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【欧瑞动力冠名】雷洪均博士观点|动力电池梯次利用是伪命题吗?

作者: 来源: 时间:2019-08-12

摘要:目前的困境是,专家提出了“动力电池梯次利用是伪命题”的质疑,政府支持“动力电池梯次利用”的政策,就将会得到修正。但是政府如何支持动力厂家提高CPK值呢?

发展纯电动汽车,难题一个接一个,从未中断,尤其是动力电池。开始的提法是“动力电池是瓶颈”,通过行业的努力,到了2017年底,锂电池比能量已经实现了304wh/kg,给努力拼搏的人们一些安慰了。  

但还有些问题,依然没有完美的答案。①锂离子是绿色的吗?经过一段时间的讨论,大家已经有比较清晰的理解了;②锂离子电池安全吗?讨论后的结论是,机理上不安全的因素是客观存在的,但是工程上还是能确保其安全性使用;③动力电池梯次利用是伪命题的讨论,已经开始。下面正面回答这个问题。

1.回收利用与梯次利用是不同的两个慨念

大家对回收利用是比较熟悉了。废旧物资回收利用,俗称“修旧利废”。指将生产和生活消费中可以利用的下脚料、边角料、废旧物和废弃品等,加以收集整理、加工改制,再转化为有用物资的一系列工作。

动力电池梯次利用是指,在发展电动汽车过程中,动力电池在电动汽车的生命周期内,因为性能衰减,不宜继续在汽车上使用了,要给动力电池换一个岗位,或者动力电池退役后再就业。

动力电池的梯次利用概念,为动力汽车发展过程中出现的困难,提出了一个可行解决办法和途径,为动力电池提出了一条的新出路。但是如何梯次利用?目前基本上没有实例可言。

2.动力电池梯次利用是很难做、非常难做的

退役后的动力电池要梯次理由,必须将电池系统从车上,拆下来为一个个单体、再成组,才有可能成为一个新的电池系统。目前专家的主流观点是:将退役下来的电池,再做了一个储能站。但是我国锂电池最大企业,宁德时代新能源公司总裁黄世霖先生在2018青海动力电池高峰论坛上,发表了“储能站用的电池比车载动力电池要求更高”的观点,引起行业再思考。中国汽车技术研究中心动力电池首席专家王芳博士也报告说,”在2012到2014年,我们做过一个国家电网的课题,做了一个梯次利用的示范,当时用奇瑞S18淘汰下来的电池做了一个储能电站。做完以后,我们也承认,动力电池要梯次接近一个伪命题,就是很难做、非常难做。“

① 宁德时代新能源公司总裁黄世霖先生正面十分、肯定地回答了,从汽车中退役的动力电池,根本不能做储能电站;

②中国汽车技术研究中心动力电池首席专家王芳博士告诉大家,从汽车退役的动力电池,要用来储能电站,就是很难做、非常难做。

黄世霖先生是动力电池生产专家,王芳博士是动力电池测试和评价专家。这两位国家顶级动力电池专家,基本认同了“动力电池梯次利用是伪命题”的说法。

接下来,王芳博士又比较婉转地说:“到2014年底,我们在制定编码制度,在推进梯次利用的时候,经过详细的讨论认为还是应该要做,但是需要重新定位:电池回收必定是一个正向的、而且是会推得非常快的一个课题。电池梯次利用是属于有条件、有范围、有要求的梯次利用,就是梯次利用一定是在特定条件下。比如都是大巴车,对这批电池有监控,有后期的评估处理,对电池的健康状态能够充分掌握,又有对接的梯次利用场景,且对这个应用场景的指标体系是非常明确的,把这场景的指标也列入到电池的评价体系里面,随时都知道车上的电池拆下来可以用在哪一个领域。而且这个领域也已经对接好了,然后再做梯次利用。这就是在有条件、有范围、有要求的情况下去做。”

①王芳博士说“电池回收必定是一个正向的,而且是会推得非常快的一个课题。”

②王芳博士又说“电池梯次利用是属于有条件、有范围、有要求的梯次利用,就是梯次利用一定是在特定条件下。”

笔者个人的观点:

①动力电池电池回收和动力电池梯次利用是两个概念;

②动力电池梯次利用是伪命题。这个观点太绝对;

