动力电池全生命周期管理

1动力电池全生命周期管理作为电动车三电系统的核心部件之一，动力电辿一直是电动车的主要成本来源，也是车辆资产价值最高的部件。近年来，随着技术的进步与规模化发展，动力电池成本呈现用寿命、优化用户体验；另一方面，全生命周期管理也为电池在梯次利用时提供可靠的寿命评估依据，提高回收利用率，充分发挥动力电池的价值。同时，动力电池的全生命周期管理也将促进新商业模式的诞生，如车电分离等。为研究动力电池全生命周期管理的现状，口人会在2020年组织课题组展开研究，并电池全生命周期的关键环节，通过文献综述、企业问卷和实地调研,对与其资产运营管理相关的一些关键领域近年来的技术与模式创新的意义、进展和主要障碍进行了分析与梳动力电池全生命周期的不同阶段标准化。报告提出，高性能BMS能够提高动力电池资产管理效率，而动力电池标准化发方式。与传统BMS通信相比，无线通信的BHS功耗低，可以减少包内线束，便于灵活布置，进而简化结构、减轻重量，从而提高整包能量密度。因2此，无线BHS逐渐受到行业关注，报告预计未来5年内应用无线BMS的电动车行有望4图|BMS的三种通信方式示意（资料来源：公开资料）动力电池电芯与模组尺寸标准化方面，业内一直在进行尝试。报告认为此标准化经过了三个发展阶段，当前正处于第三阶段，电池标准化模组向大尺寸方向发展，我国动力电池企业在此基础上进一步进行了结构优化，如CTP电池和刀片电池等，进一步降低了同优势以及当前发展状态。报告认为，换电模式与V2G模式均能够充分发挥资源集中管理优势，前者可提高电池资产流动性和全生命周期管理可控性，后者则能够为用户和电3电领域底盘换电和分箱换电两种技术同步发展，两种技术各有优劣，换电站已经建成超过500座。换电模式生态系统已经形成，车电分离的商业模式也在逐渐成型，如蔚来、北汽新能源、伯坦科技等都在进行探索。而在V2G方面，地方政府和电力企业也在进行不同的尝试，新能源汽车充电技术设初步显现用户经济性。在国网的一个案例中，电动汽车用户已经可以实现充电免费，放电集中在电动汽车储能应用、可调度容量以及移动储能对配电网影响和协同控制研究等。V2GV2G示范项目主要内容在国内首次将V2G充电桩资源正式纳入华北电力调峰辅助服务市场并正式结算福州市交臣流混网技术实现V2G功能d匕辰产城軸合示范区智慧充电站项目启动主要设备安装，该智急充电站建设具备V2G功能的充放电系统，实现电网和电动汽车的双向互动将在丰台区刘孟家园居民小区建设288个智黒有序国网北京市电力公司充电桩，致力于创新引用V2G等前沿技术威马汽车宣布与国家电网合作推进V2G技术落地应用，威马汽车目前已通过全项V2G技术的车、桩实测及道路威马汽车、国网公司/地区天津市/主，到2022年三元与磷酸铁锂动力电池退役量儿乎相同。报告预计2023-2025年三元动力电池报废量将继续增多，但伴随新能源汽车向市场化发展的趋势，低成本、新模组403530252015fO^502020E2021E2022E图|2020-2022年我国动力电池退役规模预测（资料来源：中国电动汽车■磷酸铁锂动力电池■三元动力电池图丨2020-2022年我国磷酸铁锂和三元动力电池退役规模预测（资料来源:中国电域性的有效推广将拉动回收服务网点的建设，根据报告预测，、“I地区新能源汽车累讣销量在10-30万辆规模时，电池回收网点将达到200-500个，超过30万时，回收服务6公交/客运/运输/物汽修点报废车企汽配商租赁企业汽车经销点82.4%电池综合利用企业在梯次利用方面，报告指出，因梯次电池在循环寿命、能量密度方面相较于铅酸电池具有优势，因而其在低速电动车和厂区运输载具领域的应用将初现经济性。报告也对装新铅酸电池梯次磷酸铁锂电池质星比能星（Wh/kg）30-4590420体积比能量（Wh/L）25-28图I新铅酸电池与梯次磷酸铁锂电池主要性能参数对比（资料来源：东方证券）动力电池全生命周期管理当前存在问题与发展建议标准、关键技术与商业化应用方面仍存在一些阻碍因素。政策法规方面，换电模式安全责任界定尚待明确，以进一步明晰资产运营的权责利界限；退役电池回收行业监管力度有待加强，亟需配套政策促进资产流转形成闭环；电池全生命周期信息监管类政策处于空口状态，缺乏对资产管理的有7效信息支撑；电动汽车接入电网和峰谷电价激励机制缺失，资产运营效率提升策略失效。控制策略尚未考虑V2G场景，资产网侧应用价值有待进一步挖掘；电池回收行业共性技术待进一步突破，以提升资产剩余价值。商业化应用方面，电池包标准化在乘用车领域较难形成行业共识，资产运营成本徒增；换电站建设运营成本高，存在一定的业务运营压力；电网智能化改造和电动汽车质保