科技之光——新能源汽車用退役動力電池安全性評估方法及梯次利用關鍵測試技術研究
關鍵測試技術研究
國家高端儲能產品質量檢驗檢測中心(江蘇)(籌)(以下簡稱“CEST”)是經國家市場監督管理總局批準的國家級質量檢驗檢測機構。CEST致力于儲能領域的檢測研究，是國內領先的高端儲能產品國際國內認證一站式服務平臺。檢測能力覆蓋電池原輔材料，鉛酸蓄電池，鋰離子單體、模塊及電池組，電池管理系統，新體系動力電池單體、模塊和系統，儲能系統等全產業鏈。
2022年11月16日，由CEST承擔的江蘇省市場監督管理局科技計劃項目“新能源汽車用退役動力電池安全性評估方法及梯次利用關鍵測試技術研究”(項目編號：KJ207520)順利通過了江蘇省市場監督管理局組織的項目驗收。
項目研究背景
2020年我國新能源汽車市場退役動力電池量已達26.69GWh，而到2025年這一數字將激增5倍，達到134.49GWh。退役后的動力電池雖然不能繼續用于電動汽車，但通過一定的檢測評估與重組過程后，能夠用于對電池性能要求低的場合，如部分儲能場景，可以進一步提升電池全壽命周期價值。然而動力電池長期工作過程中，由于工況復雜、均衡控制不足、制造工藝差異等諸多方面的原因，使得電池單體或模組之間的不一致性逐步擴大，從而影響儲能系統總體輸出效果。同時，退役電池來自于多種工況和環境的動力應用場景，其健康狀態(SOH)參差不齊，若不能準確判斷SOH，一方面會影響對退役電池剩余價值的評判，另一方面容易觸發“熱失控”等安全問題。
因此，解決退役動力電池一致性分選技術和SOH評估技術，是梯次利用過程中首要考慮的問題。現有的電池測試技術中，多是在穩定的測試條件下進行的，對于梯次應用場景下的電池性能難以實現有效的評估，而在真實的場景下驗證電池效果會增加測試成本，因此研究儲能系統特征工況提取技術，作為退役電池的測試技術標準，能夠最大限度地模擬梯次利用階段的實際工作條件，驗證退役電池在多種復雜工況下的綜合性能。
項目研究內容
項目定位新能源與高效節能領域，針對新能源汽車動力電池大量退役，進行電池模塊、電芯進行梯級利用存在安全風險和效率低下的問題，形成新能源汽車退役動力電池的安全性評估方法以及梯次利用應用場景分選的關鍵測試方法，進而形成科學、合理并滿足行業健康發展需求的標準化方法。
項目采用基于容量增量分析的退役電池分選方法，并結合FCM算法確定了退役電池一致性分選方法，從老化機理和統計聚類角度使得退役電池分選更科學、更高效;采用基于交流阻抗技術開發梯次電池SOH評估方法，實現梯次利用電池SOH的精準預測。項目還研究了用于BMS等結構件與退役電池同步回收后梯次利用電池組的安全性評估方法。
項目研究成果
形成研究報告1份;發表中文核心期刊論文2篇，科技核心期刊論文1篇;申請發明專利2項;形成行業標準建議稿2項，起草江蘇省地方標準1項。
社會與經濟效益
項目成果為國內進行梯次利用退役動力電池的安全性評估和梯次利用方法提供指導，有利于實質推動車用退役動力電池的資源綜合利用，為國家完善新能源汽車電池回收利用管理辦法修訂、梯次利用管理制度建設提供技術支撐。江蘇省地方標準《電動汽車用退役動力電池分選技術規程》的立項制定，填補了國內相關標準的空白。
同時，本項目的研究成果為國家高端儲能產品質檢中心動力電池檢測積累核心技術，持續提升國家高端儲能產品質檢中心動力電池檢測能力，有力促進新能源汽車行業高質量發展。
