汽车动力电池回收梯次利用的应用与实践郑郧2019年4月清华大学苏州汽车研究院院长助理张家港清研再制造产业研究院常务副院长国家再制造汽车零部件产品质量监督检验中心主任目录清研再制造在汽车动力电池回收梯次利用的应用与实践产业背景与政策第一部分产业政策与背景新能源汽车是汽车产业发展的未来5.420.733.657.82.112.417.119.87.533.150.777.601020304050607080902014201520162017新能源汽车销量（万辆）乘用车商用车合计3.714.725.746.80.810.115.218.44.524.840.965.20102030405060702014201520162017纯电动汽车销量（万辆）纯电动乘用车纯电动商用车合计我国新能源汽车销量增长迅速，纯电动乘用车的增长更为明显。根据“国家十三五规划”，到2020年我国新能源汽车保有量达到500万辆；国家工信部正式发文，我国将在全国推行国六排放标准，不合格的汽车将被淘汰，给新能源汽车留下巨大的市场空间；即将迎来电池的退役报废潮中国汽车研究中心：u预计2020年前后，我国纯电动（含插电式）乘用车和混合动力乘用车的动力电池累计报废量将达到12万——17万吨。为了解决废旧动力电池处理问题、促进新能源产业健康发展，国家已制定了30多项产业政策等文件，大力鼓励发展动力电池梯次利用。其中《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策（2015版）》、《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法（征求意见稿）》等文件均明确要求：大力推动生产者责任制，电动汽车生产企业承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主要责任，梯级利用电池生产企业承担梯级利用电池回收利用的主要责任，报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的动力蓄电池；重点围绕京津冀、长三角、珠三角等新能源汽车发展集聚区域，选择若干城市开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点示范。中国自2009年开始推广新能源汽车，第一批投入市场的新能源车动力电池基本处于淘汰临界点报废电池如何处理Ø在未来5年之内大约有3亿kWh的动力电池进入市场，如之对应的B品电池将高达5000万kWh。Ø在未来3~5年之内每年都有约12~17万吨退役的动力电池。焚烧填埋堆肥p铁、钴、镍等重金属污染生态环境；p正负极材料、隔膜、电解液中的有机物威胁人生安全。p处理成本高，经济效益差；p浪费资源与能源。直接绿色处理如何处理？Ø根据现有新能源汽车的保有量，每年都有大量的退役动力电池，需要合理的处理。报废电池如何处理光伏储能低速电动三轮车拆解、检测、打磨与成组电动汽车电池组n未来3~5年之内每年都有约12~17万吨退役的动力电池，需要合理处理。梯次利用动力电池梯次利用成为充分利用能源的最佳方式之一兼具环保和经济价值，实现了动力电池全寿命综合运用，令退役的动力电池使用价值和经济效益发挥到最大化3月29日,工业和信息化部办公厅、国家开发银行办公厅正式发布的《工业和信息化部办公厅国家开发银行办公厅关于加快推进工业节能与绿色发展的通知》重点支持开展退役新能源汽车动力蓄电池梯级利用和再利用。产业的发展需要重点考虑以下四个问题经济性安全性规范性可持续性•有足够的利润空间•较高的能源利用效率•达到产品应用领域的安全标准和实际要求•较好的产品质量•生产标准化、规模化•高端技术研发与应用•绿色循环化•产业链生态协同•社会价值显著再制造(remanufacture)以产品全寿命周期理论为指导，采用先进再制造工艺和技术，使得再制造产品的质量和性能不低于新品，为消费者节约成本50%，节能60%，节材70%，为国家降低排放80%。再制造概述中国再制造产业发展l位于张家港高新园区l国家级再制造产业示范基地2013年国家发改委批准、全国首批l国家2014年园区循环化改造示范试点园区l以发展智能制造与再制造为核心示范基地规划面积4.3平方公里，一期建设面积1.1平方公里，已完成基础设施建设投入15亿元，聚集标杆型再制造企业20余家，产业规模超过50亿元。