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動力電池回收是個寶？看看各大車企怎麼做(下篇)

04-08

隨著我國新能源汽車產量不斷擴大，第一代電動汽車電池逐漸走向了生命的尾聲，不少電動車主的動力電池已經面臨更換或者已經更換。之前交能網也在公眾號里提到了這一市場的巨大潛力（點此查看上篇推送: 動力電池回收是新藍海？電動汽車電池的梯級回收應用場景（上篇））。今天我們將繼續展開，介紹動力電池梯次利用的成功案例。

萊比錫「電池農場"

寶馬作為豪華車的領先品牌之一，在電動車領域於德國車企中走在了前列。無論是小型車I3, 還是豪華跑車I8，都在德國街頭頻頻出現。除了新車領域，在廢舊電池領域寶馬也率先做出了探索。2017年金秋時節，在寶馬萊比錫工廠第十萬輛BMW i3下線的儀式上，寶馬的「電池農場」也正式併網運行。剛投入運行期間，700輛i3的舊電池將成為高壓儲能系統的重要組成部分，賦予了電池「第二次生命」。

據寶馬方面表示，第一代寶馬i3電池已經使用了超過4年，總計行駛里程數超過10,0000公里。除了已經使用的700餘電池單元外，還有很多潛在的可利用資源。該儲能電站的設計也最大限度遵循模塊化的原則，保證更多電池接入時的可擴張性和電池更新、替換時的兼容性。寶馬工廠附近的風電場與這個「電池農場」形成配套，從而增加可再生能源在工廠內的消納能力，保障寶馬工廠的能源自給率。此外該儲能系統還直接併入電網，參與一次調頻市場。在一次調頻市場中，為克服舊電池對電網狀態不利影響，儲能系統中的新電池部分將起到更大的作用。

與寶馬類似，其競爭對手賓士公司也於2018年上馬了新的動力電池儲能電站。除了老舊電池的再利用外，電站還使用新生產出來的庫存電池單元，在系統中適度充放電，以維持電池良好的工作狀態，避免深度放電對新電池造成損害。

日產Reborn Light 電燈

除了在電網側德國企業將儲能電池二次利用外，另一汽車生產大國日本的電動車領跑者日產-雷諾集團在用戶側也另闢蹊徑，推出了基於電池梯次利用的Reborn Light街燈。電動汽車的退役電池，將直接與路邊電燈的光伏板相連，組成微型的儲能系統，能在孤網的環境下正常工作，對於福島災後重建的地區來說有著很強的現實意義。日產與日本4R Energy公司正在利用這個技術，給基礎設施受到嚴重破壞的雙葉浪江町重新帶來光明。此外，由於日本處於地震多髮帶，電網不穩定的情況時有發生，Reborn Light的儲能電源也能參與應急供電的場合。

電池梯級利用的設計要素

電池在它第一個生命周期中，基本上處於每天1-2小時使用時間，深度充放電，並且可能面對環境溫度的巨大變化。而儲能電池（電池的靜態使用）與電動汽車的使用場景有著顯著的不同：儲能電站是每年24h*365天不間斷併網運行，充放電電流較小，工作溫度能夠穩定在20-25℃。這樣的工作條件保障了電池在梯次利用的時候，能夠達到較理想的生命周期。

1. 配套電力設備

由於儲能電站使用中，電池的充放電電流較小，相應的保護設備需要重新選型，但這樣較車載電池參數指標相較更低，也能夠降低系統成本。

2. 電池包裝與支架

車載電池都是模塊化設計和使用的，相對應的儲能電站的電池也應該設計模塊化的支架單元，方便布置和更換。此外，儲能系統EMS系統的介面，也應模塊化設計。

3. 熱管理

電池工作中產生的熱量，需要通過模塊化的通風系統及時疏散。在支架間形成良好的空氣流動，如圖所示。

電池利用的前景與展望

目前電池的梯次利用還是一個全新的課題，商業應用的項目鳳毛麟角，大部分都還是實驗或者示範項目階段。隨著第一批電動汽車動力電池的退役潮，以及新能源汽車的進一步普及，回收不滿足車載性能要求的動力電池，將成為車企的社會責任。傳統的拆解回收技術產生的負面環境影響，將促使企業在電池回收利用場景上創新，以適應電動汽車時代的到來。

「參考資料」：

[1] Sebastian(2017),BMW Group nimmt Speicherfarm Leipzig in Betrieb unter Verwendung von BMW i3Hochvoltspeichern, elektroauto-news.net/20

[2] 唐美鳳（2018）, 日產設計RebornLight街燈 善用電動車舊電池, unwire.hk/2018/03/24/re

Juergen Koelch(2017), Die Wiederverwendung von gebrauchtenElektronfahrzeug-Batterien in stationaeren Anwendung, EVA Fahrzeugtechnik GmbH

編輯：張佳琪

作者：庄弘

聯繫作者： hong.zhuang@jiaonengwang.com

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