车用动力电池回收利用 梯次利用 第5部分:可梯次利用设计指南 编制说明_第1页
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文档简介

《车用动力电池回收利用梯次利用第5部1《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》(征求意见稿)编制说明1.1任务来源国家标准化管理委员会于2022年12月下达《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》的正式立项通知,项目计划号是20221253-T-339,由TC114全国汽车标准化技术委员会归口,由TC114SC27(全国汽车标准化技术委员会电动车辆分会)执行,主管部门为工业和信息化部。1.2工作过程(1)成立起草组,分工与资料收集2023年12月,项目正式立项后,全国汽车标准化技术委员会电动汽车分技术委员会秘书处组织行业中各相关方初步确定起草组范围,讨论标准具体框架结构及版块分工,并针对标准制修订要求组织安排后续工作。标准起草组搜集了国内车用动力电池回收利用相关的政策、法规和标准资料,包括《“十四五”工业绿色发展规划》、《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》征求意见稿、EU)2023/1542、《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》、《关于开通汽车动力年)》等相关管理政策。基于对上述材料的收集和整理,标准起草组初步创建了标准提纲,明确了此标准的框架内容和技术要求,并形成了标准草案。(2)起草组会议讨论2023年2月21日,全国汽车标准化技术委员会车用动力电池回收利用标准起草组2023年第1次工作会议在厦门召开。来自中国汽车技术研究中心有限公司、整车企业、动力电池生产与回收利用企业的30余名代表参加了会议。会议听取了车用动力电池回收利用标准体系研究进展的报告,结合动力电池生产和梯次利用企业的需求研讨了《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》标准制修订的方向与目标。起草组会议集中讨论了《动力电池梯次利用中的问题分析及希望电池生产设计考虑的要素建议》等议题。分析与研究了我国梯次利用过程、应用场景和行业难点。梯次利用企业和回收利用企业指出目前梯次利用企业在梯次利用过程中存在拆解效率低、缺乏电池数据、电池重组难度大等问题,并建议从电池结构件标准化、采用可降解胶水、共享电池数据信息等电池可梯次性设计方面开展标准研制工作,引导电池生产企业、整车生产企业和梯次利用企业共同合作,促进梯次利用行业健康发展。《车用动力电池回收利用梯次利用第5部2(3)第二次起草组会议讨论2023年9月27日下午,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会于福建省宁德市召开了车用动力电池回收利用标准起草组2023年第2次会议。会上对《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》国家标准草案进行详细讨论,明确动力电池生产企业及主机厂应提供的信息与标识要求部分、增加不同应用场景下电池模块梯次利用于低速电动车时应满足的要求、电池管理系统的软件复位功能,明确高压接插件应使用GB/T37133中的标准件等。并提出应考虑与《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》中针对动力电池生产企业需要提供的电池信息保持一致,同时兼顾考虑通信协议的相关问题。调整附录A与附录B的要求。(4)第三次工作组会议讨论2023年10月24日,全国汽车标准化技术委员会车用动力电池回收利用标准工作组会议在西安召开。来自中国汽车技术研究中心有限公司、整车企业、动力电池生产与回收利用企业的40余名代表参加了会议。