電池梯次利用方案課件

電池梯次利用方案再生原材剩余價值評估·$方法梯次動力電全生命電池電池特性研究●退役應(yīng)用研究周期單體電池梯次利用方案101項目背景02設(shè)計思路錄03鉛酸與鋰電技術(shù)狀態(tài)對比04兩輪鋰電技術(shù)條件分析05梯次利用方案設(shè)計06梯次利用效益分析07總結(jié)01項目背景2電池梯次利用項目背景近年來,在鋰電池進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段下,其產(chǎn)業(yè)發(fā)展也受到了各國政改府的大力支持。我國同樣頒布了一系列相關(guān)政策性文件,旨在推進(jìn)我國鋰電池行業(yè)的健康快速發(fā)展。在政策引導(dǎo)下,國內(nèi)鋰電池市場空間不斷擴(kuò)大,產(chǎn)量由2012年的12GWh上升至2018年70GWh。隨著新能源汽車及配套設(shè)施的普及度提高,以及國家政策的逐步落地,鋰電池生產(chǎn)技術(shù)提升、成本下降等利好因素,未來新能源汽車的動力電池需求將持續(xù)保持增長,預(yù)計2022年我國汽車動力鋰電池產(chǎn)量將達(dá)到215GWhUPS電動自行車梯次利用12V/24V汽車電池移動電源|通訊基站后備電源電池梯次利用項目背景3電池梯次利用項目背景鋰電池不斷擴(kuò)大普及的同時,由于其生命周期有限,溫度特性差等因素,導(dǎo)致電池的回收及效率利用問題也日益突出。如能合理利用鋰電池本身的優(yōu)勢并能夠在其有限的生命周期內(nèi)結(jié)合金彭兩輪、電池的技術(shù)需求進(jìn)行回收二次利用。這樣既解決了高速電池衰減帶來的續(xù)航困擾,同時也解決了兩輪、三輪中鉛酸電池所帶來的能量密度低、體積大、循環(huán)壽命短、充電速度慢等一系列問題。鑒于以上設(shè)想,我們提出電池梯次利用方案。本報告圍繞梯次利用項目詳細(xì)闡述了方案的可行性以及經(jīng)濟(jì)效益電池梯次利用項目背景4電池梯次利用設(shè)計思路單體電芯Pack裝車使用材料PackVDA標(biāo)準(zhǔn)模組pack電池包再生利用不合格路燈、備能、光伏風(fēng)力發(fā)電等電池梯次利用設(shè)計思路5鉛酸與鋰電技術(shù)狀態(tài)對比鉛酸與鋰電國標(biāo)要求對比及主流鉛酸與主流鋰電供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)對比如下鉛酸與鋰電國標(biāo)技術(shù)要求對比53C2容豪至0%語環(huán)壽命要求25電保5C電保GBT1833120093h15-35℃,濕度25%-85%CcT742200610%45%400次(0.5c&常溫&1000D)285%趣電687:148620151255c,溫度15%90%,10%30%100c常蓋10000808%285%GB/31484-2015大氣旺力:86kpa-106kp模組技術(shù)參數(shù)對比供應(yīng)商單體參數(shù)模組尺寸(元/wh)超威12V50Ah451P4850Ah033C3c(3)500次(0.3C&常溫&85D0D)40.54奧冠12V50Ah451P48V50Ah0.33c3c(3)500次(0.33c&常溫&85D0D)344410350172058比克32v50h15P4850Ah1c4c(155)1800次(1c&常溫腑軒3.2V52Ah1551p48v52Ah1c5c(10s)1800次(1c&常溫&85D0D)17516ah/kg45015041150總結(jié):1、鉛酸電倍率能力遠(yuǎn)弱于鋰電池(約3倍關(guān)系)2、鉛酸電池的峰值放電倍率能力弱于鋰電池(約1.5倍關(guān)系)3、鉛酸電池的能量密度遠(yuǎn)低于鋰電池(約4倍關(guān)系);4、鉛酸電池的體積密度遠(yuǎn)低于鋰電池(約2倍關(guān)系)5、鉛酸電池低溫衰減特性差與鋰電池6、綜合以上特性對比,梯次利用的電池不僅能滿足兩輪、三輪車電池使用需求,且性能遠(yuǎn)高于鉛酸電池鉛酸與鋰電技術(shù)狀態(tài)對比6兩輪鋰電技術(shù)條件分析以YD量產(chǎn)G5兩輪鋰電車為例進(jìn)行分析BMS功能特性1、具有單體電壓、總體電壓檢測,過充、過放告警及保護(hù)功能2、常溫下靜態(tài)電壓采樣精度可達(dá)≤±0.3%FSR±10mV3、具有充、放電電流檢測,充、放電過流告警及保護(hù)功能,充電電流顯示為正,放電電流顯示為負(fù),常溫下電流釆樣精度可達(dá)$2%FS4、具有電芯、環(huán)境,電芯高、低溫告警及保護(hù)功能保護(hù)功能,環(huán)境高、低溫告警功能,常溫下溫度采樣精度可達(dá)≤3℃C5、短路保護(hù)功能;6、具有充電均衡功能7、電芯容量估算功能:電池組滿充容呈、當(dāng)前容量、設(shè)計容呈可以通過上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置,在進(jìn)行完整充放電循環(huán)后容呈可自動更新LED電量狀態(tài)指示功能;8、上位機(jī)軟件控制功能,可通過上位機(jī)軟件方便地對過充、過放、充放電過流、過溫、欠溫等保護(hù)參數(shù),容量、休眠、均衡、存儲等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置9、采用隔離RS485通訊,預(yù)留UART和一線通通訊G5電池包10、具有多種休眠及喚醒方式兩輪鋰電技術(shù)條件分析7兩輪鋰電技術(shù)條件分析YDG5鋰電池系統(tǒng)性能及參數(shù)如下序號頂目對外接口充放電共口(詳細(xì)見接囗定義)22耐壓隊試150Dc,Lmn屆電≤1mA,無擊穿電芯型號靜態(tài)功耗≤200A電池在soc剽余5%靜止6個月,PAcκ不報,恢妟能力大3PAcK規(guī)格13s5P/6P/8PPAc在呈8V15Ah/18/24Ah發(fā)生故時,理過不同LED顯示故障,便分類38-54.6V反接保護(hù)輸出反接時,系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)5標(biāo)準(zhǔn)充電電流放電容呈不低于額定容呈,且不超過額定容呈的10%同時初始容7A/9A/12A室溫放電容呈的極差不大于初始客平均值的79初始容室詛下將完全充滿電電池以1c的電至切定電壓所放出的呈“a0.5C充電1c電,30次術(shù)環(huán)不低于初始容呈的90%,或者符環(huán)次數(shù)安位由啟拔出電池插頭,BMS妄位一次單節(jié)電壓,精度≤±8mV,電池包總電壓,精鷹5±2%Fs系統(tǒng)充放電外部電流采集釆集充的電電清≤±2%FS短保護(hù)500us內(nèi)關(guān)斷回路溫度采集s±2℃絕緣檢瀟絕緣電阻(R≥(Wb*500/))GB廠183843單節(jié)/電池包超過規(guī)定電壓,充電保護(hù)單芯過14過充保護(hù)nV或充電時,總電壓超過198,lso76電狀態(tài)記錄放次,故記錄,計充故電鹽關(guān)款的,井能檬上位過放保護(hù)36系鮚遠(yuǎn)程升級1輸入過壓保護(hù)超過規(guī)定電壓的輸入時進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)故自診售診斷濘法診斷進(jìn)行故障檢、故障類型斷、故障定位、故降信巳擋1充電使用溫度18故電使用漫度BMs系騎有用銨鋇4電池帶電GBT314852015電動汽車用19描熱插拔火花、不損容下冷啟動BM安全性能及GB「486·2015《電動汽車用動力益電池電性能要求及試方法3中技術(shù)要求20充電方式CC/CV單及塊電性能GB/31486詳見搜口定義兩輪鋰電技術(shù)條件分析8兩輪鋰電技術(shù)條件分析YDG5鋰電池系統(tǒng)性能及參數(shù)如下YDG5鋰電池BMS原理框圖如下42ESD產(chǎn)品應(yīng)符合靜電標(biāo)準(zhǔn),搬觸故電±8K空氣放電±5K43常溫容量電池按規(guī)定充滿1時后以c她電至終止電壓,在5次內(nèi)電池容量≥100%定客4低容量電地原規(guī)定充在:20樣五小明后,以C放電至終止電壓在次內(nèi)電也量28%45高溫容量池搜照規(guī)定充滿在50C置小時后,以c電至止電壓,在5內(nèi)電池睿量2100%46耐動足362:2018中641要求4曲由峽落號從0m自虛落X個正負(fù)方普次訂監(jiān)后電池應(yīng)不B→枸充洞電的電池放蛋在烤箱里,并以3C-7℃/mim的逶度升溫,溫升至130c后49130C高溫算,并保持溫度一直處于(130℃+2)孢回內(nèi)1小時試驗后電池應(yīng)不泄菌、不冒煙、不50穿剩用直徑3mm的釘子穿過電池中心并保留30s,試后電使擠壓后單體電池橫向和縱向寸變形1m:m/00S時進(jìn)入保護(hù),關(guān)閉放電Mo5,此時插拔插頭或喜t治;盟入休模式,必須插拔鍤頭或者按按謎充電才可以電池充滿后。