③动力电池梯次利用,目前技术上比较困难,如果技术上即使有保障,但是没有经济性,其梯次利用就没有一点意义;

④退役的动力电池,直接进入回收利用环节,太奢侈了。

3.动力电池比能量瓶颈解决后,延长其有效的生命周期就是当务之急

动力电池生命周期长短的关键指标是什么?是动力电池一致性。什么叫一致性呢?不太好理解。业内人士知道,为汽车提供电能,是电池系统,而电池系统的最小单元是电芯。通俗地理解,电池系统是由同一个规格单体组成的”队伍“。电池系统性能的好坏,是由单体电芯彼此之间能力的一致性来决定的。如果单体一致性离散性太差,就直接影响电动汽车续航里程的功率特性、放电能量特性、电池总寿命以及成本等。

动力电池梯次利用是一个办法。但是专家们说,这个办法是不科学的,很难做、非常难做。其基本意思是,动力电池梯次利用还不如用新电芯来组成(生产)新电池系统。

换一句话,提高电芯电池一致性,才是科学的办法。有专家说,提高动力电池生产环节的一致性和使用环节的一致性,动力电池其有效的生命周期可以延长1倍,能与电动汽车同寿命。

这个说法,逻辑上是合理的。汽车报废,动力电池同样就可以报废了,直接进入回收利用环节。这里要提醒,大家不要在电池梯次利用上动歪脑筋了。

王芳博士介绍说,”目前国内CPK值最高的企业是以1.67为天花板的,而三星、LG他们的CPK值是以1.67为基础的,甚至能达到2.0,也就意味着100万只电池里面几乎没有次品,所有电池性能是完全一致的,差异是非常小的“(注:CPK值——过程能力指数,CPK值越大表示品质越佳。)

这个就告诉大家,竞争对手不是在动力电池的梯次利用上找出路,而是在提高”过程能力指数“上下功夫。

4.提高CPK值是正路,梯次利用是奇招

提高CPK值是比较困难的,要求企业付出更多,要求企业提高研发费用。而得到的是提升了企业核心竞争力。梯次利用同样的电池厂家的事情,但很难得到回报,对提高企业核心竞争力没有一点帮助。

道德经说:“以正治国,以奇用兵,以无事取天下。”提高CPK值是必须要做,是正确的做法,而是可以持续做下去的;而梯次利用是奇招,是无事,在找出一个事来做。

发展电动汽车已经是行业的共识,动力电池厂家,提高自己的CPK值,是必须的。以对手参照,以CPK值1.67为基础的,实现能达到2.0水平,就没有动力电池梯次利用的题目了。

5.政策上如何支持动力电池的发展?有待进一步探讨

中国政府在推动新能源汽车发展,在政策上是选择补助整车企业的产品。这一模式是什么意思呢?

①政府主观上,是要补助动力电池产品,来提升动力电池产业的规模、提高动力电池质量;

②政府实际上的做法是,补助整车厂产品。意图很明显,用政策驱动电动汽车的发展,用市场力量拉动动力电池技术进步。

目前的困境是,专家提出了“动力电池梯次利用是伪命题”的质疑,政府支持“动力电池梯次利用”的政策,就将会得到修正。但是政府如何支持动力厂家提高CPK值呢?

动力电芯生产提高CPK是一个方面的措施,但是使用过程如何保障动力电芯衰减在机理上保持一致呢?还有许多工作可以做的。专家们已经提出了基本思路,围绕“热”平衡原理,在均衡的技术上,实现“热”平衡,从而保证动力电池电芯层面的一致性。

政策是一个方面,技术也攻关。目前动力电池均衡产品(系统),性能特别优秀的不多,许多产品还是一个电池工作状态的监视器,还没有实际意义上均衡器。一是模式不对,二是主动均衡成本太高。

笔者的观点是,中国人在动力电池比能量提升方面,能一步、一步地赶超国外的先进水平,同样在动力电池寿命上也能赶超。

如果动力电池梯次利用是一个伪命题,我们再重新思考,一定可以找到能真正解决问题的科学命题。

注:本文作者雷洪钧博士为扬子江汽车公司高级工程师,中科智能网联汽车科学院院长,中国新能源企业家俱乐部副秘书长。

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