2.2.2　退役动力电池梯次利用的产业链

2.2.2.1　梯次利用的产业化

梯次利用更能发挥产品的最大价值，实现循环经济的利益最大化，是更为绿色和环保的做法。但梯次利用所面临的难题和挑战也非常多，如果不能有效解决，就不能实现真正的产业化。退役动力电池性能和规格参差不齐，以及检测配比难度高等因素，也增加了退役动力电池梯次利用产业化的难度。

梯次利用被认为是退役动力电池价值得以最大发挥的有效途径，但理想与现实之间往往会存在很大差距。因为退役动力电池性能、规格等方面存在的差异，退役后的动力电池需要经过多重检测等工序才能进行梯次利用，这成为困扰退役动力电池梯次利用的最大障碍。再加上商业模式、流通机制等方面的问题，真正实现梯次利用还面临着不少困难。

退役动力电池的梯次利用产业链涉及用户（车主或商业运营单位）、车企、动力电池企业、梯次利用企业，如何创造一个共生共赢的产业链生态圈，是必须要考虑的。如果仅仅是后端的梯次利用企业获利，那么用户、车企以及动力电池企业，就没有足够的动力去参与和推动退役动力电池的梯次利用，产业规模就难以形成。

目前，退役动力电池梯次利用项目大部分都处于探索验证阶段，退役动力电池梯次利用的理论易于理解，但在实际应用场景中常遇到一系列问题，问题出在动力电池的产品结构和生产工艺设计上，很多企业为提高动力电池组工作的可靠性，采用激光焊接工艺将动力电池串联起来，或者采用螺栓紧固方法。这样的连接结构造成退役动力电池梯次利用的难度，用户采用退役的动力电池重新组装成动力电池组的成本过大，阻碍了退役动力电池的梯次利用。因此要在动力电池产品结构设计上和生产工艺方面进行大胆创新，方便退役动力电池组的拆装以及维修保养，通过自动化组装设备缩短退役动力电池组装的时间。随着技术进步，多项问题正在逐步解决，助推其商业化应用。

毫无疑问，成本是退役动力电池梯次利用的最大优势，也是退役动力电池梯次利用经济效益的来源。那么如何做到良好的成本控制，将系统成本做到新动力电池产品的1/3，甚至1/5，将直接决定退役动力电池梯次利用是否能够发展成为一个庞大的产业。这既需要政府层面建立相关规范和标准，也需要产业链各环节的企业一起紧密合作，尝试成立电动汽车后市场的产业联盟，大家一起来参与，才能推动产业健康发展。目前，制约退役动力电池梯次利用产业化的主要问题如下。

（1）技术方面　目前退役动力电池梯次利用技术还不成熟，退役动力电池梯次利用需要不断进行技术积累，以确保梯次利用的退役动力电池的安全性及稳定性。退役动力电池梯次利用最大的难点是对退役动力电池品质的分选，动力电池企业对自己生产的退役动力电池品质的分选，有不可比拟的优势，可以把分选技术做得很好。因动力电池生产厂商比较了解本厂退役动力电池组的电芯，并有相应的检测设备，可使电芯得到比较好的分选，从而保证退役动力电池梯次利用的寿命和较低的成本。

（2）动力电池标准化方面　在电动汽车产业发展初期，动力电池的电芯种类多，量又不大，而对动力电池电芯的检测要面对不同类型的动力电池电芯，参数个性化很强。因此，需要重视动力电池单体和动力电池组标准化，在一个企业内部尽可能采用较少规格的动力电池单体，既可以提高生产自动化水平以降低成本和提高产品一致性，又便于今后梯次利用时的拆解和重组。所以，在动力电池设计阶段就要为后续的梯次利用和拆解回收做准备。

促进动力电池标准模块的平台化使用和研究，在动力电池系统设计时，应把动力电池模组标准化、平台化作为降低成本的手段之一。模组的标准化同样有利于梯次利用的降低成本，模组的标准化难度在于车辆空间、平台对动力电池模组的差异需求。设计人员一直在这方面做着努力。德国在这方面比较重视，做得比较出色。其通过标准化模块的应用，成本可以降低30%左右。同样，模块的标准化后，加上梯次利用环节，降低成本的幅度是非常乐观的。