会议结合动力电池生产和梯次利用企业的需求讨论与完善了《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》标准文本,删除了电池模组结构参考设计要求,电池管理系统相关内容移至附录等。具体修改意见详见下表1。表1《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》修改建议1“本文件适用于新品动力蓄电池单体、模块和电池包的设计。”234一般对应电池护照要求,增加标牌与变迁的要求。内容包括但4567螺栓、高低压接插件以及冷却管路插头等应使用XXXXQC/T603\604\605\....行标中的38会对芯片与算力的增加要求,因此也需要整车9增加“电池单体之间宜选用易于拆解的连接方式”(5)第四次工作组会议讨论2024年4月2日,全国汽车标准化技术委员会车用动力电池回收利用标准工作组第12次会议在杭州召开。中国汽车技术研究中心有限公司中国汽车标准化研究院高级技术总监刘桂彬出席会议并致辞。来自中国汽车技术研究中心有限公司、整车企业、动力电池生产与回收利用企业的50余名代表参加了会议。会议针对《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》标准文本进行了讨论,并重点研讨了根据上次会议修改的文本。同时会议上还针对问卷调查的反馈结果对梯次利用过程中的相关问题进行了分析总结,就此与各位专家开展了深入的交流和讨论。形成针对标准的修改意见如下表2。表2《车用动力电池回收利用梯次利用第5部分:可梯次利用设计指南》修改建议1保持与动力电池电子标牌与标签标准立项草案中23删除“不宜点焊”45利于后续模块与单体的梯次利用;屏蔽不能6),《车用动力电池回收利用梯次利用第5部4(5)形成公开征求意见稿2024年4月2日,标准起草组根据工作会议纪要,修改标准文本与编制说明,形成征求意见稿。(一)本标准的编制主要遵循下列原则:1)协调一致原则,目前针对车用动力电池梯次利用相关标准,国家发改委以及工信部等部委出台了对应的政策和行业管理办法,此外也已发布相关国家、行业标准10余项,本文件在起草过程中,保持与上述政策及本体系标准之间的一致性与协调性。2)编写规范性。本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》进行编写。3)可实施性原则:本标准具备实际操作的可行性和可实施性。标准的内容具备清晰、明确、可操作的特点,能够为梯次利用的实施提供具体的指导和实施要求。(二)本标准的主要内容的编制依据针对主要章节及具体条款的设置理由,说明如下:1、术语和定义术语和定义主要界定了2类术语,一类是针对动力电池的定义,一类是与梯次利用相关的术语定义。(1)动力电池部分共收录以下术语:电池单体、电池模块、电池包、电池系统。编制说明:梯次利用的主要对象为新能源汽车的核心部件动力电池,动力电池主要分为电池单体、电池模块、电池包、电池系统,实际过程中将按照电池单体、电池模块、电池包、电池系统几个层级进行梯次利用,术语来源主要有GB/T19596、GB38031等两项动力电池相关领域的标准。(2)梯次利用相关的术语定义共收录以下术语:拆卸、拆解、梯次利用、可梯次利用设计。拆卸remove将动力蓄电池从电动汽车上拆除并卸下的过程。拆解dismantling将废旧动力蓄电池包(组)、模块进行解体的作业。梯次利用echelonuse车用动力电池退役后,整体或经过拆解、分类、检测、重组与装配等相关工艺,能够以蓄电池包或蓄电池模块或蓄电池单体的形式再次应用到包括但不限于基站备电、储能、低速动力等相关目标领域的过程。《车用动力电池回收利用梯次利用第5部5[来源:GB/T34015.3—2021,3.1]可梯次利用设计batterydesignforechelonuse在新品动力电池的设计和开发阶段,使其在退役后易于梯次利用的系统设计。编制说明:其中拆卸、拆解为梯次利用过程至关重要的一步,合理的拆卸、拆解可以极大地提高梯次利用率。