李建浩：鋰電池儲層梯形分解使用解決方案及實例分析

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

8月25-26日，首屆全國用戶側節能市場拓展與應用高層研討會在江蘇無錫太湖賓館舉行。 本次會議由江蘇省電機工程學會、國網江蘇省電力公司電力科學研究院、全國微電網與分散式電源網架標準化技術委員會、我國化學與物理電源產業協會儲能應用分會共同主辦。 中恆電氣上海裕達新能源科技有限公司

有限公司 受邀與近400項工業研究探討能源儲存與發展的未來。 公司總經理李金晨就退役動態鋰離子電池儲能發表演說。

全文如下： 李建豪:大家好！我是中恆電氣上海逸達新能源科技有限公司 李建真先生，我很高興跟大家分享我們在用戶端的儲存系統方法設計的相關經驗。

今天我的報告題目是《退役動態鋰離子電池庫階梯利用解決方案及實例分析》。 我說幾個問題，這兩年隨著新能源電動車的發展，每年都以幾十萬輛的速度推向市場，所以電動車退役電池的階梯式問題受到了很多人的關注，這個話題也引起很多的爭議。 退役電動車電池梯次利用到底能不能行，業界爭議頗多。

我個人看到了這個問題。 首先第一個問題，新能源車如此大額度的投入市場，未來3-5年將有大量動力鋰離子電池退役。 這種退役的鋰離子電池並不像以前的鉛酸電池那樣，使用後就沒有任何利用價值，其實還有80%的壽命容量。

如果能用一些更技術的手段去利用它們，將會是一個很好的產業方向。 第二個問題我們做儲能係統這麼多年。 大家都在談論各種功能、應用模式，這裡面最核心的問題就是成本。

儲能成本始終居高不下，雖然近兩年動力鋰電池價格大幅下降，但動力鋰電池價格大幅下降，帶動儲能係統成本大幅下降，現在一個貨櫃儲能平均2. 當錢是一塊瓦片的時候，你剛開始做的時候，你做一瓦片的時候，沒有任何經濟性能。 即便現在以2塊的價格，商業模式怎麼做，要跑十幾年，電池十年還用不到？這個是很大的問題，對顧客基本上沒有吸引力。

既然退役電池數量這麼大，又有一個低成本的解決方案，那麼我們就應該考慮如何將這兩者結合。 這確實面臨很多技術問題，但是也讓這個東西看起來很有價值，因為這個技術問題的存在會讓。 市場的驅動力我覺得是退役電池利用最重要的因素。

銀達新能源這兩年做了一些嘗試，也取得了一些成績。 今天我也藉這個機會跟大家分享一下。 這就是我今天報告的內容。

我會簡單跟大家介紹一下新能源產品，然後開始討論退役動力鋰離子電池的市場。 這個市場容量的人很多。 這是非常清楚的。

2015年是20萬輛，2016年可能達到40萬輛，而2020年整個市場會到500萬輛，這個市場太大了。 第三部分介紹了靜態儲能係統中退役電池如何利用，特別是在用戶側，如何在用戶側調峰，如何解決最終電池一致性的問題。 第四部分是個案介紹與經濟分析，最後是報告總結。

裕達是2011年成立的，從2012年開始做能源，可以說是國內最早開始做能源的。 裕達的母公司為中恆電氣股份有限公司。

，去年正式開始控股Huda。 中恆電氣本身在國內是做電源和各類通訊電源，電力操作電源，是國內領先廠商。 銀達新能源該公司重要業務分為國內、國外兩大板塊。

國外重要的家用儲能，今天不是我重點介紹的。 這裡稍微說一下今年的情況，今年我們透過跟一家知名的大型能源商品牌的合作，在歐洲推出了一系列新的家庭儲能產品，城市反映非常好。 從三月開始，五月就在德國安裝了。

到現在為止我們已經出去了。 我相信這個數字應該是中國第一。 它將先於德國出現。

五級。 我們正式進入退役動態鋰離子電池市場的分析報告。 剛才說了，電動車2015年達到萬輛這個數字是確認的。

2016年初拿到的報告是35萬輛，實際銷量在40萬輛左右，預計2020年銷量200萬輛，總數是500萬輛，相信這個數字是非常容易達到的。 隨著環境污染、碳排放等問題日益受到重視。 已經成為必然趨勢。

