2.2.2　退役動力電池梯次利用的產業鏈

2.2.2.1　梯次利用的產業化

梯次利用更能發揮產品的最大價值，實現循環經濟的利益最大化，是更為綠色和環保的做法。但梯次利用所面臨的難題和挑戰也非常多，如果不能有效解決，就不能實現真正的產業化。退役動力電池性能和規格參差不齊，以及檢測配比難度高等因素，也增加了退役動力電池梯次利用產業化的難度。

梯次利用被認為是退役動力電池價值得以最大發揮的有效途徑，但理想與現實之間往往會存在很大差距。因為退役動力電池性能、規格等方面存在的差異，退役后的動力電池需要經過多重檢測等工序才能進行梯次利用，這成為困擾退役動力電池梯次利用的最大障礙。再加上商業模式、流通機制等方面的問題，真正實現梯次利用還面臨著不少困難。

退役動力電池的梯次利用產業鏈涉及用戶（車主或商業運營單位）、車企、動力電池企業、梯次利用企業，如何創造一個共生共贏的產業鏈生態圈，是必須要考慮的。如果僅僅是后端的梯次利用企業獲利，那么用戶、車企以及動力電池企業，就沒有足夠的動力去參與和推動退役動力電池的梯次利用，產業規模就難以形成。

目前，退役動力電池梯次利用項目大部分都處于探索驗證階段，退役動力電池梯次利用的理論易于理解，但在實際應用場景中常遇到一系列問題，問題出在動力電池的產品結構和生產工藝設計上，很多企業為提高動力電池組工作的可靠性，采用激光焊接工藝將動力電池串聯起來，或者采用螺栓緊固方法。這樣的連接結構造成退役動力電池梯次利用的難度，用戶采用退役的動力電池重新組裝成動力電池組的成本過大，阻礙了退役動力電池的梯次利用。因此要在動力電池產品結構設計上和生產工藝方面進行大膽創新，方便退役動力電池組的拆裝以及維修保養，通過自動化組裝設備縮短退役動力電池組裝的時間。隨著技術進步，多項問題正在逐步解決，助推其商業化應用。

毫無疑問，成本是退役動力電池梯次利用的最大優勢，也是退役動力電池梯次利用經濟效益的來源。那么如何做到良好的成本控制，將系統成本做到新動力電池產品的1/3，甚至1/5，將直接決定退役動力電池梯次利用是否能夠發展成為一個龐大的產業。這既需要政府層面建立相關規范和標準，也需要產業鏈各環節的企業一起緊密合作，嘗試成立電動汽車后市場的產業聯盟，大家一起來參與，才能推動產業健康發展。目前，制約退役動力電池梯次利用產業化的主要問題如下。

（1）技術方面　目前退役動力電池梯次利用技術還不成熟，退役動力電池梯次利用需要不斷進行技術積累，以確保梯次利用的退役動力電池的安全性及穩定性。退役動力電池梯次利用最大的難點是對退役動力電池品質的分選，動力電池企業對自己生產的退役動力電池品質的分選，有不可比擬的優勢，可以把分選技術做得很好。因動力電池生產廠商比較了解本廠退役動力電池組的電芯，并有相應的檢測設備，可使電芯得到比較好的分選，從而保證退役動力電池梯次利用的壽命和較低的成本。

（2）動力電池標準化方面　在電動汽車產業發展初期，動力電池的電芯種類多，量又不大，而對動力電池電芯的檢測要面對不同類型的動力電池電芯，參數個性化很強。因此，需要重視動力電池單體和動力電池組標準化，在一個企業內部盡可能采用較少規格的動力電池單體，既可以提高生產自動化水平以降低成本和提高產品一致性，又便于今后梯次利用時的拆解和重組。所以，在動力電池設計階段就要為后續的梯次利用和拆解回收做準備。

促進動力電池標準模塊的平臺化使用和研究，在動力電池系統設計時，應把動力電池模組標準化、平臺化作為降低成本的手段之一。模組的標準化同樣有利于梯次利用的降低成本，模組的標準化難度在于車輛空間、平臺對動力電池模組的差異需求。設計人員一直在這方面做著努力。德國在這方面比較重視，做得比較出色。其通過標準化模塊的應用，成本可以降低30%左右。同樣，模塊的標準化后，加上梯次利用環節，降低成本的幅度是非常樂觀的。

