動(dòng)力電池系統(tǒng)是整個(gè)電動(dòng)汽車的能量來源，是電動(dòng)汽車最重要的核心零部件，因此其成本也占了電動(dòng)汽車總成本很大一部分在這樣的條件下，如何構(gòu)建一個(gè)合適的回收網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行策略，就成了電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池回收利用的關(guān)鍵工作。本篇研究周報(bào)就針對純電動(dòng)汽車電池的回收問題給出研究建議。

一般而言，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池生命周期的終結(jié)有以下幾種情況：

1)   隨車報(bào)廢：電池的生命終點(diǎn)和整車同樣長久，當(dāng)行駛里程和時(shí)間達(dá)到一定時(shí)間時(shí)，電池隨整車報(bào)廢，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上的電池生命終結(jié)。

2)   保修期內(nèi)更換：電池一般在模組內(nèi)焊接牢固的情況下不允許在電芯層面進(jìn)行維修，而是按照模塊為單位進(jìn)行維修，當(dāng)某些電芯出現(xiàn)放空、漏液或者其他失效情況的時(shí)候，需要更換模組進(jìn)行維修。

3)   電池升級到更高容量：一般出現(xiàn)在新車型的升級上，特別是如寶馬i3 60Ah和94Ah，LEAF 24KWh切換到40KWh這樣典型的里程升級模式，由車企提供一定優(yōu)惠的價(jià)格，讓用戶購買更高容量的電芯。

4)   升級新電池：一般出現(xiàn)在小電池上，在全新條件下，整車?yán)m(xù)航里程往往還可以接受,當(dāng)電池容量下降、電芯一致性出現(xiàn)差異時(shí)，會影響電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，會使客戶不滿意，在這種條件下，伴隨著二手車交易，新的用戶可能會直接購買新電池，這也是廠家獲取舊電池的一種渠道。

國內(nèi)從2009年開始推廣應(yīng)用新能源汽車，跑的最多的那些分時(shí)租賃和其他營運(yùn)的網(wǎng)約車，電池的質(zhì)保期（8年10萬公里）很快就要過了，如果對損壞的電池不進(jìn)行維護(hù)和升級，那么BEV運(yùn)營商的電動(dòng)汽車資產(chǎn)就大幅折損，因此，為降低BEV運(yùn)營商資產(chǎn)的折損速度和幅度，未來汽車企業(yè)可能推出升級電池的服務(wù)。

在報(bào)廢這一傳統(tǒng)模式上，鑒于用戶擁有產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)實(shí)，對報(bào)廢電池進(jìn)行回收需要認(rèn)真評估純電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的價(jià)值，準(zhǔn)確、科學(xué)、規(guī)范的廢舊電池價(jià)值評估標(biāo)準(zhǔn)是電池回收的重要基礎(chǔ)，這點(diǎn)值得我們進(jìn)行細(xì)致的研究。

圖1 電動(dòng)汽車的電池生命終點(diǎn)   

在傳統(tǒng)報(bào)廢模式下，電池徹底走完其生命周期是需要很長時(shí)間的，實(shí)際的情況往往是電池并沒有到報(bào)廢年限或程度，但是汽車性能升級的需求使得車輛/電池很快就回到廠家，所以對于這部分并沒有報(bào)廢的電池，到底該如何處置，真的需要仔細(xì)考慮。

接下來，我們將細(xì)致的把整個(gè)國內(nèi)外建立獲取電池的體制分析清楚，看國外如何在不同階段基于實(shí)際發(fā)掘出舊電池的不同應(yīng)用價(jià)值。

1.  電池的更新服務(wù)（以舊換新）

更新電池的處置模式我們以日產(chǎn)為例。

日產(chǎn)聆風(fēng)（LEAF）是一款較早的電動(dòng)汽車（截至2018年1月全球累計(jì)銷售30萬輛），其電池系統(tǒng)采用被動(dòng)冷卻的方式，因此對于長期的壽命折損（由于較高的溫度引起的）還是比較大的，在2014年，日產(chǎn)是第一個(gè)為純電動(dòng)汽車提供LEAF 24千瓦/時(shí)的電池更新定價(jià)的電動(dòng)汽車公司，當(dāng)時(shí)公布的價(jià)格為5499美元（3.4萬人民幣）。日產(chǎn)的電池更新對于當(dāng)時(shí)的服務(wù)保障來說可謂帶來一針清新劑，當(dāng)時(shí)市場普遍預(yù)期價(jià)格為1.5萬美元；美國很多消費(fèi)者認(rèn)為純電動(dòng)汽車的技術(shù)升級很快，如果如果一直看不到日產(chǎn)公布聆風(fēng)更換電池的價(jià)格，那消費(fèi)者就會認(rèn)為與其買一輛聆風(fēng)，不如租一輛。

