CN116485070A - 基于pefcr的电池生命周期碳足迹计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，属于电池碳足迹计算技术领域。该方法包括：根据电池PEFCR的省略规则和数据的实际获取难易程度确定碳足迹分析对象，所述碳足迹分析对象包括碳足迹分析阶段和碳足迹分析零部件；获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数；根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹；根据各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹计算单台电池的生命周期碳足迹。本发明基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法具体可行。
Description
技术领域
本发明涉及电池碳足迹计算技术领域，特别是涉及一种基于PEFCR(欧盟产品环境足迹分类规则，Product Environmental Footprint Category Rules)的电池生命周期碳足迹计算方法。
背景技术
电池作为新能源汽车的关键部件，也是碳排放最大的零部件，约占新能源汽车整车制造生命周期碳足迹的40％。欧盟对电池碳足迹的要求分为三个阶段实施：2024年7月1日，强制实施碳足迹声明；2025年1月1日，按照碳足迹大小实施分级；2027年1月1日起强制实施最大碳足迹限值。
目前是电池PEFCR世界上唯一官方认可的规范电池产品生命周期碳足迹计算的产品分类规则。
但在实际运用电池PEFCR进行动力电池碳足迹计算过程中，会存在如下问题：电池PEFCR只规定了电池类产品进行生命周期评价的基础和宏观的理论框架，缺乏针对汽车动力电池生命周期过程的具体内容，无法直接使用电池PEFCR对汽车动力电池进行碳足迹计算。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种具体可行的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法。
本发明进一步的一个目的是要在满足欧盟对电池碳足迹分析要求的基础上，提供更加符合实际的碳足迹分析对象。
本发明的另一个目的是提高工作效率。
特别地，本发明提供了一种基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，包括：
根据电池PEFCR的省略规则和数据的实际获取难易程度确定碳足迹分析对象，所述碳足迹分析对象包括碳足迹分析阶段和碳足迹分析零部件；
获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹；
根据各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹计算单台电池的生命周期碳足迹。
可选地，所述碳足迹分析阶段包括电池原材料阶段、电池生产制造阶段、电池运输阶段、电池使用阶段和电池回收阶段；
所述电池生产制造阶段包括电芯生产过程、模组组装过程和电池包组装过程。
可选地，所述电池原材料阶段的所述碳足迹分析零部件包括全部的电池原材料。
可选地，当所述碳足迹分析阶段为所述电池原材料阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单台电池在所述电池原材料阶段的各种所述电池原材料的重量；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池原材料阶段的碳足迹Cm：
其中，Mi为第i种所述电池原材料的重量，fi为第i种所述电池原材料对应的碳排放因子，n为所有所述电池原材料的总数。
可选地，当所述碳足迹分析阶段为所述电池生产制造阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单个电芯在所述电芯生产过程中各个生产工序对应的各个设备的各种能源消耗量以及在所述电芯生产过程中废水处理时所用药品的各种能源消耗量；
获取单个模组在所述模组组装过程的各种能源消耗量；
获取单台电池在所述电池包组装过程的各种能源消耗量；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池生产制造阶段的碳足迹Cp：
Cp＝Cp.pack+Nmodule×Cp.module+Ncell×Cpcell；