动力电池的梯次利用除了电池包级别的梯次利用之外,还包括模组级别的梯次利用和电池单体级别的梯次利用,因此需要从电池包拆解得到模组和单体。在该标准中拆卸和拆解出现次数频繁,同时标准围绕如何通过可梯次利用设计促进动力电池梯次利用的主题展开,于是针对梯次利用、可梯次利用设计这两个中心词进行了定义,术语来源主要有GB/T34015.3。其中可梯次利用设计是本标准进行定义的术语,指的是在新品动力电池的设计和开发阶段,使其在退役后易于梯次利用的系统设计。主要是面向未来的可梯次利用,针对新产品电池设计过程,提出指南性的技术要求。2、一般要求(1)应在满足电动汽车使用要求的前提下,按照优先梯次利用、后再生利用的设计原则,在动力蓄电池的产品结构、连接方式、使用寿命、工作电压和数据分析等方面进行相应的可梯次利用设计。编制依据:工业和信息化部于2021年11月15日印发的《“十四五”工业绿色发展规划》中强调,在废旧动力电池回收利用方面,相关部门要完善动力电池回收利用法规制度,强化溯源管理,推动废旧动力电池在储能、备电、充换电等领域的规模化梯次应用,到2025年,建成较为完善的动力电池回收利用体系。车用动力电池的电池容量降低为80%后,需要报废,其中仍有20%容量可用于电量需求较小的领域,即电池容量低于60%才不再具有使用价值,因此电动汽车使用的电池容量仅占动力电池全生命周期可用容量的50%,若从电动汽车上拆卸下来的电池直接拆解回收,将造成50%的能量浪费,将这类电池重组后,梯次应用于比汽车电能要求更低的场合,实现电池容量的充分利用。相比较对动力电池直接拆解回收利用的方式,通过梯次利用可以减少对新原材料的需求,通过最大限度地延长产品的使用寿命,减少废弃物的产生,从而减少对环境的影响。这有助于保护有限的自然资源,并减少能源消耗和碳排放。然而目前规模化梯次利用仍面临着几个棘手的问题:如退役电池种类规格繁多导致无法批量拆解和回收;其次电芯级别分选时,需要投入产线对电芯的外观/DCR/容量进行筛选,耗时长且投入大;同时梯次利用企业难以获取BMS相关信息以及电池的SOH状态,产品分选时存在磨码、缺码、混批等情况;电池包趋势是高度集成化、传统模组的概念越来越淡化,并且应用大量的结构胶、焊接、甚至灌胶,给拆解带来了极大的挑战;三元电池较危险容易起火爆炸等问题。《车用动力电池回收利用梯次利用第5部6通过在车用动力电池设计之初即考虑后续的梯次利用过程,指导电池生产企业如何提升新品电池的可梯次利用性能,设计产品的模块化和可拆卸性,可以更容易地进行部件的更换和升级,延长产品的使用寿命。设计可回收的材料和部件,以及采用环保的生产工艺,可以降低产品在生命周期结束后的废弃物量,便于回收和再利用。通过选择环保的材料和工艺,减少有害物质的使用,以及优化产品的生命周期管理,可以降低对环境的负面影响。通过设计产品的多功能性、可拆卸性和可升级性,可以实现资源的最大化利用,减少对新资源的需求。工信部公示《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》中也提到综合利用企业应按照国家、行业有关标准对废旧动力电池开展多层次、多用途的合理利用,并将利用过程中产生的废物进行合规处置。(2)应尽量减少动力蓄电池的尺寸规格型号种类,减少动力蓄电池模块的尺寸规格种类。编制依据:在动力电池尺寸规格设计上,减少动力电池规格尺寸种类可以降低梯次利用过程中的成本和复杂性,电池的安装和连接变得更加简单和可靠,减少因接口不匹配而引起的问题。同时,统一规格也有助于提高电池的整体性能和一致性,提高梯次利用效率,可以使得电池的再利用更加便捷和高效。目前已发布的标准有XX,在研的标准有XX。(3)采用多模块组成的电池包时,设计动力蓄电池模块时其额定电压宜不高于60V。(4)模块额定电压高于60V时,应在动力蓄电池模块外表面标注模块的额定电压。