（3）责任监管方面　动力电池厂商不愿意承担退役动力电池梯次利用后的安全风险，不希望退役的动力电池再次流入市场，现有的BMS都是针对某一个电动汽车而进行的设计，大部分采用一些主从式或集中式的动力电池管理系统模块，而这又不适用于储能应用。后期的规划分布式的动力电池管理系统，在模组梯次利用时，匹配一个相对来说扩展性比较好的主板，就可以实现对整个储能应用系统的管理。

（4）商业化应用方面　退役动力电池梯次利用目标市场的匹配性，即如何找到匹配的市场来使用退役动力电池组或动力电池模组（不需要拆解到电芯就能得到应用）。

2.2.2.2　梯次利用的运营模式

在退役动力电池梯次利用和回收尚未发展成熟的情况下，运营模式就显得尤为重要，这关乎成本和盈利等企业切身利益。目前，国内已有企业在退役动力电池的梯次利用和回收方面展开布局，运营模式也各有不同。

对于退役动力电池梯次利用的衍生产品，客户在知情的情况下，会对产品的性能、寿命、可靠性、安全性等心存疑虑，产品的推广会存在一定的阻碍。在产品的推广和应用方面，要充分考虑客户的现状和诉求，多种商业运作方式相结合，在充分帮助客户获利的基础上，获得自己的利益。可充分借鉴其他行业的一些成功经验，如分期付款、分时租赁、盈利后结算、托管运营甚至免费供货（靠后续增值服务）等，探索退役动力电池梯次利用方面的有效运营模式。

①在回收环节，如何以较低的成本拿到退役动力电池，如何降低退役动力电池和模组的拆解难度，如何针对不同PACK流水线和工艺生产的退役动力电池，如何简化测试，如何建立退役动力电池模型等，都会影响后续退役动力电池梯次利用产品的成本。

②在产品开发环节，在退役动力电池的梯次利用过程中，系统集成是关键，退役动力电池模组的混用、系统柔性化设计、BMS鲁棒性设计等，都能有效降低退役动力电池梯次利用产品的物料成本。

③在产品的运维环节，如何确定合理的质保年限，做到智能化的管理，远程诊断和维护等，都会影响退役动力电池梯次利用产品的生命周期成本。

自2016年起，我国开始针对电动汽车动力电池回收利用发布专项政策和相关技术标准。在《电动汽车动力电池回收利用技术政策（2015年版）》中明确提出，新能源汽车实施生产者责任延伸制度，电动汽车生产企业应承担电动汽车退役动力电池回收利用的主要责任，动力电池生产企业应承担电动汽车生产企业售后服务体系之外的退役动力电池回收利用的主要责任，梯次利用动力电池的企业应承担梯次利用后动力电池回收的主要责任，报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的动力电池。

新能源汽车生产运营企业、动力电池制造企业、BMS和PACK企业、储能系统集成商、退役动力电池回收企业由于在梯次利用产业链中所处位置和动力电池资产所有权形式的不同，在开展梯次利用业务过程中选取的商业模式、面临的问题和承担的回收责任也有所差异。一方面，新能源汽车生产企业在开展退役动力电池回收再利用时希望掌握动力电池原始工艺的PACK企业更多地参与其中；另一方面，专业化退役动力电池梯次利用系统集成商还会面临来自退役动力电池回购规模和成本的压力，以及难以获取准确动力电池历史运行数据的困扰。

从技术、市场角度看，整车企业、动力电池企业在退役动力电池梯次利用中的潜在优势如下。

①整车企业在技术方面具有优势，整车企业的优势还在于，回收网络非常成熟，能够有效实现规模和统一回收，也能成为防止流入失控渠道的有效阀门。具体实施的方法和模式，在做好主业的同时，完全可以捆绑配套“三产”副业，像配套零部件企业管理模式一样，形成一种相对固定、自循环的小产业链形式。缩短产业链条，更容易知根知底，保障再利用产品的安全。同时，动力电池在流通区段得到延长，应用领域拓宽，自然分摊了前端动力电池成本。