前兩天我去了一家電池包生產企業參觀，有些項目非常壯觀。 一個月接到客車廠8萬套電池訂單，每個月開馬力付款1萬套，這是沒有想像的。 通常，不同的車，汽車電池會有不同的容量等級，基本上轎車可能在20-70度，最小的油電混合也在10多度，還有大巴車10-20度。

電力方面，以前公車的載客量現在已經是200輛左右了。 現在已經是250了。 據此可以大概估算出每年整個動力鋰離子電池的市場容量。

通常依照市場規律，鋰離子電池運作幾年後，依照國家規定，一般都是五年以上或運作8萬公里或最關鍵的指標（額定容量）達到正常容量的80%左右。 撤退。 這個其實也挺好的，原本的電動車能跑100公里，現在只能跑80公里了，而且當電動車跑了幾年之後，最容易出現的問題就是單體電壓之間的電壓差會越來越大，很容易觸發內部的BMS保護導致汽車無法運行，這是技術上不可避免的現象。

四、五年後，車上的動力鋰離子電池就必須送回去，但送回去之後還是額定容量的70-80%。 這是我們必須使用的空間。 左邊這個是強力鋰離子電池退役量的預測。

右邊是我們做的大概的統計，回收的動力鋰離子電池能賣多少錢？這是一個比較關鍵的問題。 我們寫的廢品率為10%完全未使用、10%維護、可用、可用、可用。 我重點關注這個數字，這個數字從目前來看是比較樂觀的，或者是沒有達到。

2017年他們手上獲得的退役動力鋰離子電池，基本上都是2012年、2013年出廠的。 當時動力鋰離子電池的生產水準已經完全不一樣了，所以電池以後就可以是50了。 %-60%可用，還剩下30%多，12%可以用於簡單的維護和繼續使用。

不過2014年、2015年以後的動力鋰離子電池品質才真正有了品質的提升。 我看到很多強大的鋰電池組廠商自動化的生產技術，加上更嚴謹的設計，不管是電線、電池或BMS都有很大的改進，我相信這些動力在這種狀況下鋰電池回來之後，是可以用得上的，所以我們有80%我們比較樂觀的說，60%、70%也是可以的。 畢竟市場這麼大，退役電池那麼多，就算30%、40%也是很有空間的。

退役的電池怎麼了？這是最關鍵的問題。 首先要從技術上解決電池報廢問題。 是大家常談論的問題。

其實我們做能源也好，做光伏也好，有一個很明顯的答案，就是組串式分佈。 現在大中型儲能基本上都是集中式的，1MWH電池分成很多支路，接500kW儲能逆變器。 這種使用方式對於新電池來說沒有任何問題，但是對於舊電池來說卻不存在任何問題。

你這個跟從各種各樣的車上拆下來的電池沒什麼差別，各種參數都完全不一樣。 它們並行起來會有很多的問題，而且沒有辦法保證一致性。 針對此情況，我們提出組串式分佈，即以一組退役動力鋰離子電池作為基本儲能單元電池組，再搭載一個中小功率PCS，加上合適的監控單元構成基本儲能單元，共同聯結，構成一個適用於功率不等的中大型儲能電源系統。

很多人問這種方式不行嗎，能不能用，做過光電的人都會很清楚，這種方式完全可行。 2012年以前，在華為逆變器沒有投入市場的時候，所有廠商都是用大型光電站來帶光電逆變器，因為覺得光板太大了。 華為進入市場時，使用20kW光電組對逆變器PK500KW光電逆變器。

一個1MW的光電站，傳統情況下需要2台500kW光電逆變器，華為則是50台20kW光電逆變器。 當時很多人說多機並聯會存在很多問題，各種各樣的問題確實都有，但是現在我都解決了，最關鍵的好處就是透過組式方案最大程度的利用每一台太陽能。 面板本身的優勢。