编制依据:在多模块设计的电池包时,模块梯次利用需要拆解电池包,所以为了保证工作人员的安全,在模块超过60V的人员触电防护要求时(参考GB18384-2020电动汽车安全要求),电池生产厂家需要在模块外表面进行标注,同时建议模块电压不宜超过60V。(5)动力电池外壳应标示标牌与标签,标牌与标签性能应符合GB/T25978《道路车辆标牌与标签》相关要求,并提供产品的电子标识。包括但不限于下表3中所要求的信息内容。表3动力电池生产企业及主机厂应提供的信息与标识要求1息234567“Ni-MH”89含有超过0.002%镉的电池,应标明有关金属含有超过0.004%铅的电池,应标明有关金属含有超过0.005%汞的电池,应标明有关金7息当心高温(安全标志参考GB2894-必须戴防护眼镜(安全标志参考GB2894-20084.3.3当心腐蚀(安全标志参考GB2894-200禁止烟火(安全标志参考GB2894-20084.1.3表1二维码标识应保证用户可以根据分级访问要求,允许用户息动力蓄电池拆卸、拆解及电池管理系统的车载总线通来自跟踪记录的换电模式新能源汽车识别代号和动力蓄电池a对于电池包,可以说明仅由合格技术人员提供服务。编制依据:通过在动力电池外壳标示标牌与标签的设计,有利于电池从生产到回收全生命周期溯源,为了解决产品梯次利用分选时存在磨码、缺码、混批等问题,更好地提高标牌与标签的使用寿命,标牌与标签需要满足GB/T25978《道路车辆标牌与标签》相关要求。2023年7月,欧盟正式发布新电池法规(EU)2023/1542,该电池法规是首个以法规形式针对电池全生命周期进行规范的法律文件,涵盖了电池生产、使用、再利用和回收各阶段。国内为了更好应对国际形势,促进出口,同时有利于国内动力电池全生命周期监管、市场流通、信息管理和追溯、安全识别和认证、产品溯源和定位、促进电池循环利用,全国汽车标准化技术委员会正式提出建立中国的电池护照,电池护照将作为电池的数字孪生信息记录载体,具备可互操作的数据交换网络传输功能、机器可读、结构化的和可搜索的特点,可以详《车用动力电池回收利用梯次利用第5部8细记录并交互生命周期的各类信息,便于生命周期信息管理,与之相关的标准为《道路车辆产品电子标识的信息动力蓄电池》,其中与梯次利用相关如表1所示的信息,分为9部分。第一部分是关于制造商信息,包括动力电池制造商名称、制造商地址、制造商官方网站地址,通过获取这些信息有利于与动力电池制造商取得联系,获取必要的后续梯次利用各个过程的关键信息。第二部分是关于溯源信息,包括电池生产工厂、生产日期、电池编号等,此类信息一方面有利于梯次利用过程中对同一批产品进行批量化生产,另外通过回溯可以确定电池的制造过程和原材料的来源等,确保电池符合质量标准和规范要求,利于后续的回收利用,对于易发生安全问题的电池也可以直接报废或拆解回收,降低安全风险。第三部分是关于回收相关的信息,用于指导退役电池后续的回收利用,一般会包括回收符号标识和单独回收符号标识,各个动力生产厂家均需根据各家产品的实际情况提供相应标识信息。第四部分是关键原材料信息,重量分数超过0.1%的重金属及关键原材料名称,用金属化学符号标识。贵重金属、关键原材料的信息可以指导回收过程中的有效分离和提取,促进回收电池中的有价值的原材料的再利用,有利于提高原材料回收效率,实现循环经济的概念。同时这些信息对于评估回收电池对环境的影响以及选择合适的处理方法至关重要。不同类型的电池可能需要不同的处理方式,例如,对于含有重金属的电池,需要采取特殊的处理措施以防止环境污染。第五部分为动力蓄电池编码信息,动力蓄电池编码应符合GB/T34014-2017的要求,自2018年8月1日起施行的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,电池生产、梯次利用企业应按照《关于开通汽车动力蓄电池编码备案系统的通知》(中机函〔2018〕73号)要求,进行厂商代码申请和编码规则备案,对本企业生产的动力蓄电池或梯次利用电池产品进行编码标识。