项目五 动力电池保养维护及回收利用

项目五动力电池保养维护及回收利用新能源汽车电池及管理系统检修项目五动力电池保养维护及回收利用动力电池系统定期保养与维护动力电池梯次利用及回收利用任务一动力电池系统定期保养与维护项目五动力电池保养维护及回收利用一、动力电池系统的定期检查保养1.外观检查（1）举升新能源汽车，检查动力电池底部有无磕碰、划伤、损坏、渗液等现象，如图5-1-1所示，如果有则立即维修或更换；（2）检查动力电池高压插接件是否有变形、松动、密封损坏等现象，如图5-1-2所示，如果有则立即维修或更换；目测动力电池低压插接件是否有变形、松动、密封损坏等现象，如果有则立即维修或更换；一、动力电池系统的定期检查保养（2）检查动力电池高压插接件是否有变形、松动、密封损坏等现象，如图5-1-2所示，如果有则立即维修或更换；目测动力电池低压插接件是否有变形、松动、密封损坏等现象，如果有则立即维修或更换；一、动力电池系统的定期检查保养（3）使用定扭式扭力扳手组合工具检查动力电池固定螺栓的扭矩是否合格，如图5-1-3所示。2.动力电池冷却系统检查（1）检查动力电池冷却液膨胀罐液位是否合格，冷却液液位应位于MIN和MAX之间，若低于最低值，则需添加冷却液。帝豪EV300汽车动力电池冷却液膨胀罐位置如图5-1-4所示；（2）打开动力电池冷却液膨胀罐盖子，用吸管吸取少量冷却液，使用冰点测试仪检查动力电池冷却液冰点是否符合要求，如图5-1-5所示；(3）检查动力电池冷却液管路是否泄漏，相关管路是否有破损；一、动力电池系统的定期检查保养3.绝缘检测（1）拆卸动力电池的低压插接器和高压插接器，使用万用表检测动力电池高压插接器正负极电压，如图5-1-6所示，注意需要单手操作；采用同样的方法检测正极与汽车壳体电压、负极与汽车壳体电压；这个步骤是为了验证汽车断电状态下，动力电池是否仍然有电压输出，即验电；一、动力电池系统的定期检查保养（2）使用绝缘测试仪，检测动力电池相连接的高压线束与汽车壳体的绝缘电阻，如图5-1-7所示。4.使用故障诊断仪检查动力电池系统以帝豪EV300车型为例，按以下步骤开始操作：（1）打开诊断仪套件；（2）连接故障诊断仪适配器与相关线束接插器；（3）将故障诊断仪适配器连接至车辆诊断接口，如图5-1-8所示；一、动力电池系统的定期检查保养（4）打开车辆电源开关，打开诊断仪电源开关；（5）待初始界面出现后，点击BTXD001，进入诊断仪诊断界面，点击新能源诊断系统，选择帝豪车型，如图5-1-9所示；（6）待蓝牙配对成功后，点击确认示，选择帝豪EV300；一、动力电池系统的定期检查保养（7）点击电源管理系统（BMS），如图5-1-10所示；

（8）读取故障码，清除故障码，如图5-1-11所示；一、动力电池系统的定期检查保养（9）再次读取故障码，并记录；（10）读取动力电池相关数据流，判断动力电池状态，如图5-1-12所示；（11）关闭诊断仪，关闭车辆电源开关，取下适配器，将诊断仪套件放回原位。一、动力电池系统的定期检查保养新能源电动汽车的动力电池在使用过程中需注意以下几个方面。1.避免碰撞破损电动汽车动力电池组一般布置在承载式车身底部，当车辆经过一些坑洼路面时，注意避免汽车底盘的刮碰，因为底盘的刮碰很可能伤害到动力电池组。另外，车辆发生碰撞事故后，必须要及时检查动力电池组的损坏程度，否则动力电池组很可能因为碰撞发生变形，而导致动力电池组内部短路，最终引起局部过热引发车辆自燃。如果车辆行驶过程中受到强烈碰撞，在安全区域停车并检查车辆底盘线路、车身电池包区域是否受损。如果一旦产生破损，不建议继续行驶，应立即联系服务站救援。二、动力电池包使用注意事项2.避免内部进水尽量避免电池包进水，虽然汽车的防水性和密封性都是非常好的，电池包也有一定的防水能力，现在国家一般要求是达到IP67的防水等级，但是不保证完全不会进水。在清洗电动汽车时，最好不要把高压水枪直接对着动力电池进行清洗，在压力差的作用下，动力电池更可能因为个别部件密封不严而进水短路，那后果可能会很严重，所以在电动汽车清洗过程中，注意清洗部位和高压水枪的压力。