大家可以看到整個市場裡面的串串和中心化的解決方案基本上都是基礎的，包括半座萬江山。 同樣的道理也可以從儲能係統中學到，最關鍵的是儲能電池相對於太陽能板來說太脆弱了。 一塊太陽能板能做到這一點，它就能做到，才能發揮它大的作用，作為電池單元，那麼多的電池，我們當然要盡量把它細化，做得更好管理，所以串分配是我們梯次利用的核心重點。

把每輛車上的電池都串聯起來，再用一個PCS牢固的並聯起來，這樣這個逆變器就被這組串聯電芯合理的控制了，其實就是最大化的保證了電池的一致性。 所以我們這裡畫一個圖，基本的儲能單元是這樣的，一個PCS配一個儲能單元的監控系統。 這個儲能單元監控系統連接到BMS，然後與EMS通信，與PCS通信，現在我們把儲能單元系統整合到PCS中，這樣就不需要額外的空間了。

現在我們基本上是透過兩種方式來推出兩個重要的產品，一個是power dots，一個是powerpower。 其實這個對我們來說無所謂，因為我們都是定式的方法，基本上100-150度電為一個系統單位，基本上覆蓋了市場上大部分電動車報廢電池，我估計未來這個在兩三年內應該會加到200度，因為現在有很多電動車、公車都會報廢。 200度電就是30到40千瓦，基本上是1：5、1：6。

電力、能源佔比高是我要講的重點，為什麼呢？因為退役的電池能夠得到保證，壽命長。 這張圖左下角是20千瓦120度、130度的儲能係統，右邊是1.1MWH，梯子上用的就是儲能係統。

此圖包含9台20kw，共180KW，大概1MWH的容量。 對比傳統的梯子利用方式，強調整個梯子的設計都是一個解決方案，核心的核心就是降低成本。 很多人研究動力鋰離子電池都是為了研究動力鋰離子電池的拆解。

這應該是最後一個連結。 電池無法再次使用。 最大限度的方法是直接利用。

電動公車上的退役蓄電池直接利用後，透過一些適當的控制策略，構成基本的儲能單元。 我們的流程可以看出，在發展傳統的方式上有一個簡化的步驟。 這樣的話，整個可以講系統成本，退役的電池可以講，但是現在比較少，所以很多電池講一些價格，只要你有一些PCS控制系統和容器，它是相關的，傳統的新型鋰電池至少有我們一半的價格，這是非常具有操作性的。

這裡還有兩個關鍵問題我想跟大家解釋一下。 首先要考慮的是如何解決問題。 剛才說了，一組串只是串連起來的。

大家一定要清楚，退役電池並不是故障電池，而且退役已經運作了五、六年了。 整體容量不足之後，就不是因為故障了，而有需要送回電池廠商的情況。 單一電池由電池製造商修復然後更換。

因此，退役的電池實際上是整體容量不足的。 如果汽車上的電池退役了，但它本身的整體容量還是很好的，所以這是一個關鍵的問題。 退一萬步之後，如果真的是故障的話，你經過檢查之後發現這個，你就可以表現出來，到底是哪個單體電池出現了問題，我們用在一個靜態的儲能係統中，儲能運行範圍是非常廣的。

中間如果實在不行就拿一兩個甚至幾個，有時候拿出來一袋就到整體容量了？反正事實證明是要淘汰的，沒什麼價值，用完了就可以了，所以從這個角度考慮一致性問題就徹底解決了。 第二點也是最關鍵的問題，如何確保電池的安全性和可靠的長使用壽命。 這裡我用一句話，我使用的時候就應該把它當成鉛酸電池來用。

剛才看到大家介紹鉛炭電池的時候，有一個很重要的數據就是能源系統的功率和容量基本上是1：8，750kw的PCS配上一個6MWH的電池。 退役的鋰離子電池也有同樣的問題，因為退役的鋰離子電池後期基本上沒有再使用，最關鍵的原因就是在大電流充電的情況下單體電池電壓跳變的很厲害，所以必須製造退役的電池在使用中。 當控制在0時。

當然是24或更低，因為這個條件意味著退役電池在使用時會受到許多限制。 FM沒用過，甚至我也不推薦它，為什麼？當脫離電網時，儲能係統功率由負載決定。 負載多少不控制，只做併網時，方便管理儲能係統。