浸入室溫下水小時,試驗后擱置6小時,目測外觀,電池應(yīng)不冒煙、不起火、不爆炸、不泄露(浸水至電池最高面)4溫度沖擊GB3662018的631中實方法進(jìn)行5獅環(huán)GB/T3146732015$實驗方法進(jìn)行1、從BMs功能要求及PAcK性能要求來看,梯次利鹽霧GBT3146732015711中實驗方法進(jìn)行57高海拔GB34673201的12中實驗方法進(jìn)行AN通訊控制,而兩輪是485通訊58動力路符合GB丌3662-208458要求制,在梯次利用開發(fā)時需考慮兩種通訊硬件幕5控制路符合GB/T36672201胂59求容設(shè)計60溫均勻性按照GB36要求電池系統(tǒng)內(nèi)部場的差應(yīng)不大于8℃兩輪鋰電技術(shù)條件分析9X平臺新車型電池PACK參數(shù)X平臺電池PACK設(shè)計參數(shù)如下序號頂目名稱參數(shù)參數(shù)參數(shù)電芯與模組1額定電壓4414y336V96V電池管理系統(tǒng)電壓范目1125V5v.電池箱原件6425V3.25v1095V額定能量電池總成構(gòu)成以今后實際需求的4額定容呈100Ah100Ah125Ah144V100量144Kwh5工作溫度范圍0C60C60附圖表電池總成320V250公里(電呈252Kwh320V300公里(電量336Kw6充電溫度范國0-450-45℃0-45℃0-45℃技術(shù)參數(shù)7縣電1c1c電池總成《GBT-3146722015電動汽車用鋰8最大持續(xù)放電電濟(jì)1c1c1c高子動力薔電池包和系統(tǒng)第二部分:高技術(shù)要求95%95%95%95%GB-314673-2015電動汽車用锃9荷電保持能力(25℃30(25℃3(25℃30(25℃3體總成裔子動力蒿電池包和系統(tǒng)第三部分:安days)days)days)days10I防護(hù)等級p67IP67Ip67IP67設(shè)計要求12低壓供電3.6KWH84KWH2.4KWHIP防護(hù)等級電池PAGK采用磷酸鐵鋰電池單體25Ah標(biāo)稱電壓32V(工作電壓2.5-3.65V)X平臺新車型電池PACK參數(shù)10電池梯次利用方案課件11電池梯次利用方案課件12電池梯次利用方案課件13電池梯次利用方案課件14電池梯次利用方案課件15電池梯次利用方案課件16電池梯次利用方案課件17電池梯次利用方案課件18電池梯次利用方案課件19電池梯次利用方案課件20電池梯次利用方案再生原材剩余價值評估·$方法梯次動力電全生命電池電池特性研究●退役應(yīng)用研究周期單體電池梯次利用方案2101項目背景02設(shè)計思路錄03鉛酸與鋰電技術(shù)狀態(tài)對比04兩輪鋰電技術(shù)條件分析05梯次利用方案設(shè)計06梯次利用效益分析07總結(jié)01項目背景22電池梯次利用項目背景近年來,在鋰電池進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段下,其產(chǎn)業(yè)發(fā)展也受到了各國政改府的大力支持。我國同樣頒布了一系列相關(guān)政策性文件,旨在推進(jìn)我國鋰電池行業(yè)的健康快速發(fā)展。在政策引導(dǎo)下,國內(nèi)鋰電池市場空間不斷擴(kuò)大,產(chǎn)量由2012年的12GWh上升至2018年70GWh。