退役动力电池在AGV电源中的应用

黄祖朋

摘 要：伴随着新能源汽车产业的飞速发展，我国动力电池的技术水平及制造工艺在近些年内得到了巨大的提升。当动力电池从新能源汽车上退役后，其优良的电性能使其具备了梯次利用的可行性。本文即利用退役动力电池进行梯次利用，将其改造成生产线上广泛使用的AGV电源，大大提高了动力电池的资源利用率。

关键词：退役电池;动力电池;AGV;梯次利用

1 引言

我国已经连续4年蝉联了世界新能源汽车产销量的冠军。据工业与信息化部发布的相关数据显示，我国2018年的新能源汽车产销量分别为127万辆和126万辆，同比分别增长59.9%和61.7%。按照趋势预计，我国新能源汽车的产销量在2023年将突破500万辆。

新能源汽车产销量的快速增长带来了动力电池行业的爆发[1-2]。截止2018年底，我国动力电池的配套量已经超过70GWh，预计到2022年将超过200GWh。动力电池占据了新能源汽车、特别是纯电动汽车成本的大部分，约为30%～50%。尽管动力电池的成本在近些年内有了大幅度的下降，然而目前仍属偏高状态。这直接导致了新能源汽车整车成本的居高不下，难以像传统燃油车那样大规模地市场推广。

创造新的动力电池商业模式，进一步将动力电池的成本降低，成了能源汽车企业乃至整个新能源行业的燃眉之急[3]。退役动力电池梯次利用，被新能源行业寄予厚望的一种新型商业模式，现在正在被广泛地探讨[4-6]。当新能源汽车退役时，其动力电池的可用容量约为初始容量的75%～85%，其余电性能如循环寿命、自放电率、充放电效率等也都良好，可以被梯次利用于一些工况比较温和的用电场景中，如低速车、2轮或3轮车、家庭储能、AGV电源等[7-8]。在此思路的指引下，本文将纯电动汽车的退役动力电池进行分析研究，并改造成AGV电源，投入到产线中测试使用。

2 退役动力电池测试

选取市面上的某款A00级纯电动汽车的退役动力电池包进行研究，将其进行拆包处理，得到模块级别的退役动力电池，退役动力电池模块基本参数如表1所示：

对从同一个电池包上拆解下来的退役动力电池模块进行状态性能测试，测试项目包括：外观检查、OCV测试、内阻测试等，测试结果如表2所示。由测试结果可知，退役动力电池模块的外观保持良好、开路电压压差低于10mV，内阻均小于1.85mΩ，说明其一致性较好，可以进行重组进行梯次利用。

3 退役动力电池模块重组

3.1 AGV电源需求分析

从AGV的说明书上可以获取AGV电源的相关的参数（表3），从表中可知：AGV电源的放电倍率为0.25C，非常温和;然而，其充电倍率却为70/40=1.75（C），相对较高，这对退役电池具有一定的挑战性。

3.2 退役电池模块重组方案

基于AGV电源的功能需求，提出了利用退役电池模组改造成AGV电源的方案（表4）。从表四可知，梯次电池的标称电压略低于原AGV电源的标称电压，但在可接受的范围之内。其它参数也能够满足AGV电源的使用需求。

4 梯次AGV电源的测试验证

通过对产线上的AGV运行工况进行研究，获得其工况数据为：1.以70Ah的电流充电30s（充到截止电压自动停止）;2.以低于5A的電流进行放电7min。基于此，利用充放电机对梯次AGV电源进行模拟工况测试，测试条件为：a.以70Ah的电流对梯次AGV电池充电30s（初始电压为26615 mV），静置10s后测开路电压和电池温度;b. .以5A的电流进行放电7min，静置10s后测开路电压和电池温度;c. 重复a和b;

由测试结果可知：在模拟工况下，梯次电池的上限开路电压和下限开路电压都能稳定在一个平衡的状态，并未触及到充放电截止电压，电池温度也能保持与室温一致（图2）。该结果表明梯次AGV电源能够满足功能要求，且热设计较为合理。

5 结语

本文通过某款A00级退役动力电池包进行拆解和测试分析，获得了其电池模块的电性能数据，验证了其梯次利用的可行性。结合工厂产线上AGV对电源的使用需求，利用退役动力电池模块重组进行重组，改装成了AGV的供电电源。通过充放电机的测试，证明了设计的梯次AGV电源能够满足功能要求及热管理要求。该设计为动力电池梯次利用提供了依据，有利于降低动力电池的使用成本，并在提升资源利用率、促进动力电池产业绿色持续发展上起到推动作用。

基金项目：广西科技计划资助项目（桂科AC16380043）;柳州市科学研究与技术开发计划资助项目（2016B030101）

参考文献：

[1]新能源汽车废旧动力蓄电池再生利用初具规模[J].汽车实用技术，2019（05）：1.

[2]徐玉芳.建立新能源汽车动力电池回收体系[J].检察风云，2019（06）：36-37.

[3]锂电池回收利用政策利好 梯次利用已形成示范效应[J].资源再生，2019（02）：24-26.

[4]陶志军，贾晓峰.中国动力电池回收利用产业商业模式研究[J].汽车工业研究，2018（10）：33-42.

[5]张雷，刘颖琦，张力，庞贝贝.中国储能产业中动力电池梯次利用的商业价值[J].北京理工大学学报（社会科学版），2018，20（06）：34-44.

[6]贾晓峰，冯乾隆，陶志军，王白侠.动力电池梯次利用场景与回收技术经济性研究[J].汽车工程师，2018（06）：14-19.

[7]张臻.梯次电池在通信基站中的使用[J].电信快报，2018（06）：15-17.

[8]朱国才，何向明.废旧锂离子动力电池的拆解及梯次利用[J].新材料产业，2017（09）：43-46.