动力电池梯次利用可行性及其应用场景

赵小羽 黄祖朋 胡慧婧

摘 要：随着新能源汽车行业持续稳定的发展，未来几年将会有大量的新能源汽车动力电池退役，如何对这些退役电池进行合理有效的处置成为了社会普遍关注的焦点。基于此，文章对退役动力电池的电性能进行了研究，证实了退役动力电池进行梯次利用的可行性。在此基础上，文章进一步提出了梯次利用可能的应用场景，为新能源汽车退役动力电池的市场挖掘及价值最大化利用提供了思路。

关键词：新能源;动力电池;退役电池;梯次利用;应用场景

中图分类号：U469.7  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）12-25-03

Abstract： With the sustainable and stable development of the new energy vehicle industry， a large number of new energy vehicle power batteries will be decommissioned in the next few years. How to deal with these decommissioned batteries reasonably and effectively has become the focus of social attention. Based on this， the paper studies the electrical performance of decommissioned power batteries， and confirms the feasibility of using decommissioned power batteries in cascade. On this basis， this paper further proposes the possible application scenarios of cascade utilization， providing ideas for discovering the market and maximizing the value of retired power batteries of new energy vehicles.

Keywords： New energy; Power battery; Retired batteries; Repurposing; Application scenarios

引言

在政府的大力支持和推动下，近10多年来中国的新能源汽车行业发生了翻天覆地的变化。在未来的十几年里，中国的新能源汽车行业仍将处于发展的战略机遇期[1]。新能源汽车行业快速发展的同时，也带动了上下游行业的蓬勃发展，最为显著的是动力电池行业[2]。目前，我国的动力电池产销量已经位列全球第一，动力电池的设计及制造技术也处于全球领先地位，电池的电性能及制造成本有着巨大的优势。尽管如此，当前我国动力电池的采购成本仍然占据了整车成本的30%～50%，如何進一步降低其使用成本成为了新能源汽车企业的燃眉之急[3]。动力电池进行梯次利用，满足不同的场景使用需求，从多方面、多层次、最大化地挖掘动力电池的价值，降低其在新能源汽车上的使用成本，成为了车企重点关注的焦点。本文即是在此背景下开展研究工作，探索动力电池从新能源汽车上退役后继续梯次利用的可行性，并分析其可能的应用场景。

1 退役动力电池现状及发展趋势

我国的新能源汽车产销量已经连续多年蝉联了世界冠军。截止到2018年底，我国新能源汽车产销量分别为127万辆和125.6万辆。同比分别增长59.9%和61.7%。预计到2020年，我国的纯电动汽车和插电式混合动力汽车的生产能力将达277万辆。伴随着新能源汽车的快速发展，从2012开始，我国锂离子电池年产量逐年上升。进入2018年后，在电动汽车快速增长的带动下，我国锂离子电池产量呈现高速增长态势[4]，达到了70GWh的规模（图1A）。2019年我国新能源汽车动力电池装机量约为95.9GWh，相比2018年，同比增长约37%。预计到2020年我国动力电池市场需求将达126.8GWh。受限于动力电池的循环寿命，未来几年，动力电池将会逐步退役，报废的动力电池数量极为庞大[5]。预计到2020年，报废量将达9.6GWh（图1B），约14.9万吨;到2025年，动力电池报废量将达52.4GWh，约60.2万吨。大量的退役电池给梯次利用行业带来了契机[6]。

2 退役动力电池的电性能分析

2012年前生产出来的动力电池电性能相对较差。本文选取了一批从“十城千辆工程”中的大巴车上退役下来的动力电池进行分析，这些动力电池在大巴车上运行了将近3年的时间。其剩余电性能如表1所示：

从上表的测试数据可知，退运电池的电性能普遍降低，可用容量下降25%-45%，内阻增大1-2倍，充放电倍率小于0.5C，低温充放电性能较差。尽管如此，这些退役动力电池在容量保持率、充放电效率等方面还有不错的性能，可以用于一些工况比较温和、浅充浅放、工作环境在在0℃以上的场景中。