第六部分为警示说明,如下:注意安全和高压警告(注意安全标志参考GB289420084.2.3表2,高压警告标志参考GB/T18384.3-20155.1高压警告标记):请查阅使用说明书(安全标志参考GB10396-2006附录B2.24)不要操作(安全标志参考ISO7000)当心高温(安全标志参考GB2894-20084.2.3表2编号2-24)禁止蹬踏(安全标志参考GB2894-20084.1.3表1编号1-23)不可潮湿(安全标志参考GB/T191-2008表1序号6)禁止触摸(安全标志参考GB2894-20084.1.3表1编号1-24)必须戴防护眼镜(安全标志参考GB2894-20084.3.3表3编号3-1)远离儿童(安全标志参考IEC60095-1-2018附件B图B.1)当心爆炸(安全标志参考GB2894-20084.2.3表2编号2-3)《车用动力电池回收利用梯次利用第5部9当心腐蚀(安全标志参考GB2894-20084.2.3表2编号2-4)用户不能自行拆卸(安全标志参考ISO7010)禁止烟火(安全标志参考GB2894-20084.1.3表1编号1-2)说明:动力电池是高压部件,容易造成人员触电,有较高的安全风险,需要持有高压电工证等专业资格证的人才可操作,且需要查阅使用说明书方可进行操作;动力电池有热失控的危险,温度可达上千度;并且动力电池在被蹬踏时可能会破坏电池内部结构造成短路发生危险;动力电池是高压带电体,潮湿的环境可能会导致电池漏电;动力电池的高压口有较高的电压,人员触摸会导致触电危险;另外动力电池在拆解过程中可能会发生电解液泄露,并且具有腐蚀性,溅入人体眼睛可能导致失明的危险;儿童无法识别危险源,需要尽量避免接触高压动力电池;动力电池可能会发生热失控,发生起火爆炸;动力电池需要在专业的工作人员的操作下才可进行拆卸,用户不能自行拆卸;存在烟火等引燃的情况下可能导致动力电池发生起火爆炸。第七部分为梯次利用需要的信息:(1)动力蓄电池拆卸、拆解及电池管理系统的车载总线通信协议(定向公开)有利于整包梯次利用时获取BMS相关信息、对整包进行充放电测试等(包含但不限拆解/置换控制单元组件等)。(2)明确的动力蓄电池退役、回收等要求和程序:如三元电池较危险容易起火爆炸,在退役时需要进一步说明并提高三元锂电池的梯次利用要求。企业作为电池的生产方需承担动力电池回收责任,其次确认动力电池退役回收的要求和程序有利于指导生产,且明确的动力蓄电池退役、回收等要求和程序可以提高动力蓄电池回收的效率和准确性,可以减少不当处理和处置动力蓄电池的风险,防止电池中的有害物质对环境和人员造成损害(3)来自跟踪记录的换电模式新能源汽车识别代号和动力蓄电池编码的动态匹配信息:工信部公示《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》第十条表明:电池租赁运营机构应跟踪记录换电模式新能源汽车识别代号和动力电池编码的动态匹配信息。(4)动力蓄电池的维修、拆卸、使用年限和更换信息:工信部公示《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》第二十二条电池生产企业应在接收返修处理的动力电池后10个工作日内向国家平台上传入库信息,在将研发、生产、返修等过程中产生的废旧动力电池移交出库后10个工作日内上传退役信息。工信部公示《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》第二十三条,汽车生产企业应在动力电池维修、更换后10个工作日内上传维修溯源信息。(5)电池需退役时告知车辆(电池)所有人须退役的信息与退役原因,报送、定向公开动力蓄电池健康状态信息:公开动力蓄电池的健康状态信息,企业可以更准确地评估电池的剩余寿命和性能状况。这有助于优化电池的梯次利用,将电池用于适合其当前状态和性能的应用领域。例如,对于剩余寿命较长且性能仍良好的电池,可以继续用于高性能应用;而《车用动力电池回收利用梯次利用第5部对于寿命已接近或性能下降较明显的电池,则可以优先用于低功率需求的应用,延长其使用寿命;无法梯次利用时进行拆解回收。