鉅大LARGE | 點擊量：845次 | 2019年05月23日
一種電池梯次利用在儲能應用的探索
4月24-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月26日上午的“儲能電站與技術應用（四）“專場，深圳邁格瑞能技術有限公司總經理黃慧金在會上分享了主題報告《一種電池梯次利用在儲能應用的探索》，以下為演講實錄：
黃慧金：大家好！我來自深圳邁格瑞能技術有限公司。昨天在旁邊的會場有好多專家和公司都介紹了梯次電池利用，這是一個現實問題，也是一個經濟問題，討論比較多，就說明現在的問題也比較多，都需要大家一起來討論。我今天從應用的角度來說一下怎么做梯次電池利用，在儲能中的應用。
分成四個部分：市場與政策、梯次利用方案、梯次利用案例、公司產品簡介。
第一部分，市場與政策。
動力電池的梯次利用，因為是來自于車的嘛，中國的電動汽車發(fā)展的很迅速，2016年在中國的產量達到了50萬輛，在2017年達到75萬輛，2018年超過了100萬輛，應該在120萬輛左右，2019年可能會超過150多萬，應該會到170萬左右，這個量已經很龐大了，在全世界處于前列了。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一般車的電池用到5年—8年左右，用的公交車、出租車可能更快一點，平均在5、6年，電池就要從車里退役下來，退役下來之后怎么用需要去了解。
從這個量來看，在2020年差不多就有20個GWh，到了2023年將近60個GWh，到2025年將近會有100個GWh，這個量是非常巨大的。
像我們小時候一樣，電池不能隨便亂丟，要放在一個特定的盒子里，其實也是一樣的。那還是小電池，動力車的電池下來了是海量的，所以從國家的側面，自上而下的以及社會層面、公司層面，對電池不能隨便丟棄的這種事情是達成了共識的，我們這個社會都已經到質量發(fā)展了，環(huán)境也是非常重要的，不能電池污染我們的水、污染我們的空氣、污染我們的土壤。
國務院2017年1月3日發(fā)布《生產者責任延伸制度推行方案》，2018年7月23日發(fā)布《關于組織開展新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》，自上而下的，從國家、從社會以及從公司的各個層面都得到了空前的控制。
第二部分，梯次利用方案。
電池要進行回收主要的驅動于來自于兩個方向：
第一個，是環(huán)保型的要求，這是社會屬性的，這是剛需的要求，不能污染我們的水，不能污染我們的土壤，這是社會屬性的。第二個，回收能夠有經濟性，有利可圖，在社會上形成一個正的循環(huán)，更有利于整個電池的回收。經濟性的角度，現在體現在兩個方向，一是材料再生價值的回收，另外是殘余價值的挖掘，就是我們現在講的梯次利用。
簡單講一下，這是材料再回收的幾種方法，現在市面上也有的，一個是干法的、一個是濕法的。干法的就是把電池機械性的粉碎了，把有用的金屬成份提煉出來。濕法就是用酸堿溶液為媒介，金屬離子從電極材料里面轉移到溶液里面，經過離子的交換、沉淀、吸收等方式把金屬以鹽的氧化物的形式提取出來。生物質的方式，就是用生物的方法把金屬從電極里面分離回收起來。
第二個，電池的能量價值再應用的方式?，F在比較流行的，運用比較多的就是電芯的拆解重組，都會經過這么幾個步驟，把一個車的Pack、一個大電池包拆了，拆到電芯，把電芯進行重新測量的標定，對電芯重新分組分容，配新的PCS，做成新的Pack，用通信備電、低速車、儲能電站。
電芯級的拆解，總體來講工序還是蠻復雜的，工作量比較大、成本比較高，要用新的BMS，成本也比較高，電芯的參數不一致，在大規(guī)模的儲能應用上也比較難?，F在新的鋰電池價格下降的速度很快，所以梯次電池的成本價格也會下的很快，從梯次利用的成本來看主要來自于拿貨的電池的成本以及后續(xù)加工的成本，從后續(xù)的趨勢來看，梯次電池拿貨的成本會越來越低，最終可能零成本，當然這樣后面再次加工的成本就會占更大的比例。拆解的步驟分這么多種，所以加工的比例未來比重會變得越來越大。
我們現在根據這種情況，以這么一個想法現在也在實施。這種電芯重組的拆解測量重新存儲的這種方式，能不能直接先整包利用，電池的整包利用這種新的梯次利用的方式，在去年下半年開始在行業(yè)上應用起來了，這么做的好處就是，整包電池的能量殘值是直接利用的，簡單高效，工序簡單，成本比較低，用了原來的BMS，成本比較低。另外一個問題，一個整包電池，這個包、那個包的參數差異也比較大，我怎么大容量的把用起來呢，這是擺在大家面前的一個問題。