二、动力电池包使用注意事项3.避免环境温度过高或过低请勿在温度超过60°C的环境下使用，温度过高会使动力电池、电机及控制系统散热出现问题。从而导致系统报故障码，严重的会导致电路短路，有引发起火的风险，很多电动汽车自燃就是因为热管理系统做的不到位或者使用上面有一定的失误。而当环境温度低于-5°C时，请停止给电池包/车辆充电。电池都是有正常的充放电工作温度的，温度过底，电池会自我保护，不能进行充电。如果北方使用，必须要买带电池加热系统的车辆，待电池加热到工作温度以后再进行充电。二、动力电池包使用注意事项4.避免长期存放尽量避免将电动汽车长时间存放，因为长时间存放会使动力电池因长期充电不足而降低使用寿命。所以电动汽车在存放时一定要保证动力电池处在充满电的状态下，并且保证每个月对动力电池进行补充充电。电池包如果长期存放，必需安全断电。车辆的小电池也就是12V的电池必须是要断开的，断开小电池，也就断开了动力电池的控制电路，这样动力电池的电就不会释放出来了，但是如果长期不使用，建议断开动力电池的维修开关，这样动力电池内部就会断开，不会有造成电量损耗，也保证了电池的安全性。二、动力电池包使用注意事项5.避免过度放电电动汽车在日常使用时，应该多注意仪表的电池电量显示。最好不要等动力电池亏电后再去充电，因为动力电池过度放电，会极大程度的影响动力电池的使用寿命。与此同时，也应该注意仪表上动力电池剩余行驶里程，行驶里程最好不要超过满电状态下最长行驶里程的2/3（例如，车辆在动力电池满电状态下最佳行驶里程是150公里，最好不要让车辆行驶100公里以上）后再去充电。二、动力电池包使用注意事项6.避免电池自身过热电动汽车行车电脑对动力电池的过热保护做得非常到位。因此当车辆出现动力电池过热报警时，切记一定要停车并对动力电池进行充分散热。不要一意孤行，动力电池过热报警依然行驶，那样的情况下，很可能造成动力电池过热甚至车辆自燃。7.避免接触泄露的电解液当电池发生电解液泄漏时，一定不要接触，电解液都有一定的腐蚀性，会对人体的皮肤产生一定的损伤。

二、动力电池包使用注意事项8.避免无防护触碰电池非专业人士，请勿触碰、移动、拆解电池包及相应的高压线缆，或其他带有高压警示标识的部件。高压系统最低也有一百多伏的电压，高的则有六七百伏的电压，没有安全防护的情况下不要随意触碰。二、动力电池包使用注意事项9.避免采用不当的灭火方式当车辆或电池包起火时，应迅速离开车辆到安全距离，请使用电火专用灭火器，使用水灭火或不正确的灭火器灭火可能导致触电。无论燃油汽车还是电动汽车都存在一定的自燃风险，尤其是在炎热的夏季，因此车上应该配备消防装备，如灭火器、逃生锤之类的消防器械应该常备车中，以防不测。10.避免采用低精度的充电装置电动汽车的充电装置的充电精度一定要高，最好使用原厂的充电设备进行充电，充电精度高对于动力电池是有很大的好处的。

二、动力电池包使用注意事项任务二动力电池梯次利用及回收利用项目五动力电池保养维护及回收利用一、动力电池梯次利用和回收的意义动力电池的梯次利用和回收意义主要基于环境保护、资源节省、具有一定利润三个方面。1.环境保护东西电池的正极材料里包含镍、钴、锰、锂等重金属元素，这些重金属元素会对环境、水等造成污染；负极材料里面的碳材、石墨等会造成粉尘污染；此外，动力电池的电解液中含有有毒的化学成分，也会造成氟污染。一、动力电池梯次利用和回收的意义2.资源节省动力电池中含有大量的金属元素，镍、石墨等我国比较多，但是像钴之类的金属元素是我国稀缺的；中国的锂元素绝对含量很多，但是开采难度比较大，一般都分布在西藏、青海、四川等条件比较艰苦的矿山；盐湖锂里面镁离子含量比较高，提取锂的难度也很大。3.具有一定利润做动力电池的梯次利用及资源化回收还是能形成商业化的，因为最近几年汽车行业大量转入电动化，动力电池需量增加，导致上游的贵金属材料价格非常高，金属钴价格为60万/吨，镍10万/吨，碳酸锂17万/吨，金属锂90万/吨。