科技之光——新能源汽车用退役动力电池安全性评估方法及梯次利用关键测试技术研究

关键测试技术研究

　　国家高端储能产品质量检验检测中心(江苏)(筹)(以下简称“CEST”)是经国家市场监督管理总局批准的国家级质量检验检测机构。CEST致力于储能领域的检测研究，是国内领先的高端储能产品国际国内认证一站式服务平台。检测能力覆盖电池原辅材料，铅酸蓄电池，锂离子单体、模块及电池组，电池管理系统，新体系动力电池单体、模块和系统，储能系统等全产业链。

　　2022年11月16日，由CEST承担的江苏省市场监督管理局科技计划项目“新能源汽车用退役动力电池安全性评估方法及梯次利用关键测试技术研究”(项目编号：KJ207520)顺利通过了江苏省市场监督管理局组织的项目验收。

项目研究背景

　　2020年我国新能源汽车市场退役动力电池量已达26.69GWh，而到2025年这一数字将激增5倍，达到134.49GWh。退役后的动力电池虽然不能继续用于电动汽车，但通过一定的检测评估与重组过程后，能够用于对电池性能要求低的场合，如部分储能场景，可以进一步提升电池全寿命周期价值。然而动力电池长期工作过程中，由于工况复杂、均衡控制不足、制造工艺差异等诸多方面的原因，使得电池单体或模组之间的不一致性逐步扩大，从而影响储能系统总体输出效果。同时，退役电池来自于多种工况和环境的动力应用场景，其健康状态(SOH)参差不齐，若不能准确判断SOH，一方面会影响对退役电池剩余价值的评判，另一方面容易触发“热失控”等安全问题。

　　因此，解决退役动力电池一致性分选技术和SOH评估技术，是梯次利用过程中首要考虑的问题。现有的电池测试技术中，多是在稳定的测试条件下进行的，对于梯次应用场景下的电池性能难以实现有效的评估，而在真实的场景下验证电池效果会增加测试成本，因此研究储能系统特征工况提取技术，作为退役电池的测试技术标准，能够最大限度地模拟梯次利用阶段的实际工作条件，验证退役电池在多种复杂工况下的综合性能。

项目研究内容

　　项目定位新能源与高效节能领域，针对新能源汽车动力电池大量退役，进行电池模块、电芯进行梯级利用存在安全风险和效率低下的问题，形成新能源汽车退役动力电池的安全性评估方法以及梯次利用应用场景分选的关键测试方法，进而形成科学、合理并满足行业健康发展需求的标准化方法。

　　项目采用基于容量增量分析的退役电池分选方法，并结合FCM算法确定了退役电池一致性分选方法，从老化机理和统计聚类角度使得退役电池分选更科学、更高效;采用基于交流阻抗技术开发梯次电池SOH评估方法，实现梯次利用电池SOH的精准预测。项目还研究了用于BMS等结构件与退役电池同步回收后梯次利用电池组的安全性评估方法。

项目研究成果

　　形成研究报告1份;发表中文核心期刊论文2篇，科技核心期刊论文1篇;申请发明专利2项;形成行业标准建议稿2项，起草江苏省地方标准1项。

　　社会与经济效益

　　项目成果为国内进行梯次利用退役动力电池的安全性评估和梯次利用方法提供指导，有利于实质推动车用退役动力电池的资源综合利用，为国家完善新能源汽车电池回收利用管理办法修订、梯次利用管理制度建设提供技术支撑。江苏省地方标准《电动汽车用退役动力电池分选技术规程》的立项制定，填补了国内相关标准的空白。

　　同时，本项目的研究成果为国家高端储能产品质检中心动力电池检测积累核心技术，持续提升国家高端储能产品质检中心动力电池检测能力，有力促进新能源汽车行业高质量发展。