李建浩：锂电池储层梯形分解使用解决方案及实例分析

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8月25-26日，首届全国用户侧节能市场拓展与应用高层研讨会在江苏无锡太湖宾馆召开。 此次会议由江苏省电机工程学会、国网江苏省电力公司电力科学研究院、全国微电网与分布式电源网架标准化技术委员会、我国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合主办。 中恒电气上海裕达新能源科技有限公司

有限公司 受邀与近400项工业研究探讨能源存储和发展的未来。 公司总经理李金晨就退役动态锂离子电池储能发表讲话。

全文如下： 李建浩：大家好！我是中恒电气上海亿达新能源科技有限公司董事长。 李建真先生，我很高兴跟大家分享我们在用户侧的存储系统方法设计方面的相关经验。

今天我的报告题目是《退役动态锂离子电池库阶梯利用解决方案及实例分析》。 我说几个问题，这两年随着新能源电动汽车的发展，每年都以几十万辆的速度推向市场，所以电动汽车退役电池的阶梯式问题受到了很多人的关注，这个话题也引起很多的争议。 退役电动汽车电池梯次利用到底能不能行，业内争议颇多。

我个人看到了这个问题。 首先第一个问题，新能源汽车如此大额度的投入市场，未来3-5年将有大量动力锂离子电池退役。 这种退役的锂离子电池并不像以前的铅酸电池那样，使用之后就没有任何利用价值，其实还有80%的寿命容量。

如果能用一些更技术的手段去利用它们，将是一个很好的产业方向。 第二个问题我们做储能系统这么多年。 大家都在谈论各种功能、应用模式，这里面最核心的问题就是成本。

储能成本始终居高不下，虽然近两年动力锂电池价格大幅下降，但动力锂电池价格大幅下降，带动储能系统成本大幅下降，现在一个集装箱储能平均2. 当钱是一块瓦片的时候，你刚开始做的时候，你做一瓦片的时候，没有任何经济性能。 即便现在在2块钱，商业模式怎么做，要跑十几年，而电池十年还用不了?这是个大问题，对客户基本没有吸引力。

既然退役电池数量这么大，又有一个低成本的解决方案，那么我们就应该考虑如何将这两者结合起来。 这个确实面临很多技术问题，但是也让这个东西看起来很有价值，因为这个技术问题的存在会让。 市场的驱动力我觉得是退役电池利用最重要的因素。

银达新能源这两年做了一些尝试，也取得了一些成绩。 今天我也借这个机会跟大家分享一下。 这就是我今天汇报的内容。

我会简单给大家介绍一下新能源产品，然后开始讨论退役动力锂离子电池的市场。 这个市场容量的人很多。 这是非常清楚的。

2015年是20万辆，2016年可能达到40万辆，而2020年整个市场会到500万辆，这个市场太大了。 第三部分介绍了静态储能系统中退役电池如何利用，特别是在用户侧，如何在用户侧调峰，如何解决最终电池一致性的问题。 第四部分是案例介绍与经济分析，最后是报告总结。

裕达是2011年成立的，从2012年开始做能源，可以说是国内最早开始做能源的。 裕达的母公司为中恒电气股份有限公司。

，去年正式开始控股Huda。 中恒电气自身在国内是做电源和各类通信电源，电力操作电源，是国内领先厂家。 银达新能源该公司重要业务分为国内、国外两大板块。

国外重要的家用储能，今天不是我重点介绍的。 这里稍微说一下今年的情况，今年我们通过跟一家知名的大型能源商品牌的合作，在欧洲推出了一系列新的家庭储能产品，城市反映非常好。 从三月份开始，五月份就在德国安装了。

到现在为止我们已经出去了。 我相信这个数字应该是中国第一。 它将先于德国出现。

五級。 我们正式进入退役动态锂离子电池市场的分析报告。 刚才说了，电动汽车2015年达到万辆这个数字是确认的。

2016年年初拿到的报告是35万辆，实际销量在40万辆左右，预计2020年销量200万辆，总数是500万辆，相信这个数字是非常容易达到的。 随着环境污染、碳排放等问题日益受到重视。 已经成为必然趋势。