3、可梯次利用设计要求(1)动力蓄电池设计时应考虑的梯次利用应用场景应包括但不限于以下三个应用场景:通信基站备用电源、低速电动车动力电源和电力储能。(2)电池包生产企业宜向梯次利用企业开放其所使用的专用接插件信息,包括但不限于接插件型号、端子定义。(3)电池包及零部件材料有害物质应满足GB/T30512《汽车禁用物质要求》相关要求。(4)进行电池包设计时,零部件宜选择具备可回收性的材料,进行电池包零部件选型时宜选择化学元素易于分离的原材料。(5)电池包、模组宜使用一定条件下可溶解的粘性(胶类)物质。2)结构设计要求(1)结构设计时应遵循标准化、模块化、通用性及易拆解的原则。(2)对电池内部固定部件进行易拆解设计,包含但不限于以下设计方法:a)使不同材料的零部件之间便于拆分,尤其使金属材料易于分离;b)使具有不同再生利用特性的零部件之间便于拆解;c)使含有有害物质的零部件便于拆解;d)使含有贵重/稀有材料的零部件便于拆解;e)使易损坏、寿命相对较短的零部件便于拆解。(3)电池包及模块的结构设计需充分考虑拆解便利性。包括但不限于以下要求:a)单体在模块内的固定宜通过结构和摩擦力实现;b)电池包上盖与下箱体装配宜选择螺栓连接,不宜使用粘接胶进行密封,若需使用粘接胶,应满足工装工具拆解方便的要求;c)高压接插件应使用GB/T37133中的标准件,插头选择快插接头。3)电池包可整包梯次利用设计要求(1)电池包与车身连接固定的方式应易于将电池包无损拆卸,宜使用螺栓连接。(2)电池包设计时应便于通过检测设备对模块与单体进行一致性检测。(3)电池包的设计应便于更换部分电池模块和单体。(4)在电池包设计时,相关企业应及时报送、定向公开控制系统通信协议信息。(5)电池管理系统设计应满足附录A中的要求。4)电池模块可梯次利用设计要求(1)电池模块应采用易从电池包中拆解取出的设计,电池模块之间宜选用易于拆解的连接方式。《车用动力电池回收利用梯次利用第5部(2)电池模块设计时应便于通过检测设备对单体进行一致性检测。(3)电池模块梯次利用于通信基站备电时应满足以下要求:a)模块规格尺寸宜按照通信基站备用电源的免维护标准箱尺寸设计;b)模块电压宜设计为48V,或容易串联为48V的电压等级系列;c)电池模块的设计应在满足电动汽车使用要求的前提下,宜把单体电压、温度的采集做成标准接口,模块的正负极做成标准接口。(4)电池模块梯次利用于低速电动车时应满足下表4所示的要求:表4电池模块梯次利用于低速电动车时应满足的要求123455)电池单体可梯次利用设计要求(1)电池单体应采用易从电池模块中拆解取出的设计,电池单体之间宜选用易于拆解的连接方式。(2)单体宜采用标准型号的电池。(3)电池单体的尺寸宜易于再重组后尺寸和电压满足5.4.3与5.4.4的相关要求。编制依据:第2章为总体要求,第3章这一章节主要对电池内部的可梯次利用设计提出了具体要求,主要分为基本要求、结构设计要求、电池包可梯次利用设计要求、电池模块可梯次利用设计要求。各个部分主要从以下几个角度进行设计:原材料、接插件、便于拆解、便于一致性检测、梯次利用应用场景。应用场景:动力蓄电池设计时应考虑的梯次利用应用场景应包括但不限于以下三个应用场景:通信基站备用电源、低速电动车动力电源和电力储能。车用电池包在设计之初便能考虑到后续梯次利用场景,能做到可拆卸性且电池包的单个模组拆出后能直接应用到梯次利用市场或者多个模组串并联组合后直接应用。主要提前考虑两个方面的因素:尺寸要求和模块电压等级要求。尺寸方面,考虑电动自行车梯次利用的场《车用动力电池回收利用梯次利用第5部景下动力电池模块的设计需满足QB/T4428中对电动自行车规格和外形尺寸的要求,考虑电动摩托车和电动轻便摩托车用梯次利用的场景下动力电池模块的设计需满足GB/T36672中对电动摩托车和电动轻便摩托车模块外形尺寸及规格系列的要求。