其中，Cp.pack为1个电池包在所述电池包组装过程的碳足迹，Nmodule为1台动力电池包含的模组个数，Cp.module为1个模组在所述模组组装过程中的碳足迹，Ncell为1台动力电池含有的电芯数量，Cp.cell为生产单个电芯的碳足迹，Ej为1个电池包在所述电池包组装过程的各种能源消耗量，m为1个电池包在所述电池包组装过程的各种能源的数量，fj为电池包在所述电池包组装过程的各种能源对应的间接碳排放因子，f′j为电池包在所述电池包组装过程中的各种能源对应的直接碳排放因子，Ek为1个模组在所述模组组装过程中的各种能源消耗量，p为1个模组在所述模组组装过程中的各种能源的数量，fk为模组在所述模组组装过程中的各种能源对应的间接碳排放因子，fk′为模组在所述模组组装过程中的各种能源对应的直接碳排放因子，El为1个电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源消耗量，q为1个电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源的数量，fl为电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源对应的间接碳排放因子，fl′为电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源对应的直接碳排放因子。
可选地，当所述碳足迹分析阶段为所述电池运输阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单台电池在所述电池运输阶段的运输距离、单个电池的重量、运输工具的单位距离能源消耗量和所述运输工具的载重；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池运输阶段的碳足迹Ct：
Ct＝D×E×(fe+f′e)×(Mass/T)；
其中，D为运输距离，Mass为单个电池的重量，E为所述运输工具的单位距离能源消耗量，T为所述运输工具的载重，fe为所述运输工具所用能源的间接碳排放因子，f′e为所述运输工具所用能源的直接碳排放因子。
可选地，当所述碳足迹分析阶段为所述电池使用阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的所述各个碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取电池的单次充放电循环的设计容量、所述充放电循环的设计次数、每次所述充放电循环的最大电量和平均充放电效率；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池使用阶段的碳足迹CU：
CU＝Qua×(1-R)×fe；
其中，Qua为单台电池在所述电池使用阶段的功能单位总量，R为平均充放电效率，fe为电力间接排放因子，Edu为电池的单次充放电循环的设计容量，s为所述充放电循环的设计次数，Acr为每次所述充放电循环的最大电量。
可选地，当所述碳足迹分析阶段为所述电池回收阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单台电池在所述电池回收阶段的各种回收材料的重量、单台电池在所述电池回收阶段的各种能源消耗量、所述电池回收阶段的各种物料消耗量；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池回收阶段的碳足迹Cr：
其中，A为所述电池回收阶段带来的碳足迹抵扣在电池的本生命周期阶段的分摊比例，M′t为单台电池在所述电池回收阶段的各种回收材料的重量，Ft为各种所述回收材料在所述电池回收阶段的碳排放因子，ft为各种所述回收材料对应的原生过程的碳排放因子，u为单台电池在所述电池回收阶段的各种回收材料的数量，Ev为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源消耗量，fv为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源的间接碳排放因子，f′v为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源的直接碳排放因子，w为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源的数量，mx为所述电池回收阶段的各种物料消耗量、fx为所述电池回收过程中的各种物料的碳排放因子，y为所述电池回收阶段的各种物料的数量。
可选地，根据各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹计算单台电池的生命周期碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池每功能单位的生命周期碳足迹C：
C＝(Cm+Cp+Ct+Cu+Cr)/Qua。
根据本发明的一个实施例，以电池PEFCR为依据，结合电池生产过程中相关数据的获取难易程度确定碳足迹分析对象，然后根据获取到的各个碳足迹分析阶段的各个碳足迹分析零部件的碳排放相关参数以及查询到的相应的碳排放因子计算各个碳足迹分析阶段的碳足迹，最终得到单台电池的生命周期碳足迹。即本实施例能够在满足欧盟对电池碳足迹分析要求的基础上，提供更加符合实际的碳足迹分析对象，并且给出了具体的碳足迹计算方法，提供了具体可行的电池生命周期碳足迹计算方法。
