本文3000字,預計你8分鐘以內可以讀完。
近幾年,動力電瓶成本仍然在增加,這一點逐步提升了電動車輛更大范圍的推廣的可能性,但電瓶成本依然在整車成本中占有較高的比列。假如才能在電瓶作為車輛動力完成使用壽命之后,剩下的80%剩余容量繼續工作,才能把電瓶制導致本進一步攤薄,無論從電動車輛用戶還是從全社會角度考慮,這都是一件值得一做的事情。
動力電瓶的梯次借助,退役的動力電瓶究竟能否做哪些用?之所以規定動力電瓶在80%的剩余容量時就退役,不僅續航里程變短促使用戶體驗變差以外,其老化之后的一致性變差,系統可靠性增加,應當是停止在高速汽車上應用的重要誘因。從這兒出發,考慮動力電瓶梯次借助的場景就有了大體的方向。能量密度要求不是那樣高,可靠性可以通過其他手段強化或則根本上就對可靠性的要求不高,對成本比較敏感,希望獲得成本低廉的能量存儲裝置。
列舉符合上述要求的應用場景,不算太少。配合大電網用電特性的儲能裝置,新能源發電廠配套的儲能電廠,配合家庭戶用新能源發電的小規模儲能,野外與電網分布地區的公共設施的供電系統儲能等等。具體如何考慮是否適宜梯次借助鋰電池,早在2012年就有人基于此提出了一些觀點,論文《Useof-ionPacksfrom:,CostandModel》作者Wen-ChenLih,下邊介紹這篇文章中提到的幾個論據,結合我自己的理解,供參考。
1怎樣考慮電瓶老化程度?
文章介紹了一種從一致性這個維度考慮梯次借助電瓶老化程度的方式。8個48V/12Ah電瓶組由16S1P/12Ah電瓶組成,首先,將每位電瓶組單獨以0.1C(1.2A)放電至40V;休息30分鐘后,以相同的C率將每位電瓶組充電至53.5V。其次,串聯這8個電板組,產生一個384V/12Ah電瓶串。第三,將電瓶0.2C(2.4A)放電,記錄每位電瓶組中所有電瓶的電流變化。前800秒放電過程電流變化情形,如右圖所示:
每位電瓶組內每只電芯的離散程度,如右圖所示。
以上述方式進行篩選,其實,電瓶組1和5的電瓶電流比其他電瓶的電流分布更寬,pack1是老化程度最深的,pack5居其次。
2怎樣考慮第二次借助電芯的成本?
這個問題在之前的一篇關于動力電瓶電芯選擇的文章中討論過。討論一個電板的成本問題,其壽命是影響電瓶總成本的關鍵誘因。從技術上講,電瓶組的壽命包括月歷壽命和循環壽命。月歷壽命通常在15到20年之間,受環境條件影響,如溫度,濕度,腐蝕,震動等。其次,循環壽命與放電深度(DOD),充電和放電電壓(C率)和工作濕度有關。更大的DOD,更大的充電和放電電壓以及更高的工作體溫,就會促使電瓶的循環壽命更短。因為以串聯或并聯的形式與電芯結合,電瓶組的使用壽命與電芯的壽命十分相像。
全生命周期度電成本,就是在相同測試條件下,直到電芯的第二個壽命周期規定的截至條件抵達先前,全部以前充入過電瓶的電量的總和,或則電瓶以前放出的全部電量的總和。數值上等于平均每次充入電瓶電量除以充電次數??陀^來看充電電池串聯和并聯的區別,這個參數才是用戶實際使用了的電瓶。電瓶成本,通常根據每千瓦時電量多少錢。但是,對于終端用戶而言,她們的體會里,不僅還能跑多遠這個空間指標,還有一個才能用多長時間的時間指標。同樣10億元一輛車,用3年和用5年,每年的用車成本相差40%,這個差別不堪稱不大。因而,落實到全生命周期度電成本上,才是最直觀的成本評價方式。
動力電瓶第一次使用時,通常的,循環壽命是主導誘因。而二次借助的鋰電池,按照具體應用場景的不同,可能須要以考察月歷壽命為主。例如不連續工作制的應用情況,待機時間遠遠小于工作循環時間,例如UPS,月歷壽命決定了電瓶使用時間的上限。因而,須要確定真正的終點是哪些,再去考慮成本。
全生命周期度電成本充電電池串聯和并聯的區別,與電瓶容量、電壓和使用壽命三個誘因有關,同樣的造價,電瓶容量越大,電流越高,壽命越長,則該成本越低。
3關于電瓶價值評估的幾個觀點
1)使用過的電瓶組的剩余價值評估
有文送給出了幾種綜合評估電瓶成本的方法,沒有具體分辨應用場景,而給出的通用評估方法。
其中,R/N表示當前剩余價值的百分率;η是0和1之間的一個數值,表示實際條件與理想條件之間的差別,差別越大越接近0,差別越小越接近1。
用剩余價值百分率除以電瓶pack的初始價錢,得到當前pack的現實價值。
2)二次借助電瓶組的加工成本
從梯次借助加工商的角度看,再借助電瓶包總成本包括再循環成本,再制造(分類,電瓶分級,重組,檢驗,驗證)成本,營運費用,雜項費用等,依據經驗值,給每類成本劃定一個比列。
而后,針對不同應用場景,配置個性化的輔助設備,則還須要一部份加工費用,被命名為升級制造費用。
3)綜合利潤最大的觀點
把營運電瓶包新舊兩個階段整體考慮,其實,新電瓶階段想要有控制的營運,估計須要換電模式,由一個公司擁有電瓶,用戶只是租賃使用電瓶這些模式。換電模式在社會上推廣,尤其乘用車換電,實際存在著好多困難,這兒姑且不提。這兒著眼于這些總體綜合考慮商業模式的視角。
文獻中大體介紹了一個比較粗糙的模型,考慮新電瓶階段的成本,營運費用(包含場地,人工,修理保養等),租賃利潤;考慮二次借助階段,同樣也是上面幾個類型的費用加上部份電瓶包須要篩選重組的費用。兩個階段的區別在于,新電瓶租賃給電動車輛用戶,后一個階段租賃給儲能用戶。把界定新舊電瓶分解的時間點作為優化對象,優化目標為整體利潤最大化。
這個模式,主要是與電瓶用戶訂購整個電動車輛情況存在優勢的。兩個階段都是租賃,綜合管理,不須要面對各式各樣電瓶包,電芯置于一起,盲目篩選,重組的情況。于是大量特點測試和安全管理的工作和費用都剩下了。
4總結
我們以現今的眼光看待這個方式,雖然,綜合管理公司把握了電瓶整個壽命周期的全部數據,基本上就可以通過歷史數據對電瓶的性能,經歷過什么濫用以及還具備多少剩余價值作出衡量了。結合我們當前的梯次借助問題,數據的完備性,是減少梯次借助成本,獲得電瓶全生命周期最大綜合利潤的重要環節。
參考文獻
參考文獻:
1Wen-ChenLih,Useof-ionPacksfrom:,CostandModel;
2Zhu,ofcyclelifeonof-ion-useinpowerforbase;
本文由“動力電瓶技術”整理,只做學習交流之用;其余圖片來自互聯網公開資料。