一個電芯就是0.24或更少，如果是更小的，另外就是BOD，新的鋰電池一般是10%-100%，像這樣退役的鋰電池肯定是沒有的。 右下角的數字是拿一組退役的電池，大概有100多個電池在做測試，紅色是電壓最高的電池，藍色是電壓最低的電池。

可以看到小電流充電的時候壓力差控制很穩定，不會超過20毫伏特。 這樣的話，就能保證較長的使用壽命。 如果你看一下，你會發現它位於 3。

45伏特。 線一下子飆到3.6了，藍基本上都變了。

這個是因為BOD控制不好，或是原廠電動車用的BOD控制不好，所以到了臨界點的時候，因為備用電池老化了。 從用電器的角度來說，電源電壓飆升特別快，引發單一電壓差，導致整個系統停止。 這樣的話，最高充電電壓其實是跟我們最早運行的SOC相匹配的，一定要控制，一定要比原有的動力電車小一些。

增加這兩項技術條件是為了確保本系統長期穩定運作。 大家可以看右下角的圖，這個是真實運作的，就是電源充電，效果還是不錯的。 我們做的這個系統是從一輛16公尺的電動車上拆下來的。

原容量為140度系統。 單體電芯容量原來360左右，四五年就只剩下320了，我們最大充電電流40mk就是三分之一，鉛酸鉛炭電芯的條件也是一樣的，這樣最高壓差和最低壓差就控制在一個很合理的範圍內。 這是確保退役蓄電池梯次利用的關鍵技術點。

下面我也介紹一下案例的分享，這個圖其實很簡單就是穀物完美發佈了。 基本上到了填穀的時候，白天我就不再說了，白天我就不再說了，所有使用者在所有儲能係統中最典型的應用模式。 這是目前在常州開始試運轉的系統。

這是內部地圖。 可以看到它是直接從電動車公車上拆下來的退役電池。 基本上就是原始印章在移動。

外殼有鏽跡。 右側是9組PCS180KW/1MWH系統，右下角是外觀，右上角是監控系統。 基本上我們給客戶供貨的工程品質一般是五年，但是我覺得這種操作方式八年做不大。

好像大電池要用小水管來幫電池充電。 這是我們我們在上海的商業儲能係統，直接放一套20千瓦，120大卡，公司自己放，直接供給公司用。 看看這個數字，這是一天的運行情況，因為我們本身120度就不會充滿90，峰值一般都是從99開始放電。

6度。 因為我們的客戶是典型的商業用戶，所以白天的負載非常大。 特別是在上海，白天所有空調全部打開，但是晚上就沒人了，我們了解各個地區的高峰電價包括兩個部分，一個是早上8-12點，一個是晚上6-10點，有些地區可能有點不同，但就是這樣的。

如果只在早上放高峰部分的話，那是不行的，因為晚上基本上沒什麼人，但是我們按照這個要求（24小時都計量你，不要超標）就會這麼做，所以我們下午就放很多電吧。 在實際應用中，不同的客戶類型會遇到不同的問題。 因此，在上述峰谷電價下，淨收益為68.

5元即可實現年收入約2.19萬。 此外，還有電費的成本。 正常情況下客戶已經讚賞80KW了。

後來我們建議客戶申請60KW，我們自己就幫20KW。 為什麼要申請20kW系統？其實是因為儲能係統運作時，電池電壓降低，而電流是固定的，所以目前的輸出功率基本上是減少的。 為了保險起見，20kW的輸出功率打50%，以50%算，每月就是10KW，每年可省5040元。

直接估算投資報酬率，我們是依照一套系統120度電的成本估算的，大概就是4.45就能收回投資成本，而且是按照一年運行320天來算的，這個不是理論，是真實計算的。 這是每日儲存系統的報告。

這個報告可以拿來做1MWH的系統，1MWH是由9個系統做成的，從這裡就可以看出投資報酬率是非常好的。 我這裡估算一塊錢，我明年可能就是0.8塊，階梯可能就是0。

年底為6元。 使用電動車報廢電池最重要的一點。 （此條依會議紀錄告知，未經審核）。