②动力电池企业，本身就是整车厂配套体系内资源，技术优势更为明显，利用自身测试和原始数据优势，更有条件回收整车企业的退役动力电池。同时，将彻底报废的动力电池出售给第三方回收企业，实现材料良性循环，也是非常有效的降本途径。

所以，整车企业和动力电池企业，建立梯次利用体系的能力都是具备和成熟的。就看国家层面如何引导，企业如何去尝试，承担起社会责任。同时，让利益最大化，有利可图，这是企业行动的基本动力。

由于商业模式不同，拥有动力电池资产所有权的新能源汽车生产运营企业或动力电池生产企业对于梯次利用有着更加长远的规划和更为乐观的态度。采用动力电池换电模式的车载动力电池系统运行2～3年后退役，退役动力电池系统的运行数据存储在云端，通过大数据技术对退役动力电池系统的性能和健康状态进行在线监测，据此分析并筛选退役动力电池组，通过多车并联和灵活控制系统构建比较大规模的储能系统，并选择合适的场景开展示范应用。

2.2.2.3　数据平台

退役动力电池梯次利用在实际应用场景中常遇到一系列问题，随着技术进步，多项问题正在逐步解决，助推其商业化应用。要开展退役动力电池的梯次利用，首先要了解退役动力电池的品质和安全性能。动力电池企业要建立大数据追溯系统平台和对动力电池检测评价方法。该平台包括三套数据系统，分别是电芯研发生产数据系统、动力电池组研发生产数据系统、动力电池组车载运行监控数据系统。三套数据系统对退役动力电池进行系统分析，以此获得能否进入梯次利用市场的大数据，数据包括设计信息、性能数据安全、来料检测等。大数据追溯系统平台包括的数据如下。

（1）电芯研发的生产数据　电芯研发生产数据包括初步检测数据和深层过程控制数据，在初步检测数据方面，每一个电芯都有唯一代码，通过代码可以找到初始的设计信息和生产信息。模组信息包括所有的梯次列表，从这里能够查出电芯在装配过程中具备哪些参数。

（2）动力电池组研发生产数据　动力电池组研发生产数据包括初步检测数据和深层过程控制数据，在初步检测数据方面，每一个动力电池组都有唯一代码，通过代码可以找到初始的设计信息和生产信息。模组信息包括所有的梯次列表，从这里能够查出动力电池组在装配过程中具备哪些参数。

（3）动力电池组车载运行监控数据　动力电池组车载运行监控数据是至关重要的，因为其实时监控动力电池组在实际使用过程中的数据及运行状态。这些数据，除了帮助动力电池企业做好监控预警之外，对企业能否开展梯次利用业务非常有意义。

通过大数据对退役动力电池进行健康评价，包括电芯评估、动力电池组电性能检测、动力电池组的可靠性检测、动力电池组及模组外观检测，以确定退役动力电池能否进入梯次利用市场。梯次利用的解决方案是从车联系统中的动力电池数据库里面，根据已经算出的参量和部分原始数据进行回归性分析，根据IT网络系统和BMS车载算法结合的方式来判断车辆动力电池是需要维修还是需要退役。这么做的好处，就是每个动力电池单体和模组在下车之前就有考虑，进行服务器虚拟分组，配合之后再做个实验即可。

通常情况下，动力电池电芯的性能评估分为寿命评估、安全性评估和可靠性评估，包括动力电池组的可靠性、动力电池组连接件可靠性以及管理系统硬件的可靠性等。通过对退役动力电池组电性能检测能够排除安全隐患，此外，直流内阻的变化、电压差的变化以及动力电池组外形的变化等，都在健康指数的评估内容中。其中，从动力电池组的外形来看，在车载过程中难免会发生意外，比如车祸、内涝，都会引起一系列外部构件的变化，因此动力电池组外形变化也需要评估。