隨著新能源汽車及配套設(shè)施的普及度提高,以及國家政策的逐步落地,鋰電池生產(chǎn)技術(shù)提升、成本下降等利好因素,未來新能源汽車的動力電池需求將持續(xù)保持增長,預(yù)計2022年我國汽車動力鋰電池產(chǎn)量將達(dá)到215GWhUPS電動自行車梯次利用12V/24V汽車電池移動電源|通訊基站后備電源電池梯次利用項目背景23電池梯次利用項目背景鋰電池不斷擴(kuò)大普及的同時,由于其生命周期有限,溫度特性差等因素,導(dǎo)致電池的回收及效率利用問題也日益突出。如能合理利用鋰電池本身的優(yōu)勢并能夠在其有限的生命周期內(nèi)結(jié)合金彭兩輪、電池的技術(shù)需求進(jìn)行回收二次利用。這樣既解決了高速電池衰減帶來的續(xù)航困擾,同時也解決了兩輪、三輪中鉛酸電池所帶來的能量密度低、體積大、循環(huán)壽命短、充電速度慢等一系列問題。鑒于以上設(shè)想,我們提出電池梯次利用方案。本報告圍繞梯次利用項目詳細(xì)闡述了方案的可行性以及經(jīng)濟(jì)效益電池梯次利用項目背景24電池梯次利用設(shè)計思路單體電芯Pack裝車使用材料PackVDA標(biāo)準(zhǔn)模組pack電池包再生利用不合格路燈、備能、光伏風(fēng)力發(fā)電等電池梯次利用設(shè)計思路25鉛酸與鋰電技術(shù)狀態(tài)對比鉛酸與鋰電國標(biāo)要求對比及主流鉛酸與主流鋰電供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)對比如下鉛酸與鋰電國標(biāo)技術(shù)要求對比53C2容豪至0%語環(huán)壽命要求25電保5C電保GBT1833120093h15-35℃,濕度25%-85%CcT742200610%45%400次(0.5c&常溫&1000D)285%趣電687:148620151255c,溫度15%90%,10%30%100c常蓋10000808%285%GB/31484-2015大氣旺力:86kpa-106kp模組技術(shù)參數(shù)對比供應(yīng)商單體參數(shù)模組尺寸(元/wh)超威12V50Ah451P4850Ah033C3c(3)500次(0.3C&常溫&85D0D)40.54奧冠12V50Ah451P48V50Ah0.33c3c(3)500次(0.33c&常溫&85D0D)344410350172058比克32v50h15P4850Ah1c4c(155)1800次(1c&常溫腑軒3.2V52Ah1551p48v52Ah1c5c(10s)1800次(1c&常溫&85D0D)17516ah/kg45015041150總結(jié):1、鉛酸電倍率能力遠(yuǎn)弱于鋰電池(約3倍關(guān)系)2、鉛酸電池的峰值放電倍率能力弱于鋰電池(約1.5倍關(guān)系)3、鉛酸電池的能量密度遠(yuǎn)低于鋰電池(約4倍關(guān)系);4、鉛酸電池的體積密度遠(yuǎn)低于鋰電池(約2倍關(guān)系)5、鉛酸電池低溫衰減特性差與鋰電池6、綜合以上特性對比,梯次利用的電池不僅能滿足兩輪、三輪車電池使用需求,且性能遠(yuǎn)高于鉛酸電池鉛酸與鋰電技術(shù)狀態(tài)對比26兩輪鋰電技術(shù)條件分析以YD量產(chǎn)G5兩輪鋰電車為例進(jìn)行分析BMS功能特性1、具有單體電壓、總體電壓檢測,過充、過放告警及保護(hù)功能2、常溫下靜態(tài)電壓采樣精度可達(dá)≤±0.3%FSR±10mV3、具有充、放電電流檢測,充、放電過流告警及保護(hù)功能,充電電流顯示為正,放電電流顯示為負(fù),常溫下電流釆樣精度可達(dá)$2%FS4、具有電芯、環(huán)境,電芯高、低溫告警及保護(hù)功能保護(hù)功能,環(huán)境高、低溫告警功能,常溫下溫度采樣精度可達(dá)≤3℃C5、短路保護(hù)功能;6、具有充電均衡功能7、電芯容量估算功能:電池組滿充容呈、當(dāng)前容量、設(shè)計容呈可以通過上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置,在進(jìn)行完整充放電循環(huán)后容呈可自動更新LED電量狀態(tài)指示功能;8、上位機(jī)軟件控制功能,可通過上位機(jī)軟件方便地對過充、過放、充放電過流、過溫、欠溫等保護(hù)參數(shù),容量、休眠、均衡、存儲等