我們根據這種情況做了一個能量控制器，這個能量控制器就是把梯次電池包作為一個獨立的單元，配上邁格瑞能的能源控制器，就是中小功率儲能的變流器，形成一個基本的儲能單元，再加多個儲能單元在交流側進行并聯構成中大型的儲能系統(tǒng)。就是用一個電池包或者一兩個電池包獨立的接上中小功率的PCS，中小功率的PCS后端再進行并聯，這樣整個電池前端比較小的功率容量進行了隔離，這樣對整個后續(xù)的，對整個應用來講，一致性就能做到更好。
兩種應用模式：第一種，梯次電池包，經過邁格瑞能在能量控制器，若干個能量控制器，十個、幾十個能量控制器，在交流側并聯、在交流側并網。另外一種模式，梯次電池電池包經過DC/DC的變換器，在48V的直流側48V母線上進行應用。這種應用不管是直流側的還是交流側的應用，可以兼容不同的成色的電池，這個電池剩余容量80%，那個電池剩余容量70%、60%，都可以在我的項目上進行使用?？梢约嫒莶煌蔚碾姵?，相差幾年、相差一年、相差兩年的電池拿來，都可以直接在這個項目上進行應用。不同型號的電池、不同廠家的電池，都可以在我的項目上使用。對現實意義來講是非常巨大的，因為梯次電池來源最大的復雜性就在于它的來源非常不確定性，成色不同、批次不同、型號不同，廠家不同，應用這種方案就可以解決這些問題。
介紹一下我們邁格瑞能能量控制器。
第一種，5千瓦的單向交流的PCS。直流電壓是125V—550V，基本上是乘用車300V左右的電壓范圍，也就是一個電池組直接接在PCS的電池端，交流端就是220V并網，全不聯起來，交流并聯起來就可以使用了。一般來講，一個電池包是20多度電，二三十度電，這樣一個5千瓦的PCS，差不多0.2C左右的一個充放電的容量，對電池來講也是非常安全合適的。第二，也是一個PCS再加上一個光伏控制器的這種功能。為什么加光伏控制器呢？特別是一些通信基站，5G上來之后，所需要的配電容量會增加很多，但是有好多基站配電的容量是沒有那么容易增加上來的，所以配上光伏，就地取電，滿足通信基站擴容的需求。
第三種，5千瓦的雙向DC/DC，前面簡單介紹了一下，在48V母線上進行儲能的場景，用這種雙向的DC/DC就可以了，直流的電壓是125V—550V，適合于單組電池直接應用的。
第三種，10千瓦的400V的PCS，這個是適合于比較大的電池包，比如大型的物流車、大型的公交車，它的度電會在50度、80度，這種電池包我們就用這種10千瓦的PCS，差不多充放電的倍率也是0.2C左右吧。它的電池范圍370—800，比較適合這種大巴車下來的電池包和電壓范圍，交流是三相400V，三相并網了。
第三部分，梯次利用的案件。
合眾汽車整包電池削峰填谷的示范項目，這個項目的作用就是做削峰填谷的，整個電池包有30個，每個電池包有30個千瓦時，我們這個應用是一個電池包用5千瓦的PCS，差不多是1兆瓦時左右的系統(tǒng)，也用的是集裝箱一體化的方案，充放電的倍率0.2C左右。這是一個項目實際的開頂圖，集裝箱的一端放的是整包電池，經過隔斷另外一端就是PCS，以及相應的EMS跟消防的。另外一個項目就是鐵塔公司基站上的應用，這個也是削峰填谷的，但是增加了其他兩個功能，另外一個是備電，第三個就是著重的基站設備增容的事情，也是用整包的電池，并在交流220V的電網上，這個項目是增加了光伏的，也就是說是在基站上進行容量的擴容使用，增加了光伏，我們這個PCS增加了光伏控制器的功能模塊。第三個應用，還是鐵塔的，48V的母線上進行應用的，電池組還是整包電池，用了雙向DC/DC的控制器在48V母線的應用。
第四部分，公司簡介。
深圳邁格瑞能技術有限公司，主要是專注于新能源以及儲能行業(yè)的研發(fā)、生產、銷售的技術性公司，我們主要以PCS為核心，在這個產業(yè)鏈進行上下連接。我們是技術性的企業(yè)，在實驗室上的投入是非常大的，有CNAS的國家實驗室、UL目擊實驗室、TUV的目擊實驗室、環(huán)境的實驗室、EMC的實驗室。
（PPT）這是我們公司產品的族譜，第一列就是Hybrid逆變器，前面講的能量控制器，5K的Hybrid的衍生，10K的Hybrid的衍生，除了這個之外我們公司做了工頻的儲能PCS，光儲一體化，還有模塊化的PCS，直流變換器，以及相應的集裝箱式的儲能變流器和儲能系統(tǒng)。
這是大功率的產品、儲能的系統(tǒng)以及我們的監(jiān)控的云平臺。這是我們產品的解決方案，這是家庭戶用的光儲解決方案，這是工商業(yè)應用的削峰填谷以及變壓器需量管理的解決方案，以及結合新能源風電的平滑輸出、提高電能質量的解決方案，跟火電聯合調頻的解決方案，以及跟光伏電站的解決方案。電網側的、微電網的。上面是并網型的微電網，下面是完全獨立的微電網，離網的方案，以及光儲充的，中功率和小功率的離網解決方案，電池梯次利用的解決方案。