前两天我去了一家电池包生产企业参观，一些项目非常壮观。 一个月接到客车厂8万套电池订单，每个月开马力付款1万套，这是没有想象的。 通常，不同的车，汽车电池会有不同的容量等级，基本上轿车可能在20-70度，最小的油电混合也在10多度，还有大巴车10-20度。

电力方面，以前公交车的载客量现在已经是200辆左右了。 现在已经是250了。 据此可以大概估算出每年整个动力锂离子电池的市场容量。

通常按照市场规律，锂离子电池运行几年之后，按照国家规定，一般都是五年以上或者运行8万公里或者最关键的指标（额定容量）达到正常容量的80%左右。 撤退。 这个其实也挺好的，原本的电动车能跑100公里，现在只能跑80公里了，而且当电动车跑了几年之后，最容易出现的问题就是单体电压之间的电压差会越来越大，很容易触发内部的BMS保护导致汽车无法运行，这是技术上不可避免的现象。

四五年之后，车上的动力锂离子电池就必须送回去，但送回去之后还是额定容量的70-80%。 这是我们必须使用的空间。 左边这个是对强力锂离子电池退役量的预测。

右边是我们做的大概的统计，回收的动力锂离子电池能回收多少钱?这个是比较关键的问题。 我们写的废品率为10%完全未使用、10%维护、可用、可用、可用。 我重点关注这个数字，这个数字从目前来看是比较乐观的，或者是没有达到。

2017年他们手里获得的退役动力锂离子电池，基本都是2012年、2013年出厂的。 当时动力锂离子电池的生产水平已经完全不一样了，所以电池以后就可以是50了。 %-60%可用，还剩下30%多，12%可以用于简单的维护和继续使用。

不过2014年、2015年以后的动力锂离子电池质量才真正有了质量的提升。 我看到很多强大的锂电池组厂家自动化的生产技术，加上更加严谨的设计，不管是电线、电池还是BMS都有很大的改进，我相信这些动力在这种状况下锂电池回来之后，是可以用得上的，所以我们有80%我们比较乐观的说，60%、70%也是可以的。 毕竟市场这么大，退役电池那么多，哪怕30%、40%也是很有空间的。

退役的电池怎么办?这是最关键的问题。 首先要从技术上解决电池报废问题。 是大家经常谈论的问题。

其实我们做能源也好，做光伏也好，有一个很明显的答案，那就是组串式分布。 现在大中型储能基本都是集中式的，1MWH电池分成很多个支路，接500kW储能逆变器。 这种使用方式对于新电池来说没有任何问题，但是对于旧电池来说却不存在任何问题。

你这个跟从各种各样的车上拆下来的电池没什么区别，各种参数都完全不一样。 它们并行起来会有很多的问题，而且没有办法保证一致性。 针对此情况，我们提出组串式分布，即以一组退役动力锂离子电池作为基本储能单元电池组，再搭载一个中小功率PCS，加上合适的监控单元构成基本储能单元，共同联结，构成一个适用于功率不等的中大型储能电源系统。

很多人问这种方式不行吗，能不能用，做过光伏的人都会很清楚，这种方式完全可行。 2012年以前，在华为逆变器没有投入市场的时候，所有厂家都是用大型光伏电站来带光伏逆变器，因为觉得光电池板太大了。 华为进入市场时，使用20kW光伏组对逆变器PK500KW光伏逆变器。

一个1MW的光伏电站，传统情况下需要2台500kW光伏逆变器，华为则是50台20kW光伏逆变器。 当时很多人说多机并联会存在很多问题，各种各样的问题确实都有，但是现在我都解决了，最关键的好处就是通过组式方案最大程度的利用每一台太阳能。 面板本身的优势。

