[發明專利]一種快速查找廢舊動力電池包中性能最差電池的方法

有效

• 申請號: 201310262696.0
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103364734A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 毛榮軍;張文華;吳三毛;裴鋒;伍發元;田旭;劉平
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江西省電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

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技術領域????

????本發明涉及一種快速查找廢舊動力電池包中性能最差電池的方法，屬廢舊動力電池綜合利用技術領域。

背景技術????

從目前國內外儲能技術的發展態勢來看，基于電池儲能的電化學儲能系統因具有不依賴地勢、增擴容快捷、更換及維護方便等優點而倍受青睞。而在現存電化學儲能體系中，鋰離子電池因具有比能量高、比功率高、循環壽命長、充放電效率高等顯著優勢，是儲能技術發展的重點。但鋰離子電池高昂的價格，導致儲能電站的一次性投入高，且受到鋰資源的限制，阻礙了鋰離子電池在儲能領域的規模應用與發展。然而，電動汽車的快速發展和鋰離子動力電池產業的興起為鋰離子電池擠身儲能領域提供了前所未有的契機。從技術上看，車用動力電池更注重比能量，儲能電池更注重成本與價格。一般認為，當車用動力電池容量衰減至初始容量的70～80%以下時，因一次充電續航里程的明顯減小，已不適合繼續作為車載動力電池，但對于比能量要求不高的儲能應用來說，鋰離子動力電池仍具有較大的再利用價值。因此，研究和推廣動力電池在儲能領域的梯級利用，對于有效延長動力電池的服役期限、降低動力電池的全生命周期成本、提高資源利用的有效性和合理性具有重要的戰略意義。

雖然車載鋰離子動力電池因容量衰減而難以滿足車輛續航里程的要求，但這些電池制作精良、性能優異、安全性高，完全能夠滿足儲能領域的技術要求。美國加州大學伯克利分校運輸可持續性研究中心的布雷特·威廉斯（Brett?Williams）表示，回收利用廢舊車載鋰離子動力電池相當于一石二鳥：一方面補償了電動車車主的電池花費，另一方面也使可再生能源產品生產商獲益。目前，國際上不少公司已瞄準了這一技術領域，如Electrovaya公司目前正與加拿大曼尼托巴大學（University?of?Manitoba）合作，研究如何將廢舊鋰電池組合起來，打造一個功率達150千瓦時的原型蓄電系統，并監控該蓄電系統在接入電網時的運轉性能。盡管目前各國正在計劃電動汽車動力電池的回收利用，也有相關但對于動力電池梯次利用的技術可行性及梯次利用技術的評價未見具體報道。

我國目前在廢舊電池的環境管理方面相當薄弱，對于廢舊電池的安全管理并未嚴格執行，絕大多數都和生活垃圾一起處理。早在2003年，國家環境保護總局與國家發展和改革委員會、建設部、科學技術部、商務部曾聯合發布了《廢電池污染防治技術政策》，但至今我國仍然沒有建立起規范、系統的廢電池回收處理體系。對于電動汽車動力電池回收和梯級利用體系方面的具體研究，國內更是鮮見報道。

當動力電池容量衰減到初始容量的70~80%以下時，已不適合繼續做車載動力電池，應拆卸下來。因動力電池在組裝成電池包時，已盡最大可能保證了電池單體間的一致性；而且，動力電池包在車載運行過程中，每個單體電池都經歷了相同的充放電歷程，因此，淘汰的車載鋰離子動力電池包中大多數電池單體的性能差異仍然很小，只有個別電池單體性能劣化嚴重。為了節約二手動力電池再配組過程中的人力成本和設備檢測成本，整車的電池包的再利用應該遵循一個基本原則：二手動力電池應盡量作為一個整體或者分拆成幾個小電池包使用，而不是把電池包全部拆散成一個個單體電池，然后再跟其他車輛上淘汰的車載電池包中的單體電池混用。

由于電動轎車電池包儲能量約為5~50KWh，因此只適合做小規模儲能電源。考慮到將來電動汽車普遍推廣，廢舊電池數量較多，所以二手動力電池最適合的應用領域應該是家庭儲能、難以架設電網的偏遠地區儲能或者其他小規模儲能應用，比如電動摩托車和電動工具的動力電池。作為常規家庭儲能電站時，在電網負載低谷時充電，在電網負載高峰時放電，利用峰谷電價差獲得收益。

由于動力電池包通常由較大的電池單體（如40Ah、45Ah和60Ah等）串聯而成，整個電池包的性能取決于性能最差的電池單體，比如，由60Ah的單體電池串聯而成的電池包，假如其中一個電池單體由于某種偶然因素導致其容量衰減到20Ah并且是整個電池包中容量最小的電池單體，則整個電池包的容量只能達到20Ah，不管其他單體的容量有多高都只能達到20Ah。

而舊動力電池由于經歷了復雜的充放電運行，單體間的差異性相比全新電池要大很多倍，其中性能最差的電池單體已嚴重限制了整個電池包的性能，需要將其拆卸出來。但首先需要先找出電池包中性能最差的電池單體，最可靠的做法是將整個電池包全部拆卸成電池單體，然后每個電池單體都在充放電儀器上循環幾次以測試其比容量，但這也是最費人力和最費設備檢測時間的做法。

發明內容????