（3）責任監管方面　動力電池廠商不愿意承擔退役動力電池梯次利用后的安全風險，不希望退役的動力電池再次流入市場，現有的BMS都是針對某一個電動汽車而進行的設計，大部分采用一些主從式或集中式的動力電池管理系統模塊，而這又不適用于儲能應用。后期的規劃分布式的動力電池管理系統，在模組梯次利用時，匹配一個相對來說擴展性比較好的主板，就可以實現對整個儲能應用系統的管理。

（4）商業化應用方面　退役動力電池梯次利用目標市場的匹配性，即如何找到匹配的市場來使用退役動力電池組或動力電池模組（不需要拆解到電芯就能得到應用）。

2.2.2.2　梯次利用的運營模式

在退役動力電池梯次利用和回收尚未發展成熟的情況下，運營模式就顯得尤為重要，這關乎成本和盈利等企業切身利益。目前，國內已有企業在退役動力電池的梯次利用和回收方面展開布局，運營模式也各有不同。

對于退役動力電池梯次利用的衍生產品，客戶在知情的情況下，會對產品的性能、壽命、可靠性、安全性等心存疑慮，產品的推廣會存在一定的阻礙。在產品的推廣和應用方面，要充分考慮客戶的現狀和訴求，多種商業運作方式相結合，在充分幫助客戶獲利的基礎上，獲得自己的利益。可充分借鑒其他行業的一些成功經驗，如分期付款、分時租賃、盈利后結算、托管運營甚至免費供貨（靠后續增值服務）等，探索退役動力電池梯次利用方面的有效運營模式。

①在回收環節，如何以較低的成本拿到退役動力電池，如何降低退役動力電池和模組的拆解難度，如何針對不同PACK流水線和工藝生產的退役動力電池，如何簡化測試，如何建立退役動力電池模型等，都會影響后續退役動力電池梯次利用產品的成本。

②在產品開發環節，在退役動力電池的梯次利用過程中，系統集成是關鍵，退役動力電池模組的混用、系統柔性化設計、BMS魯棒性設計等，都能有效降低退役動力電池梯次利用產品的物料成本。

③在產品的運維環節，如何確定合理的質保年限，做到智能化的管理，遠程診斷和維護等，都會影響退役動力電池梯次利用產品的生命周期成本。

自2016年起，我國開始針對電動汽車動力電池回收利用發布專項政策和相關技術標準。在《電動汽車動力電池回收利用技術政策（2015年版）》中明確提出，新能源汽車實施生產者責任延伸制度，電動汽車生產企業應承擔電動汽車退役動力電池回收利用的主要責任，動力電池生產企業應承擔電動汽車生產企業售后服務體系之外的退役動力電池回收利用的主要責任，梯次利用動力電池的企業應承擔梯次利用后動力電池回收的主要責任，報廢汽車回收拆解企業應負責回收報廢汽車上的動力電池。

新能源汽車生產運營企業、動力電池制造企業、BMS和PACK企業、儲能系統集成商、退役動力電池回收企業由于在梯次利用產業鏈中所處位置和動力電池資產所有權形式的不同，在開展梯次利用業務過程中選取的商業模式、面臨的問題和承擔的回收責任也有所差異。一方面，新能源汽車生產企業在開展退役動力電池回收再利用時希望掌握動力電池原始工藝的PACK企業更多地參與其中；另一方面，專業化退役動力電池梯次利用系統集成商還會面臨來自退役動力電池回購規模和成本的壓力，以及難以獲取準確動力電池歷史運行數據的困擾。

從技術、市場角度看，整車企業、動力電池企業在退役動力電池梯次利用中的潛在優勢如下。

①整車企業在技術方面具有優勢，整車企業的優勢還在于，回收網絡非常成熟，能夠有效實現規模和統一回收，也能成為防止流入失控渠道的有效閥門。具體實施的方法和模式，在做好主業的同時，完全可以捆綁配套“三產”副業，像配套零部件企業管理模式一樣，形成一種相對固定、自循環的小產業鏈形式。縮短產業鏈條，更容易知根知底，保障再利用產品的安全。同時，動力電池在流通區段得到延長，應用領域拓寬，自然分攤了前端動力電池成本。