大家可以看到整个市场里面的串串和中心化的解决方案基本上都是基础性的，包括半座万江山。 同样的道理也可以从储能系统中学到，最关键的是储能电池相对于太阳能电池板来说太脆弱了。 一块太阳能电池板能做到这一点，它就能做到，才能发挥它大的作用，作为电池单元，那么多的电池，我们当然要尽量把它细化，做得更好管理，所以串分配是我们梯次利用的核心重点。

把每辆车上的电池都串联起来，再用一个PCS牢固的并联起来，这样这个逆变器就被这组串联电芯合理的控制了，其实就是最大化的保证了电池的一致性。 所以我们这里画一个图，基本的储能单元是这样的，一个PCS配一个储能单元的监控系统。 这个储能单元监控系统连接到BMS，然后与EMS通信，与PCS通信，现在我们把储能单元系统集成到PCS中，这样就不需要额外的空间了。

现在我们基本上在通过两种方式来推出两个重要的产品，一个是power dots，一个是powerpower。 其实这个对我们来说无所谓，因为我们都是定式的方法，基本上100-150度电为一个系统单位，基本上覆盖了市场上大部分电动车报废电池，我估计未来这个在两三年内应该会加到200度，因为现在有很多电动车、公交车都会报废。 200度电就是30到40千瓦，基本上是1：5、1：6。

电量和能量比高是我要讲的重点，为什么呢?因为退役后的电池可以得到保证，寿命长。 这张图左下角是20千瓦120度、130度的储能系统，右边是1.1MWH，梯子上用的就是储能系统。

此图包含9台20kw，共计180KW，大概1MWH的容量。 对比传统的梯子利用方式，强调整个梯子的设计都是一个解决方案，核心的核心就是降低成本。 很多人研究动力锂离子电池都是为了研究动力锂离子电池的拆解。

这应该是最后一个链接。 电池无法再次使用。 最大限度的方法是直接利用。

电动公交车上的退役蓄电池直接利用后，通过一些合适的控制策略，构成基本的储能单元。 我们的流程可以看出，在制定传统的方式上有一个简化的步骤。 这样的话，整个可以讲系统成本，退役的电池可以讲，但是现在比较少，所以很多电池讲一些价格，只要你有一些PCS控制系统和容器，它是相关的，传统的新型锂电池至少有我们一半的价格，这是非常具有操作性的。

这里还有两个关键问题我想和大家解释一下。 首先要考虑的是如何解决问题。 刚才说了，一组串只是串联起来的。

大家一定要清楚，退役电池并不是故障电池，而且退役是运行了五六年了。 整体容量不足之后，就不是因为故障了，而存在需要送回电池厂家的情况。 单个电池由电池制造商修复然后更换。

因此，退役的电池实际上是整体容量不足的。 如果汽车上的电池退役了，但它本身的整体容量还是很好的，所以这是一个关键的问题。 退一万步之后，如果真的是故障的话，你经过检查之后发现这个，你就可以表现出来，到底是哪个单体电池出现了问题，我们用在一个静态的储能系统中，储能运行范围是非常广的。

中间如果实在不行就拿一两个甚至几个，有时候拿出来一包到总体容量就行了？反正事实证明是要淘汰的，没什么价值，用完了就可以了，所以从这个角度考虑一致性问题就彻底解决了。 第二点也是最关键的问题，如何保证电池的安全性和可靠的长使用寿命。 这里我用一句话，我使用的时候就应该把它当成铅酸电池来用。

刚才看到大家介绍铅炭电池的时候，有一个很重要的数据就是能源系统的功率和容量基本是1：8，750kw的PCS配一个6MWH的电池。 退役的锂离子电池也有同样的问题，因为退役的锂离子电池后期基本上没有再使用，最关键的原因就是在大电流充电的情况下单体电池电压跳变的很厉害，所以必须制造退役的电池在使用中。 当控制在0时。

当然是24或者更低，因为这个条件意味着退役电池在使用时会受到很多限制。 不使用 FM，即使我不推荐它，为什么？当远离网络时，电力存储系统功率由负载决定。 负载多少不控制，只做并网时，方便管理储能系统。