日產(chǎn)已經(jīng)考慮了回收舊電池退還的1000美元，這樣保證了電池在不同容量折損下，統(tǒng)一折成價(jià)格以方便處理。

這其實(shí)有點(diǎn)像是日產(chǎn)整體售后和維護(hù)的一部分，因?yàn)闉長EAF進(jìn)行保修，一般也是采取電池?fù)Q包的方案，這在初期是最為普及的。離私人客戶最近的4S店，通過配置一定的新電池包或者維修過的電池包，可以盡快將客戶的故障車進(jìn)行修理，而所需的設(shè)備和培訓(xùn)人員的時(shí)間周期無疑也是最少的。然后通過陸路運(yùn)輸損壞的電池包到電池包原廠或者售后電池處理工廠。

由于日產(chǎn)電池的模組設(shè)計(jì)原因，很難在經(jīng)銷商這里進(jìn)行單體的充放電篩選，進(jìn)行模組的處理，所以其優(yōu)缺點(diǎn)也比較明顯。

優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)迅速，4S店部署容易成本低，維護(hù)覆蓋范圍大。，通過這個(gè)鏈條，可以把整個(gè)售后方面的電池系統(tǒng)統(tǒng)一收回來。但缺點(diǎn)是換下來的電池包需要寄回美國Smyrna的工廠，運(yùn)輸成本太高，而且在全球布置工廠的成本也較高。

圖2 Nissan LEAF電池包和4S店維修區(qū)域

2.  電池的升級服務(wù)（跟蹤最新款）

寶馬在i3電池花的功夫可是不小，從2013年推出i3，到2016年對電池進(jìn)行升級（94Ah，50%的提升），然后到2018年繼續(xù)升級成120Ah（形成對最早版本100%的提升），用戶是可以通過支付費(fèi)用來獲取全新的電池，這樣也使得整車在其他功能完好情況下，實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間的使用。在這樣的條件下：

• 以舊換新，回收回來的電池系統(tǒng)的容量差異很大

• 舊電池系統(tǒng)直接拆解或者進(jìn)行重組就浪費(fèi)了，因?yàn)閺臋C(jī)理上來看，這些電池本質(zhì)的原因是化學(xué)體系升級造成的，設(shè)計(jì)壽命尚未終結(jié)

圖3 寶馬i3 電池升級服務(wù)

在廢舊電池的再利用方面，寶馬的做法是建立舊電池儲存農(nóng)場，回收舊電池作為儲能裝置為工廠和當(dāng)?shù)匕l(fā)電供電。未來寶馬廢舊汽車電池都將回收到儲存農(nóng)場，寶馬i系電動(dòng)車的電池保質(zhì)期過后，電池就會進(jìn)入儲存農(nóng)場，為周邊地區(qū)的電網(wǎng)供電。

3.  用戶付費(fèi)替換服務(wù)的延伸

由于電動(dòng)汽車升級的需要，因此確實(shí)會收回一些半新不舊的電池，所以各個(gè)汽車企業(yè)都需要拓展對這些尚未完全報(bào)廢電池的二次利用。

日產(chǎn)的做法是單獨(dú)組建一個(gè)工廠來做電池的翻新服務(wù)，可謂最為典型。2018年3月26日，日產(chǎn)宣布組建專門從事電動(dòng)汽車鋰離子電池再利用和再處理的工廠，新廠將位于日本東部的浪江町，由日產(chǎn)和住友商事的合資公司4R Energy運(yùn)營，

新組建的工廠將開始回收電動(dòng)車廢舊電池，并篩選狀態(tài)良好的電池面向EV再次銷售。銷售價(jià)格與新品電池相比，將便宜一半以上，例如Leaf 24kwh電池容量的場合，新品是65萬日元，而再次銷售品價(jià)格是30萬日元（不含稅）。日產(chǎn)提供的具體電池價(jià)目表為：

表1 日產(chǎn)在日本的更換再生或全新電動(dòng)汽車電池價(jià)格

在用戶只買新的電池條件下，必然要讓這些半新不舊的電池找到去處。

現(xiàn)在看下來這種半新的電池系統(tǒng)，配對給EV是不合適的，因此各家都在嘗試。比較新穎的是基于單個(gè)電池包的立式街燈，該產(chǎn)品由日產(chǎn)聆風(fēng)車型的廢舊電池和太陽能進(jìn)行供電，不需要依靠電網(wǎng)供電。具體是將LEAF里的廢舊電池集成到街燈中，并在街燈的頂部添置了太陽能模塊，可在白天為電池充電。這些路燈將安裝在2011年福島核電站受災(zāi)的浪江町鎮(zhèn)，其供電將不再依賴于當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)。

圖4 日產(chǎn)聆風(fēng)廢舊電池二次利用的立式街燈

參考文件：

1）Nissan, Sumitomo Corp. and 4R set up plant to recycle electric-car batteries

2）Nissan LEAF batteries to light up Japanese town

3）Nissan starts exchange program for Nissan LEAF batteries in Japan

4）BMW NA testing 94 Ah retrofit on BMW i3 60 Ah in U.S. market

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