根据本发明的一个实施例，给出了单台电池的各个碳足迹分析阶段的碳足迹的具体计算公式以及各个碳足迹分析阶段的清单数据收集表，因此使得本领域技术人员可以直接利用电池PEFCR规则开展碳足迹计算工作，大大提高了工作效率。最后根据各个碳足迹分析阶段的碳足迹计算获得单台电池每功能单位的生命周期碳足迹，可以用于评估其他功能单位总数不同的同类型的电池的生命周期碳足迹。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法的流程图。
具体实施方式
在本实施例的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
除非另有限定，本实施例的描述中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本申请所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。
图1是根据本发明一个实施例的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法的流程图。如图1所示，一个实施例中，本发明的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法包括：
步骤S100，根据电池PEFCR的省略规则和数据的实际获取难易程度确定碳足迹分析对象，碳足迹分析对象包括碳足迹分析阶段和碳足迹分析零部件；
步骤S200，获取单台电池的各个碳足迹分析阶段的各个碳足迹分析零部件的碳排放相关参数；
步骤S300，根据碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个碳足迹分析阶段的碳足迹；
步骤S400，根据各个碳足迹分析阶段的碳足迹计算单台电池的生命周期碳足迹。
步骤S100中，由于电池的零部件众多，供应链复杂，如果要收集所有的清单数据，非常困难，因此，需要进行筛选和取舍。根据电池PEFCR的要求，筛选重要零部件与关键过程作为生命周期清单分析的强制分析对象。电池PEFCR规定了需强制梳理原材料消耗生命周期清单的部件包括：阳极、阴极、电解液、隔膜、电芯壳体、电池包壳体、电池控制系统、电池管理系统、热管理系统、安全管理单元。需强制梳理能源消耗生命周期清单的过程包括：电芯生产过程、模组生产过程和电池包生产过程。但是，考虑到数据的实际获取难易程度再结合上述强制分析对象，本申请重新确定了碳足迹分析阶段和碳足迹分析零部件。一个实施例中，碳足迹分析阶段包括电池原材料阶段、电池生产制造阶段、电池运输阶段、电池使用阶段和电池回收阶段。电池生产制造阶段包括电芯生产过程、模组组装过程和电池包组装过程。电池原材料阶段的碳足迹分析零部件包括全部的电池原材料。这里将全部的电池原材料都作为碳足迹分析零部件，是由于绝大多数车企和零部件供应商都会填报CAMDS(中国汽车材料数据库)，所有零部件的原材料信息都会被记录，因此在原材料阶段不需要进行零部件取舍，只需要从CAMDS中导出动力电池的原材料信息表即可。
步骤S200中，碳排放相关参数可能是重量、能源消耗量、物料消耗量等，这些数据一般可以通过仪表读取、采购记录、公用工程账单、工程模型、直接监测、材料/产品平衡、化学计量或其他方法获得，是可以从企业系统中获取的真实的具体的数据，也即电池碳足迹计算中的主要数据。
步骤S300中，不同对象的碳排放因子可以通过相关数据库查询得到，例如知名数据库CLCD，ecoinvent，GABi，IPCC《国家温室气体排放清单指南》等。即使有少量对象的碳排放因子可能无法直接找到，但是可以直接关联其所属的大类的碳排放因子即可。这些数据属于电池碳足迹计算中的次要数据。
本实施例以电池PEFCR为依据，结合电池生产过程中相关数据的获取难易程度确定碳足迹分析对象，然后根据获取到的各个碳足迹分析阶段的各个碳足迹分析零部件的碳排放相关参数以及查询到的相应的碳排放因子计算各个碳足迹分析阶段的碳足迹，最终得到单台电池的生命周期碳足迹。即本实施例能够在满足欧盟对电池碳足迹分析要求的基础上，提供更加符合实际的碳足迹分析对象，并且给出了具体的碳足迹计算方法，提供了具体可行的电池生命周期碳足迹计算方法。
一个实施例中，当碳足迹分析阶段为电池原材料阶段时，
步骤S200包括：
获取单台电池在电池原材料阶段的各种电池原材料的重量。可以通过设计数据采集清单来获取各种电池原材料的重量，例如下表1。
步骤S300包括：
根据以下公式计算单台电池在电池原材料阶段的碳足迹Cm：
其中，Mi为第i种电池原材料的重量(单位：kg)，fi为第i种电池原材料对应的碳排放因子(单位为kgCO2e/kg)，n为所有电池原材料的总数。
表1
当碳足迹分析阶段为电池生产制造阶段时，
步骤S200包括：