一个电芯就是0.24或者更少，如果是更小的，另外就是BOD，新的锂电池一般是10%-100%，像这样退役的锂电池肯定是没有的。 右下角的数字是拿一组退役的电池，大概有100多个电池在做测试，红色是电压最高的电池，蓝色是电压最低的电池。

可以看到小电流充电的时候压差控制很稳定，不会超过20毫伏。 这样的话，就能保证较长的使用寿命。 如果你看一下，你会发现它位于 3。

45伏。 线一下子飙升到3.6了，蓝基本都变了。

这个是因为BOD控制不好，或者是原电动车用的BOD控制不好，所以到了临界点的时候，因为备用电池老化了。 从用电器的角度来说，电源电压飙升特别快，引发单一电压差，导致整个系统停止。 这样的话，最高充电电压其实是跟我们最早运行的SOC相匹配的，一定要控制，一定要比原有的动力电车要小一些。

增加这两项技术条件是为了保证本系统长期稳定运行。 大家可以看右下角的图，这个是真实运行的，就是电源充电，效果还是不错的。 我们做的这个系统是从一辆16米的电动车上拆下来的。

原容量为140度系统。 单体电芯容量原来360左右，四五年就只剩下320了，我们最大充电电流40mk就是三分之一，铅酸铅炭电芯的条件也是一样的，这样最高压差和最低压差就控制在一个很合理的范围内。 这是保证退役蓄电池梯次利用的关键技术点。

下面我也介绍一下案例的分享，这个图其实很简单就是谷物完美发布了。 基本上到了填谷的时候，白天我就不再说了，白天我就不再说了，所有用户在所有储能系统中最典型的应用模式。 这是目前已在常州开始试运行的系统。

这是内部地图。 可以看到它是直接从电动车公交车上拆下来的退役电池。 基本上就是原始印章在移动。

外壳有锈迹。 右侧是9套PCS180KW/1MWH系统，右下角是外观，右上角是监控系统。 基本上我们给客户供货的工程质量一般是五年，但是我觉得这种操作方式八年做不大。

好像大电池要用小水管来给电池充电。 这是我们我们在上海的商业储能系统，直接放一套20千瓦，120大卡，公司自己放，直接供给公司用。 看看这个数字，这是一天的运行情况，因为我们本身120度就不会充满90，峰值一般都是从99开始放电。

6度。 因为我们的客户是典型的商业用户，所以白天的负载非常大。 特别是在上海，白天所有空调全部打开，但是晚上就没人了，我们了解各个地区的高峰电价包括两个部分，一个是早上8-12点，一个是晚上6-10点，有些地区可能有点不同，但就是这样的。

如果只在上午放高峰部分的话，那是不行的，因为晚上基本没什么人，但是我们按照这个要求（24小时都计量你，不要超标）就会这么做，所以我们下午就放很多电吧。 在实际应用中，不同的客户类型会遇到不同的问题。 因此，在上述峰谷电价下，净收益为68.

5元即可实现年收入约2.19万。 此外，还有电费的成本。 正常情况下客户已经赞赏80KW了。

后来我们建议客户申请60KW，我们自己就帮20KW。 为什么要申请20kW的系统呢?其实是因为储能系统运行时，电池电压降低，电流固定，所以现在的输出功率基本就减少了。 为了保险起见，20kW的输出功率打50%，按照50%算，每月就是10KW，每年可节省5040元。

直接估算投资回报率，我们是按照一套系统120度电的成本估算的，大概就是4.45就能收回投资成本，而且是按照一年运行320天来算的，这个不是理论，是真实计算的。 这是每日存储系统的报告。

这个报告可以拿来做1MWH的系统，1MWH是由9个系统做成的，从这里就可以看出投资回报率是非常好的。 我这里估算一块钱，我明年可能就是0.8块钱，阶梯可能就是0。

年底为6元。 使用电动车报废电池最重要的一点。 （此条根据会议记录告知，未经审核）。