狀態。這直接導致了新能源汽車整車成本的居高不下，難以像傳統燃油車那樣大規模地市場推廣。

創造新的動力電池商業模式，進一步將動力電池的成本降低，成了能源汽車企業乃至整個新能源行業的燃眉之急[3]。退役動力電池梯次利用，被新能源行業寄予厚望的一種新型商業模式，現在正在被廣泛地探討[4-6]。當新能源汽車退役時，其動力電池的可用容量約為初始容量的75%～85%，其余電性能如循環壽命、自放電率、充放電效率等也都良好，可以被梯次利用于一些工況比較溫和的用電場景中，如低速車、2輪或3輪車、家庭儲能、AGV電源等[7-8]。在此思路的指引下，本文將純電動汽車的退役動力電池進行分析研究，并改造成AGV電源，投入到產線中測試使用。

2 退役動力電池測試

選取市面上的某款A00級純電動汽車的退役動力電池包進行研究，將其進行拆包處理，得到模塊級別的退役動力電池，退役動力電池模塊基本參數如表1所示：

對從同一個電池包上拆解下來的退役動力電池模塊進行狀態性能測試，測試項目包括：外觀檢查、OCV測試、內阻測試等，測試結果如表2所示。由測試結果可知，退役動力電池模塊的外觀保持良好、開路電壓壓差低于10mV，內阻均小于1.85mΩ，說明其一致性較好，可以進行重組進行梯次利用。

3 退役動力電池模塊重組

3.1 AGV電源需求分析

從AGV的說明書上可以獲取AGV電源的相關的參數（表3），從表中可知：AGV電源的放電倍率為0.25C，非常溫和;然而，其充電倍率卻為70/40=1.75（C），相對較高，這對退役電池具有一定的挑戰性。

3.2 退役電池模塊重組方案

基于AGV電源的功能需求，提出了利用退役電池模組改造成AGV電源的方案（表4）。從表四可知，梯次電池的標稱電壓略低于原AGV電源的標稱電壓，但在可接受的范圍之內。其它參數也能夠滿足AGV電源的使用需求。

4 梯次AGV電源的測試驗證

通過對產線上的AGV運行工況進行研究，獲得其工況數據為：1.以70Ah的電流充電30s（充到截止電壓自動停止）;2.以低于5A的電流進行放電7min。基于此，利用充放電機對梯次AGV電源進行模擬工況測試，測試條件為：a.以70Ah的電流對梯次AGV電池充電30s（初始電壓為26615 mV），靜置10s后測開路電壓和電池溫度;b. .以5A的電流進行放電7min，靜置10s后測開路電壓和電池溫度;c. 重復a和b;

由測試結果可知：在模擬工況下，梯次電池的上限開路電壓和下限開路電壓都能穩定在一個平衡的狀態，并未觸及到充放電截止電壓，電池溫度也能保持與室溫一致（圖2）。該結果表明梯次AGV電源能夠滿足功能要求，且熱設計較為合理。

5 結語

本文通過某款A00級退役動力電池包進行拆解和測試分析，獲得了其電池模塊的電性能數據，驗證了其梯次利用的可行性。結合工廠產線上AGV對電源的使用需求，利用退役動力電池模塊重組進行重組，改裝成了AGV的供電電源。通過充放電機的測試，證明了設計的梯次AGV電源能夠滿足功能要求及熱管理要求。該設計為動力電池梯次利用提供了依據，有利于降低動力電池的使用成本，并在提升資源利用率、促進動力電池產業綠色持續發展上起到推動作用。

基金項目：廣西科技計劃資助項目（桂科AC16380043）;柳州市科學研究與技術開發計劃資助項目（2016B030101）

參考文獻：

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[2]徐玉芳.建立新能源汽車動力電池回收體系[J].檢察風云，2019（06）：36-37.

[3]鋰電池回收利用政策利好 梯次利用已形成示范效應[J].資源再生，2019（02）：24-26.

[4]陶志軍，賈曉峰.中國動力電池回收利用產業商業模式研究[J].汽車工業研究，2018（10）：33-42.

[5]張雷，劉穎琦，張力，龐貝貝.中國儲能產業中動力電池梯次利用的商業價值[J].北京理工大學學報（社會科學版），2018，20（06）：34-44.

[6]賈曉峰，馮乾隆，陶志軍，王白俠.動力電池梯次利用場景與回收技術經濟性研究[J].汽車工程師，2018（06）：14-19.

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[8]朱國才，何向明.廢舊鋰離子動力電池的拆解及梯次利用[J].新材料產業，2017（09）：43-46.