二、行业动态1、政策支持最早在2012年的时候，国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划》中提到了“制定动力电池回收利用管理办法”；2014年国务院办公厅发布了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，研究制定动力电池的回收利用政策；2015年财政部、科技部、工信部、发改委在《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》中提到“要让及动力电池企业承担废旧电池回收的主体”。二、行业动态2016年，发改委、工信部、环保局、商务部及质检总局又相应的发布了一系列政策，到目前为止，专门针对锂电池回收的政策总共有20多项。2018年3月，七部委联合发布了最新的《关于开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》。梳理这些政策，可以归纳出以下四点：（1）国家各部委主张动力电池先进行梯级利用，再进行资源化回收；（2）落实生产者责任延伸，即“谁生产，谁负责”；（3）建立动力电池的回收利用体系，开展一些试点项目，建立回收化网络及信息监管；（4）行业规范不断完善，国家对企业的资质要求逐步清晰。二、行业动态2、市场规模锂电池整体可以分为三大类：消费类电池：用在手机、IPAD、笔记本电脑等消费类电子产品上的电池，以锂电池为主；动力电池：用在新能源汽车上的电池，乘用车上主要是三元锂电池，商用车主要是磷酸铁锂电池；其它电池：用在充电站、火电站、商用储能等方面的电池，主要使用的是磷酸铁锂电池。二、行业动态2021年中国新能源汽车的产销量分别在354.5万辆和352.1万辆，预计到2022年我国的新能源汽车产销将突破500万辆。2021年，我国动力电池装机量共计154.5吉瓦时，占全球装机量约五成。在全球动力电池装机量前十强的企业中，我国企业占据6席，市场份额约为48%。在车用动力电池方面，2022年上半年我国动力电池装车量110.1吉瓦时，同比增长109.8%。二、行业动态根据近年新能源汽车动力电池的需求量测算，乘用车电池容量从100%到80%的时候，寿命在5年左右，商用车在3年左右，我国新能源汽车2014年即开始形成一定规模，以此推算，到2018年左右动力电池将有一定规模的动力电池退役阶段。图5-1-1所示为2018-2025年动力电池（统一拆解）回收市场规模及预测，2018年，废旧动力锂电池中资源回收所创造的市场规模即开始爆发，2022年达到122亿元，2025年将超过300亿元，其中，镍金属的产值将达7亿元，回收钴的产值将达到6亿元，锂金属回收的产值预计将达到44.62亿元。如果加上非统一拆解的规模，市场经济效益将非常可观。二、行业动态图5-1-12018-2025年动力电池（统一拆解）回收市场规模及预测（单位：亿元）三、废旧电池处理产业链1.动力电池产业链分析动力电池产业链环节分为上、中、下游，如图5-1-2所示。上游是动力电池原材料构成的起点，主要包括锂、钴、镍、锰等矿产以及各种化合物。其中，锂是最常见的正极材料原料，石墨通常仅作为负极材料。中游产业链包括由正负极、电解液、隔膜等加工形成电芯，以及电池模组、线束、连接器和电池管理系统整体形成动力电池零部件。而下游是整车和回收利用产业，包括回收、运输、拆解、梯次利用等。由锂离子动力电池产业链可以看出，下游环节在整个锂离子动力电池产业链中起着呈上转下的作用，如果不妥善合理的运营好下游环节，充分对回收利用进行的处理进行研究并高效管理，将会使动力电池产业链出现瘫痪。三、废旧电池处理产业链三、废旧电池处理产业链下游再生利用产业中，动力电池从出厂到报废将经历四个阶段，如图5-1-3所示。动力电池在出厂后被用在正常的汽车中，但动力电池的容量或衰减性能是随着使用次数的增加而逐渐降低，当其性能下降到原性能的70%-80%时，便不在符合电动汽车的使用标准，但仍可用在对电池性能要求低的场合，即进入梯次利用阶段，如储能系统、低速电动交通工具等。