园区引进建设了中科院纳米技术园、清研再制造、华夏科技园等，是致力于开发研究纳米技术、IGBT、氢化镓、氢能装备、氢燃料电池、半导体技术等的专业园区。张家港国家再制造产业示范基地富瑞特装发动机再制造综合服务中心国检中心中科院纳米产业园电池梯次利用——张家港产业基础正负极材料电解液添加剂电解质盐电解液天奇艾美德华盛森田化工国泰超威富美实氟特国泰华荣安逸达电芯企业Pack企业生产线与测试设备应用产品制造金帆科技天鹏德朗能金科发力天索尔科技益茂友谊汽车博强聚晟科技力天新能源张家港动力电池产业布局检测技术再制造国检中心国家电池检测中心BMS硬件研发科研院所华东锂电清研再制造研究院智能电力研究院锂源云上科技杰华特核心业务废旧汽车零部件回收拆解清洗检测再制造加工/梯次利用检测装配整机测试包装/贴再制造标签再制造件第二部分清研再制造在汽车动力电池回收梯次利用的应用与实践清研再制造概况长三角中心n区位：位于苏州市张家港市全国百强县第三全国卫生城市2014年12月，为响应国家循环经济建设，进一步加强张家港国家再制造产业示范基地的建设力量，清华大学苏州汽车研究院、张家港政府、上市公司富瑞特装（300228）达成战略合作，成立清研再制造，开展张家港国家再制造产业示范基地公共服务平台建设工作。张家港经济技术开发区富瑞特装清华大学苏州汽车研究院n构成：张家港清研再制造产业研究院张家港清研检测技术有限公司（国家再制造汽车零部件产品质量监督检验中心）张家港清研首创再制造科技有限公司清研再制造产业研究院张家港清研再制造产业研究院n成立于2014年12月n专业面向再制造产业的第一家研究、服务机构；n由清华大学苏州汽车研究院与张家港经济技术开发区合作共建。核心方向n动力电池梯次利用产品；n汽车零部件再制造修复技术与研发服务；n行业标准制定与认证服务（再制造与电池梯次利用标准）；n技术成果转化和产业化支撑；n工程机械再制造；（再制造技术成功应用典范）智能制造与再制造技术n结合三维视觉识别、自动控制、自动拆解等技术应用到动力电池自动拆解线；n开发的专机：新型双丝旋转电弧内孔喷涂装置、动力电池快速智能检测装置战略合作：n与中国铁塔、蜂巢能源、华友钴业在新能源汽车领域、动力电池梯次利用领域、燃料电池检测领域形成战略合作。清研再制造产业研究院梯次电池研发设计平台应用市场销售平台电池回收平台电池生产企业逆向物流与仓储电池成组技术电池维护技术电池管理系统电池梯次标准家庭与微电网电动工具低速电动车UPS/基站电池检测认证产品检测认证检测技术研发新能源汽车企业n已与中国汽车工业协会、清华大学苏州汽车研究院及数十家电池生产企业、新能源汽车制造企业合作开展动力电池回收平台建设。华友钴业奇瑞新能源吉利汽车迈科新能源······清华大学再制造产业研究院杭州协能······清研首创聚晟太阳能华立集团协鑫集团······国家再制造检测中心中环认证江苏分中心UL认证······电池材料回收平台干法湿法生物法赛德美格林美邦普······汽车动力电池回收梯次利用—项目平台n智能柔性线：建成了规划产能18MWH的中试车间、实验室；n特高频主动均衡技术：该技术能大幅提高锂离子电池容量，延长使用寿命；国际先进、国内领先，目前正在市场化转化过程中；n梯次利用电池产品：通过鉴定，目前已应用于电动叉车、共享电动车、电动三轮物流车等，梯次利用电池研发及生产技术处于行业领先地位，2019年预签订合同500万元；汽车动力电池回收梯次利用—核心技术与产品产品中试车间内参观汽车动力电池回收梯次利用—核心方向产品n自主研发的“梯次利用电池溯源管理系统（BTMS）”与新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台（回收利用管理模块）顺利对接，为产品转化奠定基础;n联合研发了动力电池回收梯次利用领域急需的退役动力电池快速检测专机，填补了国内该领域的空白，目前正在市场化转化过程中；清研再制造研究院厂商备案代码为07Dn中国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟和中国电动汽车充电基础设施促进联盟组织15位专家编写《电动汽车安全指南》，担任动力电池回收再利用专题组副组长。