退役動(dòng)力電池在AGV電源中的應(yīng)用

黃祖朋

摘 要：伴隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國動(dòng)力電池的技術(shù)水平及制造工藝在近些年內(nèi)得到了巨大的提升。當(dāng)動(dòng)力電池從新能源汽車上退役后，其優(yōu)良的電性能使其具備了梯次利用的可行性。本文即利用退役動(dòng)力電池進(jìn)行梯次利用，將其改造成生產(chǎn)線上廣泛使用的AGV電源，大大提高了動(dòng)力電池的資源利用率。

關(guān)鍵詞：退役電池;動(dòng)力電池;AGV;梯次利用

1 引言

我國已經(jīng)連續(xù)4年蟬聯(lián)了世界新能源汽車產(chǎn)銷量的冠軍。據(jù)工業(yè)與信息化部發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國2018年的新能源汽車產(chǎn)銷量分別為127萬輛和126萬輛，同比分別增長59.9%和61.7%。按照趨勢預(yù)計(jì)，我國新能源汽車的產(chǎn)銷量在2023年將突破500萬輛。

新能源汽車產(chǎn)銷量的快速增長帶來了動(dòng)力電池行業(yè)的爆發(fā)[1-2]。截止2018年底，我國動(dòng)力電池的配套量已經(jīng)超過70GWh，預(yù)計(jì)到2022年將超過200GWh。動(dòng)力電池占據(jù)了新能源汽車、特別是純電動(dòng)汽車成本的大部分，約為30%～50%。盡管動(dòng)力電池的成本在近些年內(nèi)有了大幅度的下降，然而目前仍屬偏高狀態(tài)。這直接導(dǎo)致了新能源汽車整車成本的居高不下，難以像傳統(tǒng)燃油車那樣大規(guī)模地市場推廣。

創(chuàng)造新的動(dòng)力電池商業(yè)模式，進(jìn)一步將動(dòng)力電池的成本降低，成了能源汽車企業(yè)乃至整個(gè)新能源行業(yè)的燃眉之急[3]。退役動(dòng)力電池梯次利用，被新能源行業(yè)寄予厚望的一種新型商業(yè)模式，現(xiàn)在正在被廣泛地探討[4-6]。當(dāng)新能源汽車退役時(shí)，其動(dòng)力電池的可用容量約為初始容量的75%～85%，其余電性能如循環(huán)壽命、自放電率、充放電效率等也都良好，可以被梯次利用于一些工況比較溫和的用電場景中，如低速車、2輪或3輪車、家庭儲(chǔ)能、AGV電源等[7-8]。在此思路的指引下，本文將純電動(dòng)汽車的退役動(dòng)力電池進(jìn)行分析研究，并改造成AGV電源，投入到產(chǎn)線中測試使用。

2 退役動(dòng)力電池測試

選取市面上的某款A(yù)00級(jí)純電動(dòng)汽車的退役動(dòng)力電池包進(jìn)行研究，將其進(jìn)行拆包處理，得到模塊級(jí)別的退役動(dòng)力電池，退役動(dòng)力電池模塊基本參數(shù)如表1所示：

對從同一個(gè)電池包上拆解下來的退役動(dòng)力電池模塊進(jìn)行狀態(tài)性能測試，測試項(xiàng)目包括：外觀檢查、OCV測試、內(nèi)阻測試等，測試結(jié)果如表2所示。由測試結(jié)果可知，退役動(dòng)力電池模塊的外觀保持良好、開路電壓壓差低于10mV，內(nèi)阻均小于1.85mΩ，說明其一致性較好，可以進(jìn)行重組進(jìn)行梯次利用。

3 退役動(dòng)力電池模塊重組

3.1 AGV電源需求分析

從AGV的說明書上可以獲取AGV電源的相關(guān)的參數(shù)（表3），從表中可知：AGV電源的放電倍率為0.25C，非常溫和;然而，其充電倍率卻為70/40=1.75（C），相對較高，這對退役電池具有一定的挑戰(zhàn)性。

3.2 退役電池模塊重組方案

基于AGV電源的功能需求，提出了利用退役電池模組改造成AGV電源的方案（表4）。從表四可知，梯次電池的標(biāo)稱電壓略低于原AGV電源的標(biāo)稱電壓，但在可接受的范圍之內(nèi)。其它參數(shù)也能夠滿足AGV電源的使用需求。

4 梯次AGV電源的測試驗(yàn)證

通過對產(chǎn)線上的AGV運(yùn)行工況進(jìn)行研究，獲得其工況數(shù)據(jù)為：1.以70Ah的電流充電30s（充到截止電壓自動(dòng)停止）;2.以低于5A的電流進(jìn)行放電7min?；诖耍贸浞烹姍C(jī)對梯次AGV電源進(jìn)行模擬工況測試，測試條件為：a.以70Ah的電流對梯次AGV電池充電30s（初始電壓為26615 mV），靜置10s后測開路電壓和電池溫度;b. .以5A的電流進(jìn)行放電7min，靜置10s后測開路電壓和電池溫度;c. 重復(fù)a和b;

由測試結(jié)果可知：在模擬工況下，梯次電池的上限開路電壓和下限開路電壓都能穩(wěn)定在一個(gè)平衡的狀態(tài)，并未觸及到充放電截止電壓，電池溫度也能保持與室溫一致（圖2）。該結(jié)果表明梯次AGV電源能夠滿足功能要求，且熱設(shè)計(jì)較為合理。

5 結(jié)語

本文通過某款A(yù)00級(jí)退役動(dòng)力電池包進(jìn)行拆解和測試分析，獲得了其電池模塊的電性能數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了其梯次利用的可行性。結(jié)合工廠產(chǎn)線上AGV對電源的使用需求，利用退役動(dòng)力電池模塊重組進(jìn)行重組，改裝成了AGV的供電電源。通過充放電機(jī)的測試，證明了設(shè)計(jì)的梯次AGV電源能夠滿足功能要求及熱管理要求。該設(shè)計(jì)為動(dòng)力電池梯次利用提供了依據(jù)，有利于降低動(dòng)力電池的使用成本，并在提升資源利用率、促進(jìn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)綠色持續(xù)發(fā)展上起到推動(dòng)作用。

基金項(xiàng)目：廣西科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（桂科AC16380043）;柳州市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2016B030101）

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