获取单个电芯在电芯生产过程中各个生产工序对应的各个设备的各种能源消耗量(参见表2中采集的数据)以及在电芯生产过程中废水处理时所用药品的各种能源消耗量(参见表3中采集的数据)；
获取单个模组在模组组装过程的各种能源消耗量(参见表4中采集的数据)；
获取单台电池在电池包组装过程的各种能源消耗量(参见表4中采集的数据)。
表4中的空调照明等公共用电可以平均分配给模组组装过程和电池包组装过程。
步骤S300包括：
根据以下公式计算单台电池在电池生产制造阶段的碳足迹Cp：
Cp＝Cp.pack+Nmodule×Cp.module+Ncell×Cp.cell (2)
其中，Cp.pack为1个电池包在电池包组装过程的碳足迹，Nmodule为1台动力电池包含的模组个数，Cp.module为1个模组在模组组装过程中的碳足迹，Ncell为1台动力电池含有的电芯数量，Cp.cell为生产单个电芯的碳足迹，Ej为1个电池包在电池包组装过程的各种能源消耗量，m为1个电池包在电池包组装过程的各种能源的数量，fj为电池包在电池包组装过程的各种能源对应的间接碳排放因子，f′j为电池包在电池包组装过程中的各种能源对应的直接碳排放因子，Ek为1个模组在模组组装过程中的各种能源消耗量，p为1个模组在模组组装过程中的各种能源的数量，fk为模组在模组组装过程中的各种能源对应的间接碳排放因子，f′k为模组在模组组装过程中的各种能源对应的直接碳排放因子，El为1个电芯在电芯生产过程中和废水处理时的各种能源消耗量，q为1个电芯在电芯生产过程中和废水处理时的各种能源的数量，fl为电芯在电芯生产过程中和废水处理时的各种能源对应的间接碳排放因子，fl′为电芯在电芯生产过程中和废水处理时的各种能源对应的直接碳排放因子。
表2
表3
| 清单名称 | 数量 | 单位 |
| 氢氧化钠 | kg/cell | |
| 柠檬酸 | kg/cell | |
| PAM阳 | kg/cell | |
| PAM阴 | kg/cell | |
| 聚铝 | kg/cell | |
| 葡萄糖 | kg/cell | |
| 氯化钙 | kg/cell | |
| 次氯酸钠 | kg/cell |
表4
| 设备 | 电表 | 电量(kWh) | 产量(个) |
| 模组装配线 | |||
| 电池包装配线 | |||
| 空调照明等公共用电 | / |
当碳足迹分析阶段为电池运输阶段时，
步骤S200包括：
获取单台电池在电池运输阶段的运输距离、单个电池的重量、运输工具的单位距离能源消耗量和运输工具的载重(参见表5)。
步骤S300包括：
根据以下公式计算单台电池在电池运输阶段的碳足迹Ct：
Ct＝D×E×(fe+fe')×(Mass/T) (6)
其中，D为运输距离，Mass为单个电池的重量，E为运输工具的单位距离能源消耗量，T为运输工具的载重，fe为运输工具所用能源的间接碳排放因子，fe'为运输工具所用能源的直接碳排放因子。
表5
当碳足迹分析阶段为电池使用阶段时，
步骤S200包括：
获取电池的单次充放电循环的设计容量、充放电循环的设计次数、每次充放电循环的最大电量和平均充放电效率。
步骤S300包括：
根据以下公式计算单台电池在电池使用阶段的碳足迹CU：
CU＝Qua×(1-R)×fe (7)
其中，Qua为单台电池在电池使用阶段的功能单位总量，R为平均充放电效率，fe为电力间接排放因子，Edu为电池的单次充放电循环的设计容量(单位为kwh/cycle)，s为充放电循环的设计次数(单位为cycle)，Acr为每次充放电循环的最大电量(用％表示)。
当碳足迹分析阶段为电池回收阶段时，
步骤S200包括：
获取单台电池在电池回收阶段的各种回收材料的重量(例如表6中的电芯材料回收量和其他材料回收量对应的各项材料的重量)、单台电池在电池回收阶段的各种能源消耗量(例如表6中的电力和蒸汽的消耗量)、电池回收阶段的各种物料消耗量(例如表6中的自来水、碳酸钙、氢氧化钠和硫酸的消耗量)。
步骤S300包括：
根据以下公式计算单台电池在电池回收阶段的碳足迹Cr：
其中，A为电池回收阶段带来的碳足迹抵扣在电池的本生命周期阶段的分摊比例，M′t为单台电池在电池回收阶段的各种回收材料的重量，Ft为各种回收材料在电池回收阶段的碳排放因子，ft为各种回收材料对应的原生过程的碳排放因子，u为单台电池在电池回收阶段的各种回收材料的数量，Ev为单台电池在电池回收阶段的各种能源消耗量，fv为单台电池在电池回收阶段的各种能源的间接碳排放因子，f′v为单台电池在电池回收阶段的各种能源的直接碳排放因子，w为单台电池在电池回收阶段的各种能源的数量，mx为电池回收阶段的各种物料消耗量、fx为电池回收过程中的各种物料的碳排放因子，y为电池回收阶段的各种物料的数量。
单台电池在电池回收阶段的碳足迹Cr为负值，其中，A的设置是因为电池回收阶段的回收材料带来的碳足迹不能全部算在电池的本次生命周期内，还得有一部分算在回收材料的下一个用途上，例如，金属回收材料的80％算在电池的生命周期内，非金属回收材料的50％算在电池的生命周期内。
表6
一个实施例中，步骤S400包括：
