CN117199569B - 一种退役电池梯次利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种退役电池梯次利用方法，涉及退役电池回收利用技术领域，包括如下步骤：步骤S1、初步筛选；步骤S2、确立分选方法，建立分级标准，进行退役电池分级；步骤S3、构建储能系统，搭建管理平台和智能客户端，实现梯次利用电池的远程监控。该退役电池梯次利用方法梯次利用率高，安全再利用可靠性好，电池组使用寿命长，分选速度和分选一致性佳，分选合理性和准备性足。

Description

一种退役电池梯次利用方法

技术领域

本发明涉及退役电池回收利用技术领域，尤其涉及一种退役电池梯次利用方法。

背景技术

目前，以电动车为代表的新一代节能与环保新能源汽车是汽车工业发展的必然趋势。其以污染小、噪声低、能源效率高等优势备受青睐。随着该类汽车的逐渐普及，越来越多的动力电池退役，退役电池具有的初始容量一般为标称容量的80％以下，达不到新能源汽车使用标准。若将其梯次利用于备用电源、电力系统等领域，能有效地提高资源优化配置，降低环境污染，保证动力电池有效利用。

目前，退役电池梯次利用的方法主要包括将电池包拆解成单体电池，进行二次成组使用，和直接将整个电池包用于微网储能系统。将电池包拆解成单体电池，进行二次成组使用的方法能够实现对每支单体电池的状态评估，二次使用时可靠性高，但二次使用前需要进行测试、分选、配组，这种方法过程复杂、耗时、成本高、拆解方案可行性较差。直接将整个电池包用于微网储能系统的方法二次使用成本较低，但会存在有部分电池衰减较为严重，导致整个电池包的使用寿命很短；甚至，由于退役电池的电压等级、剩余容量以及材料类型的不同，退役电池不能像新电池一样直接用于储能系统，根本不能进行大规模的串并联使用。

为了解决上述问题，中国发明专利CN 111816938 B提供了一种退役电池梯次利用方法，包括如下步骤：步骤S1、退役电池的分选；步骤S2、单体退役电池的重新重组；步骤S3、基于多簇电池系统并联的柔性成组储能系统的构建。该发明还公开了所述退役电池梯次利用方法在新能源汽车退役电池回收再利用上的应用。该发明公开的退役电池梯次利用方法能快捷、安全、高效地将退役电池进行梯次利用，再利用成本低，可以根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，可多元化兼容各种梯次电池簇并联大功率输出，消除不同梯次电池簇差异性并联之间产生的环流问题，很好地规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险。然而，由于分选方法的选择问题，导致该梯次利用方法成本高，耗时长，设定的分选条件较严苛，使很多原本有梯次利用价值的电池作报废处理，造成资源浪费；且分选的退役电池安全再利用可靠性有待进一步改善。

可见，开发一种梯次利用率高，安全再利用可靠性好，电池组使用寿命长，分选速度和分选一致性佳，分选合理性和准备性足的退役电池梯次利用方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进退役电池梯次利用安全性和经济性的改善具有非常重要重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种梯次利用率高，安全再利用可靠性好，电池组使用寿命长，分选速度和分选一致性佳，分选合理性和准备性足的退役电池梯次利用方法。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明所述的一种退役电池梯次利用方法，包括如下步骤：

步骤S1、初步筛选：通过外观辨识、历史大数据对退役电池进行初步筛选，留下初步筛选合格的退役电池；

步骤S2、确立分选方法，建立分级标准，进行退役电池分级：对初步筛选合格的退役电池及与其型号相同的新动力电池分别进行混合动力脉冲能力特性HPPC实验，并按预定的记录频率分别记录电池功率；根据相同频率范围下新动力电池的功率和相应退役电池的功率，建立第一分级标准；对经过初步筛选的退役电池进行评估，选出符合第一分级标准的退役电池；然后分别测定符合第一分级标准的退役电池的容量、电池k值、自放电率和直流电阻，根据上述健康状态数据建立第二分级标准，对标第二分级标准进行分级，剔除不符合第二分级标准的退役电池；

步骤S3、构建储能系统，搭建管理平台和智能客户端，实现梯次利用电池的远程监控。

较佳的，步骤S1中所述外观辨识标准为：无变形、漏液、拉断开启、破损、生锈和外伤。

较佳的，步骤S1中所述历史大数据包括电池使用年限、电池生产批次、生产厂家、型号、电极体系、过充过放记录、历史运行数据。

较佳的，步骤S1中所述历史大数据初步筛选的标准为：电池使用年限≤6年；电池生产批次间隔≤14天；为同一生产厂家所生产，相同的电池类型且采用相同的电极体系；无过充记录、无过放记录、过热状态下无充放电记录且可读取历史运行数据。