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置9、采用隔離RS485通訊,預(yù)留UART和一線通通訊G5電池包10、具有多種休眠及喚醒方式兩輪鋰電技術(shù)條件分析27兩輪鋰電技術(shù)條件分析YDG5鋰電池系統(tǒng)性能及參數(shù)如下序號頂目對外接口充放電共口(詳細(xì)見接囗定義)22耐壓隊試150Dc,Lmn屆電≤1mA,無擊穿電芯型號靜態(tài)功耗≤200A電池在soc剽余5%靜止6個月,PAcκ不報,恢妟能力大3PAcK規(guī)格13s5P/6P/8PPAc在呈8V15Ah/18/24Ah發(fā)生故時,理過不同LED顯示故障,便分類38-54.6V反接保護(hù)輸出反接時,系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)5標(biāo)準(zhǔn)充電電流放電容呈不低于額定容呈,且不超過額定容呈的10%同時初始容7A/9A/12A室溫放電容呈的極差不大于初始客平均值的79初始容室詛下將完全充滿電電池以1c的電至切定電壓所放出的呈“a0.5C充電1c電,30次術(shù)環(huán)不低于初始容呈的90%,或者符環(huán)次數(shù)安位由啟拔出電池插頭,BMS妄位一次單節(jié)電壓,精度≤±8mV,電池包總電壓,精鷹5±2%Fs系統(tǒng)充放電外部電流采集釆集充的電電清≤±2%FS短保護(hù)500us內(nèi)關(guān)斷回路溫度采集s±2℃絕緣檢瀟絕緣電阻(R≥(Wb*500/))GB廠183843單節(jié)/電池包超過規(guī)定電壓,充電保護(hù)單芯過14過充保護(hù)nV或充電時,總電壓超過198,lso76電狀態(tài)記錄放次,故記錄,計充故電鹽關(guān)款的,井能檬上位過放保護(hù)36系鮚遠(yuǎn)程升級1輸入過壓保護(hù)超過規(guī)定電壓的輸入時進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)故自診售診斷濘法診斷進(jìn)行故障檢、故障類型斷、故障定位、故降信巳擋1充電使用溫度18故電使用漫度BMs系騎有用銨鋇4電池帶電GBT314852015電動汽車用19描熱插拔火花、不損容下冷啟動BM安全性能及GB「486·2015《電動汽車用動力益電池電性能要求及試方法3中技術(shù)要求20充電方式CC/CV單及塊電性能GB/31486詳見搜口定義兩輪鋰電技術(shù)條件分析28兩輪鋰電技術(shù)條件分析YDG5鋰電池系統(tǒng)性能及參數(shù)如下YDG5鋰電池BMS原理框圖如下42ESD產(chǎn)品應(yīng)符合靜電標(biāo)準(zhǔn),搬觸故電±8K空氣放電±5K43常溫容量電池按規(guī)定充滿1時后以c她電至終止電壓,在5次內(nèi)電池容量≥100%定客4低容量電地原規(guī)定充在:20樣五小明后,以C放電至終止電壓在次內(nèi)電也量28%45高溫容量池搜照規(guī)定充滿在50C置小時后,以c電至止電壓,在5內(nèi)電池睿量2100%46耐動足362:2018中641要求4曲由峽落號從0m自虛落X個正負(fù)方普次訂監(jiān)后電池應(yīng)不B→枸充洞電的電池放蛋在烤箱里,并以3C-7℃/mim的逶度升溫,溫升至130c后49130C高溫算,并保持溫度一直處于(130℃+2)孢回內(nèi)1小時試驗后電池應(yīng)不泄菌、不冒煙、不50穿剩用直徑3mm的釘子穿過電池中心并保留30s,試后電使擠壓后單體電池橫向和縱向寸變形1m:m/00S時進(jìn)入保護(hù),關(guān)閉放電Mo5,此時插拔插頭或喜t治;盟入休模式,必須插拔鍤頭或者按按謎充電才可以電池充滿后。浸入室溫下水小時,試驗后擱置6小時,目測外觀,電池應(yīng)不冒煙、不起火、不爆炸、不泄露(浸水至電池最高面)4溫度沖擊GB3662018的631中實方法進(jìn)行5獅環(huán)GB/T3146732015$實驗方法進(jìn)行1、從BMs功能要求及PAcK性能要求來看,梯次利鹽霧GBT3146732015711中實驗方法進(jìn)行57高海拔GB34673201的12中實驗方法進(jìn)行AN通訊控制,而兩輪