模块电压等级要求方面,考虑电动自行车梯次利用的场景下动力电池模块的设计宜满足GB17761中电动自行车的要求,标称电压小于或等于48V,最大输出电压小于或等于60V考虑电动摩托车和电动轻便摩托车用梯次利用的场景下动力电池模块的设计宜满足GB/T36672中对电动摩托车和电动轻便摩托车用额定电压等级的要求,即48V、60V、72V、84V、96V、144V考虑场地观光车&高尔夫球车用用梯次利用的场景下动力电池模块的设计宜是48V、60V或容易串联为48V、60V的电压等级系列。接插件:电池包生产企业宜向梯次利用企业开放其所使用的专用接插件信息,包括但不限于接插件型号、端子定义。专用接插件是连接电池包与设备系统的关键组件,其兼容性和可靠性对于电池包的再利用至关重要,没有专用接插件的信息无法进行后续的梯次利用,接插件的型号和端子定义确保电池包可以正确连接和使用,提高梯次利用的效率和可靠性,其中高压接插件应使用GB/T37133中的所规定的标准件,插头选择快插接头。原材料:电池包及零部件材料有害物质应满足GB/T30512《汽车禁用物质要求》相关要求。进行电池包设计时,零部件宜选择具备可回收性的材料,进行电池包零部件选型时宜选择化学元素易于分离的原材料:采用可回收性高的材料可以实现电池的再利用,减少资源浪费;减少废弃物的产生,避免对环境造成污染。同时,化学元素易于分离的材料减少使用的化学药剂和能源,降低对环境的负荷,降低回收过程的成本和能耗,简化回收过程,降低回收过程的成本,提高回收效率。易拆解度:电池包趋势是高度集成化、传统模组的概念越来越淡化,并且应用大量的结构胶、焊接、甚至灌胶,给拆解带来了极大的挑战,因此为了降低拆解的困难,本标准从电池包内部固定件设计、电池包及模块的结构设计、电池包与车身连接、电池包与模块之间、模块与模块之间、模块与单体之间、单体与单体之间的连接几个方面提出了易拆解性的要求。对内部固定件进行设计时,不同材料、不同再生利用特性的零部件之间便于拆分,通过拆分,可以将不同特性的零部件分开,便于进行其各自特定的处理过程,以获得最佳的回收《车用动力电池回收利用梯次利用第5部效果。可以将可回收的金属部分进行回收,用于生产新的电池或其他产品。有害零部件、无回收利用价值的如易损坏、寿命相对较短的零部件得到妥善处理不至于污染环境、有回收价值的材料进行有效回收和再利用,减少资源的浪费,如贵重/稀有材料。设计电池包与模块结构时,他们的固定宜选择螺栓连接,而不是粘结胶,粘结胶的存在会增加分离的难度,需要采取特殊的处理方法和工艺。这可能导致回收效率低下,增加回收成本和能源消耗。如须使用,使用的胶类物质宜在一定条件下可溶解,或满足工装工具拆解方便的要求;电池包与车身连接、电池包与模块之间、模块与模块之间、模块与单体之间、单体与单体之间的连接采用易拆解的方式通过将电池分解为多个模块或组件,可以根据实际需求选择、组合和替换模块,以满足不同的应用需求。这可以提高电池的灵活性和可用性,增加梯次利用的适应性。通过易拆解的设计,可以快速更换故障或衰减的模块,延长电池的使用寿命,提高梯次利用的效果。通过易拆解,可以更容易地进行电池的拆解和组装,减少人力和时间成本。同时,易拆解还可以减少对电池的损坏和损失,降低梯次利用过程中的风险。便于一致性检测:模块、电芯分选时,需要投入产线对模块、电芯的外观/DCR/容量进行筛选,耗时长且投入大。当前企业难以做到大批量电芯的全容量筛选。如果在设计之初就考虑这一点,将电池包和模块设计成便于进行一致性检测的结构可以较好地解决这个问题。6、附录A附录A是规范性附录,针对整包利用电池管理系统及远程监控数据设计要求提出规范性的技术要求。1)基于历史数据估计动力电池的健康状态(1)应基于新能源汽车终端上传的电池充放电监控数据,结合电动汽车多采用恒流充电的工况,获取稳定可靠的充电阶段数据。(2)应将终端记录的数据用于新能源整车厂和开放给梯次利用企业。梯次利用企业根据数据对电池的容量特征进行初步评估。该数据应可以支撑电池容量衰减特征分布的模拟计算过程。(3)监控数据可分成2个层级进行利用:a)可优先允许梯次利用企业提取充电过程有完整或近乎100%DOD充电的曲线;b)若无法获取完整充电数据,梯次利用企业结合不同款电池电压外特性,也可以选择线性度好的片段对终端记录数据进行提取和筛选,通过片段数据的充电容量与对应SOC的增量的比值,按照图A.1的流程对电池的实际可用容量Qc进行估算。