②動力電池企業，本身就是整車廠配套體系內資源，技術優勢更為明顯，利用自身測試和原始數據優勢，更有條件回收整車企業的退役動力電池。同時，將徹底報廢的動力電池出售給第三方回收企業，實現材料良性循環，也是非常有效的降本途徑。

所以，整車企業和動力電池企業，建立梯次利用體系的能力都是具備和成熟的。就看國家層面如何引導，企業如何去嘗試，承擔起社會責任。同時，讓利益最大化，有利可圖，這是企業行動的基本動力。

由于商業模式不同，擁有動力電池資產所有權的新能源汽車生產運營企業或動力電池生產企業對于梯次利用有著更加長遠的規劃和更為樂觀的態度。采用動力電池換電模式的車載動力電池系統運行2～3年后退役，退役動力電池系統的運行數據存儲在云端，通過大數據技術對退役動力電池系統的性能和健康狀態進行在線監測，據此分析并篩選退役動力電池組，通過多車并聯和靈活控制系統構建比較大規模的儲能系統，并選擇合適的場景開展示范應用。

2.2.2.3　數據平臺

退役動力電池梯次利用在實際應用場景中常遇到一系列問題，隨著技術進步，多項問題正在逐步解決，助推其商業化應用。要開展退役動力電池的梯次利用，首先要了解退役動力電池的品質和安全性能。動力電池企業要建立大數據追溯系統平臺和對動力電池檢測評價方法。該平臺包括三套數據系統，分別是電芯研發生產數據系統、動力電池組研發生產數據系統、動力電池組車載運行監控數據系統。三套數據系統對退役動力電池進行系統分析，以此獲得能否進入梯次利用市場的大數據，數據包括設計信息、性能數據安全、來料檢測等。大數據追溯系統平臺包括的數據如下。

（1）電芯研發的生產數據　電芯研發生產數據包括初步檢測數據和深層過程控制數據，在初步檢測數據方面，每一個電芯都有唯一代碼，通過代碼可以找到初始的設計信息和生產信息。模組信息包括所有的梯次列表，從這里能夠查出電芯在裝配過程中具備哪些參數。

（2）動力電池組研發生產數據　動力電池組研發生產數據包括初步檢測數據和深層過程控制數據，在初步檢測數據方面，每一個動力電池組都有唯一代碼，通過代碼可以找到初始的設計信息和生產信息。模組信息包括所有的梯次列表，從這里能夠查出動力電池組在裝配過程中具備哪些參數。

（3）動力電池組車載運行監控數據　動力電池組車載運行監控數據是至關重要的，因為其實時監控動力電池組在實際使用過程中的數據及運行狀態。這些數據，除了幫助動力電池企業做好監控預警之外，對企業能否開展梯次利用業務非常有意義。

通過大數據對退役動力電池進行健康評價，包括電芯評估、動力電池組電性能檢測、動力電池組的可靠性檢測、動力電池組及模組外觀檢測，以確定退役動力電池能否進入梯次利用市場。梯次利用的解決方案是從車聯系統中的動力電池數據庫里面，根據已經算出的參量和部分原始數據進行回歸性分析，根據IT網絡系統和BMS車載算法結合的方式來判斷車輛動力電池是需要維修還是需要退役。這么做的好處，就是每個動力電池單體和模組在下車之前就有考慮，進行服務器虛擬分組，配合之后再做個實驗即可。

通常情況下，動力電池電芯的性能評估分為壽命評估、安全性評估和可靠性評估，包括動力電池組的可靠性、動力電池組連接件可靠性以及管理系統硬件的可靠性等。通過對退役動力電池組電性能檢測能夠排除安全隱患，此外，直流內阻的變化、電壓差的變化以及動力電池組外形的變化等，都在健康指數的評估內容中。其中，從動力電池組的外形來看，在車載過程中難免會發生意外，比如車禍、內澇，都會引起一系列外部構件的變化，因此動力電池組外形變化也需要評估。