n由中国工程院院士吴峰、孙逢春主持，中国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟组织17位专家学者编写《汽车动力蓄电池工程装备发展路线图》n参与编写由工信部、中国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟组织的《2018-2019年中国汽车动力电池产业发展年度报告》n参与编写由资源强制回收产业技术创新战略联盟、中国科学院过程工程研究所、资源与环境安全战略研究中心编制的《中国动力电池回收处理行业发展报告》汽车动力电池回收梯次利用—核心课题参加标准34项（国际标准1项、国标6项、团标17项、行标10项）汽车动力电池回收梯次利用—标准制定与推广牵头制定动力电池梯次利用国家标准TheStandardforEvaluationforRepurposingBatteries,ANSI/CAN/UL1974。郑郧为其标委会专家成员UL推动美国标准建设车用动力电池回收利用拆解规范（已发布）车用动力电池回收利用余能检测（已发布）车用动力电池回收利用包装运输规范车用动力电池回收利用材料回收要求车用动力电池回收利用拆卸要求车用动力电池回收利用梯次利用要求牵头制定再制造标准汽车零部件再制造产品技术规范水泵可再制造汽车零部件分类分级标准发动机可再制造汽车零部件分类分级标准变速箱可再制造汽车零部件分类分级标准起动机可再制造汽车零部件分类分级标准发电机可再制造汽车零部件分类分级标准转向器基于回收梯次利用电池的光伏储能展示系统由张家港清研再制造产业研究院、杭州协能科技股份有限公司、苏州聚晟太阳能科技股份有限公司联合共建于张家港国家再制造产业示范基地内。利用农业光伏、梯次利用动力电池及相关控制系统组成，实现光伏功率为15KW，电池（梯次利用电池）容量为20KWh的离网式光伏储能一体化展示项目。汽车动力电池回收梯次利用——光伏储能系统p退役动力电池恢复再利用技术Ø旧电池容量由原始容量的55%恢复到原始容量的70%；Ø电池容量有原来33Ah提高到42Ah。p结合光伏发电储能技术Ø采用光伏发电，通过蓄电池组输出直流电Ø也可通过逆变器向外输出单相或三相交流电p配装电动汽车智能充电技术Ø使用有线或无线充电技术Ø可加装用电计费系统退役动力电池将梯次电池并离网与光伏、能源结合起来n与协鑫集团共同在青海建设光伏储能40MWH示范项目；n与苏州聚晟太阳能科技股份有限公司合作“天津爱德信柬埔寨微电网（20KWH）项目”；n与清华大学苏州汽车研究院联合研制光伏储能充电桩汽车动力电池回收梯次利用——储能领域汽车动力电池回收梯次利用—检测中心国家再制造汽车零部件产品质量监督检验中心张家港清研检测技术有限公司（法人单位）n我国汽车零部件再制造领域唯一一个国家级质检中心；n具有CAL、CMA、CNAS资质；n建成可靠性与疲劳寿命测试中心、总成性能测试中心、新能源汽车动力锂电池测试中心、氢燃料电池性能测试中心、高速驱动电机测试中心及材料测试中心六大实验室。n具备全套基础的新能源动力电池、传统汽车零部件、高速驱动电机、氢燃料电池的检测资质和能力人才团队n以中科院丁汉院士为首的业内顶尖专家委员团队n在职人员本科及以上学历超过85%。汽车动力电池回收梯次利用—检测能力新能源测试实验室主要面向新能源及动力电池领域产品的检测试验。测试项目主要包括电池安全、充放电性能、针刺、挤压、火烧、跌落、海水浸泡、温湿度等，覆盖电池的各项主要检测项目。六大测试中心u总成性能u氢燃料电池u材料测试—具备全套基础的新能源动力电池、传统汽车零部件、高速驱动电机、氢燃料电池的检测资质和能力u新能源汽车动力锂电池u高速驱动电机u可靠性与疲劳寿命市场n中心成功进入了以吉利汽车、众泰新能源、上汽为代表的整车厂家供应商体系；n成功进入了中国十大电池生产企业中的八家（如比亚迪、力神、国轩、宁德时代、中航锂电、万向等）供应商体系；n成功成为动力电池梯次利用行业最大应用端中国铁塔检测服务商。汽车动力电池回收梯次利用—检测市场再制造产品检测技术发展战略研讨会973项目“机械装备再制造的基础科学问题“课题验收会2017中国动力电池产业发展大会中国创新技术转移大会江苏省氢能及燃料电池汽车产业创新联盟美国再制造考察社会认可与合作2018中国动力电池回收利用产业大会动力电池回收利用产业发展论坛智能制造与再制造检测认证技术发展交流会社会认可与合作致谢