近些年来，随着我国动力电池在材料性能、制造工艺、电池一致性、循环寿命、能量密度、安全性等方面取得重大突破，退役动力电池的电性能得到了巨大的提升。本文对某款18650型磷酸铁锂动力电池进行循环寿命测试，如图2所示，在室温下以0.5C进行充电、1C进行放电，充放电截止电压分别为4.2V和2.75V。当动力电池的可用用量降低至初始容量的80%时，循环寿命为1200次，远远超出了新能源汽车对动力电池的循环寿命要求（国家对于新能源汽车的质保要求为8年或12万km内动力电池的衰减不超过20%，以新能源汽车平均续驶里程为300km来计算，12万km相当于400次的循环寿命）。

3 皮卡未来市场预测

从政策来看，预计随着近年来皮卡进城政策解禁，微卡政策加严等政策利好影响，市场呈现高速上扬的态势，市场规模进一步扩大;预计到2023年皮卡市场销量比2017年销量翻倍，约占整车市场销量4%。2021年国六排放升级实施，预期短期对柴油车型产生一定影响，汽油比例增加。

从市场来看，受消费升级的影响，市场对乘用车化皮卡需求变大，皮卡中高端车型增长率较高，低端皮卡逐步取代轻货产品。

4 皮卡市场竞品分析

市场占有率来看，第一阵营长城、江铃、日产和五十铃三家市占率近70%，仍处于市场垄断地位;从各品牌来看，江西五十铃和长安2017年增长迅猛，增量、增幅、市占率较2016年均有大幅提升。

小型皮卡市场主要竞品为长安神骐、江铃宝典;中型皮卡市场主要竞品为长城风骏、黄海N2;大型皮卡主要竞品为五十铃D-MAX、黄海N3。其中市场主流车型中包含长短轴的变化，乘客舱包含一排、一排半、双排的布局，货箱包含皮卡货箱、卡车货箱的形式，可衍生出多种皮卡系列车型满足市场需要。丰富的车型配置可提供商用、家用的多种选择，呈现产品的多样性和卓越的综合多功能性。其技术先进性可满足未来 5-10年内产品升级和基于此平台兼顾传统和新能源车型开发的要求，实现既能向上拓展市场，又能够满足未来市场销量的需求。

5 结论

综上所述， 随着新消费群体的出现，皮卡车企不断加大设计投入，使车型年轻化，配置高端化，摆脱低端货车形象，提升性价比。目前上市的新锐车型，既有正向开发，也有逆向开发的产品，但基本上都采用了全新的造型设计，不僅高颜值颇具现代感，而且还融入了SUV与概念车型的设计元素，内饰及功能性配置愈加趋向轿车和SUV的乘用车风格化，如中控彩色大屏、ESP+TPMS、在线互联智能联网系统、语音识别、倒车影像、购物和远程控制、安全气囊、多功能方向盘、后视镜电动调节、大灯高度电动调节、多侧踏板和皮革座椅等轿车和SUV乘用车化配置，可极大程度满足人们对安全性、操控性的需求。随着我国皮卡产品的更新换代不断与国际接轨以及社会分工不断细化，随着政策的逐步解禁，皮卡市场的销量会稳步提高。

参考文献

[1] 王蕊.长城皮卡备战新风口汽车观察 2018， （10） ：52-53.

[2] 张颖.商用车将更加注重效率和全生命周期成本汽车与配件 2018， （12）：4.

[3]     王凤英.长城汽车的聚焦战略[J].时代汽车，2014，（11）：68-69.

[4]     刘刚.国产"皮卡"汽车市场分析[J].世界汽车，1999，26-27.

[5]     商车.皮卡之王拓陆者再战中国最高级别越野赛事[J]. 商用汽车新闻，2013，（0Z4）：17.

[6]     徐蓓.皮卡市场仍是北美诸雄争夺焦点之一[J].汽车与配件，2008， （43）：76-78.