《车用动力电池回收利用梯次利用第5部(4)充电阶段的累计充电容量的计算公式见公式A.1:∆Q=∫Idt.............................(A.1)式中,∆Q——充电阶段的累计充电容量;I——恒流充电的电流;dt——充电数据片段的起始和结束记录时间。(5)BMS应可以提供电池的SOC,若SOC来自于BMS的上报数据,其可能存在的偏差应按照下图A.1的方式进行修正。图A.1利用监控数据估计电池容量计算流程图2)电池管理系统可梯次利用设计功能要求电池管理系统设计应考虑可梯次利用过程,需要满足的功能要求包括以下内容:(1)电池管理系统应满足GB/T38661—2020中的要求;(2)电池管理系统的标志应置于电池管理系统产品的第一观察面,清楚可见,并且标志不易脱落;电池管理系统产品可以拆除、更换;(3)电池管理系统宜具备SOH估算功能,其中SOH估算方法宜使用附录A.1中的方法进行估算;(4)电池管理系统应具有接触器诊断和寿命统计功能,检测高压接触器的开关次数并记录到非易失存储器中,带载切断情况下接触器的寿命计数应折算成一个更大的循环次数;(5)电池管理系统应具备单体、模组一致性识别功能,以利于后续模块与单体的梯次利用;(6)电池管理系统应包括软件复位功能,以便梯次利用企业进行再使用准备、梯次利用准备、梯次利用和再制造时上传不同的电池管理系统软件;《车用动力电池回收利用梯次利用第5部(7)电池管理系统宜采用分布式架构,主控制器与采集控制器在控制逻辑上可实现解耦,便于梯次利用时安装新的电池管理系统;(8)采集控制器采用标准化、模块化、通用化、智能化、可重用化设计,便于梯次利用时重新安装和维护;3)电池管理系统可梯次利用设计通讯协议要求电池管理系统设计应考虑可梯次利用过程,需要满足的通讯协议要求包括以下内容:(1)电池管理系统梯次利用通讯协议中应包含电动汽车梯次利用状态识别码,用于提示电池是否达到退役条件、是否符合后续梯次利用要求;(2)电池管理系统采集控制器应具备地址自动分配功能,实现即插即用;(3)电池管理系统应具备通过CAN总线实现本地程序刷写和升级的功能;(4)电池管理系统可通过通讯接口读取相关信息;(5)宜向梯次利用企业开放以下与BMS相关的信息如下表A.1所示。表A.1宜通过通信协议向梯次利用企业开放的数据1息234567息89息模块单体电池最大电压、模块单体电池最小电压、编制依据:新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》提出,要加强电动汽车动力蓄电池的安全性研究,推动电池追溯体系建设,加强动力蓄电池健康状态监测和评估技术的研发和应用。《家用汽车产品修理更换退货责任规定》中要求家用纯电动、插电式混合动力汽车产品的动《车用动力电池回收利用梯次利用第5部力蓄电池在包修期、三包有效期内的容量衰减限值,但针对电池衰减的测试方法尚未统一。SOH测试方法不同导致的电池状态描述无统一标准。没有明确的标准来判断回收方式,误差情况下的经济性和安全性问题依然存在。统一标准可以使得不同电池之间的健康状态可以进行有效比较和评估。当电池的健康状态按照统一的标准进行评估时,工作人员可以根据标准参数来判断电池的健康状况,选择回收利用的方式。因此本标准给出了基于历史数据估计动力电池的健康状态的方法,这种方法仅利用完整的一段充电数据进行估计,针对电池内部存在的欧姆极化进行修正、同时通过单体电压-SOC动态曲线进行修正结果,较为简单方便,也更有利于实际应用。电池管理系统是电池包的控制系统,具有安全保护、能量管理、健康状态监测、充放电控制和均衡控制等功能,从而确保电池的安全、高效和可靠运行。通过电池管理系统可梯次利用设计有利于后续电池

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