当电池性能进一步下降到不适合梯次利用后，再进入回收拆解再利用阶段。动力电池产业链和报废的阶段性分析也决定了废旧动力电池目前的主流的两种处理方法，即梯次利用和再生利用。三、废旧电池处理产业链三、废旧电池处理产业链2.动力电池的梯次利用通常退役的动力电池还保有一定的容量，直接报废会造成剩余容量的浪费。梯次利用过程是一种基本同级或降级应用的过程，是指动力电池已经达到原生生命设计，再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程。。为了能够充分发挥电池的剩余价值，车用动力电池的梯次利用需根据电池使用的寿命状况进行重新分档使用，通常包括拆解、测试、分类、重组过程。通常，退役的动力电池还保有其初始容量的70%-80%，可将其用于储能、电网、电动自行车等对能量密度要求不高的领域。这将缓解大量废旧动力电池进入回收阶段的压力，延长了动力电池的生命周期，充分发挥了动力电池的剩余容量价值。三、废旧电池处理产业链退役的动力电池在梯次利用过程中会经历拆解、筛分、重组和集成的过程，其中最主要的就是退役电池包拆解、拆解电池剩余寿命评估和电池模组系统集成三个阶段，如图5-1-4所示。现今对于电动汽车用锂电池梯次利用的研究，虽已基本实现第一阶段的自动化和半自动化拆解，但其在拆解过程中的安全性仍有待研究，仍处于拆解电池的初始阶段，仍存在许多技术问题，比如回收的电动汽车用锂电池的分档和筛选问题；如何对回收电芯进行整修及如何重新配组等问题，仍需开展大量的工作。三、废旧电池处理产业链三、废旧电池处理产业链动力电池梯次利用的技术壁垒较高，图5-1-5所示为，目前实现动力电池的技术难点主要有离散整合技术和剩余寿命预测两项关键技术。离散整合技术不仅要对不同的电池寻求最佳配租方案，还要求打造一个兼容性足够的系统结构，以保持电池组有足够好的紧固性、可靠性、弹性同时实现快速拆卸。此外，为了应对复杂的环境（各种化学体系、电池不同规格、批次、厂家），一个稳定的BMS也是必要之一。电池荷电状态SOC的确定是BMS中的重点和难点，影响电池SOC的主要因素包括充/放电电流的大小、环境温度、电池自放电率、电池老化，除以上因素外，电池内阻，初始荷电状态、均衡情况、不一致等因素均对电流荷电状态存在不一样的影响。三、废旧电池处理产业链三、废旧电池处理产业链剩余寿命预测技术也是退役电池梯次利用流程中的关键环节。寿命衰减来源于电池存储导致的每日寿命衰减和运行时引起的循环寿命衰减，外在性能根据能量型和功率型电池的不同特性表现为容量能力的下降或功率的降低。梯次利用的优势在于成本的高低，然而由上述梯次利用流程和关键技术可知，电池包的拆解、电池模组的检测、筛选、重组和系统集成等都会增加梯次利用的陈成本，即使退役的电池对于新电池而言具有一定的成本优势，其安全性和可靠性，以及后续产品的运营和维护都远不如新电池，因此，要想梯次利用能够被大规模推广，“免拆解+编码制度”才是未来梯次利用的方向。随着国家推进电池模块化设计，推广用蓄电池编码制度，动力电池制造技术快速发展，退役电池质量得到充分保障，现阶段梯次利用遇到的难题将得到有效解决。三、废旧电池处理产业链3.再生利用技术研究废旧锂离子动力电池的另一个主要去向就是再生利用，从电池的全生命周期来看，对于不能梯次利用的报废电池在拆解后，将其中的有价金属进行提炼后再次使用。调查显示，2029年至2032年间，每年可用于再制造、回收和再利用的锂离子电池数量可能超过300万个，2020年至2033年间将达到新车需求的50%。研究表明直接把废旧动力电池恢复和修复成直接用于后续电池，会消耗更少能量，产生更少气体排放。三、废旧电池处理产业链（1）格林美股份有限公司的废旧动力电池再生利用格林美股份有限公司于2001年在深圳注册成立，被称为国内从事废旧电池回收的“龙头型企业”，也是全国领先的废旧电池电子废弃物回收利用及报废汽车循环利用企业，主要从事废旧电池、报废汽车、电子废弃物与钴镍钨等稀有金属废弃物等“城市矿产”资源的循环利用和循环再造产品的研究和产业化，目前已拥有