较佳的，步骤S2中所述第一分级标准为：在任意相同的频率范围内，退役电池的功率与其型号相同的新动力电池的功率之比≥0.7。

较佳的，步骤S2中所述第二分级标准为：常温4h放电容量≥标称容量的65％，且同一组退役电池中4h最大放电容量与最小容量间的差值≤标称容量的1.5％；自放电率≤4％；电池k值(ΔOCV/ΔT)≤0.1mV/h；直流内阻≤单体电池初始直流内阻的1.3倍。

较佳的，步骤S3中所述储能系统包括退役电池、PCS、充电机和DC/DC直流变换器；退役电池通过DC/DC电源直流变换器接入储能系统；DC/DC电源直流变换器输出端并联；DC/DC电源直流变换器与每组退役电池组之间的导线上设有开关。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明公开的退役电池梯次利用方法，通过依次进行的初步筛选；确立分选方法，建立分级标准，进行退役电池分级；构建储能系统，搭建管理平台和智能客户端，实现梯次利用电池的远程监控步骤，相互配合作用，能有效提高梯次利用率，使得退役电池安全再利用可靠性好，电池组使用寿命长，分选速度和分选一致性佳，分选合理性和准备性足。

(2)本发明公开的退役电池梯次利用方法，建立二级分级标准，且第一分级标准为：在任意相同的频率范围内，退役电池的功率与其型号相同的新动力电池的功率之比≥0.7；所述第二分级标准为：常温4h放电容量≥标称容量的65％，且同一组退役电池中4h最大放电容量与最小容量间的差值≤标称容量的1.5％；自放电率≤4％；电池k值(ΔOCV/ΔT)≤0.1mV/h；直流内阻≤单体电池初始直流内阻的1.3倍。首次采用功率比作为第一分级标准首先分级，剔除部分退役电池后再按照常用电池健康状态指标中最具代表性的容量、自放电率和K值进行二次分级，分级标准更合理，分级更合理，最终梯次利用的电池组内电池性能一致性高，进而减少了退役电池差异性并联之间产生的环流问题，可以很好的规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险。

(3)本发明公开的退役电池梯次利用方法，储能系统包括退役电池、PCS、充电机和DC/DC直流变换器；退役电池通过DC/DC电源直流变换器接入储能系统；DC/DC电源直流变换器输出端并联；DC/DC电源直流变换器与每组退役电池组之间的导线上设有开关。通过这样的储能系统设置，可多元化兼容各种梯次电池并联大功率输出，消除不同梯次电池差异性并联之间产生的环流问题，可以很好的规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险。

附图说明

图1为本发明提供的一种退役电池梯次利用方法DC/DC直流变换器输出端并联示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明产品作进一步详细的说明。

如图1，一种退役电池梯次利用方法，包括如下步骤：

步骤S1、初步筛选：通过外观辨识、历史大数据对退役电池进行初步筛选，留下初步筛选合格的退役电池；

步骤S2、确立分选方法，建立分级标准，进行退役电池分级：对初步筛选合格的退役电池及与其型号相同的新动力电池分别进行混合动力脉冲能力特性HPPC实验，并按预定的记录频率分别记录电池功率；根据相同频率范围下新动力电池的功率和相应退役电池的功率，建立第一分级标准；对经过初步筛选的退役电池进行评估，选出符合第一分级标准的退役电池；然后分别测定符合第一分级标准的退役电池的容量、电池k值、自放电率和直流电阻，根据上述健康状态数据建立第二分级标准，对标第二分级标准进行分级，剔除不符合第二分级标准的退役电池；

步骤S3、构建储能系统，搭建管理平台和智能客户端，实现梯次利用电池的远程监控。

步骤S1中所述外观辨识标准为：无变形、漏液、拉断开启、破损、生锈和外伤。

步骤S1中所述历史大数据包括电池使用年限、电池生产批次、生产厂家、型号、电极体系、过充过放记录、历史运行数据。

步骤S1中所述历史大数据初步筛选的标准为：电池使用年限≤6年；电池生产批次间隔≤14天；为同一生产厂家所生产，相同的电池类型且采用相同的电极体系；无过充记录、无过放记录、过热状态下无充放电记录且可读取历史运行数据。