根据以下公式计算单台电池每功能单位的生命周期碳足迹C：
C＝(Cm+Cp+Ct+Cu+Cr)/Qua (11)
本实施例给出了单台电池的各个碳足迹分析阶段的碳足迹的具体计算公式以及各个碳足迹分析阶段的清单数据收集表，因此使得本领域技术人员可以直接利用电池PEFCR规则开展碳足迹计算工作，大大提高了工作效率。最后根据各个碳足迹分析阶段的碳足迹计算获得单台电池每功能单位的生命周期碳足迹，可以用于评估其他功能单位总数不同的同类型的电池的生命周期碳足迹。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，包括：
根据电池PEFCR的省略规则和数据的实际获取难易程度确定碳足迹分析对象，所述碳足迹分析对象包括碳足迹分析阶段和碳足迹分析零部件；
获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹；
根据各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹计算单台电池的生命周期碳足迹。
2.根据权利要求1所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，所述碳足迹分析阶段包括电池原材料阶段、电池生产制造阶段、电池运输阶段、电池使用阶段和电池回收阶段；
所述电池生产制造阶段包括电芯生产过程、模组组装过程和电池包组装过程。
3.根据权利要求2所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，所述电池原材料阶段的所述碳足迹分析零部件包括全部的电池原材料。
4.根据权利要求3所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，当所述碳足迹分析阶段为所述电池原材料阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单台电池在所述电池原材料阶段的各种所述电池原材料的重量；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池原材料阶段的碳足迹Cm：
其中，Mi为第i种所述电池原材料的重量，fi为第i种所述电池原材料对应的碳排放因子，n为所有所述电池原材料的总数。
5.根据权利要求4所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，当所述碳足迹分析阶段为所述电池生产制造阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单个电芯在所述电芯生产过程中各个生产工序对应的各个设备的各种能源消耗量以及在所述电芯生产过程中废水处理时所用药品的各种能源消耗量；
获取单个模组在所述模组组装过程的各种能源消耗量；
获取单台电池在所述电池包组装过程的各种能源消耗量；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池生产制造阶段的碳足迹Cp：
Cp＝Cp.pack+Nmodule×Cp.module+Ncell×Cp.cell；
其中，Cp.pack为1个电池包在所述电池包组装过程的碳足迹，Nmodule为1台动力电池包含的模组个数，Cp.module为1个模组在所述模组组装过程中的碳足迹，Ncell为1台动力电池含有的电芯数量，Cp.cell为生产单个电芯的碳足迹，Ej为1个电池包在所述电池包组装过程的各种能源消耗量，m为1个电池包在所述电池包组装过程的各种能源的数量，fj为电池包在所述电池包组装过程的各种能源对应的间接碳排放因子，fj'为电池包在所述电池包组装过程中的各种能源对应的直接碳排放因子，Ek为1个模组在所述模组组装过程中的各种能源消耗量，p为1个模组在所述模组组装过程中的各种能源的数量，fk为模组在所述模组组装过程中的各种能源对应的间接碳排放因子，f′k为模组在所述模组组装过程中的各种能源对应的直接碳排放因子，El为1个电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源消耗量，q为1个电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源的数量，fl为电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源对应的间接碳排放因子，fl′为电芯在所述电芯生产过程中和废水处理时的各种能源对应的直接碳排放因子。
6.根据权利要求5所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，当所述碳足迹分析阶段为所述电池运输阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单台电池在所述电池运输阶段的运输距离、单个电池的重量、运输工具的单位距离能源消耗量和所述运输工具的载重；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池运输阶段的碳足迹Ct：