步骤S2中所述第一分级标准为：在任意相同的频率范围内，退役电池的功率与其型号相同的新动力电池的功率之比≥0.7。

步骤S2中所述第二分级标准为：常温4h放电容量≥标称容量的65％，且同一组退役电池中4h最大放电容量与最小容量间的差值≤标称容量的1.5％；自放电率≤4％；电池k值(ΔOCV/ΔT)≤0.1mV/h；直流内阻≤单体电池初始直流内阻的1.3倍。

步骤S3中所述储能系统包括退役电池、PCS、充电机和DC/DC直流变换器；退役电池通过DC/DC电源直流变换器接入储能系统；DC/DC电源直流变换器输出端并联；DC/DC电源直流变换器与每组退役电池组之间的导线上设有开关。

本发明公开的退役电池梯次利用方法，通过依次进行的初步筛选；确立分选方法，建立分级标准，进行退役电池分级；构建储能系统，搭建管理平台和智能客户端，实现梯次利用电池的远程监控步骤，相互配合作用，能有效提高梯次利用率，使得退役电池安全再利用可靠性好，电池组使用寿命长，分选速度和分选一致性佳，分选合理性和准备性足；建立二级分级标准，且第一分级标准为：在任意相同的频率范围内，退役电池的功率与其型号相同的新动力电池的功率之比≥0.7；所述第二分级标准为：常温4h放电容量≥标称容量的65％，且同一组退役电池中4h最大放电容量与最小容量间的差值≤标称容量的1.5％；自放电率≤4％；电池k值(ΔOCV/ΔT)≤0.1mV/h；直流内阻≤单体电池初始直流内阻的1.3倍。首次采用功率比作为第一分级标准首先分级，剔除部分退役电池后再按照常用电池健康状态指标中最具代表性的容量、自放电率和K值进行二次分级，分级标准更合理，分级更合理，最终梯次利用的电池组内电池性能一致性高，进而减少了退役电池差异性并联之间产生的环流问题，可以很好的规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险；储能系统包括退役电池、PCS、充电机和DC/DC直流变换器；退役电池通过DC/DC电源直流变换器接入储能系统；DC/DC电源直流变换器输出端并联；DC/DC电源直流变换器与每组退役电池组之间的导线上设有开关。通过这样的储能系统设置，可多元化兼容各种梯次电池并联大功率输出，消除不同梯次电池差异性并联之间产生的环流问题，可以很好的规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、初步筛选：通过外观辨识、历史大数据对退役电池进行初步筛选，留下初步筛选合格的退役电池；

步骤S2、确立分选方法，建立分级标准，进行退役电池分级：对初步筛选合格的退役电池及与其型号相同的新动力电池分别进行混合动力脉冲能力特性HPPC实验，并按预定的记录频率分别记录电池功率；根据相同频率范围下新动力电池的功率和相应退役电池的功率，建立第一分级标准；对经过初步筛选的退役电池进行评估，选出符合第一分级标准的退役电池；然后分别测定符合第一分级标准的退役电池的容量、电池k值、自放电率和直流电阻，根据测定的退役电池的容量、电池k值、自放电率和直流电阻这些健康状态数据建立第二分级标准，对标第二分级标准进行分级，剔除不符合第二分级标准的退役电池；所述第一分级标准为：在任意相同的频率范围内，退役电池的功率与其型号相同的新动力电池的功率之比≥0.7；所述第二分级标准为：常温4h放电容量≥标称容量的65%，且同一组退役电池中4h最大放电容量与最小容量间的差值≤标称容量的1.5%；自放电率≤4％；电池k值（ΔOCV/ΔT）≤0.1mV/h；直流内阻≤单体电池初始直流内阻的1.3倍；

步骤S3、构建储能系统，搭建管理平台和智能客户端，实现梯次利用电池的远程监控；所述储能系统包括退役电池、PCS、充电机和DC/DC直流变换器；退役电池通过DC/DC电源直流变换器接入储能系统；DC/DC电源直流变换器输出端并联；DC/DC电源直流变换器与每组退役电池组之间的导线上设有开关。

2.根据权利要求1所述的退役电池梯次利用方法，其特征在于，步骤S1中所述外观辨识标准为：无变形、漏液、拉断开启、破损、生锈和外伤。

3.根据权利要求1所述的退役电池梯次利用方法，其特征在于，步骤S1中所述历史大数据包括电池使用年限、电池生产批次、生产厂家、型号、电极体系、过充过放记录、历史运行数据。

4.根据权利要求1所述的退役电池梯次利用方法，其特征在于，步骤S1中所述历史大数据初步筛选的标准为：电池使用年限≤6年；电池生产批次间隔≤14天；为同一生产厂家所生产，相同的电池类型且采用相同的电极体系；无过充记录、无过放记录、过热状态下无充放电记录且可读取历史运行数据。