Ct＝D×E×(fe+fe')×(Mass/T)；
其中，D为运输距离，Mass为单个电池的重量，E为所述运输工具的单位距离能源消耗量，T为所述运输工具的载重，fe为所述运输工具所用能源的间接碳排放因子，fe'为所述运输工具所用能源的直接碳排放因子。
7.根据权利要求6所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，当所述碳足迹分析阶段为所述电池使用阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的所述各个碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取电池的单次充放电循环的设计容量、所述充放电循环的设计次数、每次所述充放电循环的最大电量和平均充放电效率；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池使用阶段的碳足迹CU：
CU＝Qua×(1-R)×fe；
其中，Qua为单台电池在所述电池使用阶段的功能单位总量，R为平均充放电效率，fe为电力间接排放因子，Edu为电池的单次充放电循环的设计容量，s为所述充放电循环的设计次数，Acr为每次所述充放电循环的最大电量。
8.根据权利要求7所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，当所述碳足迹分析阶段为所述电池回收阶段时，获取单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的各个所述碳足迹分析零部件的碳排放相关参数的步骤包括：
获取单台电池在所述电池回收阶段的各种回收材料的重量、单台电池在所述电池回收阶段的各种能源消耗量、所述电池回收阶段的各种物料消耗量；
根据所述碳排放相关参数和查询的相应的碳排放因子计算单台电池的各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池在所述电池回收阶段的碳足迹Cr：
其中，A为所述电池回收阶段带来的碳足迹抵扣在电池的本生命周期阶段的分摊比例，M′t为单台电池在所述电池回收阶段的各种回收材料的重量，Ft为各种所述回收材料在所述电池回收阶段的碳排放因子，ft为各种所述回收材料对应的原生过程的碳排放因子，u为单台电池在所述电池回收阶段的各种回收材料的数量，Ev为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源消耗量，fv为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源的间接碳排放因子，f′v为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源的直接碳排放因子，w为单台电池在所述电池回收阶段的各种能源的数量，mx为所述电池回收阶段的各种物料消耗量、fx为所述电池回收过程中的各种物料的碳排放因子，y为所述电池回收阶段的各种物料的数量。
9.根据权利要求8所述的基于PEFCR的电池生命周期碳足迹计算方法，其特征在于，根据各个所述碳足迹分析阶段的碳足迹计算单台电池的生命周期碳足迹的步骤包括：
根据以下公式计算单台电池每功能单位的生命周期碳足迹C：
C＝(Cm+Cp+Ct+Cu+Cr)/Qua。
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|---|---|---|---|
| CN202310364734.7A CN116485070A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 基于pefcr的电池生命周期碳足迹计算方法 |
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| CN (1) | CN116485070A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117391728A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 中控技术股份有限公司 | 一种锂电池正极材料的产品碳足迹核算方法 |
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2023
- 2023-03-31 CN CN202310364734